本發(fā)明涉及一種木質(zhì)素纖維素生物質(zhì)（如秸稈）的轉(zhuǎn)化利用方法，可以實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)化，用以生產(chǎn)飼料、肥料及能源產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時帶來了資源及能源短缺問題和嚴(yán)重的環(huán)境破壞，因此，綠色可再生資源及能源的開發(fā)和利用變得愈感迫切。植物光合作用合成的木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)（如農(nóng)作物秸稈）是可再生資源。秸稈經(jīng)生物轉(zhuǎn)化技術(shù)路線生產(chǎn)生物基產(chǎn)品，使用過程釋放的CO₂能夠被植物光合作用吸收，形成一個完整的、對環(huán)境友好的生態(tài)循環(huán)。中國年產(chǎn)各類農(nóng)作物秸稈9億噸，經(jīng)生物轉(zhuǎn)化，每年可利用價值達(dá)幾萬億人民幣。由于資源豐富和價格相對便宜，秸稈綜合利用可以有效緩解以下問題：

1）飼料蛋白短缺。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，保證家畜必需的蛋白飼料越來越缺乏。在20世紀(jì)末，全球的蛋白質(zhì)短缺量約為2500萬噸，中國蛋白質(zhì)飼料的缺口每年至少達(dá)1200萬噸。秸稈經(jīng)生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)微生物單細(xì)胞蛋白，是緩解飼料蛋白緊缺的有效途徑。

2）化肥大量使用的危害。中國已是世界上最大的化肥生產(chǎn)國。盡管耕地面積還不到全世界總量的10%，但中國的化肥施用量卻接近世界總量的1/3。過量使用化肥不僅使土壤養(yǎng)分單一、肥力迅速下降，嚴(yán)重影響作物品質(zhì)，而且會導(dǎo)致污染物流失，破壞生態(tài)環(huán)境。由于吸收來自化肥的化學(xué)物殘留，施用化肥的農(nóng)產(chǎn)品還會危害人體健康。利用秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥料替代化肥，可大幅度降低化肥使用量。

3）能源短缺及環(huán)境污染。中國的石油資源嚴(yán)重短缺，中石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院發(fā)布《2014年國內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報告》表明，2014年中國石油消費(fèi)達(dá)到5.18億噸，其中進(jìn)口量為3.08億噸，占消費(fèi)總量的比例約為60%；另一方面，當(dāng)前中國生態(tài)環(huán)境問題特別嚴(yán)重，國際能源署（International Energy Agency，IEA）發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2013年中國以CO2總排量83億噸位居世界第一，汽油和柴油等燃燒產(chǎn)生的車輛尾氣不僅是大氣環(huán)境中CO2的主要來源，而且車輛尾氣中的顆粒物、NOX和SOX等污染物更是大中城市霧霾天氣多發(fā)的主要原因之一。利用秸稈生產(chǎn)清潔可再生生物燃料，其潛在規(guī)模達(dá)3億噸，可有效緩解石油短缺和環(huán)境污染。

目前木質(zhì)纖維素生物質(zhì)（如秸稈）利用的途徑有以下幾種：

1.經(jīng)過粗粉碎，加入微生物制劑，然后通過密封固態(tài)貯存發(fā)酵制作青儲或黃儲飼料。該方法采用固體發(fā)酵，發(fā)酵條件（如溫度、pH值）可控性差，木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化率低，發(fā)酵效果不好，可利用營養(yǎng)成分增加不顯著，產(chǎn)品附加值小；

2.經(jīng)過粗粉碎，加入雞糞等混合，通過固態(tài)堆肥制作肥料。該方法同樣存在發(fā)酵條件可控性差，木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化率低，發(fā)酵效果不好，產(chǎn)品附加值小等問題；

3.經(jīng)過粗粉碎或其它預(yù)處理，加入豬糞等混合，放入沼氣池生產(chǎn)沼氣。利用木質(zhì)纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)沼氣時沼氣池反應(yīng)條件（如溫度、pH）沒有有效控制，固體物質(zhì)停留在沼氣池中的時間長（如幾個星期到幾個月），木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化率低，經(jīng)濟(jì)效益差；

