混菌固态发酵豆粕生产富肽蛋白饲料的研究

摘要

本论文采用混菌固态发酵法，利用微生物生长过程中产生的蛋白酶等多种酶来改善豆粕的营养品质。主要对混菌发酵菌种以及发酵工艺；发酵条件对发酵性能的影响，发酵条件优化；发酵后蛋白质降解情况，以及发酵产物相对分子量分布；发酵后产品中抗营养因子的去除等进行了研究。主要研究结果如下：
　　 选择枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母作为发酵用菌株，研究了微生物发酵过程中蛋白酶活力的变化。这两株菌混合发酵，在36h时总蛋白酶酶活力达到最大3494u/g（干基），混菌发酵蛋白酶酶活力比单菌发酵蛋白酶酶活力有了很大程度的提高；
　　 通过对一步发酵法和两步发酵法这两种不同培养方式的研究，表明一步发酵法比两步发酵法更有优势，在相同发酵时间下前者产物中酸溶性氮含量比后者高1-2％。
　　 通过单因素试验，确定了对发酵性能影响显著的因素为培养温度、原料初始含水率和装料量；通过响应面分析法对发酵条件进行优化，得到最佳的发酵条件为发酵温度33℃，装料量为40g，原料初始含水率为62％，在此条件下，通过验证实验测得产物中酸溶性氮含量为33.61％。
　　 通过Tricine-SDS-PAGE电泳研究发酵后蛋白质的降解情况，电泳结果表明经微生物发酵后，大分子蛋白质得到很大程度的降解，降解产物的分子量在10000Da以下；经过Sephadex G-25凝胶过滤色谱对发酵产物水提液进行分离，蛋白质的降解产物被分成四个峰，相对分子量主要集中在600Da-1400Da。
　　 检测了发酵产品中抗营养因子的含量，结果表明：胰蛋白酶抑制因子含量由1151.4（TIU/g）下降到210.7（TIU/g），去除率为81.7％，脲酶活性由0.127（mgN/g·min）下降到0.013（mgN/g·min），去除率为89.8％，植酸的含量由9.06（mg/g）下降到8.56（mg/g），去除率为5.5％。
　　 检测了发酵产物各常规成分指标：粗蛋白含量达到47.35％，TCA-NSI含量达到了33.61％，TCA-NSI含量占到蛋白质含量的71％，说明发酵产品中富含具有多种生理活性的小肽。粗脂肪1.87％，灰分6.25％，粗纤维6.89％。
　　 发酵产品中枯草芽孢杆菌的含量为3.0×109 CFU/g。说明发酵产品也是一种微生态制剂。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 豆粕

1.1.1 豆粕的生产及属性

1.1.2 豆粕的营养价值

1.1.3 豆粕中抗营养因子及其消除

1.2 微生物发酵豆粕及其在养殖业上的应用

1.2.1 微生物发酵法对豆粕进行处理的特点

1.2.2 微生物发酵豆粕在养殖业上的应用

1.3 小肽的概述

1.3.1 肽类物质的营养

1.3.2 小肽的吸收特点

1.3.3 小肽饲料的特殊功能

1.4 混菌发酵

1.4.1 混菌发酵概述

1.4.2 混菌发酵菌种选择

1.5 固态发酵

1.5.1 固态发酵概述

1.5.2 固态发酵工艺条件的控制

1.5.3 固态发酵技术在饲料生产上的应用

1.6 本课题的立题依据及研究内容

1.6.1 本课题的立题依据

1.6.2 本课题的研究内容

2 材料与方法

2.1 材料与仪器

2.1.1 原料

2.1.2 菌种

2.1.3 主要实验材料

2.1.4 主要实验仪器

2.1.5 主要溶液

2.1.6 菌种培养基

2.2 分析方法

2.2.1 蛋白酶活力测定

2.2.2 原料含水率的测定

2.2.3 菌数测定

2.2.4 三氯乙酸可溶性氮（TCA-NSI）含量的测定

2.2.5 蛋白质相对分子质量的测定

2.2.6 大豆肽相对分子量分布的测定

2.2.7 苦味评定

2.2.8 饲料常规成分的检验

2.2.9 抗营养因子含量检测

2.3 实验方法

2.3.1 细菌液体种子的制备

2.3.2 产朊假丝酵母液体种子的制备

2.3.3 固态发酵方法

3 结果与讨论

3.1 不同菌株发酵过程中蛋白酶活力的测定

3.1.1 发酵用种子液的制备

3.1.2 细菌发酵过程中蛋白酶活力的测定

3.1.3 产朊假丝酵发酵过程中蛋白酶活力的测定

3.1.4 枯草芽胞杆菌和产朊假丝酵母共同发酵过程中蛋白酶活力的测定

3.1.5 小结

3.2 发酵方式的确定

3.2.1 一步发酵法

3.2.2 两步发酵法

3.2.3 小结

3.3 发酵条件优化试验

3.3.1 培养温度对发酵性能的影响

3.3.2 基质初始含水率对发酵性能的影响

3.3.3 拌料水pH对发酵性能的影响

3.3.4 装料量对发酵性能的影响

3.3.5 采用响应面分析法优化发酵条件

3.3.6 小结

3.4 发酵产物蛋白质降解情况的研究

3.4.1 蛋白质降解情况的研究

3.4.2 大豆肽相对分子量分布测定

3.5 发酵产物用于保健食品的可行性

3.6 发酵产物干燥温度的确定

3.7 发酵产物的评价

3.7.1 发酵产物各常规成分指标测定

3.7.2 发酵产品中益生菌的数量的测定

3.7.3 发酵产物中抗营养因子含量的检测

4 结论

5 展望

6 参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

8 致谢