棉酚脱除菌株的筛选及棉粕混菌固态发酵研究

棉籽饼粕是一类重要的蛋白饲料资源,但棉粕中有毒物质游离棉酚的存在影响了其在畜牧业中的使用。通过醋酸棉酚与菌株共培养的方法,筛选获得了一株在液体培养条件下棉酚脱除率达90%以上的菌株ST-141,通过16S r DNA序列比对分析和Biolog微生物鉴定,确定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。利用该菌株与酿酒酵母N5对棉粕进行混菌固态发酵,30℃发酵48h后棉粕中游离棉酚脱除率达48.5%,同时粗蛋白含量增加19%,氨基酸总量上升22.2%,必需氨基酸含量增加28.4%,表现出良好的棉籽饼粕固态发酵应用潜力。     

高效降解棉酚菌种的筛选及棉粕发酵脱毒工艺研究

通过醋酸棉酚YPG培养基多级逐步驯化筛选,结合棉粕固态生物发酵的方法,筛选出1株高效降解棉酚的热带假丝酵母JD-9。通过单因素试验初步确定了棉粕发酵脱毒的工艺条件,进一步利用分式析因试验设计法,对影响棉粕脱毒率的因素进行了筛选,方差分析表明,影响棉粕发酵脱毒的主要因素为热带假丝酵母JD-9接种量和卡氏酵母JD-13接种量。通过响应面分析法和典型性分析得出棉粕发酵脱毒的最优条件为:热带假丝酵母JD-9接种量4.42%,卡氏酵母JD-13接种量0.56%,发酵时间48 h,发酵温度30℃,料水比1∶0.8,棉粕中的棉酚从987.5 mg/kg降解至85.9 mg/kg,脱毒率达到91.3%。     

中性蛋白酶水解花生粕的研究

选用中性蛋白酶对花生粕进行单酶水解研究.在单因素分析的基础上采用响应面分析方法对花生粕的酶解条件进行优化,得出最佳的水解条件为:底物浓度6%,反应时间3 h,反应温度44℃,pH6.7,加酶量6 500U/g底物,在此条件下理论水解度为7.63%.     

棉酚降解酵母的筛选及其在棉粕发酵中的应用

棉粕中存在的游离棉酚是限制其作为优质蛋白饲料应用的主要因素。采用含有0.3%游离棉酚的液体培养基来富集并分离获得酵母,通过考察酵母在以棉酚为唯一碳源培养基上的生长情况以及在棉粕固态发酵中棉酚的降解情况,获得了一株高效降解棉酚的产朊假丝酵母TM-2。棉粕经产朊假丝酵母TM-2发酵后,游离棉酚含量从578 mg/kg降低至128 mg/kg,粗蛋白含量从46.5%提高到53.3%,酸溶蛋白含量从4.4%提高至12.4%,抗营养因子棉籽糖含量从8.9%降低至0.8%,表明产朊假丝酵母TM-2显著改善棉粕的饲用品质。     

棉酚降解菌的筛选、鉴定及棉粕固态发酵效果研究

目的:筛选分离出棉酚降解菌株,研究其生长降解特性和对棉粕中棉酚脱毒效果,为深入研究微生物降解棉酚的机制提供依据。方法:从山东棉花产地采集土壤样本,以醋酸棉酚为唯一碳源,稀释涂布法分离筛选出一株具有棉酚降解能力的菌株,通过16S rRNA基因序列系统发育分析以及生理生化特征对菌株进行初步鉴定,确定菌属。用高效液相色谱测定其对棉酚的降解和棉粕固态发酵脱毒效果。结果:筛选到一株可以降解棉酚的细菌,命名为YL01,初步鉴定为拉乌尔菌属Raoultella sp.。该菌株除利用棉酚外,还可以邻苯二酚、原儿茶酸和对苯醌为唯一碳源生长。YL01在以棉酚为唯一碳源的无机盐液体培养基中生长10 d后,棉酚的降解率为48%;接种该菌株到棉粕中,通过固态发酵,8 d内棉粕中棉酚含量下降43%,蛋白含量增加10%。结论:本研究分离筛选到一株棉酚降解菌Raoultella sp. YL01,为进一步深入研究棉酚的微生物降解机制奠定了基础,其对运用生物处理技术消除棉粕中棉酚具有潜在的应用前景。     