4.經(jīng)過粉碎，高溫高壓預(yù)處理，加入纖維素、半纖維素酶水解，加入酵母等微生物生產(chǎn)乙醇或微生物菌體蛋白。利用木質(zhì)纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)乙醇或微生物菌體蛋白時原料通常需要經(jīng)過高溫高壓預(yù)處理，設(shè)備投資成本高，纖維素、半纖維素酶價格高，總體生產(chǎn)成本高，沒有經(jīng)濟(jì)效益，目前基本沒有大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

綜上所述，現(xiàn)有的利用方法要么效率低，要么生產(chǎn)成本高。由于沒有有效的綜合開發(fā)利用技術(shù)，常有農(nóng)戶違禁焚燒秸稈，嚴(yán)重污染環(huán)境。

本發(fā)明的目的在于利用特種微生物菌種自身分泌的纖維素、半纖維素水解酶，通過可控液態(tài)深層發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)飼料、肥料及能源產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個不足，提供一種改進(jìn)的木質(zhì)素纖維素生物質(zhì)（如秸稈）的加工方法，該方法成本低，可控性好，木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化率高。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是：

一種木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)化利用方法，所述方法包括將木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料與微生物混合進(jìn)行發(fā)酵得到發(fā)酵產(chǎn)物的步驟，其中，使所述發(fā)酵在水中、pH 為4.5-9.5、溫度為30-95攝氏度以及厭氧條件下進(jìn)行，所述微生物為選自自產(chǎn)纖維素酶的菌株中的一種或多種的組合；或者所述微生物為選自自產(chǎn)纖維素酶的菌株中的一種或多種與選自自產(chǎn)半纖維素酶的菌株中的一種或多種的組合。

根據(jù)本發(fā)明，所述木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料與水的投料重量比一般為1：4-40。優(yōu)選為1：4-30，更優(yōu)選為1：4-20，具體例如為1：19。

根據(jù)本發(fā)明，所述自產(chǎn)纖維素酶的菌種包括但不限于：梭菌屬(Clostridium)和熱解纖維素菌屬(Caldicellulosiruptor)。 一些具體的自產(chǎn)纖維素酶的菌種實(shí)例包括但不限于：克萊弗雷梭菌(Clostridium clariflavum)，解纖維梭菌(Clostridium cellulolyticum)，植酵梭菌(Clostridium phytofermentans)，熱纖梭菌(Clostridium thermocellum)，斯特米尼斯梭菌(Clostridium straminisolvens)，貝斯其熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor bescii)，產(chǎn)醋酸熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor acetigenus)，解糖熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor saccharolyticus)，克里斯托熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor kristjanssonii)，歐文湖熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor owensensis)，產(chǎn)乳酸醋酸熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor lactoaceticus）等。

所述自產(chǎn)半纖維素酶的菌種包括但不限于：好熱厭氧桿菌屬(Thermoanaerobacterium)，嗜熱厭氧桿菌屬(Thermoanaerobacter)，地芽孢桿菌屬(Geobacillus)，厭氧芽孢桿菌屬(Anoxybacillus )等。一些具體的自產(chǎn)半纖維素酶的菌種的實(shí)例包括但不限于：熱硫化氫好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes)，新西蘭好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium aotearoense)，解多糖好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium polysaccharolyticum)，玉米好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium zeae)，解木聚糖好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium xylanolyticum)，解糖好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium saccharolyticum)，熱解糖好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum)，熱硫化氫嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus)，產(chǎn)乙醇嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)，偽產(chǎn)乙醇嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter pseudethanolicus)，美氏蘭尼嗜熱厭氧桿菌（Thermoanaerobacter mathranii），布氏嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter brockii)，熱葡糖苷酶地芽孢桿菌(Geobacillus thermoglucosidasius)，熱南極地芽孢桿菌(Geobacillus thermantarcticus)，嗜熱脂肪地芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus)，熱解木糖地芽孢桿菌(Geobacillus caldoxylosilyticus)，黃熱厭氧芽孢桿菌(Anoxybacillus flavothermus)，勘察加厭氧芽孢桿菌(Anoxybacillus kamchatkensis)等。

本發(fā)明上述的菌株均是已知的，可通過商購方式從DSMZ（德國微生物菌種保藏中心）或ATCC（美國典型菌種保藏中心)處購買獲得。

根據(jù)本發(fā)明，所述微生物與所述木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料的投料重量比為0.001~0.1：1。優(yōu)選為0.01~0.1：1。

