技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供用于生產(chǎn)變性纖維素生物質(zhì)的方法。具體地，在較低能量輸入的情況下使用高壓縮、沖擊和剪切力處理纖維素生物質(zhì)，從而產(chǎn)生易消化并且可由其獲得糖的變性纖維素生物質(zhì)。
背景技術(shù)：
：纖維素和木質(zhì)纖維素的原料以及垃圾例如農(nóng)業(yè)殘余物、木材、林業(yè)垃圾、來(lái)自造紙業(yè)的淤渣、和市政及工業(yè)固體垃圾提供了潛力巨大的可再生原料，用于生產(chǎn)有價(jià)值的產(chǎn)品諸如燃料和其它化學(xué)品。包含碳水化合物聚合物(包括纖維素、半纖維素、和木質(zhì)素)的纖維素和木質(zhì)纖維素的原料以及垃圾一般通過多種化學(xué)、機(jī)械和酶方法進(jìn)行處理以釋放主要的己糖和戊糖，它們?nèi)缓竽芾弥T如熱處理、酶促處理、化學(xué)處理和/或生物處理的方法轉(zhuǎn)換成有用產(chǎn)物。糖從纖維素生物質(zhì)釋放的阻礙包括其受木質(zhì)素和纖維素結(jié)晶度的保護(hù)。預(yù)處理方法，包括蒸汽爆破、熱水、稀酸、氨纖維爆破、堿解、氧化脫木質(zhì)化和有機(jī)溶劑法(Zhao等人，(2012)；Biofuels，BioproductsandBiorefining6(5)：561-579)常用于制備更適用于糖化的纖維素和木質(zhì)纖維素材料的碳水化合物聚合物。機(jī)械粉碎常用于與化學(xué)處理組合使用以制備適合用于糖化的纖維素生物質(zhì)，主要形成生物質(zhì)的更多表面積以加速反應(yīng)?；瘜W(xué)品、化學(xué)品回收、能源輸入和資本設(shè)備的成本使得許多預(yù)處理方法不適合用于商業(yè)生產(chǎn)。在糖化前僅使用機(jī)械處理，其中進(jìn)行僅粉碎，不消除前述阻礙糖釋放的問題：受木質(zhì)素和纖維素結(jié)晶度保護(hù)。然而，僅機(jī)械處理已被用于影響纖維素結(jié)晶度，從而增加糖的釋放，但通常要求高能量輸入。Hick等人(GreenChemistry(2010)12(3)：468-474)實(shí)驗(yàn)地示出在小型(1克批量)振動(dòng)磨機(jī)處，其中球形介質(zhì)與容器的內(nèi)部一起振搖，可充分使纖維素變性用于葡萄糖的完全酶促釋放，但在～500kJ/g以上的能量下，其為～25倍的生物質(zhì)燃燒能(～17-22kJ/g)(McKendryBioresourceTechnology(2002)83(1)第37-46頁(yè))。大型攪拌球磨機(jī)(1kg)可實(shí)現(xiàn)比能的5倍減小至～100kJ/kg。大型碾磨(攪拌球磨)(100kg)的模擬結(jié)果預(yù)測(cè)能量>15kJ/g，或生物質(zhì)的能量的至少75％。在對(duì)形成用于釋放糖的更加能量有效的機(jī)械方法的嘗試中，Takahashi等人(JapanSocietyofMechanicalEngineerscollectedpaper；運(yùn)單號(hào)：2011-JBR-0845；第78號(hào)788(2012-4))使用了齒輪式研磨介質(zhì)磨。將生物質(zhì)在圓柱形室內(nèi)分批研磨，所述圓柱形室圍繞中心軸振動(dòng)。環(huán)形齒輪放置在圓柱形室內(nèi)部作為自由流動(dòng)的介質(zhì)，并且使其在容器振動(dòng)時(shí)圍繞容器的內(nèi)部自由移動(dòng)，使得研磨作用緊貼壁。生物質(zhì)粒徑在20分鐘內(nèi)從55μm平均減少至20μm，并且綜纖維素(組合的纖維素和半纖維素)的糖化效率在60分鐘磨粉時(shí)間下達(dá)到70％左右。實(shí)現(xiàn)上述糖收率所需的比能仍然要求～40-103kJ/g。在Mori等人的類似報(bào)道中(JapanSocietyofMechanicalEngineerscollectedpapers；運(yùn)單號(hào)：2011-JBN-0582；第78號(hào)，787(2012-3))，在不使用齒輪但使用平滑表面的環(huán)的情況下，在連續(xù)高沖擊粉碎振動(dòng)磨中連續(xù)處理生物質(zhì)。綜纖維素的糖化效率就連續(xù)磨粉過程而言在60分鐘的磨粉時(shí)間下達(dá)到～50％，并且就運(yùn)行60分鐘的間歇式方法而言達(dá)到約65％。這些較低的糖收率仍然要求～8-10kJ/g的比能，其為生物質(zhì)可燃能的～40％。材料上的應(yīng)力達(dá)到幾乎20,000psi(137.9MPa)，并且施加的力為＜5,000N。仍然需要木質(zhì)纖維素生物質(zhì)預(yù)處理方法，其使用較低的比能以形成可由其獲得糖的變性纖維素生物質(zhì)。相對(duì)于另選的策略，此類方法可減少能量成本并且增加投資效率。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供用于預(yù)處理纖維素生物質(zhì)準(zhǔn)備糖化或與一種或多種飼用中糖基水解酶組合或上述兩者的組合的方法。因此，本發(fā)明提供用于生產(chǎn)變性纖維素生物質(zhì)的方法，所述方法包括：a)提供纖維素生物質(zhì)的一部分；以及b)向(a)的生物質(zhì)施加至少一組與剪切力組合的至少5,000N的壓縮和沖擊力；其中向生物質(zhì)施加大于5,000psi的接觸應(yīng)力，并且其中產(chǎn)生變性纖維素生物質(zhì)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于生產(chǎn)變性纖維素生物質(zhì)的方法，所述方法包括：a)提供纖維素生物質(zhì)的一部分；以及b)向(a)的生物質(zhì)施加至少一組與剪切力組合的至少1,500N的壓縮和沖擊力以及大于5,000psi的接觸應(yīng)力；其中所述方法中的比能輸入小于被處理的生物質(zhì)部分的總可燃能的40％，并且其中產(chǎn)生變性纖維素生物質(zhì)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供由上述方法生產(chǎn)的纖維素生物質(zhì)，其包含的纖維素具有小于約2.5nm的相干域尺寸且具有大于60％的加工能當(dāng)量。在附加的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含由上述方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)的飼料添加劑組合物，包含變性生物質(zhì)與至少一種飼用中糖基水解酶組合的飼料添加劑組合物，以及飼料添加劑套裝件，飼料或飼料原料，或包含變性生物質(zhì)或變性生物質(zhì)與至少一種飼用中糖基水解酶的組合、以及至少一種礦物和/或至少一種維生素的預(yù)混物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于改善動(dòng)物的生理物理特性的方法，所述方法包括向動(dòng)物施用所述飼料添加劑組合物或所述預(yù)混物，所述飼料添加劑組合物或所述預(yù)混物用改善動(dòng)物的生理物理特性的用途，以及制備飼料原料的方法，所述方法包括使飼料組分與所述飼料添加劑組合物接觸。附圖說明圖1是使用離心運(yùn)動(dòng)賦予壓縮和沖擊力的裝置的圖。圖2是射流磨中粒徑減小機(jī)構(gòu)的圖。圖3是在旋轉(zhuǎn)研磨介質(zhì)和研磨表面之間使用離心力的環(huán)輥磨的圖；A：側(cè)視圖，B：頂視圖。圖4示出雞上消化道(GIT)體外消化程序的示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及利用高力和機(jī)械能的低輸入預(yù)處理纖維素生物質(zhì)的方法，其中制備變性生物質(zhì)產(chǎn)物。所述變性生物質(zhì)產(chǎn)物可被糖化從而制備可用于生產(chǎn)期望的目標(biāo)產(chǎn)物的糖，諸如通過使用生物催化劑發(fā)酵或通過與化學(xué)催化劑反應(yīng)。另選地，糖化變性生物質(zhì)(本文中也被稱為生物質(zhì)水解產(chǎn)物)可用作動(dòng)物飼料或用作飼料添加劑組合物。在飼喂于動(dòng)物之前，可將變性生物質(zhì)產(chǎn)物或糖化的變性生物質(zhì)產(chǎn)物(例如，生物質(zhì)水解產(chǎn)物)與至少一種飼用中糖基水解酶混合或組合。以下定義和縮寫用于權(quán)利要求和說明書的解釋。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“包含”、“包含的”、“包括”、“包括的”、“具有”、“具有的”、“含有”或“含有的”，或者它們的任何其它變型旨在涵蓋非排他性的包括。例如，包含元素列表的組合物、混合物、工藝、方法、制品或裝置不必僅限于那些元素，而可以包括其它未明確列出的元素，或此類組合物、混合物、工藝、方法、制品或裝置固有的元素。此外，除非明確指明相反，“或”是指包含性的“或”而非排他性的“或”。例如，條件A或B滿足下列任一項(xiàng)：A為真實(shí)的(或存在的)且B為虛假的(或不存在的)，A為虛假的(或不存在的)且B為真實(shí)的(或存在的)，以及A和B均為真實(shí)的(或存在的)。此外，涉及元素或組分實(shí)例(即出現(xiàn))的數(shù)目在本發(fā)明元素或組分前的不定冠詞“一個(gè)”或“一種”旨在為非限制性的。因此，應(yīng)將“一個(gè)”或“一種”理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且元素或組分的詞語(yǔ)單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)指代，除非有數(shù)字明顯表示單數(shù)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“發(fā)明”或“本發(fā)明”是非限制性術(shù)語(yǔ)，并且不旨在意指本發(fā)明的任何單獨(dú)實(shí)施方案，而是涵蓋如本說明書和權(quán)利要求所述的所有可能的實(shí)施方案。如本文所用，用術(shù)語(yǔ)“約”修飾本發(fā)明的成分或反應(yīng)物的量時(shí)是指數(shù)值量的變化，它們可能發(fā)生在例如，典型的測(cè)量和用于制備濃縮液或?qū)嶋H使用溶液的液體處理程序中；這些程序中的偶然誤差中；制造、來(lái)源、或用于制備組合物或?qū)嵤┓椒ǖ某煞值募兌鹊牟町愔械取Ｐg(shù)語(yǔ)“約”還涵蓋由于相對(duì)于由特定起始混合物所得的組合物的不同平衡條件而不同的量。無(wú)論是否由術(shù)語(yǔ)“約”來(lái)修飾，權(quán)利要求包括量的等同量。在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語(yǔ)“約”指在報(bào)告數(shù)值10％以內(nèi)，優(yōu)選地在報(bào)告數(shù)值5％以內(nèi)。術(shù)語(yǔ)“可發(fā)酵糖”是指在發(fā)酵過程中能被微生物用作碳源的低聚糖和單糖。術(shù)語(yǔ)“木質(zhì)纖維素”描述了同時(shí)包含木質(zhì)素和至少10重量％纖維素的組合物。木質(zhì)纖維素材料也可包含半纖維素。術(shù)語(yǔ)“纖維素的”描述了包含至少10重量％纖維素或纖維素加半纖維素酶的組合物。纖維素材料也可包含木質(zhì)素。因此，木質(zhì)纖維素材料是纖維素材料的一種類型。纖維素也是指得自谷物加工的富含纖維素和/或半纖維素的組合物，其包括但不限于谷物片段(例如，纖維片段)、副產(chǎn)物(例如全釜餾物、濕餅、干酒糟(DDG)或干酒糟與可溶物(DDGS)、生物質(zhì)后任何液化、糖化、發(fā)酵、SSF和/或其它加工或處理。術(shù)語(yǔ)“糖化”是指由多糖制備糖。糖化可以通過任何方法，其包括酶消化和化學(xué)處理。術(shù)語(yǔ)“預(yù)處理的生物質(zhì)”是指在糖化之前已經(jīng)經(jīng)受預(yù)處理的生物質(zhì)。當(dāng)施用于纖維素生物質(zhì)時(shí)，術(shù)語(yǔ)“變性”是指生物質(zhì)具有在其范圍內(nèi)觀察到晶級(jí)的減小的長(zhǎng)度，這被稱為相干域尺寸。如本文所述，術(shù)語(yǔ)“壓縮力”是指向材料或結(jié)構(gòu)的上的不同點(diǎn)施加向內(nèi)(“推”)力，即不具有總和或定向扭矩的力，以便在一個(gè)或多個(gè)方向上減少其尺寸。在兩個(gè)表面之間施加壓縮力，在所述表面處產(chǎn)生垂直于表面的彎曲的相等且相對(duì)的力矢量。如本文所述，“沖擊力”是當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)主體沖撞時(shí)，在短時(shí)間段內(nèi)施加的高力或沖擊。例如，當(dāng)在短時(shí)間段內(nèi)施加壓縮力時(shí)，這被認(rèn)為是沖擊力。如本文所用，沖擊力是由表面之間的快速壓縮產(chǎn)生的力。其是施加沖擊力的模式，所述模式不同于其中僅通過一個(gè)表面有效施加力到材料上產(chǎn)生力的模式(例如錘磨機(jī)中擺動(dòng)錘撞擊材料)。錘磨或噴射研磨是出于比較目的用于本文的研磨類型，并且不產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的變性纖維素生物質(zhì)。這些被用作本文提及的示例中的對(duì)照處理。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“研磨介質(zhì)”是指研磨機(jī)的研磨室范圍內(nèi)的任何研磨表面，其不包括室本身，所述研磨介質(zhì)包括但不限于球磨機(jī)中的球、棒磨機(jī)中的棒、采用離心力的環(huán)輥磨機(jī)中的輥、采用彈簧和/或液壓力的環(huán)輥磨機(jī)中的輥、彈力盤磨中的環(huán)和彈力盤、以及齒輪式研磨介質(zhì)磨中的齒輪。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“G力”是指實(shí)際加速度與重力加速度的比率，其中重力加速度為～9.8m/s2。例如，如果研磨介質(zhì)的加速度被計(jì)算為～60m/s2，則對(duì)應(yīng)的“G力”為～6G。術(shù)語(yǔ)“纖維素生物質(zhì)”指包含至少10重量％纖維素的任何纖維素或木質(zhì)纖維素材料，并且包括包含纖維素的材料，以及任選還包含半纖維素、木質(zhì)素、淀粉、低聚糖和/或單糖的材料。纖維素類生物質(zhì)還可包含附加的組分，例如蛋白質(zhì)和/或脂質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，纖維素生物質(zhì)可來(lái)源于單一來(lái)源，或者纖維素生物質(zhì)可包括來(lái)源于一種以上來(lái)源的混合物；例如，纖維素生物質(zhì)可包括玉米棒和玉米秸稈的混合物，或草和葉的混合物。此外，纖維素生物質(zhì)混合物可包含纖維素生物質(zhì)和非纖維素生物質(zhì)，其中混合物的纖維素含量為至少10％。纖維素生物質(zhì)包括但不限于生物能作物、農(nóng)業(yè)殘余物、市政固體垃圾、工業(yè)固體垃圾、來(lái)自造紙業(yè)的淤渣、庭園垃圾、木材和林業(yè)垃圾、或它們的組合。纖維素生物質(zhì)的示例包括但不限于玉米棒、作物殘余，諸如玉米皮、玉米秸稈、玉米粒纖維、草、小麥、小麥秸稈、大麥、大麥秸稈、干草、稻稈、柳枝稷、廢紙、甘蔗渣、高梁、大豆、得自研磨谷物或生產(chǎn)過程中使用谷物的組分(諸如玉米纖維片段，DDGS：干酒糟及其可溶物)、樹、枝、根、葉、木屑、鋸末、灌木和灌叢、蔬菜、水果、花和動(dòng)物糞肥、或它們的組合。術(shù)語(yǔ)“生物質(zhì)水解產(chǎn)物”指來(lái)源于生物質(zhì)糖化的產(chǎn)物。生物質(zhì)也可在糖化前進(jìn)行預(yù)處理或預(yù)加工?！懊妇凵w”或“糖化酶聚生體”是酶的集合，通常由微生物分泌，其在本發(fā)明情況下將通常包含一種或多種纖維素酶、木聚糖酶、糖苷酶、木素酶和酯酶。術(shù)語(yǔ)“目標(biāo)化合物”是指任何由發(fā)酵中的微生物生產(chǎn)宿主細(xì)胞產(chǎn)生的產(chǎn)物。目標(biāo)化合物可為宿主細(xì)胞中遺傳工程的酶的途徑的產(chǎn)物或可由內(nèi)源性途徑產(chǎn)生。此外，目標(biāo)化合物可在具有或不具有化學(xué)催化劑的情況下通過化學(xué)反應(yīng)制備。典型的目標(biāo)化合物包括但不限于：酸、醇、烷烴、烯烴、芳烴、醛、酮、生物聚合物、蛋白質(zhì)、肽、氨基酸、維生素、抗生素和藥物。術(shù)語(yǔ)“相干域尺寸”是指平均距離(長(zhǎng)度)，在其范圍內(nèi)觀察到纖維素中的晶級(jí)，即不含結(jié)構(gòu)缺陷的纖維素晶粒大小。術(shù)語(yǔ)“晶體分?jǐn)?shù)”或“結(jié)晶度分?jǐn)?shù)”是指纖維素的結(jié)晶部分與纖維素的總體積(包括非晶態(tài)區(qū)和結(jié)晶區(qū)兩者)的比率。與糖相關(guān)的術(shù)語(yǔ)“收率”是指按總計(jì)算量的百分比計(jì)所得的量。術(shù)語(yǔ)“加工能當(dāng)量”是指通過輸入材料的可燃能減去用于材料加工中的能量的差與輸入材料的可燃能的比率所測(cè)得的能量百分比。如本文所用，“變性生物質(zhì)”是指變性纖維素(包括木質(zhì)纖維素)生物質(zhì)。使用高力和高應(yīng)力研磨預(yù)處理在本發(fā)明方法中，使用機(jī)械力處理纖維素生物質(zhì)(包括木質(zhì)纖維素生物質(zhì))(例如，準(zhǔn)備糖化或準(zhǔn)備與飼用中糖基水解酶組合或它們的組合)。本方法進(jìn)行纖維素生物質(zhì)的機(jī)械變性，使得其制備變性的生物質(zhì)產(chǎn)物。本發(fā)明的機(jī)械變性在短期施加所需力的情況下是有效的，從而提供需要相對(duì)低能量輸入的方法，以便支持商業(yè)上有效的纖維素生物質(zhì)預(yù)處理方法。纖維素生物質(zhì)是指包含至少10％纖維素的任何纖維素或木質(zhì)纖維素材料，例如：生物能作物、農(nóng)業(yè)殘余物、市政固體垃圾、工業(yè)固體垃圾、庭院垃圾、木材和林業(yè)垃圾、以及它們的組合。具體地，纖維素生物質(zhì)可包括：玉米秸稈、玉米棒、玉米粒纖維、草、甜菜漿、小麥秸稈、小麥殼、燕麥秸稈、大麥秸稈、大麥殼、干草、稻稈、稻殼、柳枝稷、芒草、大米草、草蘆、廢紙、甘蔗渣、高梁渣、高梁秸稈、大豆秸稈、從谷物研磨中獲得或使用制備過程中的谷物所獲得的組分(諸如DDGS：干酒糟及其可溶物)、樹、枝、根、葉、木屑、鋸末、棕櫚廢料、灌木和灌叢、蔬菜、水果、花和動(dòng)物糞肥。在各種實(shí)施方案中，可將纖維素生物質(zhì)粉碎，諸如通過錘磨、撕碎、切碎、削斷、圓盤精磨、和/或切割。所用的纖維素生物質(zhì)的顆?？梢詮臉O小的，在微米范圍內(nèi)(即1-999微米)到很大，其中至少一個(gè)尺寸為厘米級(jí)。在一些實(shí)施方案中，本方法的優(yōu)點(diǎn)是其利用纖維素生物質(zhì)的能力，所述纖維素生物質(zhì)具有至少一個(gè)尺寸在一至十厘米尺寸范圍內(nèi)的顆粒，從而要求較少的在先粉碎。例如，在各種實(shí)施方案中，在至少一個(gè)尺寸上的粒度可以為至少約0.25英寸(0.635cm)、0.5英寸(1.27cm)、一英寸(2.54cm)、1.5英寸(3.81cm)、2英寸(5.08cm)、2.5英寸(6.35cm)、或三英寸(7.62cm)。在其它實(shí)施方案中，粒度可以甚至更大。此外，可將纖維素生物質(zhì)干燥，諸如空氣干燥或用熱干燥并任選地利用真空干燥。用于本方法的纖維素生物質(zhì)的含水量一般少于30％。用于本方法的纖維素生物質(zhì)的含水量通常少于20％、15％、10％或更少。干燥的纖維素生物質(zhì)的典型含水量為約7％至約8％。含水量足夠低以向生物質(zhì)提供易碎性。諸如冷凍的技術(shù)可用于增加纖維素生物質(zhì)的脆性/易碎性以允許高含水量生物質(zhì)的研磨。施加于纖維素生物質(zhì)的機(jī)械力是壓縮和沖擊力，其產(chǎn)生正常應(yīng)力和剪切應(yīng)力。應(yīng)力可通過針對(duì)表面的滾動(dòng)作用產(chǎn)生，其中通過在材料上使塊針對(duì)表面滾動(dòng)來(lái)施加力，其中將材料夾持在塊和表面之間形成各向異性應(yīng)力分布(即，剪切，突然壓縮(沖擊)和減壓)。所述塊通常被稱為介質(zhì)?？捎糜谑┘訅嚎s和沖擊力的介質(zhì)類型包括但不限于彈力盤、環(huán)、輥、棒、盤和球。通過這些機(jī)構(gòu)研磨的顆粒還可針對(duì)彼此剪切以用于附加的變性。在一個(gè)實(shí)施方案中，外加力為至少約5,000N，并且應(yīng)力為至少5,000psi?？纱嬖谝粋€(gè)水平的外加力，或可同時(shí)施加的多于一個(gè)水平的力。例如，可存在施加不同強(qiáng)度力的多個(gè)介質(zhì)，如下文所述和圖1中所示。在多個(gè)力的情況下，其包括至少約5,000N的力與至少5,000psi的應(yīng)力?？纱嬖谕瑫r(shí)施加的附加的較低的力(以及應(yīng)力)。在一個(gè)實(shí)施方案中，無(wú)論是施加單個(gè)水平的力還是多個(gè)水平的力，所述力均包括與至少5,000psi的應(yīng)力組合的至少約7,000N的水平。在其它實(shí)施方案中，在單個(gè)力或多個(gè)力的情況下，所述力包括至少約10,000、12,000、15,000、20,000、25,000、50,000、100,000N或更大的水平，其與至少約5,000、8,000、13,000、15,000、18,000、20,000、22,000或25,000psi的應(yīng)力組合。在本方法中，通過不包含任何自由流動(dòng)的介質(zhì)的非振動(dòng)裝置賦予這些力。用于本方法的裝置的介質(zhì)附接到載體上，并且所述力使用離心、液壓或彈簧機(jī)構(gòu)產(chǎn)生并且施加于所述介質(zhì)和/或研磨表面。出于說明的目的，使用離心運(yùn)動(dòng)賦予壓縮、沖擊和剪切力的小型裝置的圖示于圖1中。該裝置是具有自由流動(dòng)介質(zhì)的振動(dòng)磨。示出裝置10的頂視圖。彈力盤12居中位于室18中，其附接到偏心馬達(dá)。在室18中，兩個(gè)環(huán)14和16圍繞彈力盤，一個(gè)在另一個(gè)內(nèi)部。當(dāng)被偏心馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)，彈力盤和環(huán)產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng)，向容納在室中的生物質(zhì)施加壓縮和沖擊力?？捎糜诒痉椒ㄖ械挠糜谫x予壓縮、沖擊和剪切力的不具有自由流動(dòng)介質(zhì)的非振動(dòng)裝置的示例為環(huán)輥磨(Perry’sChemicalEngineers’Handbook，第8版，第21-60頁(yè))。產(chǎn)生離心力的一種該類型磨為離心力輥磨。在一個(gè)實(shí)施方案中，力使用附接到轉(zhuǎn)軸的至少一個(gè)研磨介質(zhì)通過離心力輥磨中的離心運(yùn)動(dòng)施加。研磨介質(zhì)圍繞轉(zhuǎn)軸以角頻率旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生離心力并針對(duì)研磨表面搖擺，從而向在裝置中的介質(zhì)和研磨表面之間的纖維素生物質(zhì)施加壓縮、沖擊和剪切力。在一個(gè)實(shí)施方案中，介質(zhì)是具有至少100千克的塊的物體。該裝置的示例示于圖3中，其中A為側(cè)視圖，并且B為頂視圖(A中標(biāo)記為3B的兩個(gè)箭頭示出頂視圖的區(qū)域)。旋轉(zhuǎn)32的驅(qū)動(dòng)軸20附接到橫桿22，所述橫桿在每個(gè)端部具有鉸鏈26。鉸鏈在每個(gè)端部將棒24附接到橫桿。附接到棒的是旋轉(zhuǎn)34的輥28。在軸翻轉(zhuǎn)時(shí)，棒在鉸鏈處擺動(dòng)36并且輥接觸研磨表面30。圖3B中示出研磨表面30是在驅(qū)動(dòng)軸20旋轉(zhuǎn)時(shí)輥連續(xù)接觸的連續(xù)環(huán)。輥的形狀可以任何方式成錐形，并且研磨表面可以任何方式成角度使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)并且輥擺出時(shí)，輥與研磨表面接觸。接觸可在輥的總表面上，或在輥的大部分表面上。優(yōu)選地，接觸沿輥的長(zhǎng)度是基本上均勻的。該類型磨的離心力與介質(zhì)的質(zhì)量、介質(zhì)的質(zhì)心半徑、和旋轉(zhuǎn)的角頻率有關(guān)，如公式1所述，并且將根據(jù)用于本方法的裝置的這些方面變化。離心力[N]的大小由下列公式描述：F＝mrω2公式1其中m表示介質(zhì)的質(zhì)量[kg]，r表示介質(zhì)的質(zhì)心半徑[m]，并且ω表示旋轉(zhuǎn)的角頻率[rad/s]。由赫茲接觸方程，可計(jì)算通過兩個(gè)圓筒接觸形成的接觸應(yīng)力。就凹圓筒(環(huán))和凸圓筒(輥)而言，由如下公式計(jì)算赫茲接觸半寬b和應(yīng)力σH的計(jì)算：公式2：公式3：其中F為介于兩個(gè)圓筒之間的力(在該情況下為離心力)，E1和E2分別為輥和環(huán)的彈性模量，d1和d2分別為凹面和凸面(例如，輥或環(huán)(或室)的直徑，1為沿圓筒的接觸長(zhǎng)度，并且v1和v2分別為輥和環(huán)的泊松比。在具有低質(zhì)量輥和低質(zhì)心半徑的裝置中，實(shí)現(xiàn)期望的力所需的G力較高(例如，大于15G)，諸如～1,500N和21.5G的G力的組合。然而，期望較低的G力以降低功率要求。在一個(gè)實(shí)施方案中，裝置向纖維素生物質(zhì)施加大于5,000N并且G力小于10G。在另一個(gè)實(shí)施方案中，裝置向纖維素生物質(zhì)施加至少約10,000N并且G力為約5G?；诓僮饕?guī)模，離心力輥磨可容納多種尺寸，諸如介于約12和120英寸之間的環(huán)直徑，介于約4和40英寸之間的輥直徑，和介于約3和30英寸之間的環(huán)和輥的高度。可在約50和約500rpm的rpm值下操作具有不同尺寸的磨。用于本方法中的磨另選地可配備有氣體輸送系統(tǒng)，其具有用于產(chǎn)物回收的再循環(huán)分類器和旋風(fēng)除塵器。氣體組成和進(jìn)料速率可調(diào)節(jié)成防止粉塵爆炸。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可選擇磨尺寸、rpm和所需的馬達(dá)，以驅(qū)動(dòng)磨來(lái)獲得期望的力，這通過上述公式1控制。磨中的停留時(shí)間可通過改變分類器和空氣處理系統(tǒng)來(lái)調(diào)諧，以確保木質(zhì)纖維素材料離開包含變性纖維素的磨。本領(lǐng)域技術(shù)人員可改善系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)所需的力、停留時(shí)間和功率輸出，從而實(shí)現(xiàn)小于輸入的纖維素生物質(zhì)的起始總可燃能的40％的能量輸入。就纖維素生物質(zhì)而言，為實(shí)現(xiàn)大于60％的加工能當(dāng)量，可定制磨尺寸以實(shí)現(xiàn)離心力輥磨中的高性能。介質(zhì)半徑與環(huán)或室半徑之間的比率(本文中被稱為半徑比)是應(yīng)力計(jì)算中的決定性參數(shù)(公式4)。半徑比＝半徑介質(zhì)/半徑室公式4當(dāng)以高離心力操作輥磨時(shí)，對(duì)于任何力大小，優(yōu)選的幾何形狀布置是半徑比等于1∶3(0.33)時(shí)。在半徑比為0.33時(shí)，壓力達(dá)到最大值。就具有中心驅(qū)動(dòng)軸的非振動(dòng)磨而言，最大半徑比為～1∶2(0.5)，其由室半徑和中心軸之間的距離限定。因此，在本方法中，其中離心運(yùn)動(dòng)被用于賦予所述的力，半徑比小于0.5。在一個(gè)實(shí)施方案中，半徑比小于0.4，在一個(gè)實(shí)施方案中，半徑比為約0.33，其用于實(shí)現(xiàn)最大壓力。就經(jīng)加工的纖維素生物質(zhì)而言，期望大約表示1∶3半徑比的磨尺寸以實(shí)現(xiàn)大于60％的能量當(dāng)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，表15中的磨cfRRM-1表示具有40英寸的室直徑、10英寸的輥高度并在90rpm下操作的磨。就該固定的rpm、輥高度和室直徑而言，實(shí)現(xiàn)峰值壓力的最佳輥半徑可以為6.67英寸(16.94cm)(半徑比＝1/3或0.33)。就cfRRM-1的固定環(huán)直徑、輥高度和rpm而言，最小半徑比可以為0.3129以實(shí)現(xiàn)5,000N和5,000psi(34.47MPa)的最小值。