机械/ 物理预处理、物理化学预处理、化学预处理和生物预处理，或运些预处理的组合。各种预处 理的概述可见于（例如）X Zhao,L Zhang,D Liu Review = I^ndamentals of different pretreatments to increase the enzymatic digestibility of Iignocelluloses, Biofuels ,Bioprod.Bioref. 6:561-579(2012)，该文献的教导内容W引用方式并入本文。
[0193] 预处理可为本领域已知的任何处理，所述处理要么导致纤维素结晶度降低，如采 用Segal的方法（Segal等人，('An Emprical Method for Estimating the Degree of Crystallinity of Native Cellulose Using the X-Ray Diffractometer",Textile Research化urnal，Oct. 1959，Vol. 29 ,No. 10，786-794，该文献的教导内容W引用方式并入 本文)测得;要么增大酶活性的可及表面积;或者同时实现运两种效果。
[0194] 在一个实施例中，所述预处理是降低木质纤维素生物质中纤维素的结晶度的预处 理。
[0195] 在一个实施例中，所述预处理是在使用Segal方法（前述)测量时将木质纤维素生 物质中纤维素的结晶度降低至少约20%的预处理。
[0196] 在一个实施例中，所述预处理是增大木质纤维素生物质中酶活性的可及表面积的 预处理。
[0197] 在一个实施例中，所述预处理是将木质纤维素生物质中的可及表面积增大至少约 20%、适宜地至少约30 %、适宜地至少约40 %的预处理。可及表面积可采用邸T(化unauer、 Emmett和Teller)测定，Guo等人，Bioresource Technology 99(2008)6046-6053(该参考文 献W引用方式并入本文)讲述了该测定法。
[0198] 可采用化11]1日11日1'、61111]1日1:1:和1日11日1'(861')分析法测量木质纤维素生物质的可用表 面积，其中所述方法包括（i)称量〇.5g干样品；（ii)使用室溫（例如25°C)高纯氮气 (99.999%)对样品脱气过夜；（iii)使用表面积分析仪(Quantachrome N0VA2000)执行邸T 分析。
[0199] 在一个实施例中，木质纤维素生物质可经受(或经受了）物理和/或化学和/或生物 处理。该处理在本文中可称为物理和/或化学和/或生物方法预处理。
[0200] 在一个实施例中，根据本发明的物理和/或化学预处理可为物理处理或化学处理 或物理化学处理。
[0201] 术语"物理和化学处理"与"物理化学处理"在本文中可互换使用。
[0202] 在一个实施例中，木质纤维素生物质可经受(或经受了）物理和/或化学预处理。
[0203] 在一个实施例中，木质纤维素生物质可经受(或经受了）物理预处理。
[0204] 在一个实施例中，木质纤维素生物质可经受(或经受了）化学预处理。
[020引在一个实施例中，木质纤维素生物质可经受(或经受了）物理化学预处理。
[0206] 物理和/或化学和/或生物处理可为本领域已知的任何物理和/或化学和/或生物 处理(例如，预处理）。
[0207] 机械/物理预处理
[0208] 机械/物理预处理是指将切屑、磨削、干磨、湿磨、振动球磨、旋转球磨组合起来的 机械粉碎过程。原料在切屑后的尺寸通常为IOmm至30mm，在磨削或研磨后的尺寸通常为 0.2mm至2mm，并且纤维素结晶度下降并且/或者可及表面积增大。用热水、酸或硫酸氨钢对 生物质固体进行前期预处理W软化原料，可使研磨耗能更少。在本发明的一个实施例中，采 用机械去结晶的方法预处理生物质。
[0209] 术语"物理预处理"与"机械预处理"在本文中可互换使用。
[0引0] 物理化学预处理
