本发明涉及秸秆的开发利用领域，具体涉及一种利用微生物发酵秸秆以提高秸秆内低聚木糖含量及抗氧化活性的方法。
背景技术：
秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物，通常为粗粮，在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料。特点是粗纤维含量高，并含有木质素等。木质素纤维素虽不能为猪、鸡所利用，但却能被反刍动物牛、羊等牲畜吸收和利用。
秸秆在我国的农业领域利用率相对比较低，大部分秸秆资源被丢弃浪费或者就地焚烧，不仅浪费了秸秆资源，也造成了生态环境的污染。秸秆属于一种可再生生物质资源，含有大量的植物纤维、蛋白质、低聚糖与氮磷化合成分。植物纤维可用于造纸、制碳、建材的原料，低聚糖能够促进益生菌增殖，抑制病原菌生长，提高机体免疫力，氮磷化合物能够制备化肥，常用于农业生产中。因此，科学地综合利用秸秆资源，提高其中营养物质的含量，对于深入利用开发秸秆资源和社会经济的可持续发展具有重大意义。
技术实现要素：
本发明的所要解决的技术问题是提供一种通过微生物发酵处理秸秆，提高秸秆内低聚木糖含量及抗氧化活性的方法，通过该方法得到具有高低聚木糖含量及抗氧化活性的秸秆，从而提高秸秆利用率，避免资源浪费。
本发明是通过如下技术方案实现的：
(1)秸秆的预处理：将秸秆放在阳光下进行晾晒处理或放入干燥设备内进行烘干处理，把干燥后的秸秆放入超微粉碎机进行超微粉碎，过300目筛，过筛后的秸秆粉备用；
(2)微生物的预处理：微生物接种入pda液体培养基进行培养，培养条件为温度30℃，培养4-5天，将培养后的菌种取出接种于三角瓶中，于转速200-250r/min的摇床上进行扩大培养，扩大培养后的菌悬液留存备用；
(3)发酵：将菌悬液与秸秆粉按照1:5-10的比例进行混合，于25-35℃条件下发酵8-15天，发酵过程中每天采用超声波辅助发酵，功率200-400w，频率25khz，时间1-3h，即得到发酵后提高了低聚木糖含量及抗氧化活性的秸秆。
其中秸秆优选为大豆秸秆，油菜秸秆或棉花秸秆。
其中微生物优选为枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌。
本发明通过微生物(优选芽孢杆菌)对秸秆进行发酵，配合超声波辅助处理，提高了秸秆内低聚木糖的含量，同时还提高了低聚木糖抗氧化和清除体内自由基的功效。芽孢杆菌特别是地衣芽孢杆菌在本申请适当的条件下，能够产生多种活性酶，特别是木聚糖酶，同时还能产生多种酶促因子，提高木聚糖酶的活性，木聚糖酶将植物秸秆细胞壁中存在的大量异质多糖分解，形成低聚木糖。
另外在发酵的过程中每天采用超声波辅助发酵，通过实验发现超声波处理能够增强微生物的活性，从而提高低聚木糖的提取率，且超声波处理后改变了秸秆发酵产物低聚糖和单糖的构成，使得其抗氧化活性得到提高。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
(1)秸秆的预处理：将大豆秸秆放在阳光下进行晾晒处理或放入干燥设备内进行烘干处理，把干燥后的秸秆放入超微粉碎机进行超微粉碎，过300目筛，过筛后的秸秆粉备用；
(2)微生物的预处理：枯草芽孢杆菌接种入pda液体培养基进行培养，培养条件为温度30℃，培养4-5天，将培养后的菌种取出接种于三角瓶中，于转速200r/min的摇床上进行扩大培养，扩大培养后的菌悬液留存备用；
(3)发酵：将菌悬液与秸秆粉按照1:5的比例进行混合，于25℃条件下发酵8天，发酵过程中每天采用超声波辅助发酵，功率200w，频率25khz，时间1h，即得到发酵后提高了低聚木糖含量及抗氧化活性的秸秆。
实施例2
(1)秸秆的预处理：将大豆秸秆放在阳光下进行晾晒处理或放入干燥设备内进行烘干处理，把干燥后的秸秆放入超微粉碎机进行超微粉碎，过300目筛，过筛后的秸秆粉备用；
(2)微生物的预处理：地衣芽孢杆菌接种入pda液体培养基进行培养，培养条件为温度30℃，培养4-5天，将培养后的菌种取出接种于三角瓶中，于转速200r/min的摇床上进行扩大培养，扩大培养后的菌悬液留存备用；
(3)发酵：将菌悬液与秸秆粉按照1:5的比例进行混合，于25℃条件下发酵8天，发酵过程中每天采用超声波辅助发酵，功率200w，频率25khz，时间1h，即得到发酵后提高了低聚木糖含量及抗氧化活性的秸秆。
实施例3