系統(tǒng)上的離心力可通過增加或減小塊-環(huán)界面的接觸長(zhǎng)度來(lái)改變(即，使輥和研磨表面更長(zhǎng))。例如，增加接觸長(zhǎng)度有效增加輥的質(zhì)量并因此增加離心力(假設(shè)其它一切均是恒定的，參見公式1)。改變接觸長(zhǎng)度，同時(shí)其它一切均保持恒定將不影響赫茲應(yīng)力計(jì)算。在另一個(gè)實(shí)施方案中，表15中的磨cfRRM-4表示具有100英寸室直徑，29.2英寸輥高度，并以100rpm操作的磨。就固定的rpm、輥高度和室直徑而言，實(shí)現(xiàn)峰值壓力的最佳輥半徑可以為16.67英寸(42.34cm)(半徑比＝1/3或0.33)。就cfRRM-4的固定環(huán)直徑、輥高度和rpm而言，最小半徑比可以為0.0610以實(shí)現(xiàn)5,000N和5,000psi(34.47MPa)的最小值。在最佳半徑比的情況下，諸如表15中的那些，可實(shí)現(xiàn)高得多的力和應(yīng)力。在各種實(shí)施方案中，應(yīng)力大于約5,000、8,000、13,000、15,000、18,000、20,000、22,000或25,000psi(34.37、55.16、89.63、103.42、124.11、137.90、151.68、172.37MPa)。公式6示出由公式3改性的赫茲公式，其示出了上文提及的實(shí)施方案。公式6衍生自公式4和5與公式3的組合，以產(chǎn)生將赫茲接觸理論與半徑比相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)化公式，所述公式限定磨。F＝π*(半徑塊)2*l*(半徑室-半徑塊)*ω2公式5：公式6：在另一個(gè)實(shí)施方案中，使用彈簧和/或液壓機(jī)構(gòu)施加力。以該方式施加力的裝置通常具有一個(gè)或多個(gè)被迫緊貼研磨表面(例如環(huán))的研磨介質(zhì)(例如輥)。所述裝置可通過移動(dòng)研磨表面(諸如通過旋轉(zhuǎn)所述環(huán)所附接的軸)同時(shí)研磨介質(zhì)保持不動(dòng)來(lái)起作用，這導(dǎo)致材料被供給通過介質(zhì)和表面之間并在所述介質(zhì)和表面之間研磨。這種類型的裝置可諸如從FLSmidth(Bethlehem，PA)、ALSTOMPowerInc.(Windsor，CT)、和Babcock&Wilcox(Charlotte，NC)商購(gòu)獲得。另選地，這種類型的裝置可通過移動(dòng)附接到中心轉(zhuǎn)軸的研磨介質(zhì)并保持研磨環(huán)靜止來(lái)起作用。另外，介質(zhì)和表面兩者均可移動(dòng)，但要求相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)以導(dǎo)致研磨。在一個(gè)實(shí)施方案中，每次力的單獨(dú)施加在小于十毫秒內(nèi)進(jìn)行。更典型地，每次力的單獨(dú)施加在1微秒和200微秒之間進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，以小于被處理的纖維素生物質(zhì)的總可燃能的40％的比能輸入施加壓縮、沖擊和剪切力，如下文進(jìn)一步描述的。低能量輸入通過施加所述高力連同纖維素生物質(zhì)的吞吐量來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述吞吐量實(shí)現(xiàn)小于被處理的纖維素生物質(zhì)的總可燃能的40％的功率消耗。高力(＞5,000N)被用于實(shí)現(xiàn)至少5,000psi的應(yīng)力。該方法進(jìn)行纖維素生物質(zhì)的機(jī)械變性，使得其制備變性的生物質(zhì)產(chǎn)物。在恒定功率下，就施加力所經(jīng)過的較短時(shí)間段而言，相比于要求較長(zhǎng)時(shí)間的方法，降低了比能要求，從而提供更加成本有效、能量有效的預(yù)處理方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，施加到纖維素生物質(zhì)的壓縮和沖擊力通過非有意紋理化的表面(如在齒輪環(huán)或齒輪型介質(zhì)中的)來(lái)施加。因此，介質(zhì)的表面和研磨表面被認(rèn)為是平滑的，但在這些表面中可存在缺陷。由于圓形環(huán)的平滑表面的各向同性形式，預(yù)計(jì)耐磨損性較高。將一定量纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成變性產(chǎn)物所需的比能輸入(kJ/g干生物質(zhì))可通過所用裝置的穩(wěn)態(tài)功率輸出[kW]除以吞吐量[g/s]來(lái)計(jì)算。將操作裝置所需的任何輔助設(shè)備諸如鼓風(fēng)機(jī)和分類器的功率輸出加到磨的功率輸出中。與其它方法相比，高力離心裝置的比能輸入減小。在本方法中，利用高壓縮和沖擊力與來(lái)自介質(zhì)相對(duì)于表面的滾動(dòng)作用的一些剪切的組合來(lái)制備變性生物質(zhì)。實(shí)現(xiàn)纖維素生物質(zhì)變性所需的機(jī)械能輸入可與生物質(zhì)的總可燃能相比。生物質(zhì)的總可燃能，或較高的熱值(HHV)或總熱值(GCV)可根據(jù)AmericanSocietyforTestingandMaterialsprocedureASTM-D2015來(lái)測(cè)量。典型的生物質(zhì)的總可燃能值一般介于17,000和22,000kJ/kg干生物質(zhì)之間(McKendryBioresourceTechnology(2002)83(1)第37-46頁(yè))，其中就玉米秸稈而言為18,000kJ/kg干生物質(zhì)并且就木材而言為20,000kJ/kg干生物質(zhì)。從生物質(zhì)的一部分的總可燃能中減去能量輸入用于賦予所得變性生物質(zhì)的加工能當(dāng)量。因此，當(dāng)能量輸入小于生物質(zhì)的一部分的總可燃能的40％時(shí)，生物質(zhì)的加工能當(dāng)量大于生物質(zhì)的一部分的起始總可燃能的60％。在一個(gè)實(shí)施方案中，本方法產(chǎn)生具有大于60％的加工能當(dāng)量的變性纖維素生物質(zhì)。能量輸入可以小于40％、35％、30％、25％或更小，這產(chǎn)生60％、65％、70％、75％或更大的能量當(dāng)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，小于生物質(zhì)飼料的總可燃能的40％的能量輸入用于在環(huán)和彈力盤磨中制備變性纖維素生物質(zhì)，其中至少1,500N的力產(chǎn)生大于5,000psi的應(yīng)力。所述力可以為至少1,500、3,000、5,000、10,000、12,000、15,000、20,000、25,000、50,000、100,000N或更大。所述應(yīng)力可以大于5,000、8,000、13,000、15,000、18,000、20,000、22,000或25,000psi。能量輸入可以小于40％、35％、30％、25％或更小，這分別產(chǎn)生60％、65％、70％、75％或更大的能量當(dāng)量。預(yù)處理與化學(xué)處理組合在各種實(shí)施方案中，所述使用高力的纖維素生物質(zhì)的機(jī)械變性與利用預(yù)處理化學(xué)品處理組合以進(jìn)一步增強(qiáng)加工?？稍诶盟鰤嚎s和沖擊力處理之前、期間或之后使纖維素生物質(zhì)與預(yù)處理化學(xué)品接觸。在力施加期間存在預(yù)處理化學(xué)品時(shí)(當(dāng)在處理之前或期間添加時(shí))，化學(xué)品應(yīng)當(dāng)不消除生物質(zhì)的脆碎度。當(dāng)在機(jī)械變性之后添加預(yù)處理化學(xué)品時(shí)，其通常作為溶液添加?？墒褂迷鰪?qiáng)以下加工，諸如糖化的任何化學(xué)品?？墒褂玫念A(yù)處理化學(xué)品的示例包括酸諸如硫酸、乙酸、鹽酸、磷酸、和磺酸，堿諸如氫氧化鈉、氫氧化銨、氨、氫氧化鈣、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鉀和碳酸鈉，以及溶劑諸如環(huán)丁砜?？稍谶M(jìn)一步處理之前，諸如通過酶促糖化洗滌或處理生物質(zhì)和預(yù)處理化學(xué)混合物，以除去化學(xué)品?？蓪⒒旌衔锵礈旌驼婵者^濾。另選地，混合物可直接用于進(jìn)一步處理。例如，可如本文所述將纖維素生物質(zhì)變性，然后如US7,932,063中所公開的用氨水處理，所述專利文獻(xiàn)以引用方式并入本文，然后通過糖化進(jìn)一步處理并在不洗滌的情況下用于發(fā)酵中。糖化和發(fā)酵可以是獨(dú)立的或同時(shí)的(同時(shí)糖化和發(fā)酵：SSF)，或部分同時(shí)的(在單獨(dú)糖化一段時(shí)間之后進(jìn)行組合的糖化和發(fā)酵)。在其中變性纖維素生物質(zhì)在進(jìn)一步處理之前不用預(yù)處理化學(xué)品處理，或在進(jìn)一步處理之前儲(chǔ)存的各種實(shí)施方案中，可處理變性纖維素生物質(zhì)以減少或消除微生物諸如存在的細(xì)菌和/或酵母。因此，可利用可破壞微生物的滅菌劑處理變性纖維素生物質(zhì)，所述滅菌劑諸如熱、照射、高壓、和過濾以及各種氣體和化學(xué)品諸如漂白劑、臭氧、二氧化氯、氯、溴、碘、環(huán)氧乙烷、或任何其它已知破壞微生物的試劑。變性的纖維素生物質(zhì)通過所述機(jī)械方法處理的纖維素生物質(zhì)具有減小的粒度和減小的長(zhǎng)度，在所述范圍內(nèi)在纖維素中觀察到晶級(jí)，這被稱為相干域尺寸。通過所述機(jī)械方法處理的纖維素生物質(zhì)可用作飼料添加劑組合物或飼料添加劑組合物的部分或作為原料或原料的部分。生物質(zhì)不僅粒度減小，而且被變性，這增強(qiáng)了其發(fā)生糖化和/或用于與飼料中酶組合的能力。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供通過上述方法生產(chǎn)的纖維素生物質(zhì)，其具有小于約2.5nm的相干域尺寸。在一些情況下，纖維素的總體結(jié)晶分?jǐn)?shù)也降低。變性生物質(zhì)通常具有小于200μm的粒度。所述粒度可小于200μm、150μm、100μm、50μm或更小。因此，本方法生產(chǎn)變性纖維素生物質(zhì)，其具有小于約2.5nm的相干域尺寸且具有大于60％的加工能當(dāng)量。這種處理的纖維素生物質(zhì)是變性材料，其可以被糖化從而以相對(duì)于不經(jīng)歷本發(fā)明機(jī)械處理的材料更高的收率制備糖。在一些實(shí)施方案中，所得材料的糖化產(chǎn)生基于可能的糖總收率，比由具有相同粒度但不變性的纖維素生物質(zhì)產(chǎn)生的收率大至少約15％(即40％至55％是15％收率增加)的葡萄糖和葡萄糖低聚物以及木糖和木糖低聚物的組合收率。在各種實(shí)施方案中，將所得的材料糖化以產(chǎn)生糖和糖低聚物，其具有這些糖的總的可能收率的至少約50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或更大的葡萄糖、葡萄糖低聚物、木糖和木糖低聚物的組合收率。在一些實(shí)施方案中，將所得材料糖化以產(chǎn)生糖和糖低聚物，其具有至少約50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％的葡萄糖和葡萄糖低聚物收率。在一些實(shí)施方案中，將所得材料糖化以產(chǎn)生糖和糖低聚物，其具有至少約50％、55％、60％、65％、70％、或74％的木糖和木糖低聚物收率。實(shí)施方案包括以這些含量中任一種產(chǎn)生的葡萄糖和葡萄糖低聚物、以及木糖和木糖低聚物的任何組合。葡萄糖和木糖的收率將取決于所用的糖化方法。例如，酶促糖化將通常產(chǎn)生高收率的葡萄糖和較低收率的木糖，并且一些化學(xué)糖化方法將通常產(chǎn)生高收率的木糖和較低收率的葡萄糖。糖化糖化可通過酶促處理或化學(xué)處理來(lái)進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，在合適的糖化條件下使用本方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)產(chǎn)物與糖化酶聚生體接觸以制備可發(fā)酵糖。在糖化之前，可使預(yù)處理的生物質(zhì)達(dá)到期望的含水量并處理以改變pH、組成或溫度使得糖化酶聚生體中的酶將有活性。可通過添加固體或液體形式的酸改變pH。另選地，可利用可從發(fā)酵中回收的二氧化碳(CO2)降低pH。例如，如果存在足夠的液體，可從發(fā)酵罐中收集CO2并將其進(jìn)料到閃蒸槽中的預(yù)處理產(chǎn)物頂部空間或起泡通過預(yù)處理生物質(zhì)，同時(shí)監(jiān)控pH，直至達(dá)到所需的pH?？墒箿囟冗_(dá)到下文提到的適合糖化酶活性的溫度。通常，合適的條件可包括在約40℃和50℃之間的溫度以及在約4.8和5.8之間的pH。通常在約72小時(shí)或更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)典型的酶促糖化。糖化條件通常包括為約10％或更大的固體。纖維素或木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)的酶促糖化通常利用酶組合物或共混物來(lái)降解纖維素和/或半纖維素并且產(chǎn)生包含糖(諸如例如葡萄糖、木糖和阿拉伯糖)的水解產(chǎn)物。糖化酶概述于Lynd，L.R.等人(Microbiol.Mol.Biol.Rev.，66：506-577，2002)中。使用至少一種酶，并且通常使用糖化酶共混物，其包含一種或多種糖苷酶。糖苷酶水解二糖、低聚糖和多糖的醚鍵，并且存在于廣義“水解酶”(EC3.)的酶分類EC3.2.1.x(EnzymeNomenclature1992，AcademicPress，SanDiego，CA，以及增補(bǔ)1(1993)、增補(bǔ)2(1994)、增補(bǔ)3(1995)、增補(bǔ)4(1997)和增補(bǔ)5[分別在Eur.J.Biochem.，223：1-5，1994；Eur.J.Biochem.，232：1-6，1995；Eur.J.Biochem.，237：1-5，1996；Eur.J.Biochem.，250：1-6，1997；以及Eur.J.Biochem.，264：610-6501999中])中。本發(fā)明的方法中可用的糖苷酶可根據(jù)它們水解的生物質(zhì)組分進(jìn)行分類。可用于本發(fā)明方法中的糖苷酶可包括纖維素水解糖苷酶(例如，纖維素酶、內(nèi)切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、纖維二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶)、半纖維素水解糖苷酶(例如，木聚糖酶、內(nèi)切木聚糖酶、外切木聚糖酶、β-木聚糖苷酶、阿拉伯糖基木聚糖酶、甘露聚糖酶、半乳糖酶、果膠酶、葡糖苷酸酶)和淀粉水解糖苷酶(例如，淀粉酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、異淀粉酶)。此外，將其它活性物質(zhì)加入糖化酶聚生體(諸如肽酶(EC3.4.x.y)、脂肪酶(EC3.1.1.x和3.1.4.x)、木素酶(EC1.11.1.x)、乙酰木聚糖酯酶(EC3.1.1.72)或阿魏酸酯酶(EC3.1.1.73)中以促進(jìn)多糖從生物質(zhì)的其它組分中釋放可以是可用的。本領(lǐng)域熟知生產(chǎn)多糖水解酶的微生物常常表現(xiàn)出某種活性，諸如降解纖維素的能力，該活性由具有不同底物特異性的若干種酶或一組酶催化。因此，來(lái)自微生物的“纖維素酶”可包括一組酶、一種或多種酶或所有酶，它們都可有助于纖維素降解活性。取決于獲取酶時(shí)利用的純化方案，商業(yè)或非商業(yè)酶制劑(諸如纖維素酶)可包括多種酶?？捎糜谔腔脑S多糖基水解酶和它們的組合物公開于WO2011/038019中。在一個(gè)實(shí)施方案中(具體地涉及動(dòng)物飼料或動(dòng)物飼料添加劑組合物的制備)，糖化酶可包含至少以下活性：內(nèi)切葡聚糖酶活性和β-葡糖苷酶。具有此類活性的商業(yè)酶可諸如以商品名購(gòu)買(購(gòu)自DSM/Novozymes)。適當(dāng)?shù)?，糖化酶還可包括內(nèi)切木聚糖酶活性。具有此類活性的商業(yè)酶可以商品名諸如DuetTM(購(gòu)自Danisco(現(xiàn)為DuPont))、TrioTM(購(gòu)自Danisco(現(xiàn)為DuPont))購(gòu)買。內(nèi)切葡聚糖酶活性在本文中被稱為內(nèi)切-1，4-β-D-葡聚糖酶活性。內(nèi)切葡聚糖酶是催化纖維素、地衣聚糖和谷類β-D葡聚糖中的(1→4)-β-D-糖苷鍵內(nèi)切水解的酶。換句話講，本文定義的內(nèi)切葡聚糖酶活性是指將纖維素、地衣聚糖和谷類β-D葡聚糖中的(1→4)-β-D-糖苷鍵內(nèi)切水解的酶的活性。根據(jù)E.C.分類法，可將內(nèi)切葡聚糖酶活性歸類為E.C.3.2.1.4。內(nèi)切葡聚糖酶的別名是β-葡聚糖酶。內(nèi)切木聚糖酶活性可為內(nèi)切-1，4-β-木聚糖酶活性。優(yōu)選地，內(nèi)切木聚糖酶內(nèi)切水解木聚糖中的(1→4)-β-D-木糖苷鍵。優(yōu)選地，內(nèi)切木聚糖酶被歸類為E.C.3.2.1.8。本文定義的β-葡萄糖苷酶活性，為水解末端非還原性β-D-葡糖基殘基并釋出β-D-葡萄糖的活性。根據(jù)E.C.分類法，可將β-葡萄糖苷酶活性歸類為E.C.3.2.1.21。在一個(gè)實(shí)施方案中，糖化酶可不包含或基本上不包含β-木糖苷酶活性和/或α-L-阿拉伯呋喃糖酶活性。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“不存在”或“無(wú)”是指酶組合物不具有β-木糖苷酶活性并且不具有α-阿拉伯呋喃糖酶活性。如本文所用，提及β-木糖苷酶活性和/或α-L-阿拉伯呋喃糖酶活性的術(shù)語(yǔ)“基本上不存在”和“基本上無(wú)”是指如使用本文所教導(dǎo)的“β-木糖苷酶活性測(cè)定”所測(cè)定的小于0.05單位/mgβ-木糖苷酶活性(適當(dāng)?shù)匦∮?.04單位/mg，適當(dāng)?shù)匦∮?.03單位/mg，適當(dāng)?shù)匦∮?.02單位/mg)的活性和/或如使用本文所教導(dǎo)的“α-L-阿拉伯呋喃糖酶活性測(cè)定”所測(cè)定的小于0.05單位/mgα-L-阿拉伯呋喃糖酶活性(適當(dāng)?shù)匦∮?.04單位/mg，適當(dāng)?shù)匦∮?.03單位/mg，適當(dāng)?shù)匦∮?.02單位/mg)的活性?！癇-木糖苷酶活性測(cè)定”β-木糖苷酶的底物是對(duì)硝基苯基β-D-木吡喃糖苷(pNβxp)(Sigma)。試劑：1.0.05M乙酸鈉緩沖液pH4.8：將4.1g乙酸鈉(無(wú)水)加入1L容量瓶中并用MilliQ水填充至1L。pH至4.8并過濾。2.底物溶液-1.0mMpNβxp：將0.03g4-硝基苯基B-D-木吡喃糖苷加入100mL容量瓶中并使用0.05M乙酸鈉緩沖液填充至100mL。混合直至溶解。3.1M碳酸鈉：將21.2g碳酸鈉(無(wú)水)加入200mL的MilliQ水中并且混合直至溶解。標(biāo)準(zhǔn)曲線生成：儲(chǔ)備液的制備：將0.05g4-硝基酚(Sigma1048)加入15mL錐形管中，并且與5mL190純度乙醇渦旋直至溶解。將溶液倒入100mL容量瓶中，通過用MilliQ水沖洗錐形管并將內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到燒瓶中而確保轉(zhuǎn)移整個(gè)溶液。用MilliQ水將燒瓶填充至100mL并完全混合。由儲(chǔ)備液在15mL錐形管中制備4組以下稀釋液(總共20管)：向每個(gè)管中添加：1mLpNβxp底物溶液、1mL碳酸鈉溶液、10mLMilliQ水、100uL標(biāo)準(zhǔn)稀釋液。通過加入200uL乙酸鈉緩沖液代替標(biāo)準(zhǔn)稀釋液制備空白試劑。將試管渦旋。在400nm下用MilliQ水將分光光度計(jì)調(diào)成空白。在400nm下測(cè)量并記錄每個(gè)樣品的吸光度。從樣品的吸光度中減去空白試劑的吸光度。酶稀釋液的制備：酶樣品應(yīng)當(dāng)用乙酸鈉緩沖液稀釋使得最終吸光度(樣品吸光度-空白試劑吸光度)介于0.2和0.4之間。這將確保在測(cè)定的線性范圍內(nèi)測(cè)量活性。制備從1∶10至1∶100,000的系列稀釋液以幫助確定將在測(cè)定的線性范圍內(nèi)的稀釋液。測(cè)定：將每個(gè)樣品管和空白試劑管中的1mLpNβxp底物在50C水浴中溫育直至底物平衡至50C(5-10min)。將計(jì)時(shí)器設(shè)為10min，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，并以10秒時(shí)間間隔將200uL樣品加入其各自的錐形管中并將200uL乙酸鈉緩沖液加入空白試劑管中。在10min結(jié)束時(shí)，以10秒時(shí)間間隔將1mL碳酸鈉加入每個(gè)試管中以淬滅反應(yīng)。從水浴中移除，將10mLMilliQ水加入每個(gè)試管中并渦旋。在分光光度計(jì)上在400nm下讀取每個(gè)樣品并減去空白試劑以獲得樣品的最終吸光度。使用以下公式計(jì)算以pNβxpU/mL為單位的β-木糖苷酶活性：[(Δabs-yint.)×稀釋因子]/斜率×10。α-L-阿拉伯呋喃糖酶(E.C.3.2.1.55)可將阿拉伯聚糖水解成L-阿拉伯糖?！唉?L-阿拉伯呋喃糖酶活性測(cè)定”α-L-阿拉伯呋喃糖酶的底物為對(duì)硝基苯基-α-L-阿拉伯呋喃糖苷(pNαLaf)試劑：1.0.05M乙酸鈉緩沖液pH4.8：將4.1g乙酸鈉(無(wú)水)加入1L容量瓶中并用MilliQ水填充至1L。pH至4.8并過濾。2.底物溶液-1.0mMpNαLaf：將0.03g4-硝基苯基α-L-阿拉伯呋喃糖苷加入100mL容量瓶中并使用0.05M乙酸鈉緩沖液填充至100mL?；旌现敝寥芙?。3.1M碳酸鈉：將21.2g碳酸鈉(無(wú)水)加入200mL的MilliQ水中并且混合直至溶解。標(biāo)準(zhǔn)曲線生成：儲(chǔ)備液的制備：將0.05g4-硝基酚(Sigma1048)加入15mL錐形管中，并且與5mL190純度乙醇渦旋直至溶解。將溶液倒入100mL容量瓶中，通過用MilliQ水沖洗錐形管并將內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到燒瓶中而確保轉(zhuǎn)移整個(gè)溶液。用MilliQ水將燒瓶填充至100mL并完全混合。由儲(chǔ)備液在15mL錐形管中制備4組以下稀釋液(總共20管)：向每個(gè)管中添加：1mLpNαLaf底物溶液、1mL碳酸鈉溶液、10mLMilliQ水、100uL標(biāo)準(zhǔn)稀釋液。通過加入200uL乙酸鈉緩沖液代替標(biāo)準(zhǔn)稀釋液制備空白試劑。將試管渦旋。在400nm下用MilliQ水將分光光度計(jì)調(diào)成空白。在400nm下測(cè)量并記錄每個(gè)樣品的吸光度。從樣品的吸光度中減去空白試劑的吸光度。酶稀釋液的制備：酶樣品應(yīng)當(dāng)用乙酸鈉稀釋使得最終吸光度(樣品吸光度-空白試劑吸光度)介于0.2和0.4之間。這將確保在測(cè)定的線性范圍內(nèi)測(cè)量活性。制備從1∶10至1∶100,000的系列稀釋液以幫助確定將在測(cè)定的線性范圍內(nèi)的稀釋液。測(cè)定：將每個(gè)樣品管和空白試劑管中的1mLpNαLaf底物在50C水浴中溫育直至底物平衡至50C(5-10min)。將計(jì)時(shí)器設(shè)為10min，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器并且以10秒時(shí)間間隔將200uL樣品加入其各自的錐形管中并將200uL乙酸鈉緩沖液加入空白試劑管中。在10min結(jié)束時(shí)，以10秒時(shí)間間隔將1mL碳酸鈉加入每個(gè)試管中以淬滅反應(yīng)。從水浴中移除，并且將10mLMilliQ水加入每個(gè)試管中并渦旋。在分光光度計(jì)上在400nm下讀取每個(gè)樣品并減去空白試劑以獲得樣品的最終吸光度。使用以下公式計(jì)算以pNαLafU/mL為單位的α-L-阿拉伯呋喃糖酶活性：[(Δabs-yint.)×稀釋因子]/斜率×10。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于本發(fā)明的酶組合物具有如使用本文所教導(dǎo)的“β-木糖苷酶活性測(cè)定”所測(cè)定的小于0.05單位/mgβ-木糖苷酶活性(適當(dāng)?shù)匦∮?.04單位/mg，適當(dāng)?shù)匦∮?.03單位/mg，適當(dāng)?shù)匦∮?.02單位/mg)和如使用本文所教導(dǎo)的“α-L-阿拉伯呋喃糖酶活性測(cè)定”所測(cè)定的小于0.05單位/mgα-L-阿拉伯呋喃糖酶活性(適當(dāng)?shù)匦∮?.04單位/mg，適當(dāng)?shù)匦∮?.03單位/mg，適當(dāng)?shù)匦∮?.02單位/mg)。在一個(gè)實(shí)施方案中，酶組合物可不包含或基本上不包含β-木糖苷酶活性和/或不包含或基本上不包含α-L-阿拉伯呋喃糖酶活性。在一個(gè)實(shí)施方案中，酶組合物可不包含β-木糖苷酶活性并且不包含α-L-阿拉伯呋喃糖酶活性。糖化酶可商購(gòu)獲得。此類酶包括例如CP纖維素酶、木聚糖酶、1500、DUET、和TrioTM(DupontTM/Wilmington，DE)，以及Novozyme-188(Novozymes，2880Bagsvaerd，Denmark)。此外，糖化酶可以是未經(jīng)純化的并以細(xì)胞提取物或全細(xì)胞制劑的形式提供。可使用已經(jīng)工程化以表達(dá)一種或多種糖化酶的重組微生物來(lái)制備所述酶。用于糖化的另外酶類包括例如糖基水解酶，諸如GH3、GH39、GH43、GH55、GH10和GH11家族的成員。GH是一組酶，其水解兩個(gè)或更多個(gè)碳水化合物之間的糖苷鍵，或碳水化合物與非碳水化合物部分之間的糖苷鍵。GH家族基于序列類似性進(jìn)行分類，并且所述分類可在碳水化合物-活性酶(CAZy)數(shù)據(jù)庫(kù)中得到(Cantarel等人(2009)NucleicAcidsRes.37(數(shù)據(jù)庫(kù)專刊)：D233-238)。這些酶的某一些能夠作用于多種底物并且作為糖化酶表現(xiàn)出效能。糖苷水解酶家族3(“GH3”)的酶有許多已知的活性，包括，例如，β-葡糖苷酶(EC：3.2.1.21)；β-木糖苷酶(EC：3.2.1.37)；N-乙?；?氨基葡糖苷酶(EC：3.2.1.52)；葡聚糖β-1，3-葡糖苷酶(EC：3.2.1.58)；纖維糊精酶(EC：3.2.1.74)；外切-1，3-1，4-葡聚糖酶(EC：3.2.1)；和/或β-半乳糖苷酶(EC3.2.1.23)活性。糖苷水解酶家族39(“GH39”)的酶還具有許多已知活性，包括，例如，α-L-艾杜糖醛酸酶(EC：3.2.1.76)和/或β-木糖苷酶(EC：3.2.1.37)活性。糖苷水解酶家族43(“GH43”)的酶具有許多已知活性，包括，例如，L-α-阿拉伯呋喃糖酶(EC3.2.1.55)；β-木糖苷酶(EC3.2.1.37)；聚阿拉伯糖內(nèi)切酶(EC3.2.1.99)；和/或半乳聚糖1，3-β-半乳糖苷酶(EC3.2.1.145)活性。糖苷水解酶家族51(“GH51”)的酶已知具有，例如，L-α-阿拉伯呋喃糖酶(EC3.2.1.55)和/或內(nèi)切葡聚糖酶(EC3.2.1.4)活性。糖苷水解酶家族10(“GH10”)詳細(xì)的描述于Schmidt等人，1999，Biochemistry38：2403-2412和LoLeggio等人，2001，F(xiàn)EBSLett509：303-308中，并且糖苷糖水解酶家族11(“GH11”)描述于Hakouvainen等人(1996，Biochemistry35：9617-24)中。本方法的變性生物質(zhì)可在如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的適于糖化的條件下使用糖化化學(xué)處理來(lái)糖化?？墒褂玫幕瘜W(xué)糖化方法包括用糖化化學(xué)品諸如無(wú)機(jī)酸包括HCl和H2SO4處理，如本文中實(shí)施例7所示的。液體酸以及固體酸，包括金屬氧化物、基于磺化含碳的酸和基于聚合物的酸用于水解纖維素的用途描述于Huang和Fu((2013)GreenChem.15：1095-1111)中。有機(jī)溶劑可用作用于本發(fā)明變性生物質(zhì)的糖化的化學(xué)處理?？墒褂萌魏螛O性有機(jī)溶劑，其包括但不限于環(huán)醚、環(huán)內(nèi)酯、醇、鏈烷二醇、酮、醚、酯、酰胺、環(huán)酰胺、聚乙二醇、亞砜、砜、二醇類以及甲酰胺。例如，利用砜、環(huán)丁砜處理本發(fā)明變性生物質(zhì)示于本文的實(shí)施例16-18中。