玉米苞葉混菌發(fā)酵生產(chǎn)生物飼料的研究

時間: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,開發(fā)利用非食用資源、廢棄資源和低消化性飼料通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)是解決蛋白質(zhì)飼料短缺問題的有效途徑,因而開發(fā)和利用各種潛在的飼料資源對發(fā)展我國養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)具有十分重要的意義[1-4]。玉米是我國主要的農(nóng)作物之一,玉米苞葉,也稱玉米苞皮,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,玉米苞葉來源廣,價格低廉,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價值和經(jīng)濟效益[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),實驗室保存。

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,用無菌玻棒將菌種與培養(yǎng)基混勻,30℃發(fā)酵一定時間后接入酵母,接種量為10%,進行混合菌種發(fā)酵。

1.2.4測定方法發(fā)酵產(chǎn)物的蛋白含量以考馬斯亮藍法進行測定[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)組合進行后繼實驗。

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

2結(jié)果及分析

2.1菌種篩選實驗結(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15.43%,是發(fā)酵前蛋白含量5.23%的2.95倍,實驗結(jié)果表明,經(jīng)過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)物的飼用價值得到較大幅度提升。

2.2正交實驗

選取單菌培養(yǎng)溫度、單菌培養(yǎng)時間、混菌發(fā)酵溫度、混菌發(fā)酵時間及酵母接種量5個因素設(shè)計正交實驗,采用L16(45)的正交設(shè)計方法(見表2)研究啤酒酵母與綠色木霉最優(yōu)化發(fā)酵條件,實驗結(jié)果見表3。溫度對發(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)酵時間、單菌培養(yǎng)時間、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)時間60h,混菌發(fā)酵溫度30℃,混菌發(fā)酵時間84h,酵母接種量12%。由于在實驗設(shè)計表中沒有符合此發(fā)酵條件的方案,后繼實驗按照上述得出的最佳發(fā)酵條件做追加實驗,實驗重復(fù)3次,實驗結(jié)果(均值)與初始培養(yǎng)條件下發(fā)酵產(chǎn)物對比見表4。由實驗結(jié)果得知,在實驗確定的最佳優(yōu)化條件下,發(fā)酵產(chǎn)物的蛋白含量達24.11%,比優(yōu)化前的15.43%提高了8.68個百分點。

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)物的蛋白含量可達到24.11%,可作為優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼料。實驗通過菌種篩選,得到最優(yōu)混菌發(fā)酵組合進行發(fā)酵條件優(yōu)化實驗,實驗結(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。