不同处理对棉籽饼产物中游离和结合棉酚含量的影响

摘要

目的：本论文研究了微生物固态发酵不同处理的棉籽饼及其混合底物发酵，通过测定发酵产物中总棉酚（Total Gossypol,TG）、游离棉酚(Free Gossypol，FG)、结合棉酚（Bound Gossypol,BG）含量，研究微生物固体发酵对棉酚含量的影响，进而探讨棉籽饼中游离棉酚（FG）消除的机理。
　　 方法：本论文共由三个试验组成。试验一：采用正交试验设计的方法，从加热时间（10min、20min、30min）、加热温度（100℃、110℃、120℃）和棉籽饼湿度（40％、50％、60％的含水量）3因素3水平着手，按照正交表L9(34)设计试验，共9个处理，研究不同处理组合对棉籽饼总棉酚（TG）、游离棉酚（FG）和结合棉酚(BG)含量的影响，探讨其变化规律。试验二：通过热带假丝酵母ZD-3对棉籽饼及其混合底物进行生料底物和熟料底物发酵，测定发酵产物中总棉酚（TG）、游离棉酚（FG）及结合棉酚（BG）的含量，初步探讨微生物固体发酵脱毒机理。试验三：通过不同比例的热带假丝酵母菌ZD-3与酿酒酵母菌ZD-5或与黑曲霉ZD-8对棉籽饼混合底物进行复合菌种发酵，然后测定发酵底物中总棉酚（TG）、游离棉酚（FG）、结合棉酚（BG）含量，进而探讨微生物固体发酵脱毒机理。
　　 结果：试验一：（1）棉籽饼在加热处理条件下，加热时间、温度和湿度对消除TG、FG和BG含量均有极显著（P<0.01）影响，对FG而言，其主次效应因素顺序为湿度、时间和温度；而对TG和BG而言，其主次效应因素顺序为温度、湿度和时间。三因素间具有极显著（P<0.01）的组合效应，其中A3B3C2处理为最优水平组合，即加热时间30min、温度120℃、湿度50％时，可使棉籽饼FG从921.7 mg·kg-1降至66.0 mg·kg-1，消除率达92.8％；TG从7062.7 mg·kg-1降至4735.9 mg·kg-1，消除率为32.9％；BG从6141.0 mg·kg-1降至4669.9 mg·kg-1，消除率为24.0％。（2）棉籽饼TG消除量等于BG和FG消除量之和，其中BG消除量占TG消除量36.6％～63.2％，FG消除量占TG消除量36.8％～63.4％。棉籽饼在加热处理过程中，FG含量的降低主要是由于加热时间、温度和湿度的交互作用，FG绝大部分被分解消除，未形成BG，从而达到脱毒的目的。试验二：（1）在熟料发酵条件下，发酵处理可使棉籽饼、混合底物中的大部分FG得以降解消除，而不是形成BG，TG和BG含量的减少均被降解消除，且TG的消除量等于FG和BG消除量之和；同时发现，添加FeSO4发酵可促进FG和BG的发酵降解。（2）在生料发酵条件下，发酵处理也可使棉籽饼、混合底物中的大部分FG得以降解消除，未形成BG，TG和BG含量减少部分均被降解消除，且TG的消除量等于FG和BG消除量之和，其发酵产物中的TG、BG和FG的消除量与熟料发酵效果相比，降解量较小；底物添加FeSO4发酵，可促进棉酚的降解效率。试验三：（1）热带假丝酵母与酿酒酵母或与黑曲霉对棉籽饼混合底物进行二元复合发酵，均可极显著降低底物中TG、FG和BG含量，FG和BG的减少部分均被降解消除；（2）热带假丝酵母与酿酒酵母的复合发酵效果优于热带假丝酵母与黑曲霉的发酵效果，菌种比例对发酵结果有显著影响。当热带假丝酵母与酿酒酵母的比例为3:1时，脱毒效果最好，脱毒率达90.82％。
　　 结论：（1）棉籽饼在加热处理条件下，加热时间、温度和湿度对消除TG、FG和BG含量均有极显著（P<0.01）影响，并且三者之间存在互作作用；（2）棉籽饼及其混合底物经热带假丝酵母ZD-3发酵处理，可显著降低FG和BG含量，TG的消除量等于FG和BG二者消除量之和。底物加热处理（熟料发酵）及添加FeSO4，可显著提高发酵脱毒效率；（3）热带假丝酵母与酿酒酵母或与黑曲霉对棉籽饼混合底物进行二元复合发酵，均可极显著降低底物中TG、FG和BG含量，FG和BG的减少部分均被降解消除；热带假丝酵母与酿酒酵母的复合发酵效果优于热带假丝酵母与黑曲霉的发酵效果，菌种比例对发酵结果有显著影响。