這些方法中的任一種可用于糖化本發(fā)明變性纖維素生物質(zhì)。通過糖化本發(fā)明變性生物質(zhì)釋放包括葡萄糖和木糖在內(nèi)的糖，并且這些可提供用于發(fā)酵過程的生物催化劑的碳水化合物源。與得自不利用使用離心運(yùn)動(dòng)的至少一組至少約5,000N的壓縮和沖擊力處理的相同輸入纖維素生物質(zhì)的收率相比，從以本方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)釋放的糖具有大至少約15％的收率(基于總的可能糖收率)，其中比能輸入小于生物質(zhì)總可燃能的40％?；诳偟目赡芴鞘章?，所述收率可以為至少約50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或更大。通過酶促糖化從以本方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)釋放的糖在本文中示出以大于80％的收率包括葡萄糖和葡萄糖低聚物。葡萄糖和葡萄糖低聚物的收率可以大于80％、85％、90％、95％或更大。通過酶促糖化從以本方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)釋放的糖在本文中示出以大于70％的收率包括木糖和木糖低聚物。木糖和木糖低聚物的收率可以大于70％、75％、80％、85％或更大。通過酶促糖化從以本方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)釋放的糖在本文的實(shí)施例14中示出以大于74％的收率包括木糖和木糖低聚物。通過本文中實(shí)施例16-18中的化學(xué)糖化釋放的糖包括100收率％的葡萄糖和葡萄糖低聚物，以及100％收率的木糖和木糖低聚物。因此，根據(jù)使用的化學(xué)處理，來(lái)自化學(xué)糖化的木糖和木糖低聚物的收率可以大于70％、75％、80％、85％、90％、95％或更大。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，來(lái)自由本方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)的糖化的葡萄糖和葡萄糖低聚物的收率為至少約80％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，來(lái)自由本方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)的糖化的木糖和木糖低聚物的收率為至少約74％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，來(lái)自由本方法生產(chǎn)的變性生物質(zhì)的糖化的葡萄糖和葡萄糖低聚物的收率為至少約80％并且木糖和木糖低聚物的收率為至少約74％。通過本發(fā)明變性生物質(zhì)的糖化制得的糖可用作生物催化劑發(fā)酵的碳水化合物源。所述糖可在使用之前分離。更典型地，所述糖存在于用作發(fā)酵培養(yǎng)基的生物質(zhì)水解產(chǎn)物中。發(fā)酵培養(yǎng)基可僅由水解產(chǎn)物構(gòu)成，或可包括水解產(chǎn)物之外的組分，諸如山梨醇或甘露糖醇，如US7,629,156中所述。此外，從以本方法制得的變性生物質(zhì)釋放的糖中的一種或多種可用于化學(xué)反應(yīng)以制備產(chǎn)物。使用這些糖進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)可任選地包括化學(xué)催化劑。此外，由本發(fā)明變性生物質(zhì)的糖化制得的產(chǎn)物可用作飼料添加劑組合物或用作飼料原料或動(dòng)物用飼料原料的一部分。生物催化劑天然地或通過基因工程利用葡萄糖且優(yōu)選地還利用木糖生產(chǎn)目標(biāo)化合物的任何生物催化劑可用于使用本發(fā)明方法生產(chǎn)的可發(fā)酵糖的發(fā)酵?？赏ㄟ^發(fā)酵生產(chǎn)的目標(biāo)化合物包括例如酸、醇、烷烴、烯烴、芳烴、醛、酮、生物聚合物、蛋白質(zhì)、肽、氨基酸、維生素、抗生素和藥物。醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、赤蘚醇、木糖醇、甘露糖醇和山梨醇。酸可包括乙酸、甲酸、乳酸、丙酸、3-羥基丙酸、丁酸、葡萄糖酸、衣康酸、檸檬酸、琥珀酸、3-羥基丙酸、富馬酸、馬來(lái)酸和乙酰丙酸。氨基酸可包括谷氨酸、天冬氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、甘氨酸、精氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸。附加的目標(biāo)化合物包括甲烷、乙烯、丙酮和工業(yè)酶。糖轉(zhuǎn)化為目標(biāo)化合物的發(fā)酵可通過一種或多種適當(dāng)?shù)纳锎呋瘎┰谝徊交蚨嗖桨l(fā)酵過程中進(jìn)行。生物催化劑可以是選自細(xì)菌、絲狀真菌和酵母的微生物。生物催化劑可為野生型微生物或重組微生物，并且可包括例如屬于埃希氏菌(Escherichia)、發(fā)酵單胞菌(Zymomonas)、酵母屬(Saccharomyces)、假絲酵母屬(Candida)、畢赤酵母屬(Pichia)、鏈霉菌(Streptomyces)、芽孢桿菌(Bacillus)、乳酸桿菌(Lactobacillus)和梭菌(Clostridiuma)屬的生物體。通常，生物催化劑的示例包括重組大腸桿菌、運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、釀酒酵母、嗜熱梭菌、高溫產(chǎn)氫菌、以及樹干畢赤酵母。通常，生物催化劑能夠利用葡萄糖和木糖，并且可另外利用阿拉伯糖。例如，對(duì)于所期望的目標(biāo)化合物生產(chǎn)是有效的生物催化劑的任何發(fā)酵單胞菌菌株均可使用。發(fā)酵單胞菌細(xì)胞天然地利用葡萄糖、果糖和/或蔗糖作為發(fā)酵底物生產(chǎn)乙醇，但木糖不被代謝。希望使用已針對(duì)木糖利用工程化的發(fā)酵單胞菌細(xì)胞，其已完成如下。通常，四種基因已被引入運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌(Z.mobilis)，用于表達(dá)參與木糖代謝的四種酶，以創(chuàng)建木糖利用代謝途徑，如US5,514,583、US5,712，133、US6,566,107、WO95/28476、Feidmann等人((1992)ApplMicrobiolBiotechnol38：354-361)和Zhang等人((1995)Science267：240-243)中所述。這些基因包括編碼木糖異構(gòu)酶的基因，該酶催化木糖轉(zhuǎn)化成木酮糖；以及編碼木酮糖激酶的基因，該酶磷酸化木酮糖以形成5-磷酸木酮糖。另外還表達(dá)了戊糖磷酸途徑中的兩種酶，轉(zhuǎn)酮醇酶和轉(zhuǎn)醛醇酶，它們將5-磷酸木酮糖轉(zhuǎn)化成連接戊糖代謝與Entner-Douderoff糖酵解途徑的中間體，該途徑使木糖代謝成乙醇。編碼這些酶的DNA序列可從能夠代謝木糖的多種微生物中的任何一種獲得，諸如腸細(xì)菌和一些酵母以及真菌。編碼區(qū)的來(lái)源可包括黃單胞菌(Xanthomonas)、克雷伯氏菌(Klebsiella)、埃希氏菌(Escherichia)、紅細(xì)菌(Rhodobacter)、黃桿菌(Flavobacterium)、醋桿菌(Acetobacter)、葡糖桿菌(Gluconobacter)、根瘤菌(Rhizobium)、農(nóng)桿菌(Agrobacterium)、沙門氏菌(Salmonella)、假單胞菌(Pseudomonads)和發(fā)酵單胞菌(Zymomonas)。大腸桿菌(E.coli)的編碼區(qū)通常被使用。將編碼DNA序列可操作地連接至在發(fā)酵單胞菌細(xì)胞中表達(dá)的啟動(dòng)子諸如運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌甘油醛-3-磷酸脫氫酶的啟動(dòng)子(GAP啟動(dòng)子)和運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌烯醇酶的啟動(dòng)子(ENO啟動(dòng)子)。如US7,989,206中所公開的具有增加的表達(dá)的突變體GAP啟動(dòng)子對(duì)于在發(fā)酵單胞菌中表達(dá)也是有用的。編碼區(qū)可從啟動(dòng)子開始單個(gè)表達(dá)，或者兩個(gè)或更多個(gè)編碼區(qū)可接合到一個(gè)操縱子中，從相同啟動(dòng)子開始一起表達(dá)?？蓪⑺玫那逗匣蛞氚l(fā)酵單胞菌細(xì)胞并保持在質(zhì)粒上，或者使用例如同源重組、定點(diǎn)整合、或隨機(jī)整合而整合進(jìn)基因組中。經(jīng)工程化以表達(dá)木糖利用代謝途徑的菌株的示例包括CP4(pZB5)(US5,514,583)、ATCC31821/pZB5(US6,566,107)、8b(US7,223,575；Mohagheghi等人，(2004)Biotechnol.Lett.25；321-325)、和ZW658(ATTCC#PTA-7858)。經(jīng)工程化以表達(dá)木糖利用代謝途徑的發(fā)酵單胞菌細(xì)胞在能夠在包含木糖作為唯一糖類的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)之前，一般需要在含木糖的培養(yǎng)基中適應(yīng)一段時(shí)間。發(fā)酵單胞菌細(xì)胞可另外工程化，以用于阿拉伯糖利用，如US5,843,760中所述。為了允許阿拉伯糖的利用，除木糖利用途徑的基因之外還表達(dá)的基因包括：1)使L-阿拉伯糖轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-核酮糖的L-阿拉伯糖異構(gòu)酶，2)使L-核酮糖轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-核酮糖-5-磷酸的L-核酮糖激酶，和3)使L-核酮糖-5-磷酸轉(zhuǎn)化為D-木酮糖的L-核酮糖-5-磷酸-4-差向異構(gòu)酶(US5,843,760)。如US2011/0143408中所公開的，通過另外表達(dá)阿拉伯糖-質(zhì)子協(xié)同載體，諸如通過表達(dá)來(lái)自araE基因的編碼區(qū)，可實(shí)現(xiàn)改善的阿拉伯糖利用。此外，發(fā)酵單胞菌細(xì)胞可具有改進(jìn)了菌株的一個(gè)或多個(gè)另外的基因修飾，諸如提高生長(zhǎng)速率和/或細(xì)胞群、提高木糖的利用和/或允許使用其它糖類諸如阿拉伯糖、提高對(duì)抑制性化合物諸如乙酸鹽的耐受性、或提高乙醇的生產(chǎn)的基因修飾。例如，編碼整合宿主因子的α亞基的內(nèi)源性himA基因可經(jīng)過基因修飾以減少其表達(dá)，這改善了在包含乙酸鹽的培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)，如US7,897,396中所述。乙酸鹽存在于生物質(zhì)水解產(chǎn)物中，因此當(dāng)使用包含生物質(zhì)水解產(chǎn)物的培養(yǎng)基時(shí)，對(duì)這種組分的提高的耐受性是期望的。在另一個(gè)示例中，可進(jìn)行使葡萄糖-果糖氧化還原酶(GFOR)活性降低的基因修飾，如US7,741,119中所述。GFOR以及himA基因的表達(dá)的降低，可以是通過任何方法，諸如上文關(guān)于降低醛糖還原酶活性所描述的那些。在另一個(gè)示例中，可進(jìn)行使核糖-5-磷酸異構(gòu)酶(RPI)活性增加的基因修飾，如在共同擁有和共同未決的US2012/0156746中所公開的。RPI表達(dá)的提高可通過提高內(nèi)源性RPI編碼基因的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)，諸如利用活性高于天然啟動(dòng)子的啟動(dòng)子，或通過表達(dá)編碼在發(fā)酵單胞菌中具有核糖-5-磷酸異構(gòu)酶活性的任何蛋白質(zhì)或多肽的異源性基因。在另一個(gè)示例中，使用US7,989,206和US7,998,722中所公開的突變的、高活性啟動(dòng)子表達(dá)了作為木糖利用代謝途徑的部分被表達(dá)的木糖異構(gòu)酶。在其中所公開的突變體啟動(dòng)子是運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌甘油醛-3-磷酸脫氫酶基因的啟動(dòng)子。另外，木糖異構(gòu)酶可為包括在由EC5.3.1.5鑒定的酶分類中的I組木糖異構(gòu)酶，如在共同擁有和共同未決的US2011/0318801中所公開的。在其中公開了I組木糖異構(gòu)酶，諸如從分離自密蘇里游動(dòng)放線菌(Actinoplanesmissouriensis)的編碼區(qū)表達(dá)的，在發(fā)酵單胞菌中具有比2組木糖異構(gòu)酶更高的活性。組I木糖異構(gòu)酶是通過分子系統(tǒng)發(fā)育生物信息學(xué)分析(使用PHYLIP鄰接算法，如在PHYLIP(PhylogenyInferencePackage版本3.5c；Felsenstein(1989)Cladistics5：164-166)，GroupSim分析(Capra和Singh(2008)Bioinformatics24：1473-1480)、和序型隱蔽馬爾科夫模型(使用HMMER軟件包的hmmsearch算法；JaneliaFarmResearchCampus，Ashburn，VA)。在另一個(gè)示例中，發(fā)酵單胞菌細(xì)胞可適應(yīng)生長(zhǎng)于包含乙醇和乙酸銨的脅迫培養(yǎng)基中，如US8,247,208中所公開的。當(dāng)使用包含纖維素類生物質(zhì)水解產(chǎn)物的發(fā)酵培養(yǎng)基(其包含乙酸鹽)時(shí)，具有改善的乙酸鹽耐受性的這些發(fā)酵單胞菌菌株是尤其有用的。以上參考文獻(xiàn)中所公開的菌株和本文所述的菌株提供了可用作生物催化劑的菌株的示例并且包括ATCC31821/pZB5、ZW658(ATCC#PTA-7858)、ZW800、ZW801-4、ZW801-4：：ΔhimA、AcR#3、ZW705、AR37-321和ZW1-XA111。產(chǎn)生乙醇的附加生物催化劑如酵母和大腸桿菌的經(jīng)基因修飾的菌株(Underwood等人，(2002)Appl.Environ.Microbiol.68：6263-6272)，以及產(chǎn)生其它目標(biāo)化合物的生物催化劑諸如上文列出的那些可用于發(fā)酵使用本發(fā)明制備的可發(fā)酵糖。例如，被工程化以表達(dá)丁醇合成途徑的酵母細(xì)胞和被工程化用于生產(chǎn)1，3-丙二醇的大腸桿菌已有所描述。生物催化劑中丁醇合成(包括異丁醇、1-丁醇和2-丁醇)途徑的工程化已公開于，例如，US8,206,970、US20070292927、US20090155870、US7,851,188、以及US20080182308中。生物催化劑中1，3-丙二醇途徑的工程化已公開于US6,514,733、US5,686,276、US7,005,291、US6,013,494、以及US7,629,151。為了利用木糖作為碳源，可將酵母細(xì)胞工程化以表達(dá)完全木糖利用途徑。用于由木糖制備乙醇的酵母諸如釀酒酵母的工程化在Matsushika等人(Appl.Microbiol.Biotechnol.(2009)84：37-53)和Kuyper等人(FEMSYeastRes.(2005)5：399-409)中有所描述。在發(fā)酵中通過大腸桿菌重組菌株(Zhou等人，(2003)Appl.Environ.Microbiol.69：399-407)、芽孢桿菌屬天然菌株(US7,098,009)和米根霉(Rhizopusoryzae)(Tay和Yang(2002)Biotechnol.Bioeng.80：1-12)生產(chǎn)乳酸。在發(fā)酵中使用大腸桿菌重組菌株作為生物催化劑生產(chǎn)1，3-丙二醇(US6,013,494，US6,514,733)和己二酸(Niu等人，(2002)Biotechnol.Prog.，18：201-211)。使用重組梭菌(Clostridia)(Cheryan等人，(1997)Adv.Appl.Microbiol.43：1-33)和新鑒定的酵母菌株(Freer(2002)WorldJ.Microbiol.Biotechnol.18：271-275)制備乙酸。通過公開于US6，159,738的重組大腸桿菌和其它細(xì)菌，以及重組大腸桿菌突變體(Lin等人(2005)Metab.Eng.7：116-127)生產(chǎn)琥珀酸。通過光滑球擬(Torulopsisglabrata)酵母突變體(Li等人，(2001)Appl.Microbiol.Technol.55：680-685)和大腸桿菌突變體(Yokota等人，(1994)Biosci.Biotech.Biochem.58：2164-2167)生產(chǎn)丙酮酸。使用大腸桿菌重組菌株作為生物催化劑用于生產(chǎn)對(duì)羥基肉桂酸(US20030170834)和奎尼酸(US7,642,083)。在發(fā)酵過程中使用丙酸丙酸桿菌(Propionibacteriumacidipropionici)突變體生產(chǎn)丙酸(Suwannakham和Yang(2005)Biotechnol.Bioeng.91：325-337)，并且通過酪丁酸梭菌制備丁酸(Clostridiumtyrobutyricum)(Wu和Yang(2003)Biotechnol.Bioeng.82：93-102)。通過梭菌屬(Clostridiumsp.)菌株17crl由蘇氨酸的發(fā)酵制備丙酸和丙醇(Janssen(2004)Arch.Microbiol.182：482-486)。酵母樣普魯蘭出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)用于制備葡萄糖酸(Anantassiadis等人，(2005)Biotechnol.Bioeng.91：494-501)，其通過曲霉菌曲霉突變株(Singh等人，(2001)IndianJ.Exp.Biol.39：1136-43)進(jìn)行。通過氧化葡萄糖酸桿菌(Gluconobacteroxydans)突變體制備5-酮基-D-葡萄糖酸(El細(xì)i等人，(2005)ApplMicrobiol.Biotech.66：668-674)，通過土曲霉(Aspergillusterreus)突變體生產(chǎn)衣康酸(Reddy和Singh(2002)Bioresour.Technol.85：69-71)，通過黑曲霉(Aspergillusniger)菌株突變體生產(chǎn)檸檬酸(Ikram-U1-Haq等人，(2005)Bioresour.Technol.96：645-648)，并通過高里假絲酵母(Candidaguilliermondii)FTI20037生產(chǎn)木糖醇(Mussatto和Roberto(2003)J.Appl.Microbiol.95：331-337)。通過重組紅串紅球菌(Pseudomonasputida)和富養(yǎng)羅爾斯通氏菌(Ralstoniaeutropha)生產(chǎn)包含4-羥基戊酸酯的生物聚酯，其還包含顯著量的3-羥基丁酸3-羥基戊酸(Gorenflo等人，(2001)Biomacromolecules2：45-57)。通過重組大腸桿菌(Ui等人，(2004)Lett.Appl.Microbiol.39：533-537)制備L-2，3-丁二醇。使用棒狀桿菌(Corynebacterium)、短桿菌(Brevibacterium)、以及沙雷氏菌(Serratia)的營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株和氨基酸類似物抗性菌株實(shí)現(xiàn)通過發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸。例如，日本專利公布56008596描述了使用組氨酸類似物抗性菌株生產(chǎn)組氨酸，EP136359描述了使用重組菌株生產(chǎn)組氨酸。日本專利公布47004505和51019037描述了使用色氨酸類似物抗性菌株生產(chǎn)色氨酸。日本專利公布47038995、51006237、54032070描述了使用異亮氨酸類似物抗性菌株生產(chǎn)異亮氨酸。日本專利公布56010035描述了使用苯丙氨酸類似物抗性菌株生產(chǎn)苯丙氨酸。已經(jīng)描述了使用需要苯丙氨酸生長(zhǎng)的酪氨酸抗性菌株(Agr.Chem.Soc.Japan50(1)R79-R87(1976)，或重組菌株(EP263515，EP332234)來(lái)生產(chǎn)酪氨酸，以及使用L-精氨酸類似物抗性菌株來(lái)生產(chǎn)精氨酸(Agr.Biol.Chem.(1972)36：1675-1684，日本專利公布54037235和57150381)。也在大腸桿菌菌株ATCC31882、31883和31884中通過發(fā)酵生產(chǎn)苯丙氨酸。US6,962,805中描述了在重組棒狀桿菌中生產(chǎn)谷氨酸。在Okamoto和Ikeda(2000)J.BiosciBioeng89：87-79中描述了通過大腸桿菌的突變株生產(chǎn)蘇氨酸。通過百合棒狀桿菌(Corynebacteriumlilium)突變體生產(chǎn)甲硫氨酸(Kumar等人，(2005)Bioresour.Technol.96：287-294)。通過生物催化劑也已經(jīng)制備出有用的肽、酶和其它蛋白質(zhì)(例如參見US6,861,237、US6,777,207、US6,228,630)。通過生物催化劑在發(fā)酵中生產(chǎn)的目標(biāo)化合物可使用多種本領(lǐng)域已知的方法進(jìn)行回收?？赏ㄟ^離心、過濾、微量過濾和納米過濾從其它發(fā)酵組分中分離產(chǎn)品?？赏ㄟ^離子交換、溶劑提取、或電透析提取產(chǎn)品?？墒褂眯跄齽┮杂兄诋a(chǎn)品分離。一個(gè)具體示例是可使用ABE發(fā)酵領(lǐng)域已知的方法從發(fā)酵培養(yǎng)基中分離生物生產(chǎn)的1-丁醇(參見例如Durre，Appl.Microbiol.Biotechnol.49：639-648(1998)，Groot等人，Process.Biochem.27：61-75(1992)，以及其中的參考文獻(xiàn))。例如，可通過離心、過濾、潷析等方法從發(fā)酵培養(yǎng)基中除去固體。然后，可使用諸如蒸餾、共沸蒸餾、液液提取、吸附、汽提、膜蒸發(fā)、或全蒸發(fā)的方法從發(fā)酵培養(yǎng)基中分離1-丁醇。通過例如使反應(yīng)混合物經(jīng)過有機(jī)溶劑、蒸餾和柱層析提取，可以實(shí)現(xiàn)從發(fā)酵液體培養(yǎng)基中純化1，3-丙二醇(US5,356,812)。就該方法而言尤其好的有機(jī)溶劑是環(huán)己烷(US5,008,473)。氨基酸可以通過如離子交換樹脂吸附和/或結(jié)晶的方法從發(fā)酵培養(yǎng)基中收集。發(fā)酵任何生物催化劑諸如如上所述的那些用于通過本發(fā)明方法生產(chǎn)的可發(fā)酵糖的發(fā)酵。與具體生物催化劑一起使用的發(fā)酵條件可如以上引用的參考文獻(xiàn)中所述或如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。例如，以下描述使用運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌生產(chǎn)乙醇的大規(guī)模發(fā)酵。將所需運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌細(xì)胞在搖瓶中在約30℃至約37℃下的半復(fù)合培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，在軌道式振蕩器中在約150rpm下振蕩，然后將其轉(zhuǎn)移到包含類似培養(yǎng)基的10L種子發(fā)酵罐中。種子培養(yǎng)物在種子發(fā)酵罐中厭氧生長(zhǎng)，直至OD600介于3和6之間，然后將其轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)發(fā)酵罐中，其中的發(fā)酵參數(shù)經(jīng)最優(yōu)化用于乙醇生產(chǎn)。從種子罐轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)罐的典型種菌體積在約2％至約20％v/v的范圍內(nèi)。發(fā)酵培養(yǎng)基可僅由水解產(chǎn)物構(gòu)成，或可包括水解產(chǎn)物之外的組分，諸如山梨醇或甘露糖醇，最終濃度為約5mM，如US7,629,156中所述。發(fā)酵可以是間歇過程、間歇補(bǔ)料過程、或連續(xù)過程，間歇培養(yǎng)方法和-間歇補(bǔ)料培養(yǎng)方法在本領(lǐng)域中是常見和熟知的并且示例可見于Biotechnology：ATextbookofIndustrialMicrobiology，Crueger，Crueger和Brock，第二版(1989)SinauerAssociates，Inc.，Sunderland，MA，或Deshpande，MukundV.，Appl.Biochem.Biotechnol.，36，227，(1992)。通常使用苛性溶液(諸如氫氧化銨、氫氧化鉀、或氫氧化鈉)和硫酸或磷酸將發(fā)酵控制在pH4.5-6.5。發(fā)酵罐的溫度控制在30℃-37℃。為使發(fā)泡最小化，可根據(jù)需要向容器中添加消泡劑(任何類別基于硅氧烷的、基于有機(jī)物的等等)。上述任何條件組和這些條件中在本領(lǐng)域熟知的附加變化是通過利用木糖的重組發(fā)酵單胞菌細(xì)胞產(chǎn)生乙醇的合適條件。通常，培養(yǎng)物在沒有補(bǔ)充空氣、氧氣、或其它氣體的情況下被溫育(這可包括諸如厭氧、微氧、或微需氧發(fā)酵的條件)，持續(xù)至少約20小時(shí)，并可進(jìn)行約48小時(shí)、120小時(shí)或更長(zhǎng)。此外，可使用同時(shí)糖化和發(fā)酵(SSF)工藝或混合糖化和發(fā)酵(HSF)工藝進(jìn)行發(fā)酵。在HSF中，部分糖化在發(fā)酵單胞菌細(xì)胞的添加之前進(jìn)行，然后同時(shí)發(fā)生進(jìn)一步的糖化和發(fā)酵。第二階段同時(shí)糖化和發(fā)酵可如美國(guó)專利申請(qǐng)公布2011/0318803中所述進(jìn)行。在這種工藝中，發(fā)酵單胞菌細(xì)胞在糖化-發(fā)酵混合物中有高濃度不溶性固體的情況下，于低葉輪攪拌條件下在同時(shí)糖化和發(fā)酵反應(yīng)過程中生長(zhǎng)，以用于生產(chǎn)高濃度的乙醇。飼料應(yīng)用在一些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明獲得的變性生物質(zhì)和/或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(其是指由變性生物質(zhì)的糖化(適當(dāng)酶糖化)獲得的產(chǎn)物)用于飼料(例如動(dòng)物飼料)應(yīng)用中，例如作為飼料添加劑組合物、預(yù)混物、或飼料原料或飼料添加劑組合物、預(yù)混物或飼料原料中任一種的一部分。變性生物質(zhì)和/或生物質(zhì)水解產(chǎn)物可與至少一種飼用中糖基水解酶組合使用。當(dāng)變性生物質(zhì)和/或生物質(zhì)水解產(chǎn)物與至少一種飼用中糖基水解酶組合使用時(shí)，所述組合可在變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物與至少一種飼用中糖基水解酶混合之后立即飼喂給動(dòng)物。在其它實(shí)施方案中，飼用中糖基水解酶在進(jìn)入動(dòng)物胃腸道(GIT)之前，一直保持對(duì)變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物無(wú)效的形式。在此類情況下，當(dāng)這種酶進(jìn)入動(dòng)物胃腸道時(shí)，酶便被激活(如，變得有活性)。本文使用的術(shù)語(yǔ)“飼用中”，意味著酶在動(dòng)物胃腸道內(nèi)有功能，優(yōu)選主要在動(dòng)物胃腸道內(nèi)有功能，更優(yōu)選只在動(dòng)物胃腸道內(nèi)有功能。換句話說，如本文使用，術(shù)語(yǔ)“飼用中”表示在將飼料添加劑組合物或包含所述飼料添加劑組合物的飼料原料飼喂給動(dòng)物之前，酶在飼料添加劑組合物中和/或?qū)ψ冃陨镔|(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物基本上無(wú)效(或無(wú)效)。術(shù)語(yǔ)“主要有功能”表示這種酶主要在進(jìn)入胃腸道后，才對(duì)其底物有功能。換句話說，這種酶在進(jìn)入胃腸道之前的酶活性水平(被定義成生物質(zhì)材料溶解得到的低聚糖和單糖量)與酶進(jìn)入胃腸道后(尤其是進(jìn)入胃腸道中的小腸后)的酶活性水平相比，小于后一活性的20％，適宜情況是小于后一活性的10％，優(yōu)選小于后一活性的5％。