根據(jù)本發(fā)明，所述發(fā)酵的溫度優(yōu)選為40-85攝氏度，更優(yōu)選為50-80攝氏度。所述發(fā)酵的pH為5-8.5，更優(yōu)選為5.5-8。

優(yōu)選地，控制發(fā)酵時間為小于等于14天，進(jìn)一步優(yōu)選的，控制發(fā)酵時間為2-14天，更優(yōu)選地，控制發(fā)酵時間為7-14天。

根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行所述發(fā)酵前或發(fā)酵過程中可加入有利于微生物生長的營養(yǎng)物質(zhì)。在本發(fā)明的一個具體實(shí)施方案中，在進(jìn)行所述發(fā)酵前或發(fā)酵過程中加入酵母提取物。酵母提取物的投加量為木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料的約0.5%~20%，更優(yōu)選5%~10%。

優(yōu)選地，所述方法還包括在進(jìn)行所述發(fā)酵之前對木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料進(jìn)行滅菌的步驟。

根據(jù)本發(fā)明，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料包括各種富含纖維素的工業(yè)、農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物及辦公、生活垃圾（包括但不僅局限于水果渣、甘蔗渣、谷殼、花生秧、瓜藤、酒糟、淀粉渣、木薯渣、油餅粕、棉籽粕、牧草、樹木、雜草、玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、茭白稈、豆稈、棉稈、油菜稈、廢紙、造紙廠廢料、剩菜飯等），原料在進(jìn)行加工前，通常需要粉碎到顆粒大小小于等于10mm，更優(yōu)選小于等于6mm，最優(yōu)選小于等于3mm。

本發(fā)明還提供一種根據(jù)本發(fā)明的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)化利用方法所得的發(fā)酵產(chǎn)物。該發(fā)酵產(chǎn)物包括可溶性糖、有機(jī)酸（鹽）、氨基酸（鹽）、醇、多肽和菌體蛋白中的一種或幾種。其中可溶性糖可以是葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等單糖以及它們的二糖或可溶性多糖中的一種或幾種。其中有機(jī)酸（鹽）可以是甲酸、醋酸、乳酸、丙酸、丁酸等以及它們的有機(jī)酸鹽的一種或幾種。其中氨基酸（鹽）可以是甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、組氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、賴氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、精氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、脯氨酸以及它們的氨基酸鹽中的一種或幾種。其中醇可以是乙醇、丙醇、丁醇等的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體且優(yōu)選方面，所述發(fā)酵產(chǎn)物中含有氨基酸和/或氨基酸鹽、有機(jī)酸和/或有機(jī)酸鹽，以及選擇性的含有可溶性糖、乙醇、多肽和菌體蛋白中的一種或多種，其中更優(yōu)選地，有機(jī)酸和/或有機(jī)酸鹽為甲酸、醋酸、乳酸或它們的鹽。更優(yōu)選的發(fā)酵產(chǎn)物中含有乙醇。

本發(fā)明的發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)過濃縮或分離可作為產(chǎn)品銷售，也可與其他組分配合用于制備各種飼料，肥料或能源產(chǎn)品，在確保飼料，肥料或能源產(chǎn)品復(fù)合使用要求的前提下，大幅降低生產(chǎn)成本。為此，本發(fā)明還涉及發(fā)酵產(chǎn)物在制備肥料、飼料和/或能源產(chǎn)品中的應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明，可將所述發(fā)酵產(chǎn)物直接應(yīng)用于所述肥料、飼料和/或能源產(chǎn)品的制備；或者也可先將發(fā)酵產(chǎn)物中的一種或多種物質(zhì)分離出來，然后再應(yīng)用于制備所述肥料、飼料或能源產(chǎn)品中。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體且優(yōu)選實(shí)施方面，將發(fā)酵產(chǎn)物中的氨基酸分離并濃縮，添加微量或中量元素后制備含氨基酸葉面肥或含氨基酸水溶肥；將發(fā)酵產(chǎn)物中的乙醇分離出來用于制備燃料乙醇；將發(fā)酵產(chǎn)物中的有機(jī)酸例如甲酸、醋酸或乳酸或它們的組合與碳酸鈣、氫氧化鈣、或氧化鈣中和，制備飼料級補(bǔ)鈣添加劑。

