酵母菌發(fā)酵玉米皮制備菌體蛋白飼料工藝分析

張傳運(yùn)

希杰(聊城)生物科技有限公司 山東 聊城 252000

玉米皮由淀粉、纖維素及海量植物蛋白等物質(zhì)構(gòu)成，可用于蛋白飼料的加工發(fā)酵，以提升其適口性及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1]。通過(guò)酵母菌發(fā)酵的方法，實(shí)現(xiàn)玉米皮中各類(lèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，在酵母菌作用下轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白，該過(guò)程主要依賴(lài)飼料化菌株接種至玉米糖化醪，經(jīng)反復(fù)培養(yǎng)形成穩(wěn)定菌液，與玉米皮產(chǎn)生固態(tài)發(fā)酵效果。由此，可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入發(fā)酵狀態(tài)，提升單細(xì)胞蛋白的產(chǎn)出率。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 原材料、試劑選擇 試驗(yàn)涉及聚乙烯醇復(fù)合凝膠、玉米皮。聚乙烯醇復(fù)合凝膠由某生物公司提供。玉米皮購(gòu)于市場(chǎng)。試劑:硫酸銨、磷酸二氫鉀、硫酸鎂，均為分析純。玉米皮以40目過(guò)篩，營(yíng)養(yǎng)鹽液加入量為干料總量1%為宜，保持60%左右含水量，行滅菌處理，121℃下滅菌25min。

1.2 菌種選擇畢赤酵母菌。由微生物保藏中心提供。

1.3 儀器與設(shè)備選擇 LDZX―50KBS立式壓力蒸汽滅菌器、SW_CJ―1F超凈工作臺(tái)、MJ―160型霉菌培養(yǎng)箱、TVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 發(fā)酵工藝 準(zhǔn)備30m L西林瓶24個(gè)為厭氧制備容器，取玉米皮0.6g，加入蒸餾水30m L。準(zhǔn)備100m L三角瓶24個(gè)進(jìn)行好氧培養(yǎng)，取玉米皮0.6g，加入蒸餾水30m L。均進(jìn)行密封。置于121℃，15MPa高壓環(huán)境滅菌，再接入15m L酵母菌液，置于25℃菌種培養(yǎng)箱，150r/min，均培養(yǎng)一個(gè)時(shí)間梯度即24～48h。

2.2 測(cè)定方法 采用兩步法實(shí)施優(yōu)化與測(cè)定通過(guò)PB設(shè)計(jì)，對(duì)影響玉米皮發(fā)酵因素進(jìn)行篩選，再利用響應(yīng)面優(yōu)化中Box―Behnken中心組合設(shè)計(jì)，建立響應(yīng)面模型，確定培養(yǎng)基組成[2]。

2.3 數(shù)據(jù)處理 使用DPS對(duì)本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 玉米皮組分分析 經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，玉米皮中含有蛋白質(zhì)、淀粉、半纖維素、纖維素、木質(zhì)素、脂肪等物質(zhì)，具體含量見(jiàn)表1。

表1 玉米皮組分及含量

3.2 玉米皮制備菌體蛋白飼料的分析

3.2.1 麩皮添加量的控制 試驗(yàn)通過(guò)玉米皮和麩皮混合物發(fā)酵，麩皮占比分別以O(shè)、2、5、10、15g/d L，在占比上升時(shí)可誘導(dǎo)酵母發(fā)酵，酶活力和蛋白質(zhì)均呈上升趨勢(shì)，如圖1所示:

圖1 麩皮添加量

3.2.2 接種體積分?jǐn)?shù)的控制 以不同接種體積分?jǐn)?shù)酵母菌接入，其發(fā)酵效果存在差異性。當(dāng)接種體積分?jǐn)?shù)為10%左右時(shí)，其分?jǐn)?shù)達(dá)到最高點(diǎn)，因此建議該區(qū)域作為關(guān)鍵控制點(diǎn)。具體如圖2所示:

圖2 接種體積分?jǐn)?shù)

3.2.3 發(fā)酵時(shí)間的控制 發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)至7d左右，玉米皮中的木聚糖酶活和真蛋白產(chǎn)量大幅上升，達(dá)到了1000IU/g及20%以上，或在于兩菌株相互促進(jìn)的效果，因此在玉米皮發(fā)酵時(shí)間上，可取7d值為宜。具體影響如表2所示:

表2 發(fā)酵時(shí)間影響

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，采用酵母菌發(fā)酵玉米皮制備菌體蛋白飼料，應(yīng)注重對(duì)麩皮添加量、接種體積分?jǐn)?shù)及發(fā)酵時(shí)間控制，以提升發(fā)酵效率和降低成本，達(dá)到良好的發(fā)酵質(zhì)量。