本文使用的術(shù)語(yǔ)“只有功能”意味著，這種酶在進(jìn)入胃腸道之前無(wú)效，一旦進(jìn)入胃腸道便被激活。本文使用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)效”，是指酶沒有活性。這可能意味著酶的活性受某種因素抑制；或者酶處于使其無(wú)效的環(huán)境中；或者酶在臨近向動(dòng)物飼喂前才呈遞給其底物，導(dǎo)致沒有足夠的時(shí)間來(lái)活化。一旦酶進(jìn)入動(dòng)物胃腸道，其“無(wú)效”狀態(tài)在任何情況下都是可逆的。本文使用的術(shù)語(yǔ)“基本上無(wú)效”，意味著酶的活性比其進(jìn)入胃腸道(如，動(dòng)物小腸中)后的活性低。例如，“基本上無(wú)效”可能意味著，酶在飼料添加劑組合物中和/或?qū)δ举|(zhì)纖維素生物質(zhì)的活性與酶在胃腸道內(nèi)(尤其是胃腸道中的小腸內(nèi))的活性相比，小于后一活性的10％。可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的多種方法，使“飼用中”酶在飼料添加劑組合物中和/或?qū)ψ冃陨镔|(zhì)或基生物質(zhì)水解產(chǎn)物保持無(wú)效或基本上無(wú)效的狀態(tài)。僅以舉例的方式，保持變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和/或飼用中酶和/或飼料添加劑組合物的含水量(重量％)小于15％、優(yōu)選小于10％，就足以確保飼用中酶在飼料添加劑組合物中和/或?qū)ψ冃陨镔|(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物無(wú)效或基本上無(wú)效。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物、飼用中酶或上述兩者處于干燥狀態(tài)或基本干燥狀態(tài)時(shí)，可將飼用中酶與變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物混合。在一個(gè)實(shí)施方案中，在將變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和飼用中酶混合之后，變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和/或飼用中酶和/或飼料添加劑組合物(保持和/或存儲(chǔ))在干燥狀態(tài)或基本干燥狀態(tài)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“干燥狀態(tài)”表示變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和/或飼用中酶和/或飼料添加劑組合物不含水，或只含極少量的水。換句話講，如本文所用，術(shù)語(yǔ)“干燥狀態(tài)”可能表示變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和/或飼用中酶和/或飼料添加劑組合物的含水量(重量％)小于5％、優(yōu)選小于1％。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“干燥狀態(tài)”表示變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和/或飼用中酶和/或飼料添加劑組合物只含極少量的水。換句話說，如本文所用，術(shù)語(yǔ)“基本上干燥狀態(tài)”可能表示變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和/或飼用中酶和/或飼料添加劑組合物的含水量(重量％)小于15％、優(yōu)選小于10％。在一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法可包括，在將生物質(zhì)與至少一種飼用中糖基水解酶混合之前、期間或之后(優(yōu)選在混合之前)，干燥該變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在添加至少一種飼用中糖基水解酶之前或之后，變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物的含水量小于15重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在添加至少一種飼用中糖基水解酶之前或之后，變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物的含水量小于10重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在添加至少一種飼用中糖基水解酶之前或之后，變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物的含水量小于5重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在添加至少一種飼用中糖基水解酶之前或之后，變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物的含水量小于1重量％。通過采用物理方式防止“飼用中”酶與其底物相互作用，就可使該酶在飼料添加劑組合物中和/或?qū)ψ冃陨镔|(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物保持無(wú)效或基本上無(wú)效的狀態(tài)。例如，在與變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物混合之前，可包封飼用中酶。如果采用物理方式防止飼用中酶與變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物中的這種酶的底物相互作用，那么，一旦該物理屏障在胃腸道中被移除，飼用中酶就可與其底物相互作用。僅舉例來(lái)說，讓封裝好的酶經(jīng)過動(dòng)物胃部，便可移除封裝。動(dòng)物胃部的pH值非常低(酸性pH，如pH2-4)。可利用此酸度激活封裝好的酶。在一個(gè)實(shí)施方案中，可用聚合物封裝酶，所述聚合物例如甲殼素或殼聚糖、明膠、阿拉伯樹膠或蠟。僅以舉例的方式，該聚合物可以是明膠或阿拉伯樹膠，Xue等人，F(xiàn)oodFunct.2013，4月25日；2月6日(epub)；4(4)610-7(該文獻(xiàn)以引用方式并入本文)中提出了這一點(diǎn)。另選地，該聚合物可以是殼聚糖基水凝膠，Zhang等人，Biomacromolecules2011，12，2894-2901(該文獻(xiàn)以引用方式并入本文)中提出了這一點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，向動(dòng)物飼喂至少一種飼用中糖基水解酶，就可激活這種酶。本文使用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)效”可能意味著，酶在臨近向動(dòng)物飼喂前才呈遞給其底物，導(dǎo)致酶進(jìn)入動(dòng)物胃腸道之前沒有足夠的時(shí)間來(lái)活化。在一個(gè)實(shí)施方案中，在臨近向動(dòng)物將飼喂包含變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物的飼料添加劑組合物或飼料原料之前，可將至少一種飼用中糖基水解酶與變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物混合。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，保持飼料添加劑組合物處于干燥狀態(tài)或基本干燥狀態(tài)，由此使飼用中酶保持無(wú)效或基本上無(wú)效的狀態(tài)。這一做法有多種額外的好處，原因是處理(例如，加工、包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸)干燥組合物比處理非干燥制劑(如液體)容易。然而，也可設(shè)想將變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和飼用中酶物理分離(如，放在獨(dú)立的容器中)的套裝件，將使最終使用者(如農(nóng)民)能夠在臨近向動(dòng)物飼喂該混合物之前將變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物與飼用中酶混合。在這種情況下，變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物和/或飼用中酶可以是任何形式的制劑，例如固體、半固體或液體形式。就用作飼料而言，如果將變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物與飼用中酶混合，則其可具有甚至更多營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。令人驚訝的是，這種生物質(zhì)在動(dòng)物胃腸道內(nèi)的相對(duì)較短時(shí)間段也使(一種或多種)飼用中酶有充分的時(shí)間來(lái)改善這類生物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。飼用中酶在本申請(qǐng)中，一種或多種飼用中酶合適地為一種或多種飼用中糖基水解酶。糖基水解酶是一組分布廣泛的酶，其水解兩個(gè)或更多個(gè)碳水化合物之間的糖苷鍵，或碳水化合物與非碳水化合物部分之間的糖苷鍵。這些酶中的許多種是微生物所產(chǎn)生的用于降解植物細(xì)胞壁中的多糖的酶。根據(jù)國(guó)際生物化學(xué)與分子生物學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUBMB)命名委員會(huì)(NC)的推薦(依據(jù)酶所催化反應(yīng)的類型對(duì)酶進(jìn)行命名和分類)，將糖基水解酶歸類為E.C.分類3.2.1.4；下列文獻(xiàn)公布了推薦的酶命名和分類法：EnzymeNomenclature1992[AcademicPress，SanDiego；0-12-227165-3]的增刊1(1993)、增刊2(1994)、增刊3(1995)、增刊4(1997)和增刊5(分別公布于Eur.J.Biochem.1994，223，1-5；Eur.J.Biochem.1995，232，1-6；Eur.J.Biochem.1996，237，1-5；Eur.J.Biochem.1997，250，1-6和Eur.J.Biochem.1999，264，610-650)。適宜的是，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶可為多糖降解酶。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶水解β-1，4-糖苷鍵。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶可具有下列酶活性中的一者或兩者(或基本上由下列酶活性中的一者或兩者組成，或由下列酶活性中的一者或兩者組成)：纖維素酶活性和/或半纖維素酶活性。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶可具有至少纖維素酶活性和半纖維素酶活性(或基本上由至少纖維素酶活性和半纖維素酶活性組成，或由至少纖維素酶活性和半纖維素酶活性組成)。纖維素酶活性可包括至少下列酶活性(或基本上由至少下列酶活性組成，或由至少下列酶活性組成)：內(nèi)切葡聚糖酶活性和β-葡萄糖苷酶活性。半纖維素酶活性可包括至少內(nèi)切木聚糖酶活性(或由至少內(nèi)切木聚糖酶活性組成，或基本上由至少內(nèi)切木聚糖酶活性組成)。適宜的是，具有纖維素酶活性和/或半纖維素酶活性中的至少一者或兩者的至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶還可具有下列活性中的一者或兩者：外切葡糖苷酶活性和/或溶解性多糖單加氧酶活性。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶具有下列酶活性中的一個(gè)或多個(gè)(或基本上由下列酶活性中的一個(gè)或多個(gè)組成，或由下列酶活性中的一個(gè)或多個(gè)組成)：內(nèi)切葡聚糖酶活性、內(nèi)切木聚糖酶活性或β-葡萄糖苷酶活性。適宜的是，具有內(nèi)切葡聚糖酶活性、內(nèi)切木聚糖酶活性或β-葡萄糖苷酶活性這些酶活性中的至少一者的至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶，還可具有外切葡糖苷酶活性和/或溶解性多糖單加氧酶活性這些活性中的一者或兩者。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶具有下列酶活性中的兩者或更多者(如，適宜的是三者)(或基本上由下列酶活性中的兩者或更多者組成，或由下列酶活性中的兩者或更多者組成)：內(nèi)切葡聚糖酶活性、內(nèi)切木聚糖酶活性或β-葡萄糖苷酶活性。適宜的是，具有內(nèi)切葡聚糖酶活性、內(nèi)切木聚糖酶活性或β-葡萄糖苷酶活性這些酶活性中的兩者或更多者(如，適宜的是三者)的至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶，還可具有外切葡糖苷酶活性和/或溶解性多糖單加氧酶活性這些活性中的一者或兩者。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶是包含一種以上酶的酶組合物。所述包含一種以上酶的酶組合物優(yōu)選具有至少一種纖維素酶和至少一種半纖維素酶。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述包含一種以上酶的酶組合物優(yōu)選具有下列酶中的至少一種：內(nèi)切葡聚糖酶、內(nèi)切木聚糖酶或β-葡萄糖苷酶。在一個(gè)實(shí)施方案中，這種酶組合物包含至少兩種(適宜的是至少三種)酶。所述包含至少兩種(適宜的是至少三種)酶的酶組合物優(yōu)選具有以下酶中的至少兩種(適宜的是至少三種)：內(nèi)切葡聚糖酶、內(nèi)切木聚糖酶或β-葡萄糖苷酶。適宜的是，這種酶組合物還可具有下列活性中的一者或兩者：外切葡糖苷酶活性和/或溶解性多糖單加氧酶活性。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，這種酶組合物可具有至少下列酶活性(或基本上由至少下列酶活性組成，或由至少下列酶活性組成)：內(nèi)切葡聚糖酶活性、內(nèi)切木聚糖酶活性和β-葡萄糖苷酶活性。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶(或酶組合物)可用其酶活性來(lái)表征。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一種(或多種)飼用中糖基水解酶可為單種酶或多種酶的組合(例如酶混合物)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，至少一種飼用中糖基水解酶是酶混合物。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的飼用中酶在動(dòng)物胃腸道(GIT)內(nèi)是穩(wěn)定并有活性的。在一個(gè)實(shí)施方案中，飼用中酶耐受胃蛋白酶。在一個(gè)實(shí)施方案中，飼用中酶耐受膽汁鹽。在一個(gè)實(shí)施方案中，飼用中酶耐受低pH。在一個(gè)實(shí)施方案中，飼用中酶可耐受制粒溫度(70-95℃)。在一個(gè)實(shí)施方案中，飼用中酶在37-40℃范圍內(nèi)有活性。生物物理特性本發(fā)明還涉及通過向動(dòng)物飼喂有效量根據(jù)本發(fā)明的飼料添加劑組合物或飼料原料來(lái)改善動(dòng)物的生物物理特性的用途和方法。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“生物物理特性”是指選自下列中的一個(gè)或多個(gè)：動(dòng)物表現(xiàn)、動(dòng)物生長(zhǎng)表現(xiàn)、飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)、原材料消化能力(例如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率，包括淀粉消化率、脂肪消化率、蛋白質(zhì)消化率、纖維消化率)、氮保留率、屠宰率、生長(zhǎng)速率、增重、體重、質(zhì)量、飼料效率、體脂百分比、體脂分布、生長(zhǎng)、蛋尺寸、蛋重量、蛋質(zhì)量、產(chǎn)蛋率和環(huán)境影響，例如糞肥產(chǎn)量和/或氮排泄率。在一個(gè)實(shí)施方案中，動(dòng)物的生物物理特性是指動(dòng)物表現(xiàn)。表現(xiàn)本文所用的“動(dòng)物表現(xiàn)”可由飼料效率和/或動(dòng)物增重和/或飼料轉(zhuǎn)化率和/或飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率(例如氨基酸的消化率)和/或飼料中消化能或代謝能及/或氮保留率而確定。優(yōu)選地，“動(dòng)物表現(xiàn)”由飼料效率和/或動(dòng)物增重和/或飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)而確定?！皠?dòng)物表現(xiàn)改善”是指相比于給動(dòng)物飼喂未根據(jù)本發(fā)明處理的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，使用本發(fā)明的飼料添加劑組合物使得動(dòng)物的飼料效率提高、并且/或者增重變大、并且/或者飼料轉(zhuǎn)化率減小、并且/或者飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或能量消化率增大并且/或者氮保留率增加。優(yōu)選地，“動(dòng)物表現(xiàn)改善”是指飼料效率提高和/或增重變大和/或飼料轉(zhuǎn)化率減小。本文所用的術(shù)語(yǔ)“飼料效率”是指在一段時(shí)間內(nèi)給動(dòng)物無(wú)限制地喂食或飼喂規(guī)定量的食物時(shí)出現(xiàn)的動(dòng)物體重的增加量。“飼料效率提高”是指相比于飼喂未根據(jù)本發(fā)明處理的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的動(dòng)物，在飼料中使用根據(jù)本發(fā)明的飼料添加劑組合物會(huì)使每單位飼料攝入量所致的增重變大。飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)本文所用的術(shù)語(yǔ)“飼料轉(zhuǎn)化率”是指為使動(dòng)物體重增加特定的量而飼喂給動(dòng)物的飼料的量。飼料轉(zhuǎn)化率改善是指飼料轉(zhuǎn)化率降低。“飼料轉(zhuǎn)化率降低”或“飼料轉(zhuǎn)化率改善”是指相比于當(dāng)未根據(jù)本發(fā)明處理的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)用于飼料中或用作飼料時(shí)為使動(dòng)物增加特定量的體重所需的飼料量，在飼料中使用飼料添加劑組合物會(huì)使動(dòng)物增加等量體重所需的飼喂動(dòng)物的飼料量更少。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率如本文所用，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率是指從胃腸道或胃腸道特定區(qū)段(例如小腸)消失的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比率。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率可通過施用給動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)施用量和動(dòng)物糞便中該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排出量之間的差值來(lái)測(cè)量，或通過施用給動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)施用量和胃腸道特定區(qū)段(例如回腸)里消化物中該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的保留量之間的差值來(lái)測(cè)量。本文所用的“營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率”可由在一段時(shí)間內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝入量和通過排泄物完全收集而得出的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排出量之間的差值來(lái)測(cè)量；或通過使用未被動(dòng)物吸收的惰性標(biāo)記物來(lái)測(cè)量，此標(biāo)記物使研究人員能夠計(jì)算出在整個(gè)胃腸道或胃腸道區(qū)段消失的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。此類惰性標(biāo)記物可為二氧化鈦、氧化鉻或酸不溶性灰分。消化率可表示為飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的百分比、或表示為飼料中每質(zhì)量單位的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中所含可消化的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的質(zhì)量單位數(shù)。如本文所用，“營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率”涵蓋淀粉消化率、脂肪消化率、蛋白質(zhì)消化率、纖維消化率和氨基酸消化率。本文所用的“能量消化率”是指所食用飼料的總能量減去糞便的總能量，或所食用飼料的總能量減去動(dòng)物胃腸道特定區(qū)段(例如回腸)中剩余消化物的總能量。本文所用的“代謝能”是指表觀代謝能，并意指所食用飼料的總能量減去包含在消化產(chǎn)生的糞便、尿液、和氣體產(chǎn)物中的總能量?？墒褂门c測(cè)定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率相同的方法，通過總能量的攝入量與糞便排出的總能量之間的差值，或與胃腸道特定區(qū)段(例如回腸)中存在的消化物總能量之間的差值來(lái)測(cè)量能量消化率和代謝能，同時(shí)對(duì)氮排泄進(jìn)行適當(dāng)校正來(lái)計(jì)算飼料的代謝能。氮保留率如本文所用，氮保留率是指動(dòng)物將飲食中的氮保有為體重的能力。當(dāng)?shù)判沽砍^每日攝入量時(shí)，會(huì)出現(xiàn)負(fù)的氮平衡，肌肉減少時(shí)通常會(huì)觀察到此現(xiàn)象。正的氮平衡常常與肌肉生長(zhǎng)相關(guān)，尤其是對(duì)于生長(zhǎng)期動(dòng)物來(lái)說。氮保留率可由在一段時(shí)間內(nèi)氮的攝入量與通過排泄物和尿液完全收集而得出的氮排出量之間的差值來(lái)測(cè)量。應(yīng)當(dāng)理解，排出的氮包括飼料中未消化的蛋白質(zhì)、內(nèi)源性蛋白質(zhì)的分泌物、微生物蛋白質(zhì)和尿氮。屠宰率和產(chǎn)肉量本文所用的術(shù)語(yǔ)“屠宰率”是指經(jīng)過商業(yè)或?qū)嶒?yàn)宰殺過程之后，作為活體重量一部分的屠體的量。術(shù)語(yǔ)“屠體”是指為食用而已被宰殺，并去除頭部、內(nèi)臟、四肢部分、和羽毛或皮的動(dòng)物軀體。本文所用的術(shù)語(yǔ)“產(chǎn)肉量”是指作為活體重量一部分的可食用肉量，或作為活體重量一部分的特定肉塊量。增重本發(fā)明還提供了增加的動(dòng)物(如家禽或生豬)體重的方法，該方法包括向所述動(dòng)物飼喂包括根據(jù)本發(fā)明的飼料添加劑組合物的飼料原料?！霸鲋刈兇蟆笔侵赶啾扔陲曃拱ㄎ锤鶕?jù)本發(fā)明處理的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的飼料或飼喂由未根據(jù)本發(fā)明處理的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)組成的飼料的動(dòng)物，飼喂包括飼料添加劑組合物的飼料的動(dòng)物體重增加。改善本文所用的術(shù)語(yǔ)“改善”是指相比于給動(dòng)物飼喂未根據(jù)本發(fā)明處理的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)而有所改善?；旌显谝粋€(gè)實(shí)施方案中，如本文所用，“混合”包括任何混合方法，例如攪拌、合并、噴灑等。動(dòng)物本文所用的術(shù)語(yǔ)“動(dòng)物”是指要施用或已經(jīng)施用根據(jù)本發(fā)明的飼料添加劑組合物或包括根據(jù)本發(fā)明的所述飼料添加劑組合物的飼料原料的動(dòng)物。優(yōu)選地，動(dòng)物為哺乳動(dòng)物(例如，非人類哺乳動(dòng)物)、鳥、魚或甲殼類動(dòng)物，包括諸如牲畜或馴養(yǎng)動(dòng)物(例如寵物)。在一個(gè)實(shí)施方案中，“動(dòng)物”為牲畜。本文所用的術(shù)語(yǔ)“牲畜”是指任何養(yǎng)殖動(dòng)物。優(yōu)選地，牲畜為以下動(dòng)物中的一個(gè)或多個(gè)：奶?；蚬?包括小牛)、豬(包括仔豬、生豬)、家禽(包括肉雞、蛋雞、小雞、和火雞)、鳥、魚(包括淡水魚，例如鮭魚、鱈魚、鱒魚和鯉魚(例如錦鯉)和海魚，例如黑鱸)、甲殼類動(dòng)物(例如蝦、貽貝和扇貝)、馬(包括賽馬)、綿羊(包括羔羊)。在一個(gè)實(shí)施方案中，動(dòng)物為家禽(包括肉雞、蛋雞、小雞、和火雞)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，“動(dòng)物”為馴養(yǎng)動(dòng)物或?qū)櫸锘騽?dòng)物園環(huán)境中飼養(yǎng)的動(dòng)物。本文所用的術(shù)語(yǔ)“馴養(yǎng)動(dòng)物或?qū)櫸锘騽?dòng)物園環(huán)境中飼養(yǎng)的動(dòng)物”是指任何相關(guān)動(dòng)物，包括犬科動(dòng)物(如狗)、貓科動(dòng)物(如貓)、嚙齒類動(dòng)物(如鼠、大鼠、小鼠)、鳥、魚(包括淡水魚和海魚)，和馬。在一個(gè)實(shí)施方案中，動(dòng)物為單胃動(dòng)物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，單胃動(dòng)物可為家禽或豬(或它們的組合)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，動(dòng)物為反芻動(dòng)物。包裝在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的酶組合物和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料或飼料原料進(jìn)行包裝。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，飼料添加劑組合物和/或飼料成分和/或預(yù)混物和/或飼料或飼料原料包裝在袋(例如紙袋)中。在一個(gè)另選的實(shí)施方案中，可將酶組合物和/或飼料添加劑組合物和/或飼料成分和/或預(yù)混物和/或飼料或飼料原料密封于容器中。可使用任何合適的容器。飼料基于變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)可用作飼料添加劑組合物或飼料或用于飼料添加劑組合物或飼料的制備。本發(fā)明的飼料添加劑組合物可用作飼料，或者可用于制備飼料。本文所用的術(shù)語(yǔ)“飼料”與“飼料原料”是同義的。飼料可為溶液或固體的形式，這取決于其用途和/或應(yīng)用模式和/或施用模式。當(dāng)本發(fā)明的組合物用作飼料或用于制備飼料(例如功能化飼料)時(shí)，本發(fā)明的變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)可與如下一者或多者結(jié)合使用：營(yíng)養(yǎng)上可接受的載體、營(yíng)養(yǎng)上可接受的稀釋劑、營(yíng)養(yǎng)上可接受的輔料、營(yíng)養(yǎng)上可接受的佐劑、營(yíng)養(yǎng)活性成分。