三菌株协同固态发酵对棉粕脱毒效果及其生物活性的影响

三菌株协同固态发酵对棉粕脱毒效果及其生物活性的影响张庆华赵新海钟丽娟徐冲摘要利用现代固态发酵原理，研究3菌株协同固态发酵对棉粕脱毒效果及其生物活性的影响。结果表明，3菌株混合培养可显著降低棉粕底物中游离棉酚含量,其最佳工艺条件为：热带假丝酵母：拟内孢霉：植物乳杆菌配比为3：2：1；pH值为5.0；培养温度为25℃；棉粕：玉米粉：麸皮比为6：2：2时，棉粕的脱毒率最高，去除率为85.30%。利用3菌株协同固态发酵棉粕后,外观蓬松变软,气味芳香,同时酶活力增加，可提高其消化吸收率，培养后的活菌数可达59.7×108个/g，是非常优良的微生物饲料添加剂，本研究为棉粕在生物饲料中的开发利用提供了一条有效途径。关键词热带假丝酵母；拟内孢霉；植物乳杆菌；固态发酵中图分类号S939.1利用微生物发酵法进行棉籽饼粕脱毒,不但能去除棉籽饼粕中的棉酚,而且还可以提高棉籽饼粕的蛋白质含量,同时在发酵底物中增加许多酶类、维生素、氨基酸及一些促生长因子,因而受到了广泛重视[2]。本研究主要利用自行选育的共生菌株热带假丝酵母CA61、拟内孢霉E02和植物乳杆菌对棉粕进行复合固态培养[3]，以游离棉酚为指标对其工艺条件进行了研究。以培养前、后底物中游离棉酚(FG)、粗蛋白质(CP)及氨基酸含量变化为指标，研究三株菌混合发酵对棉粕脱毒效果及营养价值的影响;同时研究混合培养对发酵底物活细胞数及蛋白酶、淀粉酶等生物活性物质的影响。本研究可为棉粕在微生物饲料添加剂生产中的开发利用提供了一条有效途径。1材料与方法1.1试验材料1.1.1菌种热带假丝酵母CA61、拟内孢霉E02和植物乳杆菌,为辽宁省微生物科学研究院菌种保藏中心保藏菌种。1.1.2原料棉粕，由朝阳市某饲料公司提供，其粗蛋白含量为35.70%,游离棉酚含量为556mg/kg。1.1.3培养基斜面培养基：麦芽汁培养基、MRS培养基。液体种子培养基：斜面培养基去掉琼脂即可。固态发酵培养基：由棉籽饼、玉米粉和麦麸等成分组成。1.2试验方法1.2.1棉粕固态发酵工艺研究利用正交试验法对培养基配方、三菌株配比、培养温度及初始pH值等条件进行研究,以脱毒率为指标,利用L9(34)进行正交试验。正交试验因素水平设计见表1。将100g配好的培养基按一定料水比拌匀，加入到500ml三角瓶中，121℃灭菌30min，冷却备用。将热带假丝酵母CA61、拟内孢霉E02和植物乳杆菌分别做成液体种子，按一定比例配好，接种量为3%，于30℃恒温培养40h，每一个试验设3个重复。1.2.2分析方法游离棉酚含量测定采用间苯三酚法；总蛋白含量测定采用凯氏定氮法；总氨基酸含量测定采用甲醛滴定法[4]；活菌数含量测定采用平板稀释培养法；蛋白酶含量测定采用福林-酚试剂法；淀粉酶含量测定采用3.5-二硝基水杨酸法。2结果与分析2.1混合培养不同发酵工艺参数对棉粕脱毒率的影响（见表2）从表2试验结果可以看出，影响混合固体培养脱毒效果的因素从大到小依次是：菌种配比培养基配方培养温度初始pH值，最佳方案为：A2B1C2D2，即菌种热带假丝酵母：拟内孢霉：植物乳杆菌配比为3：2：1；pH值为5.0；培养温度为25℃;培养基配方棉粕：玉米粉：麸皮为6：2：2时,棉粕的脱毒率最高。2.2三株菌混合培养对棉粕底物游离棉酚含量、粗蛋白及总氨基酸含量的影响（见表3）从表3可见，棉粕经混合发酵后，游离棉酚含量大大降低，去除率为85.30%,粗蛋白含量提高14.8%，总氨基酸含量提高10.54%。2.3三株菌混合培养对棉粕底物中蛋白酶、淀粉酶及活菌数的影响(见表4)由表4可见，棉粕底物经三株菌混合发酵后增加了蛋白酶、淀粉酶活性及活菌数，经多批次重复试验，各项指标均较稳定，其平均值为蛋白酶264.87IU/g、淀粉酶553.67IU/g、活菌数59.7×108个/g。3讨论三菌株混合培养可显著降低棉粕底物中游离棉酚含量,其结果与顾赛红等[5]、孙建义等[6]以及施安辉等[7]的研究结论是一致的,说明生物发酵是棉籽饼粕脱毒的有效途径。棉粕生物发酵后营养价值发生了变化：①培养后蛋白质和氨基酸显著提高。其主要是由于三株菌的协同作用，微生物大量繁殖，向细胞外分泌一定量的多肽、酶蛋白等物质,同时利用底物及非蛋白氮合成大量菌体蛋白，同时由于微生物代谢释放出能量，二氧化碳和糖类物质的消耗,使产品的收率降低所致。②棉籽饼发酵后酶活性和活细胞数的变化。利用三菌株协同固态发酵棉粕后,外观蓬松变软，气味芳香，同时酶活性增加，可提高其消化吸收率，培养后的活菌数可达59.7×108个/g，是非常优良的微生物饲料添加剂，为棉粕在生物饲料中的开发利用提供了一条新途径。参考文献1吴小月,陈金湘.利用微生物降解棉仁饼粕中游离棉酚的研究[J].中国农业科学,1989,22(2):82～862石秀侠,程茂基,蔡克周,等.棉籽饼有毒物质及其脱毒方法研究进展[J].饲料博览,2005(6):8~103陈洪章,徐建.现代固态发酵原理及应用[M].北京:化学工业出版社,2004.3～694王冬梅，郭书贤，臧晋，等.利用EM菌剂对棉籽饼粕发酵脱毒的研究[J].中国棉花，2002，29（8）：14~155顾赛红,孙建义,李卫芬.黑曲霉PES固体发酵对棉籽粕营养价值的影响[J].中国粮油学报,2003,18(1):70～736孙建义,许梓荣.利用假丝酵母进行棉籽饼脱毒的研究[J].中国粮油学报,1995,10(1):61～647施安辉,张勇,曲品,等.高效降解棉酚菌株的选育及脱毒条件的研究[J].微生物学报,1998,38(4):318～320（编辑：王芳，[e-mail]）张庆华,辽宁省微生物科学研究院菌种保藏中心,122000，辽宁省朝阳市双塔区文化路二段22号。赵新海、钟丽娟、徐冲，单位及通讯地址同第一作者。