由于以上技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢：

本發(fā)明利用菌種自身分泌的纖維素、半纖維素水解酶，并通過液態(tài)發(fā)酵來降解木質(zhì)纖維素，一方面，成本較低，發(fā)酵過程可控性好，另一方面，降解效率高，可實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)化，所得發(fā)酵產(chǎn)物含有氨基酸、有機(jī)酸、多肽、乙醇、菌體蛋白等成分，具有很高和廣泛的工業(yè)及農(nóng)業(yè)應(yīng)用價值。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的一個具體實(shí)施方式中，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料的加工方法包括如下步驟：

（1）木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料經(jīng)過粉碎到顆粒大小小于或等于10mm；

（2）粉碎后的原料與水按原料重量比例大于或等于2.5% 的比例混合，混合物可加入酸或堿含量與原料重量比例小于或等于20%，混合物加熱到溫度大于或等于80攝氏度并保持溫度小于或等于24小時進(jìn)行滅菌。

（3）經(jīng)過滅菌之后的混合物加入反應(yīng)容器中進(jìn)行發(fā)酵，溫度控制在30-95攝氏度區(qū)間內(nèi)，pH控制在4.5-9.5區(qū)間內(nèi)，發(fā)酵反應(yīng)容器中固體原料綜合停留時間小于或等于14天，發(fā)酵操作可以采用間歇發(fā)酵、流加發(fā)酵、或連續(xù)發(fā)酵，發(fā)酵過程采用單菌株或混合菌株共同發(fā)酵。其中，溫度優(yōu)選控制在40-85攝氏度區(qū)間內(nèi)，更優(yōu)選控制在50-80攝氏度區(qū)間內(nèi)。pH優(yōu)選控制在5-8.5區(qū)間內(nèi)，更優(yōu)選控制在5.5-8區(qū)間內(nèi)。

優(yōu)選地，控制發(fā)酵過程在厭氧條件下進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明，單菌株發(fā)酵采用自產(chǎn)纖維素酶的菌種，包括但不限于：梭菌屬(Clostridium)，熱解纖維素菌屬(Caldicellulosiruptor)，一些實(shí)例包括但不限于：克萊弗雷梭菌(Clostridium clariflavum)，解纖維梭菌(Clostridium cellulolyticum)，植酵梭菌(Clostridium phytofermentans)，熱纖梭菌(Clostridium thermocellum)，斯特米尼斯梭菌(Clostridium straminisolvens)，貝斯其熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor bescii)，產(chǎn)醋酸熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor acetigenus)，解糖熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor saccharolyticus)，克里斯托熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor kristjanssonii)，歐文湖熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor owensensis)，產(chǎn)乳酸醋酸熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor lactoaceticus）。

混合菌株發(fā)酵采用兩種或兩種以上自產(chǎn)纖維素酶的菌株共同發(fā)酵，包括但不限于：梭菌屬(Clostridium)，熱解纖維素菌屬(Caldicellulosiruptor)，一些實(shí)例包括但不限于：克萊弗雷梭菌(Clostridium clariflavum)，解纖維梭菌(Clostridium cellulolyticum)，植酵梭菌(Clostridium phytofermentans)，熱纖梭菌(Clostridium thermocellum)，斯特米尼斯梭菌(Clostridium straminisolvens)，貝斯其熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor bescii)，產(chǎn)醋酸熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor acetigenus)，解糖熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor saccharolyticus)，克里斯托熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor kristjanssonii)，歐文湖熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor owensensis)，產(chǎn)乳酸醋酸熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor lactoaceticus）。