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)可與飼料組分混合以形成飼料原料。本文所用的術(shù)語(yǔ)“飼料組分”是指全部或部分飼料原料。部分飼料原料可指飼料原料的一種組成部分或飼料原料的超過一種組成部分，例如2種或3種或4種組成部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語(yǔ)“飼料組分”涵蓋預(yù)混物或預(yù)混物組成部分。優(yōu)選地，飼料可為秣料或其預(yù)混物，配合飼料或其預(yù)混物。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將根據(jù)本發(fā)明的飼料添加劑組合物與配合飼料、配合飼料組分進(jìn)行混合，或?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明的飼料添加劑組合物混入配合飼料的預(yù)混物或混入秣料、秣料組分、或秣料預(yù)混物。本文所用的術(shù)語(yǔ)“秣料”是指提供給動(dòng)物的任何食物(而不是動(dòng)物必須自己覓食)。秣料涵蓋已被切碎的植物。術(shù)語(yǔ)“秣料”包括干草、秸稈、青貯飼料、壓縮飼料和顆粒飼料、油和混合給養(yǎng)，也包括發(fā)芽谷物和豆類。秣料可得自選自下列的植物中的一種或多種：苜蓿(紫苜蓿)、大麥、百脈根、蕓苔屬植物、Chaumoellier、羽衣甘藍(lán)、油菜籽(卡諾拉)、蕪菁甘藍(lán)(瑞典甘藍(lán))、蘿卜、三葉草、雜種三葉草、紅三葉草、地下三葉草、白三葉草、草、燕麥草、羊茅草、絆根草、雀麥草、石南荒原草、草地早熟禾(來(lái)自自然混合的草原草地)、野茅、黑麥草、貓尾草、玉米(玉蜀黍)、谷子、燕麥、高梁、大豆、樹(用作樹干草的修剪下的樹嫩枝)、小麥、和豆科植物。術(shù)語(yǔ)“配合飼料”是指為粗粉、粒料、堅(jiān)果、飼料餅或碎屑形式的商用飼料。配合飼料可由多種原材料和添加劑混合而成。這些共混物可根據(jù)目標(biāo)動(dòng)物的特定需求進(jìn)行配制。配合飼料可為提供所有日常所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的完全飼料，提供部分給養(yǎng)(蛋白、能量)的濃縮物，或者僅提供附加微量營(yíng)養(yǎng)素如礦物和維生素的補(bǔ)充劑。用于化合物飼料的主要成分是飼料谷物，它們包括玉米、大豆、高粱、燕麥、和大麥。適宜地，本文所指的預(yù)混物可為由微量成分諸如維生素、礦物、化學(xué)防腐劑、抗生素、發(fā)酵產(chǎn)品、和其它必需成分組成的組合物。預(yù)混物通常為適合混入商業(yè)給養(yǎng)的組合物。本發(fā)明的任何飼料原料可包含選自下列的一種或多種喂料：a)谷類，例如小粒谷類(如小麥、大麥、裸麥、燕麥以及它們的組合)和/或大粒谷類，如玉蜀黍或高粱；b)得自植物的副產(chǎn)品(例如谷類)，諸如濕餅、干酒糟(DDG)和干酒糟及其可溶物(DDGS)、玉米纖維、玉米胚芽餅、玉米糠、玉米麩、玉米黃漿飼料、小麥粉頭、麥麩或它們的組合(優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的方法的副產(chǎn)物)；c)得自以下源的蛋白質(zhì)：黃豆、向日葵、花生、羽扇豆、豌豆、蠶豆、棉花、卡諾拉油菜、魚粉、干燥血漿蛋白粉、肉骨粉、土豆蛋白、乳清、干椰子肉、芝麻；d)得自植物和動(dòng)物源的油脂和脂肪；e)礦物和維生素。本發(fā)明的飼料原料可包含至少30重量％、至少40重量％、至少50重量％或至少60重量％的玉米和豆粕、或玉米和全脂大豆、或小麥粗粉、或向日葵粗粉。除此之外或作為另外一種選擇，本發(fā)明的飼料原料可包括至少一種高纖維飼料材料和/或至少一種高纖維飼料材料的至少一種副產(chǎn)品，以提供高纖維飼料原料。高纖維飼料材料的示例包括：小麥、大麥、裸麥、燕麥、得自植物的副產(chǎn)品(例如谷類)，諸如濕餅、干酒糟(DDG)、和干酒糟及其可溶物(DDGS)、玉米纖維、玉米胚芽餅、玉米糠、玉米麩、玉米黃漿飼料、小麥粉頭、麥麩或它們的組合。也可認(rèn)為一些蛋白質(zhì)來(lái)源富含纖維：例如從諸如向日葵、羽扇豆、蠶豆和棉花的來(lái)源獲得的蛋白質(zhì)。在本發(fā)明中，飼料可以為下列中的一種或多種：化合物飼料和預(yù)混物，包括粒料、果仁或(喂牛的)飼料餅；作物或作物秸稈：玉米、大豆、高梁、燕麥、大麥、玉米秸稈、椰干、稻草、谷殼、甜菜廢料、魚粉、剛割下的草和其它飼用植物、肉骨粉、糖蜜、油餅和濾餅、低聚糖；保藏的飼用植物：干草和青貯飼料、海藻、種子和谷物(無(wú)論是完整的或通過切碎、研磨等制備)、發(fā)芽谷物和豆類、酵母提取物。本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“飼料”在一些實(shí)施方案中也涵蓋寵物食品。寵物食品是旨在由寵物食用的植物或動(dòng)物材料，例如狗糧或貓糧。寵物食品(例如狗糧或貓糧)可為干燥形式(例如粗磨狗糧)，或濕罐頭形式。貓糧可包含氨基酸?；撬帷１景l(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“飼料”在一些實(shí)施方案中也涵蓋魚食。魚食通常包含使養(yǎng)殖魚保持良好健康狀態(tài)所必需的宏量營(yíng)養(yǎng)素、痕量元素和維生素。魚食可以為薄片狀、顆粒或片劑的形式。顆粒形式(其中一些會(huì)迅速下沉)通常用于飼喂較大的魚或底層魚類。一些魚食也包含添加劑，例如β-胡蘿卜素或性激素，以人工提高觀賞魚的色澤。本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“飼料”在一些實(shí)施方案中也涵蓋鳥食。鳥食包括用于喂鳥器和喂養(yǎng)寵物鳥的食物。鳥食通常包括多種種子，也可含有板油(牛脂或羊脂)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“接觸”是指將本發(fā)明的變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有不具有一種或多種飼用中酶)間接或直接施用于產(chǎn)品(例如飼料)。可使用的應(yīng)用方法的示例包括但不限于在包括飼料添加劑組合物的材料中處理產(chǎn)品、將飼料添加劑組合物與產(chǎn)品混合而直接應(yīng)用、將飼料添加劑組合物噴灑到產(chǎn)品表面或?qū)a(chǎn)品浸入飼料添加劑組合物制劑中。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)可與產(chǎn)品(飼料原料)混合。另選地，本發(fā)明的變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)可被包含在乳液或飼料原料的原料成分中。對(duì)于一些應(yīng)用，重要的是使一種或多種飼用中酶在待影響/待處理的產(chǎn)品表面之上或之處可供使用。這使得組合物賦予動(dòng)物以下一種或多種有利的特性：生物物理特性，例如，其中生物物理特性選自以下一種或多種：動(dòng)物表現(xiàn)、動(dòng)物生長(zhǎng)表現(xiàn)、飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)、原材料消化能力(例如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率，包括淀粉消化率、脂肪消化率、蛋白質(zhì)消化率、纖維消化率)、氮保留率、屠宰率、生長(zhǎng)速率、增重、體重、質(zhì)量、飼料效率、體脂百分比、體脂分布、生長(zhǎng)、蛋尺寸、蛋重量、蛋質(zhì)量、產(chǎn)蛋率和環(huán)境影響，例如糞肥產(chǎn)量和/或氮排泄率?？蓪⒈景l(fā)明的飼料添加劑組合物和受控量的(一種或多種)酶散布、涂布和/或浸漬產(chǎn)品(例如飼料原料或飼料原料的原材料)。優(yōu)選地，本發(fā)明的酶組合物和/或飼料添加劑組合物對(duì)高達(dá)約70℃、高達(dá)約85℃或高達(dá)約95℃的熱處理是熱穩(wěn)定的?？蛇M(jìn)行長(zhǎng)達(dá)約1分鐘、長(zhǎng)達(dá)約5分鐘、長(zhǎng)達(dá)約10分鐘、長(zhǎng)達(dá)約30分鐘、長(zhǎng)達(dá)約60分鐘的熱處理。術(shù)語(yǔ)“熱穩(wěn)定”是指加熱至特定溫度前添加劑中存在/有效的酶組分的至少約75％在冷卻至室溫之后仍存在/有效。優(yōu)選地，加熱至特定溫度前添加劑中存在且有效的酶組分的至少約80％在冷卻至室溫之后仍存在且有效。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，可將飼用中酶配制成酶組合物?？蓪⒚附M合物和/或飼料添加劑組合物均化以制備粉末。在一個(gè)另選的優(yōu)選實(shí)施方案中，可將酶組合物和/或飼料添加劑組合物配制成如WO2007/044968中所述的顆粒劑(稱為TPT顆粒劑)，該文獻(xiàn)以引用的方式并入本文。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)將酶組合物和/或飼料添加劑組合物配制成顆粒劑時(shí)，顆粒劑包括涂覆在蛋白芯上的水合屏障鹽。這類鹽涂層的優(yōu)勢(shì)在于耐熱性改善、貯存穩(wěn)定性改善并且免于受到其它飼料添加劑對(duì)酶造成的不利影響。優(yōu)選地，用于鹽涂層的鹽在20℃下具有大于0.25的水活度，或大于60％的恒定濕度。優(yōu)選地，鹽涂層包含Na2SO4。制備飼料添加劑組合物的方法也可包括將粉末制成粒料的進(jìn)一步步驟?？蓪⒎勰┡c本領(lǐng)域已知的其它組分進(jìn)行混合?？墒┝κ狗勰⒒虬ǚ勰┑幕旌衔飶?qiáng)行通過模具，并將所得線料切割成適宜的不同長(zhǎng)度的粒料。任選地，形成粒料之前，制粒步驟可包括蒸汽處理或調(diào)理階段?？蓪ǚ勰┑幕旌衔镏糜谡{(diào)理器中，例如帶有蒸汽注射的攪拌器。在調(diào)理器中將混合物加熱至特定溫度，例如從60-100℃，典型的溫度為70℃、80℃、85℃、90℃或95℃。停留時(shí)間可從數(shù)秒變化至數(shù)分鐘甚至數(shù)小時(shí)。例如5秒、10秒、15秒、30秒、1分鐘、2分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘和1小時(shí)。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的飼料添加劑組合物適于加入至任何適宜的飼料材料中。本文所用的術(shù)語(yǔ)“飼料材料”是指由動(dòng)物食用的基本飼料材料。還應(yīng)當(dāng)理解，飼料材料可能包括，例如至少一種或多種未加工的谷物和/或加工過的植物和/或動(dòng)物材料(例如豆粕或骨粉)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“飼料原料”是指已經(jīng)向其中添加一種或多種飼料添加劑組合物或變性的生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)的飼料材料。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，不同動(dòng)物需要不同的飼料原料，并且根據(jù)飼養(yǎng)動(dòng)物的目的不同，即使同一種動(dòng)物也可能需要不同的飼料原料。優(yōu)選地，飼料原料可包括飼料材料，該飼料材料包括玉蜀黍或玉米、小麥、大麥、黑小麥、裸麥、稻、木薯、高梁、和/或前述各者的任意副產(chǎn)品，以及高蛋白組分，像豆粕、油菜籽粗粉、卡諾拉粗粉、棉花籽粗粉、葵花籽粗粉、動(dòng)物副產(chǎn)品粗粉和它們的混合物。更優(yōu)選地，飼料原料可包括動(dòng)物脂肪和/或植物油。任選地，飼料原料也可包括附加的礦物，例如，鈣和/或附加的維生素。優(yōu)選地，飼料原料為玉米豆粕混合物。在另一個(gè)方面，提供了制備飼料原料的方法。飼料原料通常在飼料加工廠中制備，在飼料加工廠中首先將原材料研磨至合適粒徑大小，然后將研磨后的原材料與合適的添加劑混合。接下來(lái)，可將飼料原料制成糊狀或粒狀，后者通常涉及這樣的方法，通過該方法將溫度升高至目標(biāo)水平，然后使飼料通過模具從而制備出特定大小的粒料。使粒料冷卻。隨后可加入液體添加劑(例如脂肪和酶)。制備飼料原料也可涉及額外的步驟，該步驟包括制粒之前的擠出或膨化，尤其是通過至少可包括使用蒸汽的適宜技術(shù)進(jìn)行的擠出或膨化。飼料原料可為飼喂單胃動(dòng)物的飼料原料，諸如家禽(例如肉雞、蛋雞、肉種雞、火雞、鴨子、鵝、水禽)、生豬(所有年齡段)、寵物(例如狗、貓)或魚，優(yōu)選地，飼料原料為家禽飼料原料。制劑在一個(gè)實(shí)施方案中，可將根據(jù)本發(fā)明的變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料干燥。術(shù)語(yǔ)“干燥”是指根據(jù)本發(fā)明的變性生物質(zhì)(具有或不具有一種或多種飼用中酶)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料減少至至少小于15％，優(yōu)選地小于10％。因此，本發(fā)明還提供干燥或基本上干燥的變性生物質(zhì)(具有或不具有一種或多種飼用中酶)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(具有或不具有一種或多種飼用中酶)或飼料添加劑組合物或預(yù)混物或飼料原料。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語(yǔ)“基本上干燥”表示產(chǎn)品/飼料添加劑組合物/預(yù)混物/飼料原料的含水量(重量％)小于30％，優(yōu)選地小于15％，優(yōu)選地小于10％，優(yōu)選地小于5％。在一個(gè)實(shí)施方案中，在與變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物混合之前，飼料中酶組合物可以為干性酶制劑(例如顆粒劑形式或位于載體上(例如小麥載體))。在一個(gè)實(shí)施方案中，在與變性生物質(zhì)混合之前，糖化酶組合物可以呈液體酶制劑的形式。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在與變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物混合之前，飼用中酶可以呈液體制劑的形式。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在與變性生物質(zhì)混合之前，糖化酶組合物可以呈液體制劑的形式。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明可提供半液體產(chǎn)品或漿液產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的半液體產(chǎn)品或漿液產(chǎn)品是其含水量(重量％)小于90％，優(yōu)選地小于80％，優(yōu)選地小于70％，或更優(yōu)選地小于60％的產(chǎn)品。當(dāng)酶在與變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物混合之前是液體制劑時(shí)，可通過例如噴灑酶制劑或?qū)⒆冃陨镔|(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物浸入酶制劑中來(lái)混合該酶。變性生物質(zhì)或生物質(zhì)水解產(chǎn)物(在酶處理之前或之后)和/或干燥的固體片段可研磨和/或粉末化和/或成形為粉狀物。在一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料以干燥狀態(tài)和/或基本上干燥狀態(tài)包裝和/或貯存。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“干燥的”或“干燥狀態(tài)”表示根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料不包含水或僅包含極少量的水。換句話講，如本文所用，術(shù)語(yǔ)“干燥的”或“干燥狀態(tài)”表示根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料的含水量(重量％)小于5％，優(yōu)選地小于1％。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“基本上干燥狀態(tài)”表示根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料僅包含極少量的水。換句話講，如本文所用，術(shù)語(yǔ)“基本上干燥狀態(tài)”表示根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料的含水量(重量％)小于30％，優(yōu)選地15％，優(yōu)選地小于10％。在一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料的含水量小于20重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料的含水量小于15重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料的含水量小于10重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和/或飼料添加劑組合物和/或預(yù)混物和/或飼料原料的含水量小于5重量％。實(shí)施例本發(fā)明將在以下的實(shí)施例中進(jìn)一步闡述。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例盡管說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但僅是以例證的方式給出的。通過上述論述和這些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可確定本發(fā)明的必要特征，并且在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的前提下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化和修改以適應(yīng)多種用途和條件?？s寫的含義如下：“h”或“hr”是指小時(shí)，“min”是指分鐘，“s”或“sec”是指秒，“d”是指天，“L”是指升，“mL”是指毫升，“μL”是指微升，“kg”是指千克，“g”是指克，“μg”是指微克，“ng”是指納克，“mg”是指毫克，“g/L”是指克/升，“mM”是指毫摩爾，“μM”是指微摩爾，“nm”是指納米，“mm”是指毫米，“cm”是指厘米，“μmol”是指微摩爾，“pmol”是指皮摩爾，“N”是指牛頓，“G力”是指重力，“MPa”是指兆帕，“kPa”是指千帕，“psi”是指磅每平方英寸，“CF”是指結(jié)晶分?jǐn)?shù)，“CDS”是指相干域尺寸，“F”是指力，“””或“in”是指英寸。一般方法纖維素生物質(zhì)將玉米秸稈錘磨成d50＝410μm的粒度。所述秸稈的最終含水量為按重量計(jì)7.7％。木材得自FortressPaperLCC(ThursoQuebec，Canada)。其以薄片形式(～0.25-0.5″(0.635-1.27cm)厚與～0.5-3″(1.27-7.62.cm)的寬度和長(zhǎng)度)接收，如通過用尺測(cè)量來(lái)測(cè)定。在任何進(jìn)一步處理之前，通過將1-2層薄片鋪開在盤中并且在環(huán)境條件下使其干燥至少兩天將所有薄片空氣干燥；這些薄片定義為“經(jīng)空氣干燥的木屑”。將空氣干燥的木屑粉碎以通過3/16英寸(0.476cm)篩，然后經(jīng)bantam研磨以通過1mm篩。在bantam研磨之后，將木屑在氮?dú)獯祾呦掠?0℃下真空干燥過夜。經(jīng)bantam研磨和真空干燥的薄片在本文中被稱為“經(jīng)bantam研磨-干燥的木屑”。離心式環(huán)和彈力盤研磨在振動(dòng)粉碎機(jī)(型號(hào)VP-1989：3相振動(dòng)粉碎機(jī)；BicoInc.，Burbank，CA)(其也被稱為環(huán)和彈力盤磨)中處理纖維素生物質(zhì)。粉碎機(jī)由硬質(zhì)鉻合金鋼碗(8.125″(20.64cm)內(nèi)徑)組成，其包括兩個(gè)1/2″(1.27cm)厚硬質(zhì)鋼環(huán)，一個(gè)具有3.06″(7.77cm)內(nèi)徑，并且另一個(gè)具有2.05″(5.21cm)內(nèi)徑，以及直徑為1.64″(4.17cm)的固體彈力盤(即盤)。環(huán)和彈力盤的長(zhǎng)度以及碗的對(duì)應(yīng)深度為2″(5.08cm)。在900rpm下，利用一馬力偏心馬達(dá)使包含環(huán)、彈力盤和樣品的碗振動(dòng)。磨的偏心度的半徑為4.5mm，其為通過磨的振動(dòng)畫出的環(huán)的半徑。磨的功率通過使用測(cè)量的電流、施加的電壓和三相馬達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)公式中功率因子0.8來(lái)測(cè)定。水分測(cè)定使用Mettler-ToledoHR73Halogen水分分析儀測(cè)量生物質(zhì)的含水量。每次測(cè)量使用至少0.5g(但小于3g)的量。將每個(gè)生物質(zhì)樣品稱量到鋁盤中并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)干燥程序加熱至105℃的溫度。每個(gè)樣品保持在105℃直至測(cè)量的質(zhì)量損失＜1mg/50s，此時(shí)記錄重量并且通過初始重量和最終重量之間的差與生物質(zhì)的初始重量的比率來(lái)測(cè)定含水量。粒度測(cè)定使用MalvernMastersizer2000(MalvernInstruments，MalvernUK)通過激光衍射(參考ISO13320-1：1999)測(cè)定粒度分布(PSD)。使用MalvernScirocco2000干燥分散器單元將樣品顆粒分散在空氣中，其中分散射流壓力設(shè)定成約60psi(0.41MPa)并且進(jìn)料速率設(shè)定成最大值的約45％。將分散的顆粒氣動(dòng)傳送通過Mastersizer的流動(dòng)室，其配備有用于光射入的石英窗。進(jìn)入流動(dòng)室的激光被顆粒衍射，并且衍射圖案被成像到檢測(cè)器陣列上。PSD通過使用Fraunhofer散射模型，分析記錄的衍射圖案來(lái)計(jì)算(描述于ISO13320-1：1999，AnnexA中)。PSD測(cè)量和術(shù)語(yǔ)的標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)為T.Allen，ParticleSizeMeasurement，第1卷，第5版(Chapman&Hall，1997)。X射線衍射(XRD)測(cè)量使用3040型PhilipsX’PERT自動(dòng)粉末衍射儀來(lái)獲得X-射線衍射數(shù)據(jù)。衍射儀配備自動(dòng)可變防散射器和發(fā)散狹縫、X’CeleratorRTMS檢測(cè)器和Ni濾光器。放射物為CuK(α)(45kV，40mA)。在室溫下，使用在θ-θ幾何中具有0.02度的等步長(zhǎng)和每步80秒的計(jì)數(shù)時(shí)間的連續(xù)掃描，收集4至80度2θ的數(shù)據(jù)。將樣品裝入鋁樣品夾持器中并且在無(wú)附加研磨的情況下運(yùn)行。將MDI/Jade軟件版本9.1用于除去來(lái)自結(jié)晶、無(wú)機(jī)雜質(zhì)的尖衍射峰并且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文本格式以用于進(jìn)一步處理。(2010)軟件用于所有附加處理中。背景減除和所謂的結(jié)晶度指數(shù)(CrI)的測(cè)定根據(jù)Segal(L.Segal等人，(1959)TextileResearchJournal29：786-794)所述的方法進(jìn)行。該方法依賴于在兩個(gè)特定2-θ角度下的衍射強(qiáng)度比率來(lái)構(gòu)建相對(duì)結(jié)晶度的量度。多個(gè)作者已經(jīng)嘗試對(duì)該方法進(jìn)行改善。希望具有結(jié)晶度的更絕對(duì)量度，并允許纖維素晶格的溶脹、結(jié)晶相干域尺寸的變化和2-θ零偏移誤差。Bansal等人((2010)BioresourceTechnology101，No.12：4461-4471)描述了多變量分析法，所述方法包括將衍射圖案擬合成表示結(jié)晶和非晶態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的模型圖案的線性組合。Thygesen等人((2005)Cellulose12：563-576)描述了修改的Rietveld擬合，其將對(duì)衍射的結(jié)晶貢獻(xiàn)與基于α-纖維素的已知結(jié)晶結(jié)構(gòu)計(jì)算的圖案和表示非晶態(tài)貢獻(xiàn)的擬合背景擬合。在這些方法中的任一種中，結(jié)晶度指數(shù)是在結(jié)晶模型下的面積與在整個(gè)衍射圖案下的面積的比率。Rietveld方法具有使得晶格變化的優(yōu)點(diǎn)。溶劑吸收的溶脹和微晶尺寸的減少兩者均可適用于建模并從建模中提取作為本身可用的數(shù)據(jù)點(diǎn)。使用混合方法，其中Rietveld擬合對(duì)2-θ數(shù)據(jù)的有限范圍(10-32度)進(jìn)行，所述數(shù)據(jù)已經(jīng)如Segal方法中那樣從其中減去線性背景。以已知的α-纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)(Y.Nishiyama等人，(2002)J.Am.Chem.Soc.124，no.31：9074-9082)。由完全非晶態(tài)標(biāo)準(zhǔn)擬合成線性比例的圖案，而不是擬合任意的函數(shù)以表示非晶態(tài)貢獻(xiàn)。為了減少擬合中參數(shù)的數(shù)目，不擬合晶格的軸間角度或c軸。當(dāng)結(jié)晶度和相干域尺寸足夠大到允許結(jié)晶峰的清楚分辨率時(shí)，僅擬合a和b軸。記錄的結(jié)晶分?jǐn)?shù)(CF)是Rietveld擬合的結(jié)晶模型下面積與擬定范圍下面積的比率。相干域尺寸(CDS)從擬合中提取(Warren(1969)X-RayDiffraction；Reading，MA；Addison-Wesley)并且是不含結(jié)構(gòu)缺陷的結(jié)晶纖維素所覆蓋的平均距離。這是用于從X射線衍射數(shù)據(jù)中獲得纖維素結(jié)晶分?jǐn)?shù)的方法，其中約束最小二乘法修正和從完全非晶態(tài)纖維素樣品中提取的非晶態(tài)貢獻(xiàn)允許可靠的確定結(jié)晶衍射峰寬度，由所述寬度計(jì)算纖維素相干域尺寸。在該方法中，通過使用非晶態(tài)級(jí)分的固定形狀以及對(duì)計(jì)算的結(jié)晶分?jǐn)?shù)的約束來(lái)減少可調(diào)節(jié)參數(shù)的數(shù)目(例如，固定晶格常數(shù)，所有衍射峰具有相同的形狀和寬度，并且固定結(jié)晶峰的峰值強(qiáng)度比)。將峰值寬度與域尺寸相關(guān)聯(lián)的方程被稱為Scherrer方程：L＝0.941/(Bcos(q))，其中L為以埃為單位的CDS，1為以埃為單位的波長(zhǎng)，q為方程中峰的衍射角并且B為以弧度計(jì)該峰的半極大處全寬度。纖維素生物質(zhì)的組成分析纖維素生物質(zhì)原料的總碳水化合物通過MicrobacLaboratoryServices(Boulder，CO)，以及使用LAP2程序的修改(Sluiter等人，(4/2008；修訂的7-8-2011)NationalRenewableEnergyTechnicalReportNREL/TP-510-42618；修訂的7-8-2011)來(lái)測(cè)定。原料的總碳水化合物在兩種技術(shù)之間平均以給出原料的總碳水化合物組成，其被用于計(jì)算糖化之后的糖收率。使用以下LAP2程序的修改將纖維素生物質(zhì)組成分析進(jìn)行兩次。將待分析的固體空氣干燥或在80℃下在真空烘箱中干燥直至含水量小于20％。然后將其在刀式粉碎機(jī)中研磨直至其通過30目篩和/或使其通過20和80目篩篩分并且使用20-80目級(jí)分。通過用鹵素水分分析儀干燥至105℃(MettlerToledo，HR83-P)，并且然后將300mg(基于干重)生物質(zhì)稱量到100mL玻璃壓力容器(Chemglass，CG-1880-05)中以確定生物質(zhì)的固體百分比。