马铃薯渣固态发酵工艺研究及生物学价值评定

【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。