复合微生物发酵豆粕产蛋白饲料的研究

摘要

随着养殖、饲料加工等行业的发展，饲料资源短缺的问题日益加剧，优质的蛋白饲料如鱼粉、骨粉等严重供不应求，因此开发新的蛋白饲料迫在眉睫。豆粕是大豆榨油后的副产品，以豆粕为主要原料加工而成的发酵豆粕作为一种新型饲料具有很多的优势，提高蛋白含量的同时还可以降解豆粕中多种抗营养因子，提高其营养价值，既能够充分利用豆粕减少资源的浪费，还可以创造出巨大的经济价值，能更好地满足养殖业和农牧业的需求，这在饲料行业中代替动物源饲料、促进高效生产方面具有非常重大的意义。
　　本研究以豆粕、麸皮和糖蜜为主要原料，添加一定量的无机盐和无机氮源，从多种菌种组合模式筛选出米曲霉和酿酒酵母JM1、炭黑曲霉和酿酒酵母JM1、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母JM2及发酵乳杆菌三种混合菌种模式分别对豆粕进行发酵，通过单因素试验研究了菌种比例、菌液接种量、温度、发酵时间、料水比、麸皮添加量、糖蜜添加量对粗蛋白含量的影响，在此基础上进行响应面优化，在优化的最佳条件下对发酵产品进行主要营养成分及抗营养因子检测和对比分析，以期获得一种生产优质蛋白饲料的工艺。
　　研究结果如下：
　　（1）平板对峙试验表明米曲霉和酿酒酵母JM1相互兼容，能用于混菌发酵豆粕。接种顺序试验表明同时接种比先接种米曲霉发酵24 h后再接种酿酒酵母的粗蛋白含量要高。通过单因素试验和响应面优化试验得出最佳发酵条件：装料量25g（其中91％豆粕、7%麸皮、2%糖蜜），添加0.375g MgSO4、0.25g(NH4)2SO4、0.25g尿素、0.25g K2HPO4作为无机氮源和无机盐，料水比1:1.1，菌液接种量为13%，发酵温度31.3℃，发酵时间78.6h。在最佳条件下，粗蛋白含量达到56%，较发酵前提高13.96%；真蛋白含量达到52.43%，较发酵前提高21.39%；活菌数达到1.38×109cfu/g；脲酶活性降低了95.93%；大分子蛋白质被降解为14.4KDa大小的小分子蛋白质；大部分抗原蛋白被降解。
　　（2）利用单因素试验和响应面优化试验进行优化了炭黑曲霉和酿酒酵母JM1混菌发酵豆粕的工艺条件，得出最佳发酵条件：装料量25g（其中90%豆粕、7%麸皮、3%糖蜜），添加0.375g MgSO4、0.25g(NH4)2SO4、0.25g尿素、0.25g K2HPO4作为无机氮源和无机盐，料水比1:1，菌液接种量为16%，发酵温度33.2℃，发酵时间86.6h。在最佳条件下，粗蛋白含量达到57.57%，较发酵前提高17.42%；真蛋白含量达到53.65%，较发酵前提高24.59%；活菌数达到3.6×109cfu/g；脲酶活性降低了92.41%；大分子蛋白质被降解为20KDa大小的小分子蛋白质；大部分抗原蛋白被降解。
　　（3）单因素试验与响应面试验优化得出枯草芽孢杆菌、酿酒酵母JM2和发酵乳杆菌的最佳发酵条件：装料量25g（其中91%豆粕、7%麸皮、2%糖蜜），添加0.375g MgSO4、0.25g(NH4)2SO4、0.25g尿素、0.25g K2HPO4作为无机氮源和无机盐，料水比1:1，菌液接种量为16.4%，发酵温度33.8℃，发酵时间74.5h。在最佳条件下，粗蛋白含量达到59.15%，较发酵前提高20.30%；真蛋白含量达到55.21%，较发酵前提高27.95%；活菌数达到6.3×109cfu/g；脲酶活性降低了85.06%；大分子蛋白质被降解为20KDa大小的小分子蛋白质；大部分抗原蛋白被有效降解。
　　研究表明，米曲霉和酿酒酵母JM1、炭黑曲霉和酿酒酵母JM1、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母JM2及发酵乳杆菌三种菌种组合发酵都可以提高豆粕的营养价值，能很好的降解大分子蛋白、抗原蛋白及抑制脲酶活性，提高其有效营养成分（蛋白含量和活菌数），提高了豆粕的利用率，且发酵过程中产生酒香味、曲香味或者酸香味，适用于豆粕发酵的工业化生产。

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引言

1.1发酵豆粕的研究现状

1.2固态发酵

1.3课题研究的目的和意义

1.4研究内容

2 菌种组合发酵试验与米曲霉、酿酒酵母JM1复合菌种发酵条件优化

2.1材料

2.2方法

2.3结果与分析

2.4讨论

2.5小结

3 炭黑曲霉与酿酒酵母JM1复合菌种发酵条件优化

3.1材料

3.2方法

3.3结果与分析

3.4讨论

3.5小结

4 枯草芽孢杆菌、酿酒酵母JM2与发酵乳杆菌复合菌种发酵条件优化

4.1材料

4.2方法

4.3结果与分析

4.4讨论

4.5小结

结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果