[0211] 物理化学预处理将生物质组合物的化学改性与细胞壁结构的物理断裂组合起来。 一种实用的物理化学预处理为蒸汽爆破。在运种预处理中，用高压饱和蒸汽（高压和高溫） 处理生物质，任选地包括酸、碱或其它化学品的添加;然后迅速降压，使材料经受爆炸性减 压。
[0212] 在一个实施例中，物理和/或化学处理（例如，预处理)可为水热解或湿法氧化，并 包括:用液态水和/或蒸汽提供的高压和/或高溫，任选地包括酸、碱或其它化学品的添加。
[0213] 在一个实施例中，压力在3(K)psi至6(K)psi范围内，优选在35化Si至55化Si范围内， 优选在40化si至50化si范围内。
[0214] 在一个实施例中，高溫意味着溫度在约100°C至300°C范围内，优选在约140°C至 240°C范围内，例如在约170°C至200°C范围内。
[0215] 仅举例来说，预处理可为包括蒸汽爆破的物理处理。
[0216] 就纤维素结晶度来说，蒸汽爆破后，底物的结晶度指数(CrI)增大。Segal的文献 (前述）中讲述了结晶度指数(CrI)。
[0217] 物理化学预处理的另一个例子是氨纤维爆破(AFEX)，其中木质纤维素材料经液氨 浸透，然后升溫至约90°C。不希望被理论束缚，形成的氨气与生物质在压力下（例如17己至 20己持续5分钟至10分钟)相互作用，然后迅速释放压力，运可能导致纤维素去结晶、半纤维 素预水解和木质素结构改变W及/或者可及表面积增大。
[0218] AFEX预处理条件略微改变会导致形成不同的纤维素晶体结构，所W结晶度指数 (化I)可能受AFEX预处理条件影响。
[0219] 另一种实用的物理化学预处理方法是液态热水预处理，该预处理使用水作为媒介 在压力下预处理生物质，提升压力的目的是使水在高溫下仍保持液态。通常也将运种预处 理称为水热解或水热预处理。运种预处理可溶解总生物质的大约40%至60%，形成液态可 溶性低聚糖，运些溶解的总生物质包括4%至22%纤维素和几乎全部半纤维素。因此，可观 察到可及表面积增大。除此之外或作为另外一种选择，可观察到纤维素结晶度下降、纤维素 与木质素的缔合程度降低W及纤维素解聚，运些因素都有助提升纤维素可及度。
[0220] 在一个实施例中，预处理可为包括水热解或水热处理的物理化学预处理。
[0221] 在一个实施例中，木质纤维素生物质为小麦賴杆，并且预处理包括使用水热处理。 适宜的是，根据本发明的预处理可包括W02011/125056(IBIC0N)中提出的水热处理，该专利 的教导内容W引用方式并入本文。
[0222] 福射预处理设及使用丫福射、超声、电子束或微波预处理木质纤维素生物质的多 种方法。福射预处理还可与其它预处理搭配使用，W便进一步提高纤维素的可及性。不希望 被理论束缚，由于纤维素、半纤维素和木质素在高福射剂量下发生福射降解，所W底物变得 易碎。纤维素结晶度可能被T福射破坏到一定程度。微波预处理通常在有水、有机溶剂、碱 或稀酸溶液的环境中进行。 巧22引化学预处理
[0224] 化学预处理设及在各种条件下使用不同化学品预处理生物质的多种方法。根据使 用的化学品和预处理条件不同，运些预处理的机制有所不同。适宜的化学预处理方法的例 子包括但绝不限于稀酸预处理、碱预处理、亚硫酸盐预处理、氧化预处理(例如湿法氧化）、 纤维素溶剂预处理、氨渗滤(APR)和有机溶剂预处理。
[0225] 在一个实施例中，预处理可为包括使用酸或碱处理的化学处理。
[0226] 仅举例来说，物理和/或化学处理可为添加碱催化剂，或本领域已知的其它方法。
[0227] 在一个实施例中，木质纤维素生物质为玉米賴杆，并且物理和/或化学处理包括使 用酸处理。
[0228] 在一个实施例中，预处理为稀酸预处理。例如，可将木质纤维素生物质材料与稀酸 (通常为出S〇4)和水混合W形成浆液，用蒸汽加热至所需溫度（通常介于160°C和220°C之 间），并且在一段停留时间后，闪蒸到大气压。
