工农业产生的大宗量木质纤维素副产物通常很难降解,且利用率低,传统的堆积或直接燃烧的处理方式造成环境污染。如何利用生物技术将木质纤维素降解转化为饲料是当前的研究热点,这也是缓解目前存在的粮食短缺、人畜争粮问题以及改善生态环境的有效途径之一。但是,工农业产生的木质纤维素转化饲料还存在粗纤维含量高、蛋白质含量低的问题。针对这一问题,本文以甘蔗渣为材料,较系统地开展微生物组合发酵蔗渣生产饲料的研究,取得的主要研究结果如下:(1)研究不同微生物组合发酵方式对蔗渣纤维降解效果的影响,确定了最优的微生物组合发酵方式。通过对本实验室保藏的具有较强的产果胶酶和半纤维素酶能力的短小芽孢杆菌HG-28、产半纤维素酶能力的枯草芽孢杆菌HR-6、产纤维素酶能力的黑曲霉MX-11等霉菌,以及面包酵母BH-5等6株菌的单独及组合处理方式进行较系统的研究,发现短小芽孢杆菌HG-28和枯草芽孢杆菌HR-6同时接种并作为第一阶段发酵,然后将黑曲霉MX-11和面包酵母BH-5同时接种并作为第二阶段发酵的组合发酵方式为最优,发酵后的蔗渣中粗纤维含量降低到30%,且风味有较大提高。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征以及检测蔗渣发酵处理过程中系列降解酶的活性动态变化,进一步分析了以上确定的最优微生物组合发酵方式对蔗渣纤维的降解作用。(2)研究了不同蔗渣粉碎粒径对微生物组合发酵降解蔗渣效果的影响。发现在20-80目粒径范围内,微生物降解蔗渣的量随粒径减小呈增加趋势,但粒径过小(120目)不利于蔗渣的降解。进一步对不同粉碎粒径的蔗渣发酵过程中的溶氧水平进行动态监测,发现在第一阶段发酵中,80目粒径实验组能为细菌生长提供合适的溶氧和蔗渣降解的营养物质。在第二个发酵阶段,80目粒径实验组中的溶氧和蔗渣降解的营养物质均能满足菌体的正常生长,从而促进蔗渣的降解。因此,综合分析不同蔗渣粒径影响溶氧和蔗渣降解量对微生物生长的作用,优选最适的蔗渣粉碎粒径为80目。(3)优化建立了微生物组合发酵蔗渣生产饲料的二阶段发酵新工艺。首先,优化了微生物组合发酵的培养基中氮源组成及含量、料液比及各菌种的接种量分别为:0.7 g硫酸铵/5 g甘蔗渣,0.5 g黄豆饼粉/5 g甘蔗渣;最佳料液比为5/50(w/v);短小芽孢杆菌HG-28和枯草芽孢杆菌HR-6接种量均为10%,黑曲霉MX-11接种量为5%,面包酵母BH-5接种量为10%;其次,优化了第二发酵阶段的氮源添加量和最佳发酵终点时间:0.7 g硫酸铵/5 g甘蔗渣,0.3 g黄豆饼粉/5 g甘蔗渣;第一阶段发酵时间为8 h,第二阶段发酵时间为5 d。采用优化的发酵工艺处理蔗渣,粗纤维含量从49.9%降至25.1%,降解率达37.3%,蛋白质含量从0.9%提高至3.7%,蛋白质提高率达69.4%,较仅采用黑曲霉与酵母混合发酵蔗渣的粗纤维降解率提高了3.7倍,蛋白质提高率达5.2倍。本研究建立的微生物组合发酵蔗渣生产饲料新工艺具有重要应用价值,为蔗渣资源高值化综合利用提供了新的路径和实验依据。