混合菌株發(fā)酵也可采用一種或一種以上自產(chǎn)纖維素酶的菌株和一種或一種以上自產(chǎn)半纖維素酶的菌株共同發(fā)酵，其中自產(chǎn)纖維素酶的菌株包括但不限于：梭菌屬(Clostridium)，熱解纖維素菌屬(Caldicellulosiruptor)，一些實(shí)例包括但不限于：克萊弗雷梭菌(Clostridium clariflavum)，解纖維梭菌(Clostridium cellulolyticum)，植酵梭菌(Clostridium phytofermentans)，熱纖梭菌(Clostridium thermocellum)，斯特米尼斯梭菌(Clostridium straminisolvens)，貝斯其熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor bescii)，產(chǎn)醋酸熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor acetigenus)，解糖熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor saccharolyticus)，克里斯托熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor kristjanssonii)，歐文湖熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor owensensis)，產(chǎn)乳酸醋酸熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor lactoaceticus），其中自產(chǎn)半纖維素酶的菌株包括但不限于：好熱厭氧桿菌屬(Thermoanaerobacterium)，嗜熱厭氧桿菌屬(Thermoanaerobacter)，地芽孢桿菌屬(Geobacillus)，厭氧芽孢桿菌屬(Anoxybacillus )，一些實(shí)例包括但不限于：熱硫化氫好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes)，新西蘭好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium aotearoense)，解多糖好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium polysaccharolyticum)，玉米好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium zeae)，解木聚糖好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium xylanolyticum)，解糖好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium saccharolyticum)，熱解糖好熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum)，熱硫化氫嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus)，產(chǎn)乙醇嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)，偽產(chǎn)乙醇嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter pseudethanolicus)，美氏蘭尼嗜熱厭氧桿菌（Thermoanaerobacter mathranii），布氏嗜熱厭氧桿菌(Thermoanaerobacter brockii)，熱葡糖苷酶地芽孢桿菌(Geobacillus thermoglucosidasius)，熱南極地芽孢桿菌(Geobacillus thermantarcticus)，嗜熱脂肪地芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus)，熱解木糖地芽孢桿菌(Geobacillus caldoxylosilyticus)，黃熱厭氧芽孢桿菌(Anoxybacillus flavothermus)，勘察加厭氧芽孢桿菌(Anoxybacillus kamchatkensis)。

本發(fā)明中的發(fā)酵產(chǎn)物可經(jīng)過濃縮或分離作為產(chǎn)品銷售。本發(fā)明中的發(fā)酵產(chǎn)物也可作為中間體經(jīng)過進(jìn)一步加工處理生產(chǎn)其它產(chǎn)品。

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

以下實(shí)施例中未注明的條件為常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件，例如溫度、pH以及厭氧條件的控制均可按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式去進(jìn)行。在無特別說明時，表示含量的“%”為質(zhì)量百分含量。菌種添加比例是相對于原料秸稈粉的重量而言的。

實(shí)施例1

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入克萊弗雷梭菌（Clostridium clariflavum，DSM 19732，添加量1%），溫度控制在約60攝氏度，pH控制在約7.0，厭氧條件下發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率75%。產(chǎn)物中含可溶糖5-9克、氨基酸0.5-1.5克、甲酸0-2克，醋酸3-5克、乳酸0-0.5克、乙醇0-0.5克等。

實(shí)施例2

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入克萊弗雷梭菌（Clostridium clariflavum ，DSM19732，添加量1%）和貝斯其熱解纖維素菌（Caldicellulosiruptor bescii DSM 6725，添加量1%），溫度控制在約63攝氏度，pH控制在約7.0，厭氧條件下，發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率78%。產(chǎn)物含可溶糖3-7克、氨基酸0.3-1.2克、甲酸0-2克、醋酸4-6克、乳酸0.5-1克、乙醇0-0.5克等。

實(shí)施例3

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入克萊弗雷梭菌（Clostridium clariflavum DSM19732，添加量1%）和熱解糖好熱厭氧桿菌（Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum, DSM 571，添加量1%），溫度控制在約55攝氏度，pH控制在約6.8，厭氧條件下，發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率80%。產(chǎn)物含可溶糖0-2克、氨基酸0.3-1.2克、甲酸0-2.5克、醋酸4.5-6.5克、乳酸0-1克、乙醇2-3克等。

對比例1

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入釀酒酵母（添加量1%）和大劑量真菌纖維素酶（1000 毫克蛋白），溫度控制在約37攝氏度，pH控制在約5.0，厭氧條件下，發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率35%。產(chǎn)物含可溶糖3-4.5克、乙醇2-3克，氨基酸0-0.05克、有機(jī)酸0-0.05克。

