柑橘皮渣固态发酵蛋白质饲料及其酶学特性研究

发布时间：2020-07-03 12:26

【摘要】：柑橘是世界最重要的水果之一,具有种植面积广、产量大的特点。全世界逾140多个国家和地区都有栽培,柑橘年产量已超过1亿吨(t)。柑橘的消费方式主要包括鲜食、榨汁和生产罐头,其加工过程中会产生大量柑橘皮渣,约占柑橘重量50%。目前,我国大部分柑橘皮渣只能作为废弃物处理,这是资源的极大浪费,未经处理的皮渣腐烂后极易污染土壤和水体,还会对环境造成极大污染,影响生态平衡。因此柑橘皮渣问题逐渐成为制约柑橘产业发展的一大障碍,这使得寻找一条绿色高效的处理道路势在必行。研究发现,柑橘皮渣中含有很多营养物质且容易被微生物降解,结合微生物发酵工程,可利用其作为发酵底物生产可供动物食用的单细胞蛋白饲料,并且具有生产速度快、产量高、营养丰富以及设施要求低、生产便利等优势。该法不仅减轻了粮食压力,而且减轻了环境压力,真正实现了绿色可持续发展。本次研究采用4株菌:Aspergillus oryzae、Trichoderma koningii、Candida tropicalis和Trichoderma asperelloides。首先,将4株菌分别进行活化培养,然后按照试验设计比例进行液态发酵,通过考察不同菌种比例对发酵产物中蛋白类物质(粗蛋白和可溶性蛋白)以及产酶特性(酸性蛋白酶、果胶酶和纤维素酶)的影响,最终确定发酵生产蛋白饲料的最佳菌种比例是:Aspergillus oryzae:Trichoderma asperelloides:Trichoderma koningii:Candida tropicalis=1:1:1:2。然后,在最佳菌种比例下以柑橘皮渣和麸皮作为发酵底物进行固态发酵,通过单因素试验考察含水率、尿素投加量、温度、菌株接种量和发酵时间对发酵产物中粗蛋白、可溶性蛋白和酸性蛋白酶的影响,从而确定发酵的最佳工艺条件是:含水率70%,尿素投加量4%,发酵温度30℃,菌株接种量15%,发酵时间6 d。最后,通过单因素试验确定了发酵产物中难降解物质果胶和纤维素降解及生产相关酶的最佳发酵条件,并对比分析了混菌发酵(在最佳条件下)和单菌发酵条件下果胶和纤维素的降解特性及酶学特性,结果发现:单菌发酵产果胶酶和纤维素酶活力最大值分别为204.26 U/g和29.86 U/g,果胶和纤维素的最大降解率分别为37.64%和31.89%;而混菌发酵第6 d时产果胶酶和纤维素酶活性均达到最大值,分别为242.78 U/g和35.02 U/g,相应果胶和纤维素降解率分别为50.96%和43.65%。因此认为混菌发酵不仅产酶能力更佳,而且更有利于降解果胶和纤维素。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S816;X172;X712
【图文】：

工艺图,固态发酵,工艺

能快速分解纤维素和木质素的高温放线菌。放线菌常被选择作为发因是其菌体富含氨基酸，其中包括机体生长必须的赖氨酸、色氨酸等，具有非常高的营养价值。此外，放线菌还能够分泌抗生素类物说食用富含放线菌的饲料后可以对肠道中的病原菌起到抑制效果，免疫力[79]。固态发酵法生产单细胞蛋白饲料态发酵是指发酵用的培养基为固态，含有丰富的水却几乎没有自由用微生物发酵的方式。发酵基质不仅是微生物的生长场所，而且可长提供各种营养。我国利用固态发酵进行现实生产历史由来已久，利用固态发酵生产酱油。相比于其他发酵方式，固态发酵法具有原料工艺简单，产物的产率高，环境污染小，成本较低等优点。缺点则）低，产物难以净化，生物量估算难且容易感染杂菌，机械化程度低研究人员进行了大量研究，并不断获得突破[80, 81]。随着世界能源危的加重，在饲料工业中固态发酵成为最常用的技术。

技术路线图,技术路线

技术路线

【参考文献】