[0229] 在一个具体的实施例中，预处理可包括W下几个步骤:a)使用0.2%出S化浸溃木质 纤维素生物质(例如小麦賴杆），例如W浸泡方式处理;b)压制材料，使干物质含量介于40% 至50%之间；W及C)用190°C蒸汽预处理lOmin。任选地压制所得浆液，滤除液体;并任选地 清洗固体残余物两至=次，之后进行压制，使最终固体含量变为约40%至50%。
[0230] 在另一个具体的实施例中，预处理可包括W下几个步骤:a)用1%醋酸W浸泡方式 浸溃木质纤维素生物质(例如小麦賴杆）；b)压制材料，使干物质含量介于40%至50%之间； W及C)用200°C蒸汽预处理lOmin。任选地压制后续浆液，滤除液体;并任选地清洗固体残余 物两至=次，之后进行压制，使最终固体含量变为约40%至50%。
[0231] 碱预处理可能设及使用各种碱，例如化0H、K0H、Ca0此、氨水、过氧化物和石灰（利 用化0出），来处理木质纤维素生物质，W对木质纤维素生物质进行预处理。不希望被理论束 缚，据信在碱预处理期间，交联木聚糖半纤维素和木质素的分子间醋键发生皂化，从而导致 生物质脱木质化。据文献记载，碱是用来溶胀纤维素并改变纤维素结晶多晶型物，从而影响 纤维素消化率的合适试剂，其中纤维素结晶多晶型物改变表明结晶氨键网络改变。
[0232] 在一个实施例中，物理和/或化学处理可为包括使用碱(例如氨)处理的化学处理。
[0233] 在一个实施例中，预处理为无水氨预处理。
[0234] 在一个具体的实施例中，预处理可为无水氨预处理，包括W下步骤:a)将木质纤维 素生物质材料(例如玉米賴杆)放入容器中，为使无水氨能更顺杨地渗透生物质材料，已施 压排空该容器;b)在140°C下，实施生物质材料与包含12%氨的水溶液的接触;C)氨预处理 可持续最多25h，但也可能在较短的时间（如15分钟)后就观察到葡萄糖和木糖的最佳释放； d)施加真空，除去额外的氨水溶液，得到最终固体含量为50%至60%的干物质。
[023引或者，物理化学处理可为WO 2006/11089UW0 2006/11899、W0 2006/11900和 W02006/110901(D证ont)中所述的使用氨(例如，稀氨）的预处理方法，运些文献的教导内容 W引用方式并入本文。
[0236] 在一个实施例中，经预处理的生物质为用稀氨预处理过的玉米賴杆(DaCS)。
[0237] 在一个实施例中，预处理为苛性脱木质化。
[0238] 在一个实施例中，预处理可为苛性脱木质化预处理，包括W下步骤：1)在25至200 °C之间且pH在9至11范围内的条件下，用0.5%至3%之间的亲核碱(例如氨氧化钢(化OH)、 氨氧化裡、氨氧化钟、氨氧化飽、氨氧化儀或它们的组合)处理生物质0.2化至20h; 2)回收经 预处理的生物质滤液，并使用去离子水清洗，除去任何过量的碱和溶解的副产物。
[0239] 在一个具体的实施例中，预处理可为苛性脱木质化预处理，包括W下步骤:1)在约 121°C且pH在9至11范围内的条件下，用0.5%至3%之间的氨氧化钢（NaOH)处理生物质 0.2化至1.化;2)回收经预处理的生物质滤液，并使用去离子水清洗，除去任何过量的碱和 溶解的副产物。
[0240] Xu等人(2011)Bioresources 6(1)707-720(该参考文献W引用方式并入本文)讲 述了执行苛性脱木质化的一种方法。在一个实施例中，经预处理的生物质可为用前述Xu等 人(2011)中提出的苛性脱木质化方法处理过的生物质。
[0241] 在一个实施例中，经预处理的生物质为苛性脱木质化玉米賴杆(DLcs)和/或苛性 脱木质化柳枝稷(DLswg)。
[0242] 在一个实施例中，经预处理的生物质为苛性脱木质化玉米賴杆(DLcs)和/或苛性 脱木质化柳枝稷(DLswg)。
[0243] 在一个实施例中，亚硫酸盐预处理或亚硫酸盐制浆方法包括在酸性条件下对生物 质材料进行亚硫酸盐处理，随后用圆盘精制(disk refining)来机械性降低尺寸。亚硫酸盐 预处理使得相当大一部分半纤维素被去除，纤维素聚合度降低，并使木质素横化，增大了木 质素亲水性。
