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马铃薯渣固态发酵工艺研究及生物学价值评定

孙展英  
【摘要】:中国是马铃薯生产大国,生产总量位居世界第一。马铃薯渣作为淀粉加工业的加工副产物,产量巨大。对其进行生物饲料开发和利用,不仅能够缓解蛋白饲料短缺的现状,而且能够实现经济、社会和生态效益的最大化。 本研究以马铃薯渣为发酵底物,小麦麸皮为辅料,应用不同有益菌种进行固态发酵,筛选适宜的菌种组合,确定马铃薯渣固态发酵最佳工艺条件,并进行发酵马铃薯渣生物学价值评定。以产朊假丝酵母、酿酒酵母、扣囊复膜酵母、黑曲霉、米曲霉、曲霉X3、康宁木霉、绿色木霉8株菌种为发酵菌种进行单菌固态发酵,以发酵产物中真蛋白和粗纤维含量为判定指标,筛选出适宜的酵母菌和霉菌为种子菌;以不同菌属为原则进行双菌种组合发酵,筛选酵母菌与霉菌的适宜组合;依次引入枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌进行三菌种和四菌种组合发酵,筛选获得最佳四菌组合;在确定最佳菌种组合的基础上,通过L9(43)正交试验确定菌种之间的最佳接种比例、最适无机盐添加量以及最适发酵条件;选择16只健康成年蛋公鸡,应用强饲法进行消化代谢试验,对马铃薯渣进行生物学价值评定。试验结果如下: 1.菌种筛选、最佳菌种组合与接种比例确定试验表明,产朊假丝酵母产蛋白能力最强,发酵后真蛋白含量为12.80%,较发酵前提高了44.95%;曲霉X3降解粗纤维能力最强,发酵后粗纤维含量为18.78%,较发酵前降低了51.26%。复合菌种发酵真蛋白提高和粗纤维降解综合效果均优于单菌发酵,其中效果最好的是四菌种发酵组合,最佳菌种组合为枯草芽孢杆菌+产朊假丝酵母+曲霉X3+植物乳杆菌,发酵后真蛋白水平达到14.95%、粗纤维水平降至21.62%。最佳菌种接种比例为:枯草芽孢杆菌:产朊假丝酵母:曲霉X3:植物乳杆菌=2:3:3:2。 2.发酵工艺条件优化试验表明,尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁四种无机盐最适添加量分别为2%、1%、0.6%、0.05%;最适宜接种量、发酵时间、发酵温度、料层厚度分别为15%、72h、28℃、5cm。在最佳工艺条件下,发酵马铃薯渣的真蛋白和粗纤维分别为14.98%和21.06%,真蛋白较发酵前提高了130.11%,粗纤维降解了23.39%。 3.鸡的消化代谢试验表明,鸡对发酵马铃薯渣粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、总能的表观消化率较发酵前分别提高了16.51%、89.64%、17.78%和18.15%,差异极显著(P0.01);发酵后马铃薯渣氨基酸的表观消化率优于发酵前,其中氨基酸总量表观消化率提高了24.26%,差异显著(P0.05),必需氨基酸总量表观消化率提高了23.83%,差异显著(P0.05)。 综上所述,在本试验条件下,以10株菌为发酵菌种,遵从发酵产物微生物多样性原则,获得了固态发酵马铃薯渣四菌混合最优组合与接种比例,确定了马铃薯渣固态发酵最优工艺条件,并对发酵前后马铃薯渣生物学价值进行了评价,为马铃薯渣的饲料资源化开发提供了试验基础。


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