將3.0mL的72重量％H2SO4水溶液加入固體中，并使用0.25″直徑聚四氟乙烯(PTFE)桿將混合物混合以確保酸在固體顆粒上的完全覆蓋。將混合物浸沒在攪拌的30℃水浴中并持續(xù)30min。然后將其再次短暫混合并且放回到水浴中并持續(xù)另外30min。為避免損失，將PTFE桿在混合物中保持第一小時(shí)。在該初始溫育時(shí)間段之后，將去離子水(84g)加入容器中并且將其完全混合。當(dāng)存在不足夠的生物質(zhì)時(shí)，修改該方法以完成上述范圍的分析。在這些情況下，僅將50mg固體(基于干重)連同0.5mL的72重量％H2SO4水溶液加入15mL壓力容器(Chemglass，CG-1880-01)中。如上所述，將其完全混合，并且然后在30℃下溫育1h。添加附加的14mL水并且將內(nèi)容物完全混合。通過將葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和DMSO(作為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn))稱量到瓶中并用100g水填充所述瓶來(lái)制備糖回收標(biāo)準(zhǔn)(SRS)。將14.0g該溶液連同0.5mL的72重量％H2SO4水溶液加入15mL壓力容器(Chemglass，CG-1880-01)中。這重復(fù)進(jìn)行兩次。在加熱之前和之后取出每種酸性SRS溶液的樣品并通過HPLC分析。加熱之后，HPLC面積小于它們?cè)诩訜嶂暗拿娣e，這是因?yàn)樗崴馄陂g的糖降解。記錄每種糖的面積比并用于計(jì)算葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的唯一降解校正因子。將校正因子施用于在相同實(shí)驗(yàn)期間被分析的未知生物質(zhì)樣品中檢測(cè)的糖，試圖對(duì)該程序期間降解的糖進(jìn)行調(diào)節(jié)。在30℃下的1h溫育時(shí)間段和后續(xù)用水稀釋之后，將壓力容器放入高壓釜中。將高壓釜快速加熱至121-126℃的溫度并且在此保持60min，此后將其緩慢冷卻。在1.5h之后從高壓釜中拉出樣品。此時(shí)將高壓釜的溫度冷卻至大約80℃。然后將所述容器在冰上進(jìn)一步冷卻。將稱量量的DMSO(內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)；在小范圍分析的情況下近似0.8000g或0.1000)加入樣品容器中，并且劇烈振搖混合物。通過具有10微米聚乙烯多孔盤(Chemglass，OP-6602)的配衡聚丙烯過濾漏斗從任何殘余的未溶解固體中過濾混合物。收集并通過HPLC分析濾液的一部分。用大量水洗滌多孔盤上收集的未溶解固體并在80℃下在真空烘箱中干燥。記錄經(jīng)洗滌并干燥的酸不溶性材料的重量并表達(dá)為重量％木質(zhì)素。確定通過組成分析方法增溶并通過HPLC分析檢測(cè)的單體碳水化合物的摩爾量。使用聚合物結(jié)合的糖的分子量將摩爾量各自轉(zhuǎn)換成重量(即，對(duì)于作為半纖維素中的單體單元的木糖和阿拉伯糖而言為132g/摩爾，或者對(duì)作為纖維素中的單體單元的葡萄糖而言為162g/摩爾)。這些糖以多糖的形式但不以單體形式存在于天然生物質(zhì)中，所以它們的分子量被假設(shè)為比單體分子量小18amu，這是由于多糖鏈中每個(gè)單體損失一分子水。然后將檢測(cè)的每種糖的重量記錄為干生物質(zhì)的重量％。酶促糖化在50mM碳酸鈉溶液加5mMMnCl2緩沖液中，在約10-20mg酶/g碳水化合物的負(fù)載下，在pH5.0，48℃的溫度下，使用Accelerase(DuPont/DaniscoU.S.Inc.，Genencor，International，Rochester，NY)將離心研磨之前或之后的樣品糖化并持續(xù)72小時(shí)。在15mm×47mm旋蓋玻璃小瓶中(VWRInternational，WestChester，PA)并且5/16英寸不銹鋼球幫助混合，將反應(yīng)樣品制成總質(zhì)量為0.5g的約10％固體。然后，將樣品小瓶置于設(shè)置成180rpm和48℃的震蕩培養(yǎng)箱中。在72小時(shí)終點(diǎn)時(shí)，用2mL純(Millipore)水稀釋并通過離心澄清。通過將0.1mL的澄清樣品加入0.1mL的1M碳酸鈉溶液中淬滅反應(yīng)。在分析之后，使樣品通過使用設(shè)定為13,000rpm的Microfuge18離心機(jī)(BeckmanCoulter)的MF0.2微米離心過濾器(PallLifeSciences，AnnArbor，MI)并持續(xù)3-5分鐘。通過具有WatersAllianceHPLC系統(tǒng)的HPLC來(lái)測(cè)量葡萄糖和木糖。所用的柱為具有BioRadMicro-GuardCartridgeCation-H(#125-0129，Bio-Rad，Hercules，CA)的ION-300柱(#ICE-99-9850，Transgenomic，Inc.，Ohmaha，NE)。使用0.01NH2SO4作為溶劑，在75℃和0.4mL/min流量下走柱。采用外標(biāo)校準(zhǔn)曲線，用折射率檢測(cè)器測(cè)定原料糖和產(chǎn)物的濃度。就總可溶性糖而言，澄清樣品的一部分用4.4(重量/重量)％硫酸稀釋至1比1。所得溶液在具有鋁密封頂部的11mm×32mm玻璃小瓶中(VWRInternational，WestChester，PA)在120℃下高壓滅菌并持續(xù)1小時(shí)的總循環(huán)時(shí)間。化學(xué)糖化的HPLC分析將配備有脫氣機(jī)、二元泵、自動(dòng)進(jìn)樣器、柱加熱器和折射率檢測(cè)模塊的Agilent1100系列HPLC用于分析葡萄糖和木糖收率。所用的柱為Bio-RadAminexHPX-87H300mm×7.8mm柱(產(chǎn)品編號(hào)125-0140)，其具有固定在不銹鋼保護(hù)柱架(產(chǎn)品編號(hào)125-0131)中的30mm×4.6mmCation-H填充柱保護(hù)柱(產(chǎn)品編號(hào)125-0129)。將所述柱加熱至65℃；保護(hù)柱處于室溫下。折射率檢測(cè)器使用正極性并且加熱盡可能地接近柱溫，在這種情況下所述溫度為55℃。使用硫酸的1N硫酸貯備液的經(jīng)過濾Millipore水溶液來(lái)制備0.01N硫酸移動(dòng)相。將該溶液以0.6ml/min泵送通過柱。開始20μL注射的每種分析樣品并持續(xù)60min運(yùn)行。使用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行化合物的定量。通過將DMSO加至大約10mg/ml的最終濃度來(lái)制備分析樣品。在注入HPLC儀之前，將樣品過濾通過0.2微米過濾器。為測(cè)定初始樣品組成，將上述方法運(yùn)行至少兩次并且使用最小二乘法將測(cè)量值與通過MicrobacLaboratories，Inc.(Pittsburgh，PA)獨(dú)立測(cè)量的值組合。比能計(jì)算用于變性方法的比能通過所用裝置的穩(wěn)態(tài)功率輸出[kW]除以吞吐量[kg/s]來(lái)計(jì)算，其賦予kWs/kg或kJ/g。比較例1得自經(jīng)錘磨玉米秸稈的糖收率經(jīng)錘磨的玉米秸稈包含7.7％水分和尺寸為約d50＝410μm的顆粒(兩者均如一般方法中所述測(cè)量)。經(jīng)錘磨秸稈的結(jié)晶分?jǐn)?shù)和相干域尺寸如一般方法中所述分別測(cè)量為53％和3.8nm。經(jīng)錘磨秸稈如一般方法中所述進(jìn)行糖化。酶載量和固體含量分別為10.9mg酶/g碳水化合物和10.0％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的總葡萄糖收率為14.9％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的總木糖收率為12.1％。結(jié)果總結(jié)于表3中。實(shí)施例2離心式環(huán)和彈力盤研磨對(duì)經(jīng)錘磨玉米秸稈的糖收率的影響將約5g具有如實(shí)施例1中所述相同特性的經(jīng)錘磨玉米秸稈均分在離心研磨的一般方法中所述的振動(dòng)粉碎機(jī)(環(huán)和彈力盤磨)的碗中的介質(zhì)之間的三個(gè)空間中(即，介于碗和大環(huán)之間，介于大環(huán)和小環(huán)之間，和介于小環(huán)和彈力盤之間)。將環(huán)和彈力盤磨運(yùn)行5分鐘，此后，使生物質(zhì)通過45目篩篩分并且將通過并保留的級(jí)分收集到塑料袋中。用于研磨的吞吐量為～1g/min或1.67×10-5kg/s，其賦予0.134hp/(1.67×10-5kg/s)或～1.68kWh/kg或～6.03kJ/g的比能輸入，這實(shí)現(xiàn)65-73％的加工能當(dāng)量。使生物質(zhì)經(jīng)受在646至1,511N范圍內(nèi)的力和在21.5至32.3范圍內(nèi)的“G力”，如下文計(jì)算和描述的。環(huán)和彈力盤磨中的介質(zhì)的尺寸和質(zhì)量為：碗：8.125″(20.64cm)內(nèi)徑，2″(5.08cm)深度，18.80lbs(8.53kg)大環(huán)：6.125″(15.56cm)內(nèi)徑，2″(5.08cm)深度，0.6″(1.52cm)厚度，6.60lbs(2.99kg)小環(huán)4.1″(10.41cm)內(nèi)徑，2″(5.08cm)深度，0.6″(1.52cm)厚度，4.69lbs(2.13kg)彈力盤：3.270″(8.31cm)直徑，2″(5.08cm)深度，4.49lbs(2.04kg)所述環(huán)和彈力盤磨以恒定的900rpm角頻率操作。馬達(dá)的偏心圓(即，通過振蕩塔板的運(yùn)動(dòng)畫出的圓的周長(zhǎng))為1.11″。公式1可用于計(jì)算磨中任一個(gè)介質(zhì)之間的界面處的離心力。根據(jù)公式7計(jì)算質(zhì)心半徑。其中n為介質(zhì)數(shù)，i為識(shí)別每個(gè)特定介質(zhì)的特定標(biāo)記，mi為指定介質(zhì)的特定質(zhì)量，ri為指定介質(zhì)的特定質(zhì)心半徑，并且mtot為所有介質(zhì)的總質(zhì)量或組合質(zhì)量。介質(zhì)的總質(zhì)量為15.78lbs(7.16kg)。首先通過將研磨塔板的中心設(shè)置為原點(diǎn)找到介質(zhì)的質(zhì)心半徑。接著，將大環(huán)、小環(huán)和彈力盤放入碗中并推到一側(cè)，使得每個(gè)介質(zhì)的質(zhì)心半徑從研磨塔板中心，以及碗偏離。馬達(dá)的偏心圓(即，通過振蕩塔板的運(yùn)動(dòng)畫出的圓的圓周)為1.11″，其使得質(zhì)心從研磨塔板的中心進(jìn)一步偏離圓的半徑(0.18″)。每個(gè)介質(zhì)的特定質(zhì)心半徑ri為碗中心到每個(gè)介質(zhì)的中心的距離，其中考慮塔板的運(yùn)動(dòng)增加0.18″。例如，彈力盤的質(zhì)心半徑為1.40″(5.44cm)，其通過從碗的內(nèi)半徑(4.0625″)減去大環(huán)厚度(0.6″；1.52cm)、小環(huán)厚度(0.6″；1.52cm)、和彈力盤半徑(1.64″)并加上0.18″構(gòu)建。最后，環(huán)和彈力盤磨中的“g力”可通過向心加速度(即，F(xiàn)/m)除以由于重力的加速度(～9.8m/s2)來(lái)計(jì)算。表1概括了環(huán)和彈力盤磨中的質(zhì)量、質(zhì)心半徑、在介質(zhì)之間的界面處的離心力、以及“g力”。表1：用于離心式磨的裝置的參數(shù)在如上所述研磨8個(gè)獨(dú)立的批次之后，代表性生物質(zhì)粒度、含水量、結(jié)晶分?jǐn)?shù)、和相干域尺寸(如根據(jù)一般方法所測(cè)量的)分別為29-68μm、～5％、～58％和～1.6nm。結(jié)果總結(jié)于表2中。將經(jīng)環(huán)和彈力盤研磨的玉米秸稈如一般方法中所述進(jìn)行糖化。如上所述處理的樣品的糖化分別在約11mg酶/g碳水化合物和10％的酶載量和固體含量下進(jìn)行。得自可溶性單體和酸水解的可溶性葡萄糖低聚物兩者的平均總葡萄糖收率為83％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的平均總木糖收率為74％。結(jié)果總結(jié)于表3中。實(shí)施例3離心研磨對(duì)經(jīng)切碎玉米秸稈的糖收率的影響將如利用尺所測(cè)量的在一個(gè)維度上具有＞20mm的粒度并且在另一個(gè)維度上具有＞100mm粒度，以及8.27％含水量的大約5g經(jīng)切碎玉米秸稈均分在介于環(huán)和彈力盤磨的碗中的介質(zhì)之間的三個(gè)空間中(即，介于碗和大環(huán)之間，介于大環(huán)和小環(huán)之間，并且介于小環(huán)和彈力盤之間)。將離心研磨進(jìn)行5分鐘，此后將生物質(zhì)從磨中收集到塑料袋中。用于研磨的吞吐量為～1g/min或1.67×10-5kg/s，這導(dǎo)致0.134hp/(1.67×10-5kg/s)或～1.68kWh/kg或～6.03kJ/g的比能輸入，這實(shí)現(xiàn)65-73％的加工能當(dāng)量。不測(cè)量樣品的初始結(jié)晶分?jǐn)?shù)。通過環(huán)和彈力盤磨施加到生物質(zhì)的力和“G力”與實(shí)施例2中計(jì)算和描述的那些相同。如“一般方法”中所述分析所得的材料。如上所述研磨四個(gè)獨(dú)立的樣品，分別產(chǎn)生為79μm、4％、58％和2.3nm的生物質(zhì)粒度、含水量、結(jié)晶分?jǐn)?shù)和相干域尺寸的代表性值。結(jié)果總結(jié)于表2中。經(jīng)離心研磨的玉米秸稈如一般方法中所述進(jìn)行糖化。使用4個(gè)如上所述處理的獨(dú)立的樣品將糖化進(jìn)行總共6次，并且糖化分別在約12mg酶/g碳水化合物和10％的酶載量和固體含量下進(jìn)行。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物的平均總葡萄糖收率為96％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物的平均總木糖收率為89％。結(jié)果總結(jié)于表3中。比較例4經(jīng)Bantam研磨的木屑的糖收率測(cè)量(如一般方法中所述)一般方法中所述的經(jīng)bantam研磨-干燥的木屑的粒度、含水量、結(jié)晶分?jǐn)?shù)和相干域尺寸，從而分別賦予d50＝362μm、2.1％、94％和3.2nm的值。如“一般方法”中所述糖化該材料。酶載量和固體含量分別為9.9mg酶/g碳水化合物和10.3％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物的總葡萄糖收率為6.8％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物的總木糖收率為8.1％。結(jié)果總結(jié)于表3中。實(shí)施例5離心研磨對(duì)經(jīng)Bantam研磨的木屑的糖收率的影響將實(shí)施例4中所述的5g或20g經(jīng)bantam研磨干燥的木屑均分在介于環(huán)和彈力盤磨的碗中的介質(zhì)之間的三個(gè)空間中(即，介于碗和大環(huán)之間，介于大環(huán)和小環(huán)之間，并且介于小環(huán)和彈力盤之間)。將離心研磨進(jìn)行5分鐘(對(duì)5g樣品)或20分鐘(對(duì)20g樣品)，此后將生物質(zhì)從磨中收集到塑料袋中。用于研磨的吞吐量為～1g/min或1.67×10-5kg/s，這導(dǎo)致0.134hp/(1.67×10-5kg/s)或～1.68kWh/kg或～6.03kJ/g的比能輸入，這實(shí)現(xiàn)65-73％的加工能當(dāng)量。通過環(huán)和彈力盤磨施加到生物質(zhì)的力和“g力”與實(shí)施例2中計(jì)算和所述的那些相同。如“一般方法”中所述分析所得的材料。如上所述研磨四個(gè)獨(dú)立的樣品，分別產(chǎn)生為19-42μm、3％、65％和1.5nm的生物質(zhì)粒度、含水量、結(jié)晶分?jǐn)?shù)和相干域尺寸的代表性值。結(jié)果總結(jié)于表2中。如“一般方法”中所述糖化所得的材料。使用4個(gè)如上所述處理的獨(dú)立的樣品將糖化進(jìn)行總共6次，并且糖化分別在約10mg酶/g碳水化合物和10％的酶載量和固體含量下進(jìn)行。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的平均總葡萄糖收率為～81％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的平均總木糖收率為79％。結(jié)果總結(jié)于表3中。實(shí)施例6離心研磨對(duì)木屑的糖收率的影響將尺寸為約0.25-0.5”(0.635-1.27cm)厚并且寬度/長(zhǎng)度為約0.5-3”(1.27-7.62cm)，包含8.1％水分的20.032g經(jīng)空氣干燥的木屑均分在介于環(huán)和彈力盤磨的碗中的介質(zhì)之間的三個(gè)空間中(即，介于碗和大環(huán)之間，介于大環(huán)和小環(huán)之間，并且介于小環(huán)和彈力盤之間)。將離心研磨進(jìn)行20分鐘，此后將生物質(zhì)從磨中收集到塑料袋中。用于研磨的吞吐量為～1g/min或1.67×10-5kg/s，這導(dǎo)致0.134hp/(1.67×10-5kg/s)或～1.68kWh/kg或～6.03kJ/g的比能輸入，這實(shí)現(xiàn)65-73％的加工能當(dāng)量。不測(cè)量樣品的初始結(jié)晶分?jǐn)?shù)。通過環(huán)和彈力盤磨施加到生物質(zhì)的力和“G力”與實(shí)施例2中計(jì)算和所述的那些相同。如“一般方法”中所述分析所得的材料，并且分別產(chǎn)生為95μm、6.3％、77％和1.3nm的生物質(zhì)粒度、含水量、結(jié)晶分?jǐn)?shù)和相干域尺寸。結(jié)果總結(jié)于表2中。如“一般方法”中所述糖化所得的材料。酶載量和固體含量分別為10.4mg酶/g碳水化合物和9.7％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的總葡萄糖收率為88.8％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的總木糖收率為80.8％。結(jié)果總結(jié)于表3中。表2：實(shí)施例1-6中的經(jīng)離心研磨的生物質(zhì)樣品的特性*NA＝不測(cè)定表3：實(shí)施例1-6的糖收率概述因此，在經(jīng)錘磨秸稈的離心研磨之后，經(jīng)錘磨的玉米秸稈的葡萄糖收率從14.9％增加至83％。在相同糖化條件下，經(jīng)歷離心研磨的未研磨秸稈產(chǎn)生96％葡萄糖。在經(jīng)bantam研磨木屑的離心研磨之后，經(jīng)bantam研磨的木屑的葡萄糖收率從6.8％增加至81％。在相同糖化條件下，經(jīng)歷離心研磨的木屑產(chǎn)生88.8％葡萄糖。比較例7射流研磨對(duì)經(jīng)錘磨玉米秸稈的糖收率的影響射流研磨力計(jì)算在TrostModelTX氣流磨粉碎機(jī)中進(jìn)行經(jīng)錘磨玉米秸稈的射流研磨。使用Syntron振動(dòng)喂料機(jī)以1-2lbs(454-907g)/h的速率供入玉米秸稈。在約100psi(689kPa)下，利用兩個(gè)相對(duì)的壓縮空氣流進(jìn)行研磨。使材料通過射流磨兩次。材料通過旋風(fēng)分離器收集并進(jìn)入袋中。袋的細(xì)粒也搖出并且與剩余的材料混合。顆粒彼此碰撞的圖在圖2中示出。參見圖2，為計(jì)算顆粒之間的沖擊力，進(jìn)行以下假設(shè)：1)顆粒的質(zhì)量m1和m2相等2)碰撞之后質(zhì)量保持不變，即m1＝m1’并且m2＝m2’3)碰撞是彈性的4)碰撞的時(shí)間范圍，Δt，固定為1μs5)顆粒以直線朝向彼此運(yùn)行6)每個(gè)顆粒的速度在300m/s下是恒定的(力上限為聲速)沖擊力可通過關(guān)注一個(gè)粒子并且計(jì)算動(dòng)量的變化率來(lái)計(jì)算，即F＝m|Δv|/Δt，其中Δv為碰撞之前和之后速率的變化(例如v1-v1’)。力的大小計(jì)算為～1.1N，如表4中所示。表4：射流磨中顆粒之間沖擊力的假設(shè)和計(jì)算空隙率0.9密度[g/cm3]0.13粒度[μm]3001個(gè)顆粒的體積[cm3]1.41E-05一個(gè)顆粒的質(zhì)量[μg](m)1.84顆粒速率[m/s]300碰撞的時(shí)間范圍[μs](Δt)1力[N]1.1射流研磨/糖化如一般方法部分中對(duì)于射流研磨所述的，將具有與實(shí)施例1中所述相同特性的1kg經(jīng)錘磨的玉米秸稈進(jìn)行射流研磨。研磨之后，測(cè)量生物質(zhì)粒度、含水量、結(jié)晶分?jǐn)?shù)、和相干域尺寸(如一般方法中所述)，從而分別給出51μm、5.3％、72％和2.9nm的值。經(jīng)射流研磨的秸稈如一般方法中所述進(jìn)行糖化。酶載量和固體含量分別為10.9mg酶/g碳水化合物和10.0％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的總葡萄糖收率為27.5％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的總木糖收率為28.1％。該材料具有與經(jīng)環(huán)和彈力盤研磨的生物質(zhì)(在實(shí)施例2中為29-68μm；在實(shí)施例3中為79μm；在實(shí)施例6中為95μm)相似或比其更小的粒度(51μm)，但是具有低得多的葡萄糖和木糖收率，這指示單獨(dú)的粒度不是收率的基礎(chǔ)。實(shí)施例81重量％Ca(OH)2對(duì)經(jīng)錘磨玉米秸稈的糖收率的影響在與實(shí)施例2中的那些相同的條件下，在環(huán)和彈力盤磨中處理經(jīng)錘磨的玉米秸稈。具體地，將～5g批次的具有如實(shí)施例1中所述相同特性的經(jīng)錘磨玉米秸稈均分在離心研磨的一般方法中所述的振動(dòng)粉碎機(jī)(環(huán)和彈力盤磨)的碗中的介質(zhì)之間的三個(gè)空間中(即，介于碗和大環(huán)之間，介于大環(huán)和小環(huán)之間，和介于小環(huán)和彈力盤之間)。將環(huán)和彈力盤磨運(yùn)行5分鐘，之后將生物質(zhì)收集到塑料袋中。用于研磨的吞吐量為～1g/min或1.67×10-5kg/s，這導(dǎo)致0.134hp/(1.67×10-5kg/s)或～1.68kWh/kg或～6.03kJ/g的比能輸入，這實(shí)現(xiàn)65-73％的加工能當(dāng)量?？偣策\(yùn)行四批并且混合在一起以產(chǎn)生用于進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的原料。研磨之后，測(cè)量生物質(zhì)粒度、含水量、結(jié)晶分?jǐn)?shù)、和相干域尺寸(如一般方法中所述)，從而分別給出87μm、5.4％、64.6％和1.9nm的值。CF和CDS結(jié)果總結(jié)于表5中。將大約1g(1.049g)的經(jīng)環(huán)和彈力盤研磨的玉米秸稈(5.4％水分)與Ca(OH)2(3.382mL)的0.04M溶液混合以產(chǎn)生以基質(zhì)+生物質(zhì)的干質(zhì)量計(jì)，1重量％的基質(zhì)載量。將混合物用～10mL的DI水覆蓋并攪拌10-30秒。將混合物真空過濾并用41mL水洗滌。如一般方法中所述，在洗滌和過濾之后測(cè)量濕潤(rùn)狀態(tài)下的生物質(zhì)的含水量為65.61％。如“一般方法”中所述糖化濕生物質(zhì)。酶載量和固體含量分別為10.8mg酶/g碳水化合物和10.0％。使用根據(jù)該實(shí)施例類似制備的兩種獨(dú)立研磨和過濾的樣品，將糖化進(jìn)行兩次。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的2次運(yùn)行的平均總葡萄糖收率為86.3％±6.8％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的兩次運(yùn)行的平均總木糖收率為78.7％±1.9％。糖化結(jié)果總結(jié)于表6中。實(shí)施例91重量％CaO對(duì)經(jīng)離心研磨的玉米秸稈的糖收率的影響將得自實(shí)施例8的相同環(huán)和彈力盤研磨的原料用于該實(shí)施例中。將大約1g(0.992g)的經(jīng)環(huán)和彈力盤研磨的玉米秸稈(5.4％水分)與CaO(3.381mL)的0.05M溶液混合以產(chǎn)生以基質(zhì)+生物質(zhì)的干質(zhì)量計(jì)，1重量％的基質(zhì)載量。將混合物用～10mL的DI水覆蓋并且攪拌10-30s。將混合物進(jìn)行真空過濾，并用60mL水洗滌。如一般方法中所述，在洗滌和過濾之后測(cè)量濕潤(rùn)狀態(tài)下的生物質(zhì)的含水量為60.53％。如“一般方法”中所述糖化濕生物質(zhì)。酶載量和固體含量分別為10.8mg酶/g碳水化合物和10.0％。使用根據(jù)該實(shí)施例類似制備的兩種獨(dú)立研磨和過濾的樣品，將糖化進(jìn)行兩次。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的兩次運(yùn)行的平均總葡萄糖收率為84.9％±7.3％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的兩次運(yùn)行的平均總木糖收率為78.4％±0.0％。糖化結(jié)果總結(jié)于表6中。實(shí)施例101重量％NaOH對(duì)經(jīng)離心研磨的玉米秸稈的糖收率的影響將得自實(shí)施例8的相同環(huán)和彈力盤研磨的原料用于該實(shí)施例中。將大約1g(1.008g)的經(jīng)環(huán)和彈力盤研磨的玉米秸稈(5.4％水分)與NaOH(3.440mL)的0.07M溶液混合以產(chǎn)生以基質(zhì)+生物質(zhì)的干質(zhì)量計(jì)，1重量％的基質(zhì)載量。將混合物用～10mL的DI水覆蓋并攪拌10-30秒。將混合物真空過濾并用65mL水洗滌。如一般方法中所述，在洗滌和過濾之后測(cè)量濕潤(rùn)狀態(tài)下的生物質(zhì)的含水量為71.93％。如“一般方法”中所述糖化濕生物質(zhì)。酶載量和固體含量分別為10.8mg酶/g碳水化合物和10.0％。使用根據(jù)該實(shí)施例相同地制備的兩種獨(dú)立地研磨并過濾的樣品，將糖化進(jìn)行兩次。由可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者，得自兩次運(yùn)行的平均總葡萄糖收率為86.1％±0.7％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的兩次運(yùn)行的平均總木糖收率為83.1％±0.5％。糖化結(jié)果總結(jié)于表6中。實(shí)施例11在1重量％Ca(OH)2存在下離心研磨對(duì)糖收率的影響將4.960g的具有如實(shí)施例1中所述相同特性的經(jīng)錘磨玉米秸稈與0.051g的Ca(OH)2(產(chǎn)生1.1重量％的基質(zhì)載量)混合并均分在離心研磨的一般方法中所述的振動(dòng)粉碎機(jī)(環(huán)和彈力盤磨)的碗中的介質(zhì)之間的三個(gè)空間中(即，介于碗和大環(huán)之間，介于大環(huán)和小環(huán)之間，和介于小環(huán)和彈力盤之間)。將環(huán)和彈力盤磨運(yùn)行5分鐘，之后將生物質(zhì)收集到塑料袋中。用于研磨的吞吐量為～1g/min或1.67×10-5kg/s，這導(dǎo)致0.134hp/(1.67×10-5kg/s)或～1.68kWh/kg或～6.03kJ/g的比能輸入，這實(shí)現(xiàn)65-73％的加工能當(dāng)量。在研磨之后，對(duì)三個(gè)重復(fù)樣品測(cè)量結(jié)晶分?jǐn)?shù)和相干域尺寸(如一般方法所述)，從而分別產(chǎn)生54.2％±3.2％和1.6±0.1nm的平均值。不測(cè)量最終含水量和粒度，雖然粉末看起來(lái)類似于實(shí)施例2、8、9和10的那些，但具有淡黃色。XRD的平均結(jié)果總結(jié)于表5中。研磨之后，在糖化之前，將生物質(zhì)的樣品洗滌并真空過濾以除去Ca(OH)2。就該具體實(shí)驗(yàn)而言，約5g的樣品各自用193mL水洗滌。如一般方法中所述，在洗滌和過濾之后測(cè)量濕潤(rùn)狀態(tài)下的生物質(zhì)的含水量為68.59％。如“一般方法”中所述糖化濕生物質(zhì)。酶載量和固體含量分別為10.0mg酶/g碳水化合物和10.0％。使用根據(jù)該實(shí)施例類似地制備的三種獨(dú)立地研磨并過濾的樣品，將糖化進(jìn)行三次。