[0244] 另一种化学预处理可为氧化预处理，是指使用氧化剂除去木质素和还原性物质的 方法。常用于氧化脱木质化的氧化剂包括臭氧、过氧化氨、氧气和过乙酸。该处理任选地可 与其它化学或水热处理组合。根据使用的氧化剂和反应条件(例如pH)不同，木质素氧化降 解的机制有所不同。就臭氧分解、湿法氧化和过酸脱木质化来说，芳香族和締族结构降解设 及氧化剂最初的亲电攻击，然而在碱性出化预处理期间，运些结构被氨过氧化物阴离子的亲 核攻击破坏。
[024引在一个实施例中，物理和/或化学处理为湿法氧化。
[0246] 在一个可用的实施例中，湿法氧化设及用液态水和/或蒸汽提供的高压和/或高 溫，任选地包括酸、碱或其它化学品的添加。
[0247] 高压可能意味着压力在30化si至60化si范围内，优选在40化si至50化si范围内， 例如大约450psi。
[024引高溫可能意味着溫度在约100°C至300°C范围内、优选在约180°C至200°C范围内保 持5分钟至 15分钟（Schmidt and Hiomsen, 1998,Bioresource Technol.64:139-151，该文 献的教导内容W引用方式并入本文）。在一个实施例中，高溫可能是约140°C至235°C。
[0249] 适宜的是，湿法爆破是湿法氧化预处理方法的修改形式，其中组合了如上所述的 湿法氧化和蒸汽爆破。在湿法爆破中，在预处理期间在特定停留时间后引入氧化剂。然后通 过闪蒸到大气压，来终止处理(WO 2006/032282,该专利W引用方式并入本文）。
[0250] 仅W举例的方式，在一个实施例中，物理和/或化学预处理可设及用液态水提供的 高压和/或高溫，其中水W液态和蒸汽混合物存在，任选地包括酸、碱或其它化学品的添加。 此实施例中的高压可处于50psi至30化si的范围内，合适地为10化si至20化si的范围内，例 如为约15化si。此实施例中的高溫可处于约100°C至300°C的范围内，合适地为约170°C至 220°C，例如从约 170°C 至 200°C。
[0251] 另一可用的化学预处理为有机溶剂预处理，其通过使用含水乙醇（例如40%至 60%乙醇)在160-200°C下萃取30-60分钟而将纤维素生物质材料脱木质化。可添加硫酸作 为催化剂。在有机溶剂预处理中，可去除大部分的半纤维素。
[0252] 纤维素溶剂型预处理也是基于纤维素溶剂(例如憐酸(CPA)和离子液体(IU)对木 质纤维素生物质进行处理的化学预处理。 巧巧引生物预处理
[0254] 在一个实施例中，可对木质纤维素生物质进行生物处理(例如生物预处理）。此类 生物处理可W是本领域已知的任何生物处理。
[025引在生物预处理中，可利用微生物对生物质进行预处理W提高剩余固体的酶消化 率。所使用的微生物通常能够降解木质素和碳水化合物聚合物。例如，一些类型的真菌能够 产生木质纤维素酶(运些酶能够协同降解植物细胞壁），而其它类型的真菌能够产生过氧化 氨。
[0256] 生物预处理后，可及表面积可增加，从而提高纤维素的消化率。
[0257] 仅W举例的方式，生物预处理可包括使用白腐真菌进行处理。已知一些白腐真菌 例如黄抱原毛平革菌（Phanerochaete chrySOsporiUm)、虫拟蜡菌（Ceriporiopsis subvermispora) Jhlebia subserial is和糖皮侧耳菌（Pleurotous ostrea1:us)能够有效 代谢多种木质纤维素材料中的木质素（见于，例如Singh D和化en S/'The white-rot fungus Phsnerochsete chrysosporium:conditions for the production of lignindegrading enzymes."，"Applied Microbiology Biotechnology" ,2008年，第81 卷，第399-417页，该文献的教导内容W引用的方式并入本文）。
