玉米苞葉混菌發(fā)酵生產(chǎn)生物飼料的研究

時(shí)間:2022-07-22 10:32:44

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玉米苞葉混菌發(fā)酵生產(chǎn)生物飼料的研究

優(yōu)質(zhì)蛋白飼料的缺乏是目前養(yǎng)殖業(yè)和畜牧業(yè)面臨的難題之一,它直接限制了養(yǎng)殖業(yè)及畜牧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,由于資源和環(huán)境的限制,開(kāi)發(fā)利用非食用資源、廢棄資源和低消化性飼料通過(guò)微生物發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)是解決蛋白質(zhì)飼料短缺問(wèn)題的有效途徑,因而開(kāi)發(fā)和利用各種潛在的飼料資源對(duì)發(fā)展我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)具有十分重要的意義[1-4]。玉米是我國(guó)主要的農(nóng)作物之一,玉米苞葉,也稱(chēng)玉米苞皮,是玉米果穗外部的包被部分,含有大量的纖維素、一定量的總黃酮、淀粉及其它多糖、單糖等成分,可作為微生物發(fā)酵原料生產(chǎn)生物飼料,玉米苞葉來(lái)源廣,價(jià)格低廉,研究玉米苞葉混菌發(fā)酵生產(chǎn)生物飼料具有一定的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益[5-8]。

1材料和方法

1.1材料

1.1.1菌種產(chǎn)朊假絲酵母(Candidautilis)、啤酒酵母(Sac-charomycescerevisiae)、米曲霉(Aspergillusoryzae)、黑曲霉(Aspergillusniger)、綠色木霉(Trichodermaviri-de),實(shí)驗(yàn)室保存。

1.1.2培養(yǎng)基PDA斜面培養(yǎng)基:參照周德慶(2006)[9]配制。酵母種子培養(yǎng)基:葡萄糖2g、蛋白胨2g、酵母膏1g,補(bǔ)充蒸餾水至100ml,pH值5.5。固體培養(yǎng)基:粉碎玉米苞葉1000g,另加入K2HPO45g、(NH4)2SO410g、7H2O?MgSO410g、尿素20g、料水比為1:1,然后進(jìn)行拌料并裝瓶,裝瓶后高壓滅菌30min。

1.2方法

1.2.1菌株活化無(wú)菌條件下接一環(huán)保藏菌種至PDA斜面培養(yǎng)基,28℃培養(yǎng)48h,復(fù)蘇菌種。

1.2.2酵母種子擴(kuò)大培養(yǎng)取一環(huán)活化后的酵母斜面菌種轉(zhuǎn)接到裝液量20ml/100ml的種子培養(yǎng)基,28℃、180r/min培養(yǎng)36h。

1.2.3固體發(fā)酵滅菌固體培養(yǎng)基冷卻后接入約1cm×1cm纖維素分解真菌斜面培養(yǎng)物,用無(wú)菌玻棒將菌種與培養(yǎng)基混勻,30℃發(fā)酵一定時(shí)間后接入酵母,接種量為10%,進(jìn)行混合菌種發(fā)酵。

1.2.4測(cè)定方法發(fā)酵產(chǎn)物的蛋白含量以考馬斯亮藍(lán)法進(jìn)行測(cè)定[8]。

1.2.5菌種篩選產(chǎn)朊假絲酵母、啤酒酵母與米曲霉、黑曲霉、綠色木霉分別組合混菌發(fā)酵,考察最優(yōu)組合進(jìn)行后繼實(shí)驗(yàn)。

1.2.6正交實(shí)驗(yàn)在菌種篩選的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,選取對(duì)蛋白飼料生產(chǎn)發(fā)酵條件影響較大的因素設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn),研究發(fā)酵條件對(duì)已篩選最優(yōu)混菌組合發(fā)酵的影響。

2結(jié)果及分析

2.1菌種篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表

1:發(fā)酵產(chǎn)物蛋白含量最高的菌種組合為啤酒酵母和綠色木霉混菌發(fā)酵,其發(fā)酵產(chǎn)物蛋白含量達(dá)15.43%,是發(fā)酵前蛋白含量5.23%的2.95倍,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)纖維素降解真菌與酵母的協(xié)同作用,能有效地把原發(fā)酵材料中生物利用率較低的纖維素轉(zhuǎn)化為菌體自身的蛋白質(zhì),從而有效增加了發(fā)酵產(chǎn)物中的蛋白含量,使發(fā)酵產(chǎn)物的飼用價(jià)值得到較大幅度提升。

2.2正交實(shí)驗(yàn)

選取單菌培養(yǎng)溫度、單菌培養(yǎng)時(shí)間、混菌發(fā)酵溫度、混菌發(fā)酵時(shí)間及酵母接種量5個(gè)因素設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn),采用L16(45)的正交設(shè)計(jì)方法(見(jiàn)表2)研究啤酒酵母與綠色木霉最優(yōu)化發(fā)酵條件,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。溫度對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物蛋白含量的影響最為顯著,然后依次為混菌發(fā)酵時(shí)間、單菌培養(yǎng)時(shí)間、混菌發(fā)酵溫度,最不顯著的因子為接種量。啤酒酵母和綠色木霉混菌發(fā)酵的最佳發(fā)酵條件組合為A3B3C3D4E2即單菌培養(yǎng)溫度30℃,單菌培養(yǎng)時(shí)間60h,混菌發(fā)酵溫度30℃,混菌發(fā)酵時(shí)間84h,酵母接種量12%。由于在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中沒(méi)有符合此發(fā)酵條件的方案,后繼實(shí)驗(yàn)按照上述得出的最佳發(fā)酵條件做追加實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果(均值)與初始培養(yǎng)條件下發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)比見(jiàn)表4。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知,在實(shí)驗(yàn)確定的最佳優(yōu)化條件下,發(fā)酵產(chǎn)物的蛋白含量達(dá)24.11%,比優(yōu)化前的15.43%提高了8.68個(gè)百分點(diǎn)。

3結(jié)論

以玉米苞葉為原料發(fā)酵生產(chǎn)高蛋白含量生物飼料,在優(yōu)化的培養(yǎng)條件下發(fā)酵產(chǎn)物的蛋白含量可達(dá)到24.11%,可作為優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼料。實(shí)驗(yàn)通過(guò)菌種篩選,得到最優(yōu)混菌發(fā)酵組合進(jìn)行發(fā)酵條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示發(fā)酵產(chǎn)物中的蛋白質(zhì)含量得到了較大幅度提高,廉價(jià)的農(nóng)業(yè)廢棄物玉米苞葉可以作為發(fā)酵原料生產(chǎn)高蛋白含量的優(yōu)質(zhì)生物飼料。