由可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者，得自三次運(yùn)行的平均總葡萄糖收率為87.5％±1.6％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的三次運(yùn)行的平均總木糖收率為78.0％±0.6％。糖化結(jié)果總結(jié)于表6中。實(shí)施例12在1重量％CaO存在下離心研磨對(duì)糖收率的影響將約4.963g具有如實(shí)施例1中所述相同特性的經(jīng)錘磨玉米秸稈與0.051g的CaO(產(chǎn)生1.1重量％的基質(zhì)載量)混合，并且均分在離心研磨的一般方法中所述的振動(dòng)粉碎機(jī)(環(huán)和彈力盤磨)的碗中的介質(zhì)之間的三個(gè)空間中(即，介于碗和大環(huán)之間，介于大環(huán)和小環(huán)之間，和介于小環(huán)和彈力盤之間)。將環(huán)和彈力盤磨運(yùn)行5分鐘，之后將生物質(zhì)收集到塑料袋中。用于研磨的吞吐量為～1g/min或1.67×10-5kg/s，這導(dǎo)致hp/(1.67×10-5kg/s)或～1.68kWh/kg或～6.03kJ/g的比能輸入，這實(shí)現(xiàn)65-73％的加工能當(dāng)量。在研磨之后，對(duì)三個(gè)重復(fù)樣品測(cè)量結(jié)晶分?jǐn)?shù)和相干域尺寸(如一般方法所述)，從而分別產(chǎn)生54.3％±3.3％和1.7±0.1nm的平均值。不測(cè)量最終含水量和粒度，雖然粉末的外觀類似于實(shí)施例2、8、9和10的那些，但具有淡黃色。XRD的平均結(jié)果總結(jié)于表5中。研磨之后，將生物質(zhì)的樣品洗滌并真空過濾以除去CaO。就該具體實(shí)驗(yàn)而言，約5g的樣品各自用200mL水洗滌。如一般方法中所述，在洗滌和過濾之后測(cè)量濕潤(rùn)狀態(tài)下的生物質(zhì)的含水量為72.56％。如“一般方法”中所述糖化濕生物質(zhì)。酶載量和固體含量分別為10.0mg酶/g碳水化合物和10.0％。使用根據(jù)該實(shí)施例類似制備的三種獨(dú)立研磨和過濾的樣品，將糖化進(jìn)行三次。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的三次運(yùn)行的平均總葡萄糖收率為87.6％±2.4％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的三次運(yùn)行的平均總木糖收率為80.3％±2.9％。糖化結(jié)果總結(jié)于表6中。實(shí)施例13在1重量％NaOH存在下離心研磨對(duì)糖收率的影響將約4.99g具有如實(shí)施例1中所述相同特性的經(jīng)錘磨玉米秸稈與0.054g的NaOH(產(chǎn)生1.2重量％的基質(zhì)載量)混合，并且均分在離心研磨的一般方法中所述的振動(dòng)粉碎機(jī)(環(huán)和彈力盤磨)的碗中的介質(zhì)之間的三個(gè)空間中(即，介于碗和大環(huán)之間，介于大環(huán)和小環(huán)之間，和介于小環(huán)和彈力盤之間)。將環(huán)和彈力盤磨運(yùn)行5分鐘，之后將生物質(zhì)收集到塑料袋中。用于研磨的吞吐量為～1g/min或1.67×10-5kg/s，這導(dǎo)致0.134hp/(1.67×10-5kg/s)或～1.68kWh/kg或～6.03kJ/g的比能輸入，這實(shí)現(xiàn)65-73％的加工能當(dāng)量。在研磨之后，對(duì)三個(gè)重復(fù)樣品測(cè)量結(jié)晶分?jǐn)?shù)和相干域尺寸(如一般方法所述)，從而分別產(chǎn)生55.0％±8.2％和1.7±0.2nm的平均值。不測(cè)量最終含水量和粒度，雖然粉末的外觀類似于實(shí)施例2、8、9和10的那些，但具有淡黃色。XRD結(jié)果總結(jié)于表5中。研磨之后，將生物質(zhì)的樣品洗滌并過濾以除去NaOH。就該具體實(shí)施例而言，約5g的樣品各自用268mL水洗滌。如一般方法中所述，在洗滌和過濾之后測(cè)量濕潤(rùn)狀態(tài)下的生物質(zhì)的含水量為72.09％。如“一般方法”中所述糖化濕生物質(zhì)。酶載量和固體含量分別為10.0mg酶/g碳水化合物和10.0％。使用根據(jù)該實(shí)施例類似制備的三種獨(dú)立研磨和過濾的樣品，將糖化進(jìn)行三次。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的三次運(yùn)行的平均總葡萄糖收率為82.8％±5.8％。得自可溶性單體和酸水解的可溶性低聚物兩者的三次運(yùn)行的平均總木糖收率為74.9％±3.2％。糖化結(jié)果總結(jié)于表6中。表5：XRD測(cè)量值實(shí)施例#CF％CDS[nm]1533.82581.6864.61.9964.61.91064.61.91154.2±3.21.6±0.11254.3±3.31.7±0.11355.0±8.21.7±0.2*NA＝不測(cè)定表6：堿處理樣品的糖收率概述實(shí)施例14使用酸糖化生物質(zhì)樣品在室溫下，在25mL玻璃壓力試管中，如下文所指示的，將使用不同方法預(yù)處理的生物質(zhì)(0.5g)與H2SO4水溶液(1重量％，4.5g)混合。在120℃下將混合物加熱并持續(xù)各個(gè)時(shí)間段。通過HPLC監(jiān)測(cè)水相。用1％H2SO4水溶液(3次，每次5mL)和去離子水(一次，50mL)洗滌不溶性生物質(zhì)，然后在80℃下在真空烘箱中干燥以用于質(zhì)量平衡計(jì)算。在糖分析之前，將洗滌物加入第一水相中。如一般方法和實(shí)施例2中所述，經(jīng)錘磨并且然后用離心研磨處理的玉米秸稈用如上所述的H2SO4水溶液處理，并且在表中所列的時(shí)間下獲取樣品，用于分析糖和剩余的未溶解生物質(zhì)。葡萄糖和木糖收率結(jié)果在表7中給出。表8給出生物質(zhì)的固相分析。通過從起始生物質(zhì)中減去剩余的不溶性生物質(zhì)來(lái)測(cè)定溶解的生物質(zhì)。表7：在稀酸水解的經(jīng)彈力盤研磨的玉米秸稈的液相中的葡萄糖和木糖收率*通過相應(yīng)生物質(zhì)的組成來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)收率，例如溶解葡萄糖的100％相對(duì)收率等于39.6重量％的生物質(zhì)；溶解的木糖的100％相對(duì)收率等于22重量％的生物質(zhì)表8：經(jīng)稀酸水解的經(jīng)彈力盤研磨的玉米秸稈的固相分析如實(shí)施例1中所述僅經(jīng)錘磨的玉米秸稈用如上所述的H2SO4水溶液處理，并且在表中所列的時(shí)間下獲取樣品，用于糖和剩余的未溶解生物質(zhì)分析。葡萄糖和木糖收率結(jié)果在表9中給出。表10給出生物質(zhì)的固相分析。表9：在稀酸水解的經(jīng)錘磨玉米秸稈的液相中的葡萄糖和木糖收率*通過相應(yīng)生物質(zhì)的組成來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)收率，例如溶解葡萄糖的100％相對(duì)收率等于39.6重量％的生物質(zhì)；溶解的木糖的100％相對(duì)收率等于22重量％的生物質(zhì)表10：經(jīng)稀酸水解的經(jīng)錘磨玉米秸稈的固相分析如實(shí)施例6中所述進(jìn)行離心研磨的木屑用如上所述的H2SO4水溶液處理，并且在表中所列的時(shí)間下獲取樣品，用于糖和剩余的未溶解生物質(zhì)分析。葡萄糖和木糖收率結(jié)果在表11中給出。表12給出生物質(zhì)的固相分析。表11：在稀酸水解的彈力盤研磨的木屑的液相中的葡萄糖和木糖收率*通過相應(yīng)生物質(zhì)的組成來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)收率，例如溶解葡萄糖的100％相對(duì)收率等于39.6重量％的生物質(zhì)；溶解的木糖的100％相對(duì)收率等于22重量％的生物質(zhì)表12：經(jīng)稀酸水解的彈力盤研磨的木屑的固相分析如一般方法中所述進(jìn)行bantam研磨的木屑用如上所述的H2SO4水溶液處理，并且在表中所列的時(shí)間下獲取樣品，用于糖和剩余的未溶解生物質(zhì)分析。葡萄糖和木糖收率結(jié)果在表13中給出。表14給出生物質(zhì)的固相分析。表13：在稀酸水解的經(jīng)錘磨木屑的液相中的葡萄糖和木糖收率*通過相應(yīng)生物質(zhì)的組成來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)收率，例如溶解葡萄糖的100％相對(duì)收率等于39.6重量％的生物質(zhì)；溶解的半纖維素的100％相對(duì)收率等于22重量％的生物質(zhì)。表14：經(jīng)稀酸水解的經(jīng)bantam研磨的木屑的固相分析實(shí)施例15在離心力環(huán)輥磨中變性離心力環(huán)輥磨(cfRRMs)描述于Perry’sChemicalEngineers’Handbook(第8版，第21章，第60頁(yè))中，并且基于操作規(guī)模可包含多種尺寸。選擇用于代表性規(guī)模的cfRRM的尺寸，并且對(duì)于商業(yè)規(guī)模cfRRM的這些實(shí)施例基于其尺寸和質(zhì)量計(jì)算產(chǎn)生力和應(yīng)力。尺寸、質(zhì)量和結(jié)果在表15中給出。磨設(shè)計(jì)具有至少兩個(gè)輥，其各自附接到擺動(dòng)臂，其中所述臂附接到驅(qū)動(dòng)軸。所述輥在室內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這使得所述輥相對(duì)于環(huán)徑向向外擠壓。表15：離心力環(huán)-輥磨規(guī)格和力公式1用于計(jì)算每個(gè)裝置中的離心力。通過首先將沿中心驅(qū)動(dòng)軸的軸設(shè)置為原點(diǎn)發(fā)現(xiàn)輥的質(zhì)心半徑。每個(gè)輥的中心到中心驅(qū)動(dòng)軸的距離為質(zhì)心半徑。將其定位使得其針對(duì)環(huán)，以及沿環(huán)的周長(zhǎng)彼此等距(使得被認(rèn)為在一起的所有輥的質(zhì)心將與它們所附接于上的中心軸對(duì)其)。離心力輥磨中的“g力”通過向心加速度(即，F(xiàn)/m)除以由于重力的加速度(～9.8m/s2)來(lái)計(jì)算。因此所述裝置中處理的生物質(zhì)將經(jīng)受>5000N的力和～3G的“G力”，或>15,000N的力和＜9G的“G力”，或>100,00N的力和＜8G的“G力”，或>300,000N的力和＜10G的“G力”。公式3用于計(jì)算赫茲應(yīng)力。用于泊松比(v)的數(shù)是0.3，并用于彈性模量(E)的數(shù)為2.1*1011Pa。這些值基于一般適用于常用金屬的假設(shè)來(lái)選擇。這些相同的數(shù)用于v1以及v2，并用于E1以及E2。表15中計(jì)算并給出的離心力用作F。表15中給出的環(huán)/輥高度用作I。出于計(jì)算的目的，進(jìn)行如下假設(shè)：輥和環(huán)表面是完美的圓筒形，然而實(shí)際上輥?zhàn)儼疾⑶也淮嬖谂c環(huán)接觸的均勻線。就組合的研磨系統(tǒng)(研磨和輔助設(shè)備，諸如鼓風(fēng)機(jī)或分類器)而言，hp可基于研磨下同的尺寸而顯著變化。典型的cfRRM系統(tǒng)的全功率容量可為～20hp最高至＜5000hp的任何點(diǎn)。一旦磨以期望的力和應(yīng)力范圍(＞5000N和＞5,000psi(34.47MPa))操作，則改進(jìn)空氣處理系統(tǒng)和分類器以實(shí)現(xiàn)一定吞吐量，使得機(jī)器上的功率消耗除以所述吞吐量產(chǎn)生比能，所述比能為＜40％的飼料材料的總可燃能。所有這些運(yùn)行的修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員均是常規(guī)的。預(yù)期木質(zhì)纖維素生物質(zhì)產(chǎn)物具有＜2.5nm的CDS，以及比處理之前的材料收率高至少15％的糖化收率。期望比能輸入為＜7.2kJ/g，其為＜40％的玉米秸稈生物質(zhì)可燃能(～18kJ/g生物質(zhì))。實(shí)施例16研磨對(duì)生物質(zhì)在酸性環(huán)丁砜中的溶解度的影響將環(huán)丁砜、水和硫酸的混合物(10.0g；每種組分的重量百分比示于表16中)加入15mL壓力試管中(Chemglass，Inc.CG-1880-01)。向每個(gè)試管中的液體中，加入1.00g(基于干重)的經(jīng)bantam研磨干燥的木屑(描述于一般方法中)，或通過離心研磨進(jìn)一步處理的經(jīng)bantam研磨干燥的木屑(如實(shí)施例5中所述)。將試管密封，并放置在加熱的油浴中，使得油面接近試管的頂部。在表16和17中給出的時(shí)間下移除試管，并且立即在冷水浴中冷卻。然后通過10微米聚乙烯濾料(Chemglass，Inc.OP-6602-12)過濾每種反應(yīng)混合物。利用95∶5(重量/重量)環(huán)丁砜∶水的大約10mL部分將每個(gè)濾料上剩余的固體洗滌三次。收集初始濾液和來(lái)自洗滌的濾液、稱重，并且在具有折射率檢測(cè)器的校正的Biorad碳水化合物HPX-87HHPLC柱(Bio-RadCompany)上分析樣品。然后每次用100mL水洗滌過濾固體，并且在80℃下在真空烘箱中干燥過夜。通過HPLC分析檢測(cè)C5糖和C5糖副產(chǎn)物(即，木糖、阿拉伯糖、和糠醛)、以及C6糖和C6糖副產(chǎn)物(即，HMF、左旋葡聚糖、和乙酰丙酸)的摩爾量。每次實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果和未溶解生物質(zhì)的剩余重量示于表16和17中；溶解的生物質(zhì)通過從起始生物質(zhì)重量減去剩余干燥的不溶性生物質(zhì)重量來(lái)測(cè)定。所述結(jié)果示出經(jīng)彈力盤和環(huán)研磨的bantam研磨木材在比僅bantam研磨的木材更大的程度上溶解。實(shí)施例17各種樣品的組成分析使用以下程序，對(duì)經(jīng)bantam研磨干燥的木屑，和得自反應(yīng)2a(表16)和3b(表17)的兩種獨(dú)立的固體樣品進(jìn)行組成的分析(結(jié)果示于表18中)。將待分析的固體在刀式粉碎機(jī)中研磨直至其通過30目篩。每種生物質(zhì)樣品的固體百分比通過以下方法來(lái)確定：干燥，并且然后將適量的每種樣品稱重到玻璃壓力容器中使得在經(jīng)bantam研磨干燥木屑的情況下，或在通過離心研磨進(jìn)一步處理經(jīng)bantam研磨干燥木屑的情況下，干重均為300mg。就得自反應(yīng)2a和3b的剩余固體而言，加入玻璃壓力容器的量為50mg。將72重量％H2SO4水溶液加入每種固體中并且使用1/4”(0.635cm)直徑玻璃棒將混合物獨(dú)立地混合以確保酸在固體顆粒上的完全覆蓋。使得混合物在環(huán)境溫度下靜置30min，并且然后浸沒在攪拌的30℃水浴中并持續(xù)45min。將去離子水(84g)加入每個(gè)容器中。通過將葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和DMSO稱量到瓶中并用100g水填充所述瓶來(lái)制備糖回收標(biāo)準(zhǔn)(SRS)。將14.0g該溶液連同0.8g(0.5mL)的72重量％H2SO4加入15mL壓力容器中。這重復(fù)進(jìn)行兩次。將每種酸性SRS溶液的樣品過濾并在加熱之前和之后均通過HPLC分析。在加熱之前和之后，對(duì)于兩種樣品記錄每種糖相對(duì)于內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的面積比。將這些平均，并且然后彼此相除以確定校正因子的范圍，所述校正因子應(yīng)當(dāng)施用于得自實(shí)驗(yàn)樣品的數(shù)據(jù)以補(bǔ)償糖降解。將所有壓力容器放入高壓釜中。將高壓釜快速加熱至121-126℃的溫度并且在此保持60min，此后將其緩慢冷卻。在1.5h之后從高壓釜中拉出樣品。此時(shí)將高壓釜的溫度冷卻至82℃。然后將所述容器在冰上進(jìn)一步冷卻。向每種容器(除了SRS容器)中加入稱量量的DMSO(內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)；近0.8000g)；將混合物劇烈振搖。通過10微米聚乙烯濾料將每種樣品從任何剩余固體中過濾。通過HPLC收集并分析濾液的一部分。表18：經(jīng)bantam研磨干燥的木屑和剩余固體樣品2a(表16)和3b(表17)的組成分析樣品2a和3b中溶于酸性環(huán)丁砜中的葡聚糖和木聚糖的重量％(下表19和20中所示)通過從起始經(jīng)Batum研磨干燥的木屑的總葡聚糖和木聚糖中減去通過剩余固體的組成分析獲得的總葡聚糖和木聚糖來(lái)測(cè)定。實(shí)施例18樣品2a和3b的酶促糖化在50mM乙酸鈉加5mMMnCl2緩沖液(pH＝5.0)中，并在48℃的溫度下，以10mg酶/g碳水化合物(樣品中所包含的葡聚糖加木聚糖)的載量，使用Accelerase(Dupont/DaniscoU.S.Inc.，Genencor，International，Rochester，NY)將從反應(yīng)2a(表16)和3b(表17)中分離的固體糖化并持續(xù)72小時(shí)。如一般方法中所述測(cè)定樣品的總碳水化合物和糖收率。表19：從起始經(jīng)Bantum研磨的木屑中除去的總葡聚糖的重量％的結(jié)果，其由在120℃下溶于酸性環(huán)丁砜中并持續(xù)0.5小時(shí)與通過利用Accelerase在48℃下將樣品2a(表16)和3b(表17)的剩余固體糖化72小時(shí)的組合而獲得。表20：從起始經(jīng)Bantum研磨的木屑中除去的總木聚糖的重量％的結(jié)果，其由在120℃下溶于酸性環(huán)丁砜中并持續(xù)0.5小時(shí)與通過利用Accelerase在48℃下將樣品2a(表16)和3b(表17)的剩余固體糖化72小時(shí)的組合而獲得。表19和表20中的結(jié)果示出相比于經(jīng)bantam研磨木材，從生物質(zhì)中溶解的糖量在經(jīng)彈力盤和環(huán)研磨的經(jīng)bantam研磨木材的情況下幾乎是定量的。實(shí)施例19利用模擬雞上消化道的體外模型，與經(jīng)射流研磨的玉米秸稈相比，研究一種或多種飼用中糖基水解酶對(duì)經(jīng)離心研磨的玉米秸稈中存在的纖維的消化率的影響材料和方法含有玉米秸稈生物質(zhì)材料的模擬飼料的體外消化表21示出了體外消化處理樣的組成。為模仿雞飼料，將70％生物質(zhì)材料與30％豆粕(SBM)混合。對(duì)于生物質(zhì)樣品，進(jìn)行兩種類型的上胃腸道(GIT)消化。首先，對(duì)于不利用一種或多種飼用中糖基水解酶處理的經(jīng)射流研磨(JM)的玉米秸稈(參見實(shí)施例7)和經(jīng)離心研磨(CM)的玉米秸稈兩者制備樣品(樣品被稱為“無(wú)”)。經(jīng)離心研磨是指如一般方法中教導(dǎo)的離心環(huán)和彈力盤研磨。其次，制備在uGIT體外消化期間利用一種或多種飼用中糖基水解酶處理的樣品。用于該研究的一種或多種飼用中糖基水解酶包括XB，其為購(gòu)自DaniscoAnimalNutrition，DuPont的商業(yè)酶，并且包含內(nèi)切木聚糖酶和內(nèi)切葡聚糖酶活性，TrioTM，其為購(gòu)自DupontTM/Wilmington的商業(yè)酶，并包含某些纖維素酶活性諸如內(nèi)切葡聚糖酶活性和β-葡糖苷酶活性，以及某些半纖維素酶活性諸如內(nèi)切木聚糖酶活性，以及Fab，其包含β-葡糖苷酶活性。表21：體外消化處理樣的組成。使用圖4所示的步驟進(jìn)行雞上GIT體外消化。根據(jù)小腸消化步驟中目標(biāo)干物質(zhì)含量(最終DM％)，在每個(gè)模擬單元中稱量共計(jì)三克干物質(zhì)(DM)。將飼料與水混合并使用HCl調(diào)節(jié)其pH之后，分別添加0.1mL/gDM、0.2mL/gDM和0.05mL/gDM的飼用中酶，XB、TrioTM和Fab。體外消化結(jié)束時(shí)，在30000×g下離心30min(10℃)以分離液相，然后儲(chǔ)存于-20℃下，直到分析可溶性碳水化合物組合物時(shí)取出。對(duì)可溶性糖的釋放的評(píng)估測(cè)定體外消化后的可溶性糖離心后的上清液樣品經(jīng)C18固相提取柱純化，并如以下所述使用HPLC分析游離的單糖。上清液在100℃烘箱中經(jīng)1MH2SO4酸水解三小時(shí)之后，測(cè)定總可溶性糖。經(jīng)水稀釋并過濾后，如下文所述使用HPLC分析單糖。樣品溶液中可溶性聚合糖(低聚糖和多糖)的量按照下式計(jì)算：低聚糖和多糖＝總可溶性糖-游離可溶性單糖。使用HPLC測(cè)定單糖使用高pH陰離子交換色譜和脈沖電化學(xué)檢測(cè)來(lái)分離和檢測(cè)單糖(葡萄糖和木糖)。前置柱為CarboPacPA1(4mm×40mm)，分析柱為CarboPacPA1(4mm×250mm)。流速是1mL/min，流動(dòng)相由A：水和B：0.2MNaOH按梯度詳述于表22中：表22：用于測(cè)定單糖濃度的HPLC方法的移動(dòng)相中所用的水和NaOH梯度。時(shí)間(min)A(％)B(％)090101.19010510002910003001004001004190107589010統(tǒng)計(jì)分析使用單因素方差分析(GraphpadPrism6.01版)與Turkey事后多重比較法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。P值P＜0.05被認(rèn)為在統(tǒng)計(jì)意義上是顯著的。示出了所有數(shù)值的平均值+SD。結(jié)果生物質(zhì)材料的可溶性糖的釋放在體外消化經(jīng)射流研磨和經(jīng)離心研磨的玉米秸稈處理樣之后，總可溶性糖、游離單糖、可溶性低聚糖和多糖的量分別存在于表23和24中。向經(jīng)射流研磨的玉米秸稈中添加XB與Fab或TrioTM的組合使總可溶性葡萄糖的釋放顯著增加至高于沒有酶處理的對(duì)照。玉米秸稈的離心研磨(表24)改善TrioTM并且具體地XB+Fab的響應(yīng)，其中與經(jīng)射流研磨的玉米秸稈中的響應(yīng)相比，可溶性葡萄糖的總釋放提高25％。在得自經(jīng)射流研磨的玉米秸稈的總可溶性木糖釋放的情況下，添加XB與Fab或TrioTM的組合使木糖收率顯著增加高于陰性對(duì)照(沒有酶)。玉米秸稈的離心研磨顯著增強(qiáng)從包括對(duì)照在內(nèi)的所有處理料中釋放的總可溶性木糖(表24)。XB與Fab的組合具有比經(jīng)離心研磨的玉米秸稈中所有其它處理樣顯著更高的總可溶性木糖收率，并且當(dāng)與射流研磨進(jìn)行比較時(shí)，收率改善幾乎50％。通過所有酶處理增強(qiáng)游離的可溶性葡萄糖的釋放。XB+Fab，之后進(jìn)行TrioTM產(chǎn)生最大的葡萄糖釋放。雖然從收率來(lái)看，與射流研磨相比，離心研磨不顯著提高游離葡萄糖的釋放(表23)，但所有酶處理料的響應(yīng)均顯著優(yōu)于對(duì)照，其中XB+Fab產(chǎn)生最高葡萄糖收率。XB+Fab和TrioTM全部在相似程度上增強(qiáng)木糖的釋放。雖然離心研磨確實(shí)增加玉米秸稈中單木糖的收率，但在被測(cè)試的酶處理樣之間不存在差異。來(lái)自經(jīng)射流研磨的玉米秸稈的葡萄糖低聚糖和多糖的收率不通過被評(píng)價(jià)的酶中的任一種而改善。然而，在經(jīng)離心研磨的玉米秸稈中，XB與Fab的組合使葡萄糖低聚糖和多糖釋放顯著改善至高于所有其它處理樣。另外，所有處理樣中的葡萄糖低聚糖和多糖的總體收率相對(duì)于射流研磨改善，并且在一些情況下改善多達(dá)20％。酶處理對(duì)來(lái)自經(jīng)射流研磨的玉米秸稈的木糖低聚糖和多糖的釋放不具有影響。相比于射流研磨，離心研磨改善從玉米秸稈的木糖低聚糖和多糖釋放。具體地，XB+Fab的效果通過離心研磨增強(qiáng)，從而產(chǎn)生比其它處理樣顯著更高的木糖低聚糖和多糖并且比在射流研磨處理樣中所觀察到的收率高至多35％。a，b一列內(nèi)帶不同上標(biāo)字母的平均值之間具有顯著差異(P＜0.05；方差分析，之后進(jìn)行Turkey事后多重比較)。a，b，c一列內(nèi)帶不同上標(biāo)字母的平均值之間具有顯著差異(P＜0.05；方差分析，之后進(jìn)行Turkey事后多重比較)。討論雖然離心研磨增強(qiáng)總可溶性葡萄糖和木糖兩者從玉米秸稈的釋放，但在木糖釋放中觀察到最大響應(yīng)，其中相比于葡萄糖的3％，存在15％的收率提高。添加飼用中酶，具體地，XB+Fab和TrioTM改善經(jīng)射流研磨和離心研磨的玉米秸稈兩者中的總葡萄糖和木糖的收率，然而，響應(yīng)的大小由于離心研磨并且對(duì)木糖收率而言要大得多。總可溶性葡萄糖從經(jīng)離心研磨的玉米秸稈中增強(qiáng)的釋放可部分地通過增強(qiáng)的單葡萄糖釋放來(lái)解釋，然而，最大的改善可見于葡萄糖低聚物和多糖的釋放。同樣，雖然單木糖釋放通過離心研磨和飼用中酶的組合增加，但收率的最大提高在可溶性低聚糖級(jí)分和多糖級(jí)分中觀察到。不考慮糖單元尺寸，尤其是在經(jīng)離心研磨的玉米秸稈中的，存在于添加的XB與Fab(β-葡糖苷酶)的組合中的內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶的組合一致地導(dǎo)致葡糖糖和木糖兩者的最高收率。結(jié)論相比于僅粒度減小(射流研磨)，通過離心研磨的玉米秸稈的纖維素級(jí)分變性使可溶性葡萄糖和木糖的釋放分別顯著增強(qiáng)3％和15％。然而，當(dāng)飼用中酶與經(jīng)離心研磨的玉米秸稈組合時(shí)觀察到最大響應(yīng)，其中總可溶性葡萄糖和木糖的收率分別增加35％和50％。實(shí)施例20利用模擬雞上消化道的體外模型研究一種或多種飼用中糖基水解酶對(duì)經(jīng)離心研磨的甘蔗渣(相對(duì)于經(jīng)射流研磨的甘蔗渣)中存在的纖維的消化率的影響材料和方法含有甘蔗渣生物質(zhì)材料的模擬飼料的體外消化表25示出了體外消化處理樣的組成。為模仿雞飼料，將70％生物質(zhì)材料與30％豆粕(SBM)混合。對(duì)于生物質(zhì)樣品，進(jìn)行兩種類型的上胃腸道(GIT)消化。首先，對(duì)于不利用一種或多種飼用中糖基水解酶處理的經(jīng)射流研磨的甘蔗渣和經(jīng)離心研磨的甘蔗渣兩者制備樣品(樣品被稱為“無(wú)”)。其次，制備在uGIT體外消化期間利用一種或多種飼用中糖基水解酶處理的樣品。經(jīng)離心研磨是指如一般方法中教導(dǎo)的離心環(huán)和彈力盤研磨。用于該研究的一種或多種飼用中糖基水解酶包括XB，其為購(gòu)自Danisco(目前為DuPont的一部分)的商業(yè)酶，并且包含內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶活性，TrioTM，其為購(gòu)自DupontTM/Wilmington的商業(yè)酶，并包含某些纖維素酶活性諸如內(nèi)切葡聚糖酶的活性和β-葡糖苷酶活性，以及某些半纖維素酶活性諸如內(nèi)切木聚糖酶活性，以及Fab，其包含β-葡糖苷酶活性。表25：體外消化處理樣的組成。使用如實(shí)施例19所述的程序進(jìn)行雞上GIT體外消化。根據(jù)小腸消化步驟中目標(biāo)干物質(zhì)含量(最終DM％)，在每個(gè)模擬單元中稱量共計(jì)三克干物質(zhì)(DM)。將飼料與水混合并使用HCl調(diào)節(jié)其pH之后，分別添加0.1mL/gDM、0.2mL/gDM和0.05mL/gDM的飼用中酶，XB、TrioTM和Fab。體外消化結(jié)束時(shí)，在30000×g(10℃)下離心30min以分離液相，然后儲(chǔ)存于-20℃下，直到分析可溶性碳水化合物組合物時(shí)取出。對(duì)可溶性糖的釋放的評(píng)估用于測(cè)定可溶性糖的釋放的方法描述于實(shí)施例19中。統(tǒng)計(jì)分析使用單因素方差分析(GraphpadPrism6.01版)與Turkey事后多重比較法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。P值P＜0.05被認(rèn)為在統(tǒng)計(jì)意義上是顯著的。示出了所有數(shù)值的平均值+SD。結(jié)果生物質(zhì)材料的可溶性糖的釋放在體外消化經(jīng)射流研磨和經(jīng)離心研磨的甘蔗渣處理樣之后，總可溶性糖、游離單糖、可溶性低聚糖和多糖的量分別存在于表26和27中。向經(jīng)射流研磨的甘蔗渣中添加XB與Fab的組合使總可溶性葡萄糖的釋放顯著增加至高于沒有酶處理的對(duì)照。得自TrioTM處理的總葡萄糖釋放與所有其它處理料沒有不同。甘蔗渣的離心研磨(表27)改善TrioTM并且具體地XB+Fab的響應(yīng)，其中與經(jīng)射流研磨的甘蔗渣中的響應(yīng)相比，可溶性葡萄糖的總釋放分別提高21％和31％。