[0258] 在预处理之前(例如经物理和/或化学和/或生物方法预处理之前），也可使用本领 域已知的方法对纤维素材料进行粒度减小、预浸泡、润湿、洗涂、或调理等处理。
[0259] 本发明的方法可还包括将饲料组分与根据本发明的饲料添加剂组合物接触的步 骤。
[0260] 本发明也设及改善动物生物物理特性的方法和用途。
[0261] 优选地，给动物饲喂能够通过本发明方法获得(例如，已获得）的饲料添加剂组合 物，或根据本发明的饲料添加剂组合物，或根据本发明的预混物，或根据本发明的饲料原 料，或者能够通过本发明方法获得(例如，已获得)的饲料原料。
[0262] 生物物理特性可选自W下一者或多者：动物性能、动物生长性能、饲料转化比率 (FCR)、原材料消化能力（例如营养物质的消化率，包括淀粉消化率、脂肪消化率、蛋白质消 化率、纤维消化率）、氮保留率、屠体收率、生长速率、增重、体重、质量、饲料效率、体脂百分 比、体脂分布、生长、蛋尺寸、蛋重量、蛋质量、产蛋率和环境影响，例如粪肥产量和/或氮排 泄率。
[0263] 在本发明中，将经物理和/或化学和/或生物方法预处理的木质纤维素生物质与酶 组合物一起溫育。
[0264] 适宜地，此类溫育的时长为6小时至120小时，优选地为10小时至60小时、优选地为 20小时至50小时、优选地为35小时至50小时、优选地为40小时至48小时。
[026引在一些实施例中，溫育期可为4小时至72小时。在一个实施例中，溫育期为6小时至 48小时。在一个实施例中，溫育期为至少约6小时。在另一个实施例中，溫育期少于72小时。 本领域的技术人员应当理解，溫育期将受干物质添加量的影响，当干物质添加量增大时，溫 育时间必须按比例地增加W达到相同的效果。
[0266] 适宜地，所述溫育会使得在溫育期结束时，生物质中约5重量％至20重量％ (优选 为约10重量％至13重量％ )的戊糖(木糖和阿拉伯糖)和约1重量％至10重量％ (优选地为约 1重量％至4重量％ )的已糖为低聚物和聚合物形式。
[0267] 适宜地，所述溫育会使得在溫育期结束时，约10重量％至29重量％ (优选地为约16 重量％至21重量％ )的葡萄糖（木糖和阿拉伯糖）和约1重量％至10重量％ (优选为约4重 量％至7重量％)的木糖为单体单元。
[0268] 溫育期的时长可取决于所用的酶和/或所用的酶浓度。溫育期的目的是使酶充分 地降解生物质。举例来说，可由本领域的技术人员例如通过在酶处理之后采用重量分析测 定不溶性生物质的减少量，来确定生物质是否充分降解。
[0269] 在一个实施例中，干燥根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物 和/或饲料原料。
[0270] 术语"干燥"是指根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物和/或饲 料原料的水含量(重量％ )被降低至小于15重量％，优选地小于10重量％。
[0271] 因此，本发明还提供了根据本发明的干燥的产品或基本上干燥的产品和/或饲料 添加剂组合物和/或预混物和/或饲料原料，其水含量低于30重量％，优选地低于15重量％、 优选地低于10重量％、优选地低于5重量％。
[0272] 在一些实施例中，本发明可提供半液态产品或浆状产品。根据本发明的半液态产 品或浆状产品的水含量低于90重量％、优选地低于80重量％、优选地低于70重量％或更优 选地低于60重量％。
[0273] 在一个实施例中，对根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物和/ 或饲料原料进行包装，并且/或者胆存于干燥的或基本上干燥的状态下。
[0274] 本文所用的术语"干燥的"或"干燥状态"是指根据本发明的产品和/或饲料添加剂 组合物和/或预混物和/或饲料原料不含水或仅含很少量的水。换句话讲，本文所用的术语 "干燥的"或"干燥状态"可指根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物和/或 饲料原料的含水量(重量％ )低于5重量％、优选地低于1重量％。
