酒糟与甜高粱秸秆混合固态发酵品质及微生物多样性研究

发布时间：2020-10-24 13:53

　　 中国是农业种植和农业生产大国,2017年秸秆理论资源量接近10.9亿吨,未利用的约2亿吨,秸秆资源化利用率亟待提升。同时,我国也是白酒生产和消费大国,每年产生的酒糟数量高达4000万吨,资源量丰富。这些农业生产废弃物也是来源广泛的生物质资源,废弃物资源化利用是改善环境污染、发展循环经济、实现农业生产可持续发展的有效途径。然而,作物秸秆收获的季节性、时效性与其全年可持续利用存在结构性矛盾,势必要求秸秆能长时间、稳定贮存,从而满足废弃物资源化利用过程中的原料可持续供给。为了实现作物秸秆和酒糟生物质原料的长时间贮存和资源化利用,本文以甜高粱秸秆(G)和酒糟(J)为试验原料,利用青贮原理将二者进行混合固态发酵,分别设置5:1、2:1、1:1、1:2、1:6、0:1六个梯度的混合质量比例,6个处理组分别命名为GJ.1、GJ.2、GJ.3、GJ.4、GJ.5和GJ.6。连续固态发酵160 d,分别于40 d、80 d、120 d和160 d进行感官质量、营养组分、木质纤维组分、发酵特性、主要微生物数量以及微生物菌群多样性的动态分析。研究结果主要包括以下几个方面:(1)甜高粱秸秆和酒糟两种原料组分结果表明,甜高粱秸秆的水分、可溶性碳水化合物含量分别为5.25%和31.19%,酒糟中水分、淀粉和粗蛋白含量分别为60.34%、19.92%和12.91%,借助青贮原理将二者进行混合固态发酵,具有良好互补特性。固态发酵的感官评价结果显示,发酵80 d时,GJ.1、GJ.2、GJ.4和GJ.5四个处理组的感官评定结果优于GJ.3和GJ.6两组;发酵120 d时,GJ.1、GJ.2、GJ.3、GJ.4和GJ.5五个处理组的感官评定结果优于GJ.6组。(2)固态发酵过程中的有机组分结果表明,GJ.4、GJ.5和GJ.6三个处理组的淀粉和粗蛋白含量均显著高于GJ.1、GJ.2和GJ.3三个处理组,其中GJ.6组发酵160 d时的粗蛋白含量高达20.56%,GJ.6组发酵80 d时的淀粉含量高达24.82%;GJ.1、GJ.2和GJ.3三个处理组的可溶性碳水化合物显著高于GJ.4、GJ.5和GJ.6三个处理组,其中GJ.1组发酵0 d时的可溶性碳水化合物含量为30.01%;GJ.4、GJ.5和GJ.6三个处理组的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著低于GJ.1、GJ.2和GJ.3三个处理组,而且这三个处理组的半纤维素含量得到较好的保存。发酵特性结果表明,发酵160 d期间GJ.1和GJ.2两个处理组的pH值均超过了优良青贮的pH值推荐范围(pH4.2),发酵160 d期间GJ.3组的pH值高于4.2,但仍在腐败变质的临界范围内(pH4.5),GJ.4、GJ.5和GJ.6三个处理组的pH值则始终处于优良青贮pH值范围内,且这三个处理组对应的乳酸含量显著高于其他处理组;GJ.1、GJ.2、GJ.3、GJ.4、GJ.5和GJ.6六个处理组的氨态氮/总氮比值和乙醇含量随着发酵体系中酒糟质量比例的增加,总体上呈增大趋势,其中GJ.6组发酵40 d和120 d时的氨态氮/总氮比值超过了优良青贮推荐值(10%)。(3)发酵过程中乳酸菌、酵母菌和霉菌等主要微生物的数量变化结果表明,随着酒糟质量比例的增加,GJ.1、GJ.2、GJ.3、GJ.4、GJ.5和GJ.6六个处理组中的乳酸菌菌落数量呈先增后减趋势,而酵母菌和霉菌的菌落数量均呈现下降的趋势。(4)利用高通量测序技术对固态发酵过程中细菌群落多样性结果分析显示,GJ.1、GJ.2、GJ.3、GJ.4、GJ.5和GJ.6六个处理组的变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为门水平的优势菌;乳杆菌属(Lactobacillus)和片球菌属(Pediococcus)为属水平优势菌,且其中GJ.4、GJ.5和GJ.6三个处理组的乳酸菌属相对丰度明显高于GJ.1、GJ.2和GJ.3三个处理组。(5)真菌群落多样性结果显示,GJ.1、GJ.2、GJ.3、GJ.4、GJ.5和GJ.6六个处理组的子囊菌门(Ascomycota)为门水平的优势菌,其中GJ.3组发酵40 d和160 d时子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度高达100%,GJ.4组发酵120 d和160 d时子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度也高达100%;毕赤酵母属(Pichia)、念珠菌属(Candida)和曲霉菌属(Aspergillus)为属水平的优势菌,其中GJ.3组发酵160 d时红曲霉属(Monascus)的相对丰度高达99%。综合上述结果,GJ.4、GJ.5和GJ.6三个处理组的发酵品质优于GJ.1、GJ.2和GJ.3三个处理组。但综合考虑感官质量、干物质回收、有机物质保存和乳酸菌的相对丰度等,当甜高粱秸秆与酒糟的质量比为1:6时,其混合固态发酵效果相对最佳。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ920.6
【部分图文】：

酒糟与甜高粱秸秆混合固态发酵品质及微生物多样性研究碱地生产，所以在甘肃地区多有种植。但由于大量种植甜高粱，必然会产生大量的甜高粱秸秆，直接进行焚烧，不但会污染环境，而且会造成资源的浪费。而酒糟是在酿酒蒸馏过程中产生的食品加工副产物，每年也会造成大量的浪费。酒糟中的水分含量比较大，在贮存的过程中易发生腐败变质。因此，将甜高粱秸秆与酒糟进行不同质量比例的混合固态发酵，可以极大程度地解决资源浪费的问题实现甜高粱秸秆和酒糟生物质原料的长时间的保存，为这两种生物质资源的转化利用奠定基础。1.5.3 技术路线图

酒糟与甜高粱秸秆混合固态发酵品质及微生物多样性研究气味 10；结构 4；色泽 2。）气味 10；结构 4；色泽 2。）气味 10；结构 4；色泽 2。）气味 10；结色泽 1。GJ.5优等（总分 16。气味 10；结构 4；色泽 2。）优等（总分 16。气味 10；结构 4；色泽 2。）良好（总分 10。气味 4；结构 4；色泽 2。）优等（总分气味 14；结色泽 2。GJ.6优等（总分 19。气味 14；结构 4；色泽 1。）中等（总分 5。气味 2；结构 2；色泽 1。）中等（总分 7。气味 4；结构 2；色泽 1。）优等（总分气味 14；结色泽 1。2.3 发酵过程中营养组分分析.3.1 干物质（DM）含量的动态变化

硕士学位论文设计旨在了解不同质量比例甜高粱秸秆与酒糟混合固态发酵对混合固态质的影响，而不同质量比例对应的混合发酵体系中水分含量有明显差异。论发酵时间的长短，其 DM 含量均随着 GJ.1～GJ.6 六个处理组中酒糟比加而减小。.3.2 干物质回收率（DMR）的动态变化
【参考文献】

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7 晏和平;酶制剂对青贮高粱品质的影响[D];湖南农业大学;2005年

本文编号：2854552