(1)秸秆的预处理：将油菜秸秆放在阳光下进行晾晒处理或放入干燥设备内进行烘干处理，把干燥后的秸秆放入超微粉碎机进行超微粉碎，过300目筛，过筛后的秸秆粉备用；
(2)微生物的预处理：地衣芽孢杆菌接种入pda液体培养基进行培养，培养条件为温度30℃，培养4-5天，将培养后的菌种取出接种于三角瓶中，于转速200r/min的摇床上进行扩大培养，扩大培养后的菌悬液留存备用；
(3)发酵：将菌悬液与秸秆粉按照1:5的比例进行混合，于25℃条件下发酵8天，发酵过程中每天采用超声波辅助发酵，功率200w，频率25khz，时间1h，即得到发酵后提高了低聚木糖含量及抗氧化活性的秸秆。
实施例4
(1)秸秆的预处理：将棉花秸秆放在阳光下进行晾晒处理或放入干燥设备内进行烘干处理，把干燥后的秸秆放入超微粉碎机进行超微粉碎，过300目筛，过筛后的秸秆粉备用；
(2)微生物的预处理：地衣芽孢杆菌接种入pda液体培养基进行培养，培养条件为温度30℃，培养4-5天，将培养后的菌种取出接种于三角瓶中，于转速200r/min的摇床上进行扩大培养，扩大培养后的菌悬液留存备用；
(3)发酵：将菌悬液与秸秆粉按照1:5的比例进行混合，于25℃条件下发酵8天，发酵过程中每天采用超声波辅助发酵，功率200w，频率25khz，时间1h，即得到发酵后提高了低聚木糖含量及抗氧化活性的秸秆。
实施例5
(1)秸秆的预处理：将大豆秸秆放在阳光下进行晾晒处理或放入干燥设备内进行烘干处理，把干燥后的秸秆放入超微粉碎机进行超微粉碎，过300目筛，过筛后的秸秆粉备用；
(2)微生物的预处理：地衣芽孢杆菌接种入pda液体培养基进行培养，培养条件为温度30℃，培养4-5天，将培养后的菌种取出接种于三角瓶中，于转速200r/min的摇床上进行扩大培养，扩大培养后的菌悬液留存备用；
(3)发酵：将菌悬液与秸秆粉按照1:10的比例进行混合，于35℃条件下发酵15天，发酵过程中每天采用超声波辅助发酵，功率400w，频率25khz，时间3h，即得到发酵后提高了低聚木糖含量及抗氧化活性的秸秆。
实施例6
(1)秸秆的预处理：将大豆秸秆放在阳光下进行晾晒处理或放入干燥设备内进行烘干处理，把干燥后的秸秆放入超微粉碎机进行超微粉碎，过300目筛，过筛后的秸秆粉备用；
(2)微生物的预处理：地衣芽孢杆菌接种入pda液体培养基进行培养，培养条件为温度30℃，培养4-5天，将培养后的菌种取出接种于三角瓶中，于转速200r/min的摇床上进行扩大培养，扩大培养后的菌悬液留存备用；
(3)发酵：将菌悬液与秸秆粉按照1:5的比例进行混合，于30℃条件下发酵10天，发酵过程中每天采用超声波辅助发酵，功率300w，频率25khz，时间2h，即得到发酵后提高了低聚木糖含量及抗氧化活性的秸秆。
对比例1
对秸秆仅进行实施例2步骤(1)的操作，不进行微生物预处理及发酵处理。
对比例2
对秸秆按照实施例2进行操作，发酵过程中不进行超声波辅助发酵。
低聚木糖含量的测定方法：依据3,5-二硝基水杨酸法(dns法)，利用碱性条件下，二硝基水杨酸(dns)与还原糖发生氧化还原反应，生成3-氨基-5-硝基水杨酸，该产物在煮沸条件下显棕红色，且在一定浓度范围内颜色深浅与还原糖含量成比例关系的原理，用比色法测定还原糖含量。
低聚木糖抗氧化能力的分析，清除dpph自由基能力的测定，取3ml待测液样品于试管中，再加入5ml5mmol·l-1的dpph-无水乙醇溶液，混合均匀，反应30min，取上清液在517nm处测定吸光度。以5ml无水乙醇溶液和3ml蒸馏水的混合液为参比，测定517nm处的吸光度。依照以上方法，以vc作为阳性对照，每个样品重复试验3次，取平均值。
清除率公式如下：k(％)＝[1－(di－dj)/d0]×100％
d0为空白对照液的吸光度(以蒸馏水代替样品液)；di为样品组吸光度；dj为样品液本身吸光度(以无水乙醇代替显色剂)。
清除羟自由基能力的测定，在25ml比色管中加入9mmol·l-1feso41ml，9mmol·l-1的水杨酸-乙醇溶液2ml，不同浓度的低聚木糖溶液2ml，最后加入8.8mmol·l-1h2o22ml，混合均匀后室温静止1h，在517nm处测定其吸光度。依照以上方法，以vc作为阳性对照，每个样品重复试验3次，取平均值。计算方法参见dpph自由基清除率公式。
实验结果如下表所示：
从实验结果可以看出采用芽孢杆菌发酵秸秆后低聚木糖的含量和抗氧化能力都有显著的提升，其中以地衣芽孢杆菌发酵大豆秸秆效果最好。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。