在從經(jīng)射流研磨的甘蔗渣中釋放總可溶性木糖的情況下，添加XB與Fab或TrioTM的組合與陰性對(duì)照(沒有酶)相比不增加木糖的收率。甘蔗渣的離心研磨顯著增強(qiáng)從包括對(duì)照在內(nèi)的所有處理料中釋放的總可溶性木糖(表27)。XB與Fab的組合具有比經(jīng)離心研磨的甘蔗渣中所有其它處理料顯著更高的總可溶性木糖收率，并且當(dāng)與射流研磨進(jìn)行比較時(shí)，收率改善幾乎59％。與僅離心研磨并且不添加酶相比，TrioTM還顯著增加得自經(jīng)離心研磨的甘蔗渣的總木糖收率。游離的可溶性葡萄糖從經(jīng)射流研磨的甘蔗渣中的釋放通過所有酶處理增強(qiáng)。XB+Fab，之后進(jìn)行TrioTM產(chǎn)生最大的葡萄糖釋放。從收率來(lái)看，與射流研磨相比，離心研磨顯著提高游離葡萄糖的釋放(至多22％提高；表26)。所有酶處理樣的響應(yīng)比利用XB+Fab的對(duì)照顯著更好，從而導(dǎo)致最高的葡萄糖收率。TrioTM也增強(qiáng)葡萄糖的釋放，但比XB+Fab的程度更小。向經(jīng)射流研磨的甘蔗渣中加入XB+Fab和TrioTM兩者，顯著增加游離可溶性木糖釋放。僅甘蔗渣的離心研磨不能提高單木糖釋放；然而，與沒有酶相比，添力口XB+Fab或TrioTM分別顯著增加23.9％和18.3％。來(lái)自經(jīng)射流研磨的甘蔗渣的葡萄糖低聚糖和多糖的收率不通過被評(píng)價(jià)的酶中的任一種改善。然而，在經(jīng)離心研磨的甘蔗渣中，XB與Fab的組合使葡萄糖低聚糖和多糖釋放顯著改善至高于沒有酶處理的對(duì)照，如TrioTM處理所進(jìn)行的那樣。另外，來(lái)自所有處理的葡萄糖低聚糖和多糖的總體收率相對(duì)于射流研磨改善，并且在一些情況下改善多達(dá)9％。酶處理對(duì)來(lái)自經(jīng)射流研磨的甘蔗渣的木糖低聚糖和多糖的釋放不具有影響。相比于射流研磨，離心研磨改善從甘蔗渣的木糖低聚糖和多糖釋放。XB+Fab和TrioTM的效果通過離心研磨增強(qiáng)，從而與沒有酶處理相比產(chǎn)生顯著更高的木糖低聚糖和多糖收率并且比在射流研磨處理樣中所觀察到的收率高至多38％。abc一列內(nèi)帶不同上標(biāo)字母的平均值之間具有顯著差異(P＜0.05；方差分析，之后進(jìn)行Turkey事后多重比較)。abc一列內(nèi)帶不同上標(biāo)字母的平均值之間具有顯著差異(P＜0.05；方差分析，之后進(jìn)行Turkey事后多重比較)。討論雖然離心研磨增強(qiáng)總可溶性葡萄糖和木糖兩者從甘蔗渣的釋放，但在木糖釋放中觀察到最大響應(yīng)，其中相比于葡萄糖的2％，存在14％的收率提高。添加飼用中酶，XB+Fab和TrioTM改善經(jīng)射流研磨和離心研磨的甘蔗渣兩者中的總葡萄糖和木糖的收率，響應(yīng)的大小由于離心研磨并且對(duì)木糖收率要大得多?？偪扇苄云咸烟菑慕?jīng)離心研磨的甘蔗渣中增強(qiáng)的釋放可部分地通過增強(qiáng)的葡萄糖低聚糖和多糖釋放來(lái)解釋，然而，最大的改善可見于單葡萄糖的釋放。雖然單木糖釋放通過離心研磨和飼用中酶的組合增加，但收率的最大提高在可溶性低聚糖級(jí)分和多糖級(jí)分中觀察到。不考慮糖單元尺寸，尤其是在經(jīng)離心研磨的甘蔗渣中的，存在于添加的XB與Fab(β-葡糖苷酶)的組合中的內(nèi)切木聚糖酶和內(nèi)切葡聚糖酶的組合一致地導(dǎo)致葡糖糖和木糖兩者的最高收率。結(jié)論相比于僅粒度減小(射流研磨)，通過離心研磨的甘蔗渣的纖維素級(jí)分變性使可溶性葡萄糖和木糖的釋放分別顯著增強(qiáng)2％和13％。然而，當(dāng)飼用中酶與經(jīng)離心研磨的甘蔗渣組合時(shí)觀察到最大響應(yīng)，其中總可溶性葡萄糖和木糖的收率分別增加40％和49％。實(shí)施例21利用模擬雞上消化道的體外模型研究一種或多種飼用中糖基水解酶對(duì)經(jīng)離心研磨的軟木材(相對(duì)于經(jīng)射流研磨的軟木材)中存在的纖維的消化率的影響材料和方法含有軟木材生物質(zhì)材料的模擬飼料的體外消化表28示出了體外消化處理樣的組成。為模仿雞飼料，將70％生物質(zhì)材料與30％豆粕(SBM)混合。對(duì)于生物質(zhì)樣品，進(jìn)行兩種類型的上胃腸道(GIT)消化。首先，對(duì)于不利用一種或多種飼用中糖基水解酶處理的經(jīng)射流研磨的軟木材和經(jīng)離心研磨的軟木材兩者制備樣品(樣品被稱為“無(wú)”)。其次，制備在uGIT體外消化期間利用一種或多種飼用中糖基水解酶處理的樣品。經(jīng)離心研磨是指如一般方法中教導(dǎo)的離心環(huán)和彈力盤研磨。用于該研究的一種或多種飼用中糖基水解酶包括XB，其為購(gòu)自Danisco(目前為DuPont的一部分)的商業(yè)酶，并且包含內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶活性，TrioTM，其為購(gòu)自DupontTM/Wilmington的商業(yè)酶，并包含某些纖維素酶活性諸如內(nèi)切葡聚糖酶的活性和β-葡糖苷酶活性，以及某些半纖維素酶活性諸如內(nèi)切木聚糖酶活性，以及Fab，其包含β-葡糖苷酶活性。表28：體外消化處理樣的組成使用如實(shí)施例19所述的程序進(jìn)行雞上GIT體外消化。根據(jù)小腸消化步驟中目標(biāo)干物質(zhì)含量(最終DM％)，在每個(gè)模擬單元中稱量共計(jì)三克干物質(zhì)(DM)。將飼料與水混合并使用HCl調(diào)節(jié)其pH之后，分別添加0.1mL/gDM、0.2mL/gDM和0.05mL/gDM的飼用中酶，XB、rrioTM和Fab。體外消化結(jié)束時(shí)，在30000×g(10℃)下離心30min以分離液相，然后儲(chǔ)存于-20℃下，直到分析可溶性碳水化合物組合物時(shí)取出。對(duì)可溶性糖的釋放的評(píng)估用于測(cè)定可溶性糖的釋放的方法描述于實(shí)施例19中。統(tǒng)計(jì)分析使用單因素方差分析(GraphpadPrism6.01版)與Turkey事后多重比較法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。P值P＜0.05被認(rèn)為在統(tǒng)計(jì)意義上是顯著的。示出了所有數(shù)據(jù)的平均值+SD。結(jié)果生物質(zhì)材料的可溶性糖的釋放在體外消化經(jīng)射流研磨和經(jīng)離心研磨的甘蔗渣處理樣之后，總可溶性糖、游離單糖、可溶性低聚糖和多糖的量分別存在于表29和30中。向經(jīng)射流研磨的軟木材中添加XB與Fab或TrioTM的組合使總可溶性葡萄糖的釋放顯著增加至高于沒有酶處理的對(duì)照。軟木材的離心研磨(表30)改善TrioTM并且具體地XB+Fab的響應(yīng)，其中與經(jīng)射流研磨的軟木材中的響應(yīng)相比，可溶性葡萄糖的總釋放分別提高14％和18％。在從經(jīng)射流研磨的甘蔗渣中釋放總可溶性木糖的情況下，添加XB與Fab或TrioTM的組合與陰性對(duì)照(沒有酶)相比確實(shí)增加木糖的收率。當(dāng)與射流研磨相比時(shí)，甘蔗渣的離心研磨顯著增強(qiáng)從包括對(duì)照在內(nèi)的所有處理料中釋放的總可溶性木糖(表30)。XB與Fab的組合具有比經(jīng)離心研磨的軟木材中所有其它處理樣顯著更高的總可溶性木糖收率，并且當(dāng)與射流研磨進(jìn)行比較時(shí)，收率改善幾乎52％。游離的可溶性葡萄糖從經(jīng)射流研磨的軟木材中的釋放通過所有酶處理增強(qiáng)。XB+Fab，之后進(jìn)行TrioTM產(chǎn)生最大的葡萄糖釋放。從收率來(lái)看，與射流研磨相比，由于增強(qiáng)酶效率離心研磨顯著提高游離葡萄糖的釋放(至多18％提高；表30)。所有酶處理樣的響應(yīng)比利用XB+Fab的對(duì)照顯著更好，從而導(dǎo)致最高的葡萄糖收率。TrioTM也增強(qiáng)葡萄糖的釋放，但比XB+Fab的程度更小。向經(jīng)射流研磨的軟木材中加入XB+Fab和TrioTM兩者，顯著增加游離可溶性木糖釋放。僅軟木材的離心研磨不能提高單木糖釋放；然而，添加XB+Fab或TrioTM與沒有酶相比分別顯著增加27.8％和13％。來(lái)自經(jīng)射流研磨的軟木材的葡萄糖低聚糖和多糖的收率不通過被評(píng)價(jià)的酶中的任一種改善。然而，在經(jīng)離心研磨的軟木材中，XB與Fab的組合使葡萄糖低聚糖和多糖釋放顯著改善至高于沒有酶的對(duì)照。另外，所有處理樣中的葡萄糖低聚糖和多糖的總體收率相對(duì)于射流研磨改善。酶處理對(duì)來(lái)自經(jīng)射流研磨的軟木材的木糖低聚糖和多糖的釋放不具有影響。相比于射流研磨，離心研磨改善從軟木材的木糖低聚糖和多糖釋放。XB+Fab和TrioTM的效果通過離心研磨增強(qiáng)，從而與沒有酶處理相比產(chǎn)生顯著更高的木糖低聚糖和多糖收率并且比在射流研磨處理樣中所觀察到的收率高至多27％。abc一列內(nèi)帶不同上標(biāo)字母的平均值之間具有顯著差異(P＜0.05；方差分析，之后進(jìn)行Turkey事后多重比較)。abc一列內(nèi)帶不同上標(biāo)字母的平均值之間具有顯著差異(P＜0.05；方差分析，之后進(jìn)行Turkey事后多重比較)。討論雖然離心研磨增強(qiáng)總可溶性葡萄糖和木糖兩者從軟木材的釋放，但在木糖釋放中觀察到最大響應(yīng)，其中相比于葡萄糖的1.5％，存在16％的收率提高。添加飼用中酶，具體地，XB+Fab和TrioTM改善經(jīng)射流研磨和離心研磨的軟木材兩者中的總葡萄糖和木糖的收率，然而，響應(yīng)的大小由于離心研磨并且對(duì)木糖收率要大得多?？偪扇苄云咸烟菑慕?jīng)離心研磨的軟木材中增強(qiáng)的釋放可部分地通過增強(qiáng)的葡萄糖低聚糖和多糖釋放來(lái)解釋，然而，最大的改善可見于單葡萄糖的釋放。雖然可溶性低聚糖和多糖木糖釋放通過離心研磨和飼用中酶的組合增加，但收率的最大提高在單木糖分中觀察到。不考慮糖單元尺寸，尤其是在經(jīng)離心研磨的軟木材中的，存在于添加的XB與Fab(β-葡糖苷酶)的組合中的內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶的組合一致地導(dǎo)致葡糖糖和木糖兩者的最高收率。結(jié)論相比于僅粒度減小(射流研磨)，通過離心研磨的軟木材的纖維素級(jí)分變性使可溶性葡萄糖和木糖的釋放分別顯著增強(qiáng)1.5％和16％。然而，當(dāng)飼用中酶與經(jīng)離心研磨的軟木材組合時(shí)觀察到最大響應(yīng)，其中總可溶性葡萄糖和木糖的收率分別增加31％和39％。實(shí)施例22使用模擬雞上消化道的體外模型研究在具有或不具有飼用中糖基水解酶的情況下，利用纖維素酶(例如纖維素酶SC)糖化(在該實(shí)施例中被稱為預(yù)消化)經(jīng)離心研磨的玉米秸稈對(duì)纖維的消化率的影響材料和方法含有玉米秸稈生物質(zhì)材料的模擬飼料的預(yù)消化將經(jīng)離心研磨的(CM)玉米秸稈(2.1g)稱量到離心管中，其中每次處理三個(gè)重復(fù)的管。加入自來(lái)水(13mL)，將組分混合并且利用1MHCl將pH調(diào)節(jié)至5.0。用水將每個(gè)試管中的體積設(shè)成相等以確保一致的條件。向該懸浮液中，每克干物質(zhì)加入0.145mL纖維素酶SC(pH4.4；蛋白質(zhì)濃度76.6g/L)酶，并且充分混合。在以200rpm振搖下，將懸浮液在50℃下溫育48小時(shí)。由該方法產(chǎn)生的材料被稱為預(yù)消化的經(jīng)離心研磨的玉米秸稈(這與經(jīng)離心研磨的玉米秸稈生物質(zhì)水解產(chǎn)物相同)。含有玉米秸稈生物質(zhì)材料的模擬飼料的體外消化表31示出了體外消化處理樣的組成。將已經(jīng)用纖維素酶SC糖化(預(yù)消化的CM玉米秸稈)或尚未糖化(CM玉米秸稈)的兩種經(jīng)離心研磨的玉米秸稈用于體外消化。預(yù)消化的CM玉米秸稈生物質(zhì)水解產(chǎn)物在一些處理樣中也在體外消化期間用一種或多種飼用中糖基水解酶處理。經(jīng)離心研磨是指如一般方法中教導(dǎo)的離心環(huán)和彈力盤研磨。用于玉米秸稈的糖化(預(yù)消化)的纖維素酶是被稱為纖維素SC的纖維素酶，其包含某些纖維素酶活性，包括內(nèi)切葡聚糖酶和β-葡糖苷酶活性。在“飼用中”消化期間所用的一種或多種飼用中糖基水解酶包括XB，其為購(gòu)自Danisco(目前為DuPont的一部分)的商業(yè)酶，并且包含內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶活性，TrioTM，其為購(gòu)自DupontTM/Wilmington的商業(yè)酶，并包含某些纖維素酶活性諸如內(nèi)切葡聚糖酶的活性和β-葡糖苷酶活性，以及某些半纖維素酶活性諸如內(nèi)切木聚糖酶活性，以及Fab，其包含β-葡糖苷酶活性。表31：體外消化處理樣的組成。為模仿雞飼料，將70％生物質(zhì)材料與30％豆粕(SBM)混合。使用實(shí)施例19所示的步驟進(jìn)行雞上GIT體外消化。根據(jù)小腸消化步驟中目標(biāo)干物質(zhì)含量(最終DM％)，在每個(gè)模擬單元中稱量共計(jì)三克干物質(zhì)(DM)(2.1g生物質(zhì)和0.9gSBM)。將飼料與水混合并使用HCl調(diào)節(jié)其pH之后，分別添加0.1mL/gDM、0.2mL/gDM和0.05mL/gDM的飼用中酶，XB、TrioTM和Fab。體外消化結(jié)束時(shí)，在30000×g(10℃)下離心30min以分離液相，然后儲(chǔ)存于-20℃下，直到分析可溶性碳水化合物組合物時(shí)取出。對(duì)可溶性糖的釋放的評(píng)估用于測(cè)定可溶性糖的釋放的方法描述于實(shí)施例19中。結(jié)果生物質(zhì)材料的可溶性糖的釋放經(jīng)離心研磨(CM)玉米秸稈和預(yù)消化的CM玉米秸稈的飼用中消化之后的總可溶性糖、游離單糖、可溶性低聚糖和多糖的量存在于表32中。與不預(yù)消化的材料相比，利用纖維素酶SC預(yù)消化CM玉米秸稈增加總可溶性葡萄糖釋放(67.9％相對(duì)于19.1％)。向預(yù)消化的CM玉米秸稈中添加XB與Fab或TrioTM的組合也在相似程度上增加可溶性葡萄糖釋放的收率。類似于在總可溶性葡萄糖的釋放的情況下所觀察到的，與離心研磨玉米秸稈相比，利用纖維素酶SC預(yù)消化CM玉米秸稈增加總可溶性木糖的釋放。在體外(飼用中)消化期間向預(yù)消化CM玉米秸稈中添加XB與Fab或TrioTM的組合使總可溶性木糖收率增加高于僅酶預(yù)消化。與僅離心研磨相比，通過利用纖維素酶SC預(yù)消化CM玉米秸稈增強(qiáng)了游離的可溶性葡萄糖的釋放。然而，在預(yù)消化的CM玉米秸稈的體外(飼用中)消化期間添加XB+Fab或TrioTM不極大地增加游離的可溶性葡萄糖釋放。游離的可溶性木糖釋放也通過利用纖維素酶SC預(yù)消化CM玉米秸稈來(lái)增強(qiáng)。然而，不同于對(duì)游離可溶性葡萄糖所觀察到的，在體外(飼用中)消化時(shí)添加XB+Fab或TrioTM提高游離的可溶性木糖釋放。向體外消化中添加XB與Fab和TrioTM兩者均改善葡萄糖和木糖低聚物和多糖釋放。表32：經(jīng)離心研磨的玉米秸稈飼料(玉米秸稈70％-SBM30％)：對(duì)3g(DM)測(cè)試材料和不同處理樣進(jìn)行體外消化后的糖分析。討論與僅離心研磨相比，在飼用中(體外)消化之前利用纖維素酶SC預(yù)消化CM玉米秸稈48小時(shí)顯著提高葡萄糖的釋放，并且其大部分以單體單元釋放。雖然大，但由于利用纖維素酶SC預(yù)消化的可溶性木糖的總釋放不如葡萄糖釋放那樣顯著，并且在單體和低聚糖/多糖釋放兩者之間劃分。從動(dòng)物飼料的觀點(diǎn)來(lái)看，這種結(jié)果是有益的，因?yàn)閱挝竸?dòng)物容易利用單體葡萄糖作為有效能量源，并且胃腸細(xì)菌能發(fā)酵木糖低聚糖/多糖以產(chǎn)生短鏈脂肪酸，其比單體木糖對(duì)動(dòng)物更有益。酶預(yù)消化和飼用中酶消化的組合，如通過在雞上消化道(GIT)模型中在模擬消化期間包含酶所模仿的，增強(qiáng)可溶性葡萄糖和木糖兩者的釋放。葡萄糖釋放的增加以低聚糖和多糖的形式出現(xiàn)，然而木糖增加呈單體和低聚物子單元/聚合物子單元的兩種形式。結(jié)論甚至與僅離心研磨相比，已經(jīng)借助于離心研磨進(jìn)行纖維素變性的玉米秸稈的酶促預(yù)消化(糖化)使總可溶性葡萄糖和木糖的釋放分別顯著增強(qiáng)48.8％和23.6％。另外，發(fā)現(xiàn)在酶促預(yù)消化的玉米秸稈的體外消化期間包含飼用中酶進(jìn)一步增強(qiáng)可溶性葡萄糖和木糖兩者的釋放。因此，發(fā)現(xiàn)生質(zhì)物的離心研磨與僅酶促預(yù)消化一起使用，或者與飼用中酶組合使用，顯著改善單胃動(dòng)物的玉米秸稈消化率。實(shí)施例23使用模擬雞上消化道的體外模型研究在具有或不具有飼用中糖基水解酶的情況下，利用纖維素酶(例如纖維素酶SC)糖化(在該實(shí)施例中被稱為預(yù)消化)經(jīng)離心研磨的甘蔗渣對(duì)纖維的消化率的影響材料和方法含有甘蔗渣生物質(zhì)材料的模擬飼料的預(yù)消化將經(jīng)離心研磨的(CM)甘蔗渣(2.1g)稱量到離心管中，其中每次處理三個(gè)重復(fù)的管。加入自來(lái)水(13mL)，將組分混合并且利用1MHCl將pH調(diào)節(jié)至5.0。用水將每個(gè)試管中的體積設(shè)成相等以確保一致的條件。向該懸浮液中，加入0.145mL纖維素酶SC(pH4.4；蛋白質(zhì)濃度76.6g/L)酶/克干物質(zhì)，并且充分混合。在以200rpm振搖的情況下，在50℃下將懸浮液溫育48小時(shí)。由該方法產(chǎn)生的材料被稱為預(yù)消化的經(jīng)離心研磨的甘蔗渣(這與經(jīng)離心研磨的甘蔗渣生物質(zhì)水解產(chǎn)物相同)。經(jīng)離心研磨是指如一般方法中教導(dǎo)的離心環(huán)和彈力盤研磨。含有甘蔗渣生物質(zhì)材料的模擬飼料的體外消化表33示出了體外消化處理樣的組成。將已經(jīng)用纖維素酶SC預(yù)消化的(預(yù)消化的CM甘蔗渣)或尚未預(yù)消化的(CM甘蔗渣)的兩種經(jīng)離心研磨的甘蔗渣用于體外消化。預(yù)消化的CM甘蔗渣也在體外消化期間用一種或多種飼用中糖基水解酶處理。用于甘蔗渣的預(yù)消化的纖維素酶是被稱為纖維素SC的纖維素酶，其包含某些纖維素酶活性，包括內(nèi)切葡聚糖酶和β-葡糖苷酶活性。在體外消化期間所用的一種或多種飼用中糖基水解酶包括XB，其為購(gòu)自DupontTM/Wilmington的商業(yè)酶，并且包含內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶活性，TrioTM，其為購(gòu)自Danisco(目前為DuPont的一部分)，并包含某些纖維素酶活性諸如內(nèi)切葡聚糖酶的活性和β-葡糖苷酶活性，以及某些半纖維素酶活性諸如內(nèi)切木聚糖酶活性，以及Fab，其包含β-葡糖苷酶活性。表33：體外消化處理樣的組成。為模仿雞飼料，將70％生物質(zhì)材料與30％豆粕(SBM)混合。使用實(shí)施例19所示的步驟進(jìn)行雞上GIT體外消化。根據(jù)小腸消化步驟中目標(biāo)干物質(zhì)含量(最終DM％)，在每個(gè)模擬單元中稱量共計(jì)三克干物質(zhì)(DM)(2.1g生物質(zhì)和0.9gSBM)。將飼料與水混合并使用HCl調(diào)節(jié)其pH之后，分別添加0.1mL/gDM、0.2mL/gDM和0.05mL/gDM的飼用中酶，XB、TrioTM和Fab。體外消化結(jié)束時(shí)，在30000×g(10℃)下離心30min以分離液相，然后儲(chǔ)存于-20℃下，直到分析可溶性碳水化合物組合物時(shí)取出。對(duì)可溶性糖的釋放的評(píng)估用于測(cè)定可溶性糖的釋放的方法描述于實(shí)施例19中。結(jié)果生物質(zhì)材料的可溶性糖的釋放經(jīng)離心研磨(CM)甘蔗渣和預(yù)消化的CM甘蔗渣處理樣的體外消化之后的總可溶性糖、游離單糖、可溶性低聚糖和多糖的量存在于表34中。與不預(yù)消化的材料相比，利用纖維素酶SC預(yù)消化(糖化)CM甘蔗渣增加總可溶性葡萄糖釋放(46.7％相對(duì)于10.1％)。向預(yù)消化的CM甘蔗渣中添加飼用中XB與Fab或TrioTM的組合也在相似程度上增加總可溶性葡萄糖釋放的收率。類似于在總可溶性葡萄糖釋放的情況下所觀察到的，與離心研磨甘蔗渣相比，利用纖維素酶SC預(yù)消化CM甘蔗渣增加總可溶性木糖的釋放。在體外消化期間向預(yù)消化(糖化)CM甘蔗渣中添加飼用中XB與Fab或TrioTM的組合使總可溶性木糖收率增加高于僅酶預(yù)消化。與僅離心研磨相比，通過利用纖維素酶SC預(yù)消化CM甘蔗渣增強(qiáng)了游離的可溶性葡萄糖的釋放。然而，在預(yù)消化的CM甘蔗渣的體外消化期間添加飼用中XB+Fab或TrioTM不極大地增加游離的可溶性葡萄糖釋放。游離的可溶性木糖釋放也通過利用纖維素酶SC預(yù)消化CM甘蔗渣來(lái)增強(qiáng)。然而，不同于對(duì)游離可溶性葡萄糖所觀察到的，在體外消化時(shí)添加飼用中XB+Fab或TrioTM提高游離的可溶性木糖釋放。飼用中(例如向體外消化中)添加XB與Fab和TrioTM兩者均改善葡萄糖和木糖低聚物和多糖釋放。討論與僅離心研磨相比，在飼用中(體外)消化之前利用纖維素酶SC預(yù)消化(糖化)CM甘蔗渣48小時(shí)顯著提高葡萄糖的釋放，并且其大部分以單體單元釋放。雖然大，但由于利用纖維素酶SC預(yù)消化的可溶性木糖的總釋放不如葡萄糖釋放那樣顯著，并且在單體和低聚糖/多糖釋放兩者之間劃分。從動(dòng)物飼料的觀點(diǎn)來(lái)看，這種結(jié)果是有益的，因?yàn)閱挝竸?dòng)物容易利用單體葡萄糖作為有效能量源，并且胃腸細(xì)菌能發(fā)酵木糖低聚糖/多糖以產(chǎn)生短鏈脂肪酸，其比單體木糖對(duì)動(dòng)物更有益。酶預(yù)消化和飼用中酶消化的組合，如通過在體外雞上消化道(GIT)模型中在模擬消化期間包含酶所模仿的，增強(qiáng)可溶性葡萄糖和木糖兩者的釋放。葡萄糖釋放的提高以低聚糖和多糖的形式出現(xiàn)，然而木糖提高呈單體和低聚物子單元/聚合物子單元的兩種形式。結(jié)論與僅離心研磨相比，已經(jīng)借助于離心研磨進(jìn)行纖維素變性的甘蔗渣的酶促預(yù)消化(糖化)使總可溶性葡萄糖和木糖的釋放分別顯著增強(qiáng)36.6％和22.4％。另外，發(fā)現(xiàn)在酶促預(yù)消化(糖化)的甘蔗渣的模擬消化(例如在體外消化模型)期間包含飼用中酶增強(qiáng)可溶性葡萄糖和木糖兩者的釋放。因此，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)的離心研磨與僅酶促預(yù)消化一起使用，或者與飼用中酶組合物使用，顯著改善單胃動(dòng)物的甘蔗渣的消化率。實(shí)施例24使用模擬雞上消化道的體外模型研究在具有或不具有飼用中糖基水解酶的情況下，利用纖維素酶(例如纖維素酶SC)糖化(在該實(shí)施例中被稱為預(yù)消化)經(jīng)離心研磨的軟木材對(duì)纖維的消化率的影響材料和方法含有軟木材生物質(zhì)材料的模擬飼料的預(yù)消化將經(jīng)離心研磨的(CM)軟木材(2.1g)稱量到離心管中，其中每次處理三個(gè)重復(fù)的管。加入自來(lái)水(13mL)，將組分混合并且利用1MHCl將pH調(diào)節(jié)至5.0。用水將每個(gè)試管中的體積設(shè)成相等以確保一致的條件。向該懸浮液中，加入0.145mL纖維素酶SC(pH4.4；蛋白質(zhì)濃度76.6g/L)酶/克干物質(zhì)，并且充分混合。在以200rpm振搖下，將懸浮液在50℃下溫育48小時(shí)。由該方法產(chǎn)生的材料被稱為預(yù)消化的經(jīng)離心研磨的軟木材(這與經(jīng)離心研磨的軟木材生物質(zhì)水解產(chǎn)物相同)。經(jīng)離心研磨是指如一般方法中教導(dǎo)的離心環(huán)和彈力盤研磨。含有軟木材生物質(zhì)材料的模擬飼料的體外消化表35示出了體外消化處理樣的組成。將已經(jīng)用纖維素酶(例如纖維素酶SC)預(yù)消化的(預(yù)消化的CM軟木材)或尚未預(yù)消化的(CM軟木材)的兩種經(jīng)離心研磨的軟木材用于體外飼用中消化。預(yù)消化的CM軟木材也在體外消化模型期間用一種或多種飼用中糖基水解酶處理。用于軟木材的預(yù)消化的纖維素酶是被稱為纖維素SC的纖維素酶，其包含某些纖維素酶活性，包括內(nèi)切葡聚糖酶和β-葡糖苷酶活性。在“體外”消化期間所用的一種或多種飼用中糖基水解酶包括XB，其為購(gòu)自Danisco(目前為DuPont的一部分)的商業(yè)酶，并且包含內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶活性，TrioTM，其為購(gòu)自DupontTM/Wilmington的商業(yè)酶，并包含某些纖維素酶活性諸如內(nèi)切葡聚糖酶的活性和β-葡糖苷酶活性，以及某些半纖維素酶活性諸如內(nèi)切木聚糖酶活性，以及Fab，其包含β-葡糖苷酶活性。表35：體外消化處理樣的組成。為模仿雞飼料，將70％生物質(zhì)材料與30％豆粕(SBM)混合。使用實(shí)施例19概述的程序進(jìn)行雞上GIT體外消化。根據(jù)小腸消化步驟中目標(biāo)干物質(zhì)含量(最終DM％)，在每個(gè)模擬單元中稱量共計(jì)三克干物質(zhì)(DM)(2.1g生物質(zhì)和0.9gSBM)。將飼料與水混合并使用HCl調(diào)節(jié)其pH之后，分別添加0.1mL/gDM、0.2mL/gDM和0.05mL/gDM的飼用中酶，XB、TrioTM和Fab。體外消化結(jié)束時(shí)，在30000×g(10℃)下離心30min以分離液相，然后儲(chǔ)存于-20℃下，直到分析可溶性碳水化合物組合物時(shí)取出。對(duì)可溶性糖的釋放的評(píng)估用于測(cè)定可溶性糖的釋放的方法描述于實(shí)施例19中。結(jié)果生物質(zhì)材料的可溶性糖的釋放經(jīng)離心研磨(CM)軟木材和預(yù)消化CM軟木材處理樣的體外消化后的總可溶性糖、游離單糖、可溶性低聚糖和聚合糖的量存在于表36中。與不預(yù)消化的材料相比，利用纖維素酶SC預(yù)消化CM軟木材增加總可溶性葡萄糖釋放(64.4％相對(duì)于9.9％)。向預(yù)消化(糖化)的CM軟木材中添加飼用中XB與Fab或TrioTM的組合也在相同程度上增加總可溶性葡萄糖釋放的收率。類似于在總可溶性葡萄糖釋放的情況下所觀察到的，與離心研磨軟木材相比，利用纖維素酶SC預(yù)消化CM軟木材增加總可溶性木糖的釋放。在體外消化期間向預(yù)消化CM軟木材中添加XB與Fab或TrioTM的組合使總可溶性木糖收率增加高于僅酶預(yù)消化。與僅離心研磨相比，通過利用纖維素酶SC預(yù)消化CM軟木材增強(qiáng)了游離的可溶性葡萄糖的釋放。然而，在預(yù)消化的CM軟木材的體外消化期間添加XB+Fab或TrioTM不極大地增加游離的可溶性葡萄糖釋放。游離的可溶性木糖釋放也通過利用纖維素酶SC預(yù)消化CM軟木材來(lái)增強(qiáng)。然而，不同于對(duì)游離可溶性葡萄糖所觀察到的，在體外消化時(shí)添加XB+Fab或TrioTM提高游離的可溶性木糖釋放。向體外消化中添加XB與Fab和TrioTM兩者均改善葡萄糖和木糖低聚物和多糖釋放。討論與僅離心研磨相比，在體外消化之前利用纖維素酶SC預(yù)消化CM軟木材48小時(shí)顯著提高葡萄糖的釋放，并且其大部分以單體單元釋放。雖然大，但由于利用纖維素酶SC預(yù)消化的可溶性木糖的總釋放不如葡萄糖釋放那樣顯著，并且在單體和低聚糖/多糖釋放兩者之間劃分。從動(dòng)物飼料的觀點(diǎn)來(lái)看，這種結(jié)果是有益的，因?yàn)閱挝竸?dòng)物容易利用單體葡萄糖作為有效能量源，并且胃腸細(xì)菌能發(fā)酵木糖低聚糖/多糖以產(chǎn)生短鏈脂肪酸，其比單體木糖對(duì)動(dòng)物更有益。酶預(yù)消化和飼用中酶消化的組合，如通過在雞上消化道(GIT)模型中在模擬消化期間包含酶所模仿的，增強(qiáng)可溶性葡萄糖和木糖兩者的釋放。葡萄糖釋放的提高以低聚糖和多糖的形式出現(xiàn)，然而木糖提高呈單體和低聚物子單元/聚合物子單元的兩種形式。結(jié)論與僅離心研磨相比，已經(jīng)借助于離心研磨進(jìn)行纖維素變性的軟木材的酶促預(yù)消化使總可溶性葡萄糖和木糖的釋放分別顯著增強(qiáng)53.3％和26.8％。另外，發(fā)現(xiàn)在酶促預(yù)消化的軟木材的體外消化期間包含飼用中酶增強(qiáng)可溶性葡萄糖和木糖兩者的釋放。因此，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)的離心研磨與僅酶促預(yù)消化一起使用，或者與飼用中酶組合物使用，顯著改善單胃動(dòng)物的軟木材的消化率。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3