混合菌种发酵苹果渣生产蛋白饲料的研究

摘要

随着苹果种植业和加工业的快速发展，苹果渣的排放量也急剧增加。但是目前对于苹果渣的综合利用开发尚缺乏有效的手段，不仅影响了果业的可持续性发展，也造成了环境的严重污染。本文从农业废弃物综合利用角度出发，将苹果渣转化为菌体蛋白饲料，其目的在于解决当前长期困扰苹果汁生产厂无法处理苹果渣的难题。以果汁加工企业大量产生的苹果渣干粉为原料，采用白地霉(Geotrichumcandidum)、黑曲霉(Aspergillusniger)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和产朊假丝酵母(Candidautilis)在以苹果渣配制的培养基上培养，利用多菌种混合发酵技术，研究了生产菌体蛋白饲料的菌种的筛选、发酵培养基的优化以及发酵条件的优化。本论文的主要研究内容及结果如下:
　　 1.本试验采用平板点种法筛选出发酵的中心菌种——白地霉，而后通过平板刺激圈点种法和振荡培养发酵方法，筛选出适合苹果渣发酵生产蛋白饲料的优良菌种组合:产朊假丝酵母、白地霉、枯草芽孢杆菌和黑曲霉;发酵比例为产朊假丝酵母:白地霉:枯草芽孢杆菌:黑曲霉=0.5∶1∶1∶1(V/V)时为最优接种比例。此时，粗蛋白含量达到15.32％，较未发酵时的7.36％提高了108.15％。
　　 2.本试验使用所选取的菌种组合，考察了不同氮源、无机盐和料水比对产品粗蛋白含量的影响。而后在单因素试验的基础上，利用响应面分析法对苹果渣的发酵培养基进行了优化研究，得到了合理的氮源、无机盐的添加量以及料水比。其培养基配方为:苹果渣20g、尿素0.8842g、硫酸铵1.8867g、硫酸镁0.1324g、磷酸二氢钾0.1986g、蒸馏水46.2mL。此时，产品粗蛋白含量达到17.01％，较未发酵时的7.36％提高了131.11％。
　　 3.本试验通过单因素和正交试验，对苹果渣发酵的接种量、培养温度以及培养时间进行了优化。其优化参数为:发酵温度30℃、发酵时间72h、接种量10％，此时产生的粗蛋白含量达到17.45％，较未发酵时的7.36％提高了137.09％。
　　 本研究充分利用了苹果渣这一废弃资源，减少了环境污染，同时为短缺的蛋白饲料来源开辟一条新途径。并以此进行相关的发酵技术研究，完善发酵工艺，为其他果渣、酒糟及纤维素秸秆的研究开发提供借鉴。解决了果渣对环境的污染，为畜牧业发展提供了新型蛋白饲料的来源，给企业及果农带来了较好的经济效益。

目录

摘要

1 前言

1．1 立题依据及意义

1．2 苹果渣概述

1．2．1 苹果渣的营养成分

1．2．2 苹果渣开发利用的研究进展

1．3 菌体蛋白饲料概述

1．3．1 菌体蛋白饲料的基本概念

1．3．2 菌体蛋白饲料的作用机理和功能

1．4 微生物在蛋白饲料开发中的应用

1．4．1 生产菌体蛋白饲料的菌种

1．4．2 本试验所用四种菌的微生物分类及生物学特性

1．5 国内相关研究现状

1．5．1 苹果渣发酵的研究

1．5．2 苹果渣发酵饲料的应用

2 发酵菌种的筛选与配伍

2．1 材料与方法

2．1．1 材料与设备

2．1．2 测定方法

2．2 试验方法

2．2．1 平板点种试验

2．2．2 平板点种刺激圈试验

2．2．3 菌种混合比确定试验

2．3 结果与分析

2．3．1 指示菌种的筛选

2．3．2 配伍菌种的筛选

2．3．3 菌种相互比例的确定

2．4 结论

3 发酵培养基的优化

3．1 材料与方法

3．1．1 材料与设备

3．1．2 测定方法

3．2 实验设计

3．2．1 部分因子实验设计(Fractional factorial design，FFD)

3．2．2 中心组合设计(Central composite design，CCD)：中心组合设计参照文献进行

3．3 试验方法

3．3．1 不同氮源对粗蛋白含量的影响

3．3．2 无机盐对粗蛋白含量的影响

3．3．3 料水比对粗蛋白含量的影响

3．4 试验结果与分析

3．4．1 不同氮源对粗蛋白含量的影响

3．4．2 不同无机盐对粗蛋白含量的影响

3．4．3 pH对粗蛋白含量的影响

3．4．4 料水比对粗蛋白含量的影响

3．4．5 发酵培养基的优化研究

3．5 结论

4 发酵条件的优化

4．1 材料与方法

4．1．1 材料与设备

4．1．2 测定方法

4．2 试验方法

4．2．1 接种量的选择试验

4．2．2 发酵温度的选择试验

4．2．3 发酵时间的选择试验

4．3 试验结果与分析

4．3．1 接种量对发酵产物粗蛋白含量的影响

4．3．2 发酵温度对发酵产物粗蛋白含量的影响

4．3．3 发酵时间对发酵产物粗蛋白含量的影响

4．3．4 发酵工艺条件的优化试验

4．4 结论

5 发酵产品理化指标的测定

5．1 材料与设备

5．1．1 材料

5．1．2 设备

5．2 测定方法

5．3 结果与分析

6 主要结论及下一步研究工作及展望

6．1 主要结论

6．1．1 菌种筛选与最佳接种比例的试验

6．1．2 发酵培养基的优化试验

6．1．3 发酵条件的优化试验

6．2 下一步研究工作及展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

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