馬鈴薯渣發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料的研究.pdf

1、我國自推廣馬鈴薯主食化戰(zhàn)略以來，馬鈴薯產(chǎn)量逐年穩(wěn)步上升，預(yù)計2020年年產(chǎn)量將達(dá)到1.3億噸左右。豐富的馬鈴薯資源不斷促進(jìn)著馬鈴薯加工業(yè)的發(fā)展，將馬鈴薯進(jìn)行深加工是提高其附加值，保證人民增產(chǎn)增收的重要途徑，其中馬鈴薯淀粉是最主要的深加工產(chǎn)品之一。馬鈴薯渣是馬鈴薯淀粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的下腳料，富含豐富的淀粉、纖維素、果膠等多種糖類物質(zhì)及少量蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)的薯渣處理方式為直接廢棄、掩埋或脫水后作為動物飼料，廢棄、掩埋會污染環(huán)境，造成資源浪費，而

2、用作飼料其營養(yǎng)價值低，適口性差，飼喂效果不佳，因此，薯渣資源沒有從根本上得到充分有效地利用。采用有益微生物發(fā)酵，充分利用薯渣中的可利用成分，通過微生物體內(nèi)一系列生理生化反應(yīng)可以提高薯渣中的蛋白質(zhì)含量，并能產(chǎn)生一定的生物活性因子，將薯渣變廢為寶，從而解決薯渣處理難、污染嚴(yán)重、利用率低的難題。
　　本課題以馬鈴薯渣為研究對象，利用微生物發(fā)酵馬鈴薯渣制備一定生物活性的蛋白飼料產(chǎn)品。分別從原料滅菌與否、多菌協(xié)同發(fā)酵、酶解液態(tài)發(fā)酵、發(fā)酵培養(yǎng)

3、基優(yōu)化以及工藝條件優(yōu)化幾個方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究，具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）以發(fā)酵產(chǎn)物中真蛋白含量、纖維素酶活、酸性蛋白酶活為評價指標(biāo)，考察發(fā)酵原料滅菌與不滅菌對發(fā)酵產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明，單菌發(fā)酵以接種黑曲霉發(fā)酵效果最好，滅菌優(yōu)于不滅菌，但各指標(biāo)提高有限，分別增加8.14％、4.28%、21.6%，兩種處理方式差異不顯著，結(jié)合實際生產(chǎn)中成本和工業(yè)化等問題，選擇原料不滅菌處理。
　?。?）研究多菌組合及組合比例對蛋白飼料

4、的影響，探究多菌共生關(guān)系，篩選出馬鈴薯渣發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料的最佳菌種組合和比例。結(jié)果表明，雙菌組合協(xié)同作用優(yōu)于三菌組合，且雙菌發(fā)酵以黑曲霉和啤酒酵母組合較優(yōu)，當(dāng)雙菌比例為黑曲霉：啤酒酵母=1:1時，發(fā)酵產(chǎn)品中真蛋白含量高達(dá)17.87%，較未發(fā)酵前提高171.17%，酸性蛋白酶活和纖維素酶活可達(dá)1187.93U/g和61.77U/g。
　?。?）采取液態(tài)發(fā)酵的方式制備蛋白飼料，通過單因素試驗和正交試驗，篩選出最適的酶添加量，接種發(fā)酵后

5、測定終產(chǎn)物中真蛋白含量，并對液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明，馬鈴薯渣通過復(fù)合酶解能夠制備一定蛋白含量（14.69%）的飼料產(chǎn)品，但與固態(tài)發(fā)酵相比，后者制備的飼料產(chǎn)品蛋白含量更高（16.24%），較前者高10.55%，結(jié)合飼料行業(yè)市場背景，投資小、操作簡單、能耗低的固態(tài)發(fā)酵更能滿足飼料工業(yè)發(fā)展的需要。
　?。?）對影響發(fā)酵菌種生長的各營養(yǎng)成分進(jìn)行單因素和正交試驗，得出最佳的馬鈴薯渣發(fā)酵培養(yǎng)基為：原輔料比85:15、料水比1

6、:2、尿素添加量2.0%、硫酸銨添加量1.0%，在此優(yōu)化的培養(yǎng)基上發(fā)酵完成后的產(chǎn)物中真蛋白含量、酸性蛋白酶活和纖維素酶活分別達(dá)到18.11%、1126.56U/g和83.68U/g，所制蛋白飼料營養(yǎng)品質(zhì)得到很大程度提高。
　?。?）對影響馬鈴薯渣發(fā)酵產(chǎn)物品質(zhì)的各發(fā)酵條件進(jìn)行單因素和響應(yīng)面試驗，得出最適宜馬鈴薯渣發(fā)酵的工藝條件為：發(fā)酵溫度31℃、發(fā)酵時間100h，料層厚度3cm，在此優(yōu)化條件下發(fā)酵產(chǎn)物中真蛋白含量、酸性蛋白酶活、纖維

7、素酶活分別達(dá)到18.86%，1275.10U/g和89.33U/g。發(fā)酵產(chǎn)物氨基酸種類齊全，總氨基酸和必需氨基酸含量較原薯渣分別提高254.75%、296.23%，粗纖維、淀粉、果膠等抗?fàn)I養(yǎng)因子含量也相應(yīng)減少。
　　以上研究表明：發(fā)酵原料不滅菌，直接進(jìn)行雙菌發(fā)酵（黑曲霉和啤酒酵母組合，雙菌比例為黑曲霉：啤酒酵母=1:1），發(fā)酵培養(yǎng)基成分為：原輔料比85:15、料水比1:2、尿素添加量2.0%、硫酸銨添加量1.0%，發(fā)酵條件為：發(fā)酵