對比例2

本例基本同實(shí)施例1，不同的是，發(fā)酵不是在控制的厭氧條件下進(jìn)行，菌種基本不生長，轉(zhuǎn)化率基本為零。

對比例3

本例基本同實(shí)施例1，不同的是，采用的微生物為乳酸菌，溫度控制在乳酸菌適宜溫度約30攝氏度，pH控制在約6，發(fā)酵只能消耗玉米秸稈中的可溶性糖，碳水化合物轉(zhuǎn)化率小于10%，產(chǎn)物含乳酸0-2克、醋酸0-0.02克、乙醇0-0.05克，氨基酸0-0.02克。

實(shí)施例4

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入熱纖梭菌（Clostridium thermocellum ，DSM 1313，添加量1%），溫度控制在約60攝氏度，pH控制在約7.0，厭氧條件下發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率75%。產(chǎn)物含可溶糖5-9克、氨基酸0.5-1.5克、甲酸0-0.5克，醋酸2-3克、乳酸0-0.5克、乙醇1-2克等。

實(shí)施例5

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入熱纖梭菌（Clostridium thermocellum， DSM1313，添加量1%）和解糖好熱厭氧桿菌（Thermoanaerobacterium saccharolyticum， DSM 8691，添加量1%），溫度控制在約55攝氏度，pH控制在約6.7，厭氧條件下，發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率78%。產(chǎn)物含可溶糖0-2克、氨基酸0.3-1.2克、甲酸0-0.5克、醋酸3.5-5克、乳酸0-1克、乙醇2-3.5克等。

實(shí)施例6

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入熱纖梭菌（Clostridium thermocellum ，DSM1313，添加量1%）和美氏蘭尼嗜熱厭氧桿菌（Thermoanaerobacter mathranii ，DSM 11426，添加量1%），溫度控制在約60攝氏度，pH控制在約7，厭氧條件下，發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率78%。產(chǎn)物含可溶糖0-2克、氨基酸0.3-1.2克、甲酸0-0.5克、醋酸2.5-3.5克、乳酸2-5克、乙醇1.5-2.5克等。

實(shí)施例7

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入熱纖梭菌（Clostridium thermocellum ，DSM1313，添加量1%）和熱葡糖苷酶地芽孢桿菌（Geobacillus thermoglucosidasius ，DSM 2542，添加量1%），溫度控制在約60攝氏度，pH控制在約7，厭氧條件下，發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率78%。產(chǎn)物含可溶糖0-2克、氨基酸0.3-1.2克、甲酸0-1克、醋酸2.5-3.5克、乳酸3-5克、乙醇2-3克等。

實(shí)施例8

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入熱纖梭菌（Clostridium thermocellum ，DSM1313，添加量1%）和勘察加厭氧芽孢桿菌（Anoxybacillus kamchatkensis，DSM 14988，添加量1%），溫度控制在約60攝氏度，pH控制在約7.0，厭氧條件下，發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率78%。產(chǎn)物含可溶糖0-2克、氨基酸0.3-1.2克、甲酸0-0.5克、醋酸2.5-3.5克、乳酸3-5克、乙醇1.5-2.5克等。

實(shí)施例9

玉米秸稈粉碎至顆粒大小小于等于2mm，取50克秸稈粉添加950克水，在125攝氏度蒸煮1小時滅菌，滅菌后加入5克酵母提取物，然后接入熱纖梭菌（Clostridium thermocellum ，DSM1313，添加量1%）和美氏蘭尼嗜熱厭氧桿菌（Thermoanaerobacter ethanolicus，DSM 2246，添加量1%），溫度控制在約60攝氏度，pH控制在約7，厭氧條件下，發(fā)酵10天。發(fā)酵后碳水化合物轉(zhuǎn)化率78%。產(chǎn)物含可溶糖0-2克、氨基酸0.3-1.2克、甲酸0-0.5克、醋酸2.5-3.5克、乳酸0.5-1.5克、乙醇2-4克等。

實(shí)施例10

上述實(shí)施例中的發(fā)酵產(chǎn)物可制備肥料、飼料或能源產(chǎn)品。其中游離氨基酸可分離濃縮，添加微量或中量元素制備符合國家標(biāo)準(zhǔn)的含氨基酸葉面肥（GB/T 17419--1998）或含氨基酸水溶肥（NY1429--2010）。其中甲酸、醋酸、乳酸可用碳酸鈣、氫氧化鈣、或氧化鈣中和，分離制備飼料級添加劑補(bǔ)鈣。其中乙醇可分離制備燃料乙醇。

以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。