[0275] 本文所用的术语"基本上干燥状态'是指根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合 物和/或预混物和/或饲料原料仅含很少量的水。换句话讲，本文所用的术语"基本上干燥状 态"可指根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物和/或饲料原料的含水量 (重量％ )低于30重量％、优选地低于15重量％、优选地低于10重量％。
[0276]在一个实施例中，根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物和/或 饲料原料的含水量低于20重量％。
[02W]在另一个实施例中，根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物和/ 或饲料原料的含水量低于15重量％。
[0278] 在另一个实施例中，根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物和/ 或饲料原料的含水量低于10重量％。
[0279] 在另一个实施例中，根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物和/或预混物和/ 或饲料原料的含水量低于5重量％。
[0280] 优选地，根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物包含至少70%、优选地至少 60%的W低聚物或聚合物形式存在于材料中的木糖单元。
[0281] 本发明所用的酶组合物优选地在根据本发明的产品和/或饲料添加剂组合物中生 成具有包括木糖、鼠李糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖醒酸、半乳糖醒酸在内的糖单元 的可溶性低聚物和可溶性聚合物(例如低聚木糖、阿拉伯木聚糖低聚物）。
[0282] 在一个优选的实施例中，酶组合物不会释放、或不会生成或释放大量单体形式的 C-5糖(例如木糖）。
[0283] 优选地，饲料添加剂组合物和/或饲料成分中少于50%的总C-5糖(例如木糖）W单 体形式存在。
[0284] 发明人已发现通过使用不存在或基本上不存在0-木糖巧酶活性和/或a-阿拉伯巧 喃糖酶活性的酶组合物，能够将根据本发明的饲料添加剂组合物中C-5糖(例如木糖和/或 阿拉伯糖和/或阿拉伯巧喃糖)含量维持在较低水平。
[0285] 根据本发明的方法还可包括给动物饲喂所述饲料添加剂组合物。
[0286] 在一个实施例中，设想本发明的方法还包括将饲料组分与饲料添加剂组合物混 合，从而例如得到一种饲料或饲料原料。
[0287] 本发明设及通过将有效量的根据本发明的饲料添加剂组合物、或者有效量的由本 发明的方法制备的饲料添加剂组合物、或者有效量的包括此类饲料添加剂组合物的饲料原 料施用于动物，从而改善动物生物物理特性的用途和方法。
[0288] 本文所用的术语"生物物理特性"是指选自W下的组中的一者或多者:动物性能、 动物生长性能、饲料转化率(FCR)、原材料消化能力（例如营养物质消化率，包括淀粉消化 率、脂肪消化率、蛋白质消化率、纤维消化率）、氮保留率、屠体收率、生长速率、增重、体重、 质量、饲料效率、体脂百分比、体脂分布、生长、蛋尺寸、蛋重量、蛋质量、产蛋率和环境影响， 例如粪肥产量和/或氮排泄率。
[0289] 本文所用的术语"改善"是指相比于给动物饲喂未根据本发明处理的木质纤维素 生物质而有所改善。
[0290] 为确保木质纤维素生物质有效地降解，可在生物质中W适宜的浓度添加酶。在一 些实施例中，酶的用量可W在每吨预处理的生物质中添加大约2.5g至20kg