蓖麻饼粕毒素高效降解菌的选育及脱毒条件的研究

摘要

蓖麻饼粕富含蛋白质，是良好的植物蛋白饲料资源，但因其含有对动物有毒的蓖麻碱和变应原CB-1A，其利用价值和使用量受到限制。本文从提高农副产品附加值，扩大动物饲料蛋白来源出发，探讨微生物发酵法去除蓖麻饼粕中的毒素。筛选出高效降解蓖麻碱和变应原的菌株，优化了发酵培养基，探讨了影响发酵脱毒的条件，考察了复配脱毒效果及其发酵条件对蓖麻饼粕生物发酵脱毒效果的影响，主要结果如下。
　　 采用单因素和正交设计实验，对微波法从蓖麻饼粕中提取蓖麻碱条件进行优化。结果表明，以水为溶剂，最佳提取工艺条件为：料液比1:30，微波时间28 min，微波功率595 W。与氯仿提取法比较，微波法提取时间短但提取率较低。
　　 利用平板分离法，筛选出三株对蓖麻碱和变应原具有较高脱毒率的菌种：BF、BC和SJM。BF和BC菌是革兰氏阴性菌；SJM是产朊假丝酵母(Candida utilis)，细胞呈卵圆形，出芽繁殖。用麦芽汁液体培养，菌体沉淀于管底。平板培养菌落光滑，可形成假菌丝。BF菌和SJM菌的适宜接种时间为20 h，BC菌为18 h。
　　 通过单因素及正交实验，优化得到SJM酵母固态发酵脱毒最佳培养基组成为：蓖麻饼粕85％、麸皮15％、MgSO4·7H2O0.4％、CaCl20.2％、KH2PO40.4％。在优化的培养基基础上对发酵条件进行了研究，确定了SJM酵母固态发酵脱毒的最佳培养条件：底物水分含量为60％，接入10％的SJM菌，30℃下发酵5 d，蓖麻碱和变应原的降解率分别达到90.30％和93.78％。发酵后蓖麻饼粕中的粗蛋白含量为44.53％，比发酵前饼粕中的粗蛋白含量提高了31.82％。
　　 利用BF菌和BC菌进行单菌及复配菌种发酵，通过对底物中蓖麻碱和变应原含量的测定，优化其发酵工艺条件。优化试验结果表明，菌种复配比例BF：BC为2:1，底物组成适宜比例为蓖麻饼粕80％、玉米粉8％、麸皮12％。蓖麻饼粕发酵脱毒的最佳条件为：发酵4 d，发酵温度39℃，菌液接种量15％，底物水分含量70％，自然pH。蓖麻碱和变应原的降解率分别达到91.47％和83.79％。发酵后蓖麻饼粕中的粗蛋白含最为33.27％，与发酵前饼粕中的粗蛋白含量差异不显著。