马铃薯渣发酵生产蛋白饲料的研究

发布时间：2017-12-22 23:02

本文关键词：马铃薯渣发酵生产蛋白饲料的研究　出处：《陕西科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：我国自推广马铃薯主食化战略以来,马铃薯产量逐年稳步上升,预计2020年年产量将达到1.3亿吨左右。丰富的马铃薯资源不断促进着马铃薯加工业的发展,将马铃薯进行深加工是提高其附加值,保证人民增产增收的重要途径,其中马铃薯淀粉是最主要的深加工产品之一。马铃薯渣是马铃薯淀粉生产过程中产生的下脚料,富含丰富的淀粉、纤维素、果胶等多种糖类物质及少量蛋白质。传统的薯渣处理方式为直接废弃、掩埋或脱水后作为动物饲料,废弃、掩埋会污染环境,造成资源浪费,而用作饲料其营养价值低,适口性差,饲喂效果不佳,因此,薯渣资源没有从根本上得到充分有效地利用。采用有益微生物发酵,充分利用薯渣中的可利用成分,通过微生物体内一系列生理生化反应可以提高薯渣中的蛋白质含量,并能产生一定的生物活性因子,将薯渣变废为宝,从而解决薯渣处理难、污染严重、利用率低的难题。本课题以马铃薯渣为研究对象,利用微生物发酵马铃薯渣制备一定生物活性的蛋白饲料产品。分别从原料灭菌与否、多菌协同发酵、酶解液态发酵、发酵培养基优化以及工艺条件优化几个方面进行系统的研究,具体研究内容和结果如下:(1)以发酵产物中真蛋白含量、纤维素酶活、酸性蛋白酶活为评价指标,考察发酵原料灭菌与不灭菌对发酵产物的影响。结果表明,单菌发酵以接种黑曲霉发酵效果最好,灭菌优于不灭菌,但各指标提高有限,分别增加8.14%、4.28%、21.6%,两种处理方式差异不显著,结合实际生产中成本和工业化等问题,选择原料不灭菌处理。(2)研究多菌组合及组合比例对蛋白饲料的影响,探究多菌共生关系,筛选出马铃薯渣发酵生产蛋白饲料的最佳菌种组合和比例。结果表明,双菌组合协同作用优于三菌组合,且双菌发酵以黑曲霉和啤酒酵母组合较优,当双菌比例为黑曲霉:啤酒酵母=1:1时,发酵产品中真蛋白含量高达17.87%,较未发酵前提高171.17%,酸性蛋白酶活和纤维素酶活可达1187.93 U/g和61.77 U/g。(3)采取液态发酵的方式制备蛋白饲料,通过单因素试验和正交试验,筛选出最适的酶添加量,接种发酵后测定终产物中真蛋白含量,并对液态发酵和固态发酵进行对比分析。结果表明,马铃薯渣通过复合酶解能够制备一定蛋白含量(14.69%)的饲料产品,但与固态发酵相比,后者制备的饲料产品蛋白含量更高(16.24%),较前者高10.55%,结合饲料行业市场背景,投资小、操作简单、能耗低的固态发酵更能满足饲料工业发展的需要。(4)对影响发酵菌种生长的各营养成分进行单因素和正交试验,得出最佳的马铃薯渣发酵培养基为:原辅料比85:15、料水比1:2、尿素添加量2.0%、硫酸铵添加量1.0%,在此优化的培养基上发酵完成后的产物中真蛋白含量、酸性蛋白酶活和纤维素酶活分别达到18.11%、1126.56 U/g和83.68U/g,所制蛋白饲料营养品质得到很大程度提高。(5)对影响马铃薯渣发酵产物品质的各发酵条件进行单因素和响应面试验,得出最适宜马铃薯渣发酵的工艺条件为:发酵温度31℃、发酵时间100 h,料层厚度3 cm,在此优化条件下发酵产物中真蛋白含量、酸性蛋白酶活、纤维素酶活分别达到18.86%,1275.10 U/g和89.33 U/g。发酵产物氨基酸种类齐全,总氨基酸和必需氨基酸含量较原薯渣分别提高254.75%、296.23%,粗纤维、淀粉、果胶等抗营养因子含量也相应减少。以上研究表明:发酵原料不灭菌,直接进行双菌发酵(黑曲霉和啤酒酵母组合,双菌比例为黑曲霉:啤酒酵母=1:1),发酵培养基成分为:原辅料比85:15、料水比1:2、尿素添加量2.0%、硫酸铵添加量1.0%,发酵条件为:发酵温度31℃、发酵时间100 h,料层厚度3 cm,总接种量10%,最终制备得到高品质的蛋白饲料,其中真蛋白含量、酸性蛋白酶活、纤维素酶活显著提高,分别较马铃薯原渣提高303.84%、1999.97%、251.69%,且产物中氨基酸种类齐全、搭配合理,同时粗纤维、淀粉、果胶等抗营养因子也很大程度被降解,发酵所得的蛋白饲料产品营养品质好、更有利于动物消化吸收。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ929;S816.4

【参考文献】