羽毛粉固态发酵过程中产氨及除氨的研究

摘要

羽毛中蕴含了大量潜在的有用蛋白质和氨基酸，我国羽毛角蛋白资源丰富，可以作为优质饲料蛋白。羽毛废弃物的处理方法很多，采用微生物发酵的方法生产的发酵羽毛粉蛋白饲料的营养价值得到极大的提高，但是在发酵过程中会产生大量的氨气等刺激性气体，造成严重的空气污染，而且导致了氮素的大量损失。目前国内外治理恶臭气体的各种技术中生物除臭具有处理效率高，无二次污染、费用低廉和管理维护方便等优点，被广泛的应用。本试验的主要目的是优化发酵工艺，从而减少氨气的产生，对于已经产生的氨气采用微生物重新吸收、利用的方法减少氨气的排放。
　　 首先对羽毛粉的发酵进程进行了监测，连续5d监测可溶性蛋白含量、氨态氮含量、发酵液pH、硼酸pH、发酵残渣的重量的变化趋势，通过上述指标的变化了解发酵过程中氨气释放规律。结果显示羽毛粉发酵过程中可溶性蛋白含量和氨态氮含量在前3d逐渐上升，第4d后开始降低。反映氨气释放的指标发酵液pH、硼酸pH在5d内一直持续上升，然后维持在较高的水平。发酵残渣的重量在5d内一直持续的下降。氨气的释放与羽毛粉的降解存在正相关。
　　 然后在了解氨气释放规律的基础上，通过优化发酵条件从而调控氨气的产生。对培养基的含水量、初始pH、羽毛粉和麸皮的比例等条件进行优化，结果显示在不降低发酵效率的同时最大限度的减少氨气释放的发酵条件为:培养基初始含水量为55 mL，初始pH为7.5，羽毛粉与麸皮比例1∶1，发酵周期为4d，培养温度为37℃，培养箱的湿度为50％。在这样的发酵条件下可以减少氨气的释放，同时说明可以通过控制发酵条件减少氨气的产生。
　　 最后在发酵条件优化的基础上，采用微生物混合发酵的方法消除释放出来的氨气。试验分别从新鲜粪便中分离能利用氨水的细菌，从发酵的鸡粪便中分离酵母菌，从堆肥中分离硝化菌，对分离到的微生物进行鉴定并对其混合发酵消除氨气释放的效果进行检测。结果从各种样品中分离到3种蜡样芽胞杆菌，2种酵母菌，1种粪肠球菌。除臭效果表明蜡样芽胞杆菌1能降低发酵过程产生的氨气且不影响发酵效果，但差异并不显著。其他各种菌的降低氨气的效果不好。
　　 通过试验初步表明通过调控发酵条件可以降低发酵过程中的氨气的产生，微生物降低氨气的产生还需要进一步的研究。

目录

声明

摘要

前言

第一章 固态发酵研究进展

1 固态发酵的优点与缺点

1．1 固态发酵的优点

1．2 固态发酵的缺点

2 固态发酵的设备

2．1 静态固态发酵反应器

2．2 动态固态发酵反应器

3 固态发酵可控的工艺条件

3．1 培养基含水量

3．2 温度

3．3 酸碱度(pH)

3．4 碳源和氮源的关系(C／N比)

4 现代固态发酵技术的应用

4．1 在食品工业中的研究与应用进展

4．2 在抗生素中的研究进展

4．3 在饲料工业中的研究与应用进展

4．4 在角蛋白固态发酵方面的应用

5 近年来固态发酵研究取得的进展

6 固态发酵技术的展望和应用前景

第二章 国内外除臭的研究进展

1 化学除臭法

1．1 氧化法

1．2 催化氧化法

1．3 高压静电法

2 物理除臭法

3 生物除臭法

3．1 微生物除臭的原理

3．2 微生物除臭的过程

3．3 微生物除臭的特点

3．4 微生物除臭常用菌株及筛选

3．5 微生物除臭的主要方法

3．6 微生物除臭技术的应用

4 除臭技术的展望

第三章 羽毛粉固态发酵过程氨气释放的研究

1 氨气的来源

2 发酵液中氨态氮含量的测定

3 可利用氨气的微生物

4 微生物除氨的机理

5 影响氨气释放的因素

5．1 碳源与氮源的比值(C／N比)

5．2 培养基的含水量

5．3 培养基的初始pH值

6 氨气的危害

参考文献

第四章 羽毛粉混合菌固态发酵进程的研究

1 材料和方法

1．1 材料

1．2 方法

2 结果

2．1 发酵5 d可溶性蛋白含量的变化趋势

2．2 发酵5 d氨态氮含量的变化趋势

2．3 发酵5 d硼酸pH值的变化趋势

2．4 发酵5 d发酵液pH值的变化趋势

2．5 发酵5 d发酵产物重量变化趋势

3 讨论

参考文献

第五章 不同发酵条件对氨气释放影响的研究

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

2 结果

2．1 不同C／N比对氨气释放的影响

2．2 含水量

2．3 初始pH值

2．4 外加碳源

3 讨论

3．1 不同C／N比对氨气释放量的影响

3．2 水分含量对氨气释放量的影响

3．3 初始pH对氨气释放量的影响

3．4 外加碳源对氨气释放量的影响

参考文献

第六章 除臭菌的筛选、鉴定及除臭效果比较

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

2 结果

2．1 菌株初筛与鉴定

2．2 除臭菌在固态培养基上情况

2．3 除臭效果比较

3 讨论

参考文献

全文总结

致谢