利用甘蔗渣、甘蔗糖蜜生产发酵饲料的研究

摘要

本文针对广西甘蔗糖业的发展优势，其副产物甘蔗渣、甘蔗糖蜜综合利用现状及其发展潜力，根据微生物学及发酵工程理论，采用微生物固态发酵技术，研究利用甘蔗渣、甘蔗糖蜜生产发酵饲料，获得具有较高饲用价值的甘蔗渣、甘蔗糖蜜发酵饲料，生产过程中不产生“三废”，为甘蔗渣、甘蔗糖蜜的综合利用开辟了一条新的途径，对甘蔗糖业、畜牧业、饲料行业以及环境可持续发展意义重大。主要研究内容和研究成果如下： 1.根据对相关纤维素降解微生物的报道和研究，从烂草堆、经年堆积的腐烂树叶、腐土、腐木等处采集的样品中分离得到8株疑似目的菌株。然后分别采用羧甲基纤维素钠(CMC—Na)琼脂平板识别法、滤纸条崩解试验，以及在蔗渣麸皮培养基上的固体发酵产酶鉴定试验，最后从中筛选得到一株分解纤维素能力较强的真菌，根据初步鉴定的结果，确定该菌为木霉属(Trichoderma．sp)真菌，并以木霉T-1标识。其黄曲霉毒素鉴定试验证实该菌不产黄曲霉毒素，可以作为发酵饲料的生产菌种。最后对木霉T-1固态发酵产纤维素酶，包括滤纸酶、CMC酶以及β-葡萄糖苷酶的酶促反应条件，如反应pH值，反应温度，反应时间等因素进行初步研究。 2.通过对原料蔗渣的粉碎粒度，发酵培养基蒸煮处理对发酵产纤维素酶的影响试验研究，确定取过30目筛粉碎蔗渣，制成发酵培养基，121℃高温蒸煮60min后的发酵产酶效果较为理想。 3.利用筛选所获得的木霉T-1与酵母菌等微生物混合发酵，研究生产甘蔗渣、甘蔗糖蜜发酵饲料工艺。以发酵物料中蛋白质、游离氨基酸、可溶性还原糖作为评价指标，进行了酵母菌种类、木霉T-1和酵母菌的接种方式、发酵培养基的组成、料水比、甘蔗糖蜜及其在培养基中的添加量，木霉T-1和酵母菌各自接种量、北京棒杆菌及其接种量等因素的试验研究，初步确定甘蔗渣、甘蔗糖蜜发酵饲料的生产工艺。确立了由20％木霉T-1、10％扣囊拟内孢霉酵母1803(EndomycopsisfIBuligera)和10％北京棒杆菌10178(Corynbacterium pekinense)组成的微生物混合协同发酵体系；接种时首先接种木霉T-1，24h后再同时接种其它两菌的液体种子；固态发酵培养基组成为：蔗渣：麸皮：豆饼=5：3：2；(NH<,4>)<,2>SO<,4>1％，KH<,2>PO<,4>0.2％，热酸法处理甘蔗糖蜜20％，料水比1：4.0，121℃高温蒸汽灭菌60min。 根据上述工艺所得甘蔗渣、甘蔗糖蜜发酵饲料分别含有9.21％可溶性还原糖、25，45％蛋白质以及7.46％游离氨基酸，蛋白质和游离氨基酸含量分别比原料培养基提高了81.40％和83.24％；粗纤维含量从原来的43.95％降为21.71％，降解率50.60％；每克60℃烘箱干燥产品中所含活菌数为7.92×10<'10>cfu/g；所得产品具有较好的产品外观和风味，具有较高的饲用价值，适合用作饲料饲喂草食动物。 本文在评价发酵工艺时，除考察发酵饲料中蛋白质含量外，还同时考察了其可溶性还原糖、游离氨基酸含量，发酵前后产品粗纤维含量及其降解率、产品所含活菌数等指标。同时在测定蛋白质含量时排除了物料中可能存在的部分无机氮对测定结果的影响，测定所得蛋白质含量在一定程度上代表了产品的真蛋白含量，从而能更全面客观的衡量产品的营养价值，评价发酵工艺，确定相关工艺参数。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2甘蔗渣处理方法

1.2.1物理处理法

1.2.2化学处理法

1.2.3物理—化学处理法

1.2.4生物处理法

1.3纤维素及其降解

1.3.1纤维素结构

1.3.2纤维素酶的组成

1.3.3纤维素的降解机理

1.4微生物发酵生产蔗渣饲料

1.4.1微生物发酵生产蔗渣饲料优点

1.4.2生产发酵蔗渣饲料常见的微生物菌种

1.4.3微生物发酵生产蔗渣饲料的研究进展

1.5糖蜜及其在饲料领域的综合利用

1.6微生物发酵生产蔗渣饲料研究中存在的问题

1.7本论文的研究工作及内容简介

1.7.1论文选题背景

1.7.2技术路线和试验方案

1.7.3本论文的研究内容

第二章降解蔗渣纤维素菌种的筛选

2.1实验材料

2.1.1主要仪器

2.1.2主要试剂

2.1.3菌种及原料

2.1.4培养基

2.1.5相关溶液

2.2实验方法

2.2.1技术路线

2.2.2样品采集

2.2.3菌株分离纯化

2.2.4初筛

2.2.5复筛

2.2.6分析方法

2.2.7目的菌株鉴定

2.3实验结果与讨论

2.3.1葡萄糖标准曲线绘制

2.3.2菌株分离纯化及初筛

2.3.3复筛产酶鉴定

2.3.4菌株鉴定结果

2.3.5纤维素酶酶促反应条件的研究

2.4小结

第三章蔗渣预处理

3.1实验材料

3.1.1主要仪器

3.1.2主要试剂

3.1.3菌种及原料

3.1.4培养基

3.1.5相关溶液

3.2实验方法

3.2.1技术路线

3.2.2蔗渣预处理

3.2.3固态发酵

3.2.4分析方法

3.3实验结果与讨论

3.3.1蔗渣粉碎处理

3.3.2蔗渣蒸煮处理

3.4小结

第四章微生物固态发酵生产发酵饲料研究

4.1实验材料

4.1.1主要仪器

4.1.2主要试剂

4.1.3菌种及原料

4.1.4培养基

4.1.5相关溶液

4.2实验方法

4.2.1技术路线

4.2.2培养方法

4.2.3分析方法

4.3实验结果与讨论

4.3.1标准曲线

4.3.2原料蔗渣及麸皮、豆饼成分分析

4.3.3生产蔗渣发酵饲料的研究

4.3.4甘蔗糖蜜对生产发酵饲料的影响

4.3.5木霉、酵母以及北京棒杆菌三菌混合发酵研究

4.3.6甘蔗渣、甘蔗糖蜜发酵饲料的生产及其工艺

4.4小结

第五章结论及展望

5.1论文总结

5.2本论文创新点

5.3展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文情况