HPLC测定棉籽粕中游离棉酚含量

建立了棉籽粕中游离棉酚(FG)的高效液相色谱法(HPLC)测定。结果表明,HPLC测定FG的最佳色谱条件为:流动相V(甲醇+0.2%磷酸)∶V(V(乙腈)∶V(水)=1∶3)=85∶15(分别使用2个进样器),柱压16.2 MPa,柱温25℃,流速1.0 m L/min,进样量20μL,Waters XTerraMS C18不锈钢色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),UV检测波长235.5 nm。在最佳条件下,能更好地检测棉籽粕中的游离棉酚,棉酚标准溶液的质量浓度与其峰面积呈正相关,相关系数为0.999 9,在0.15~5μg/m L之间呈良好线性关系,平均回收率在95.67%~98.99%之间,相对标准偏差在1.28%~2.03%之间。     

高效降解棉籽粕中游离棉酚菌株的筛选及复配发酵方式的优化

利用酵母菌和乳酸菌发酵棉籽粕,研究其对棉籽粕中游离棉酚降解率的影响,并对发酵前后棉籽粕的营养指标如活菌数、酸溶蛋白、pH和游离棉酚含量等进行比较。筛选出了可高效降解游离棉酚的酵母菌BLCC4-0327,可改善发酵风味的乳酸菌BLCC2-0092。并对筛选出的酵母菌和乳酸菌复配发酵进行了初步研究,结果表明,最优复配发酵组为BLCC4-0327+BLCC2-0092(1:1),30℃厌氧发酵。与空白对照组相比,最优复配发酵组各发酵阶段的发酵棉籽粕的pH均显著降低(P0. 05),发酵24 h时pH降至5. 73;酸溶蛋白含量显著提高(P 0.05),发酵24 h时酸溶蛋白质量分数达到14.61%,发酵48 h时酸溶蛋白质量分数达到17.61%;游离棉酚含量显著降低(P0. 05),发酵24 h时游离棉酚降解率达到70. 99%,发酵48 h时游离棉酚降解率达到73. 44%。由此可知,酵母菌BLCC4-0327与乳酸菌BLCC2-0092复配发酵可有效降低发酵棉籽粕中的游离棉酚含量并改善其营养品质。     

利用乙醇蒸汽使棉籽粕中棉酚失活的研究

在实验室试验装置中，利用９５％含水乙醇或９１％含水异丙醇蒸汽处理浸出棉籽粕，可使其游离棉酚从０．１１５减少到０．０５３％，继续用硫酸亚铁处理，则减少到０．０２６％，可用作普通运动饲料。     

挤压膨化温度对棉粕游离棉酚及营养成分的影响

本文研究了不同挤压膨化温度(90、100、110、120和130℃)对棉粕中游离棉酚和营养成分的影响。结果表明棉粕挤压膨化脱酚的最佳温度是120℃,超过这一温度后游离棉酚的降解速率不再随温度的升高而增加。随着挤压膨化温度升高棉粕蛋白氮溶解指数(NSI)迅速降低,棉粕中粗纤维、有效赖氨酸和总赖氨酸的含量也随温度升高而显著降低,但当温度达到120℃时,总氨基酸(AA)和必需氨基酸(EAA)的含量达到最大值。此外,120℃时,棉粕中支链氨基酸(BCAAs)的含量也最高。所以,挤压膨化温度在120℃时,既可以显著降低游离棉酚的含量又可较好的保持棉粕的营养价值。      

The effects of varying gossypol intake from whole cottonseed and cottonseed meal on lactation and blood parameters in lactating dairy cows

Effects of varying amounts of gossypol from whole Upland cottonseed (WCS) and cottonseed meal (CSM) were evaluated in 40 midlactation Holstein cows. After 14 d of pretreatment, cows were assigned to 1 of the 5 treatments for 84 d: control (no gossypol), 931 mg/kg total gossypol (TG) and 850 mg/kg free gossypol (FG) from WCS (moderate TG and high FG); 924 mg/kg TG and 91 mg/kg FG from CSM (moderate TG and low FG), 945 mg/kg TG and 479 mg/kg FG with equal amounts of TG from WCS and CSM (moderate TG and FG), or 1894 mg/kg TG and 960 mg/kg FG with equal amounts of TG from WCS and CSM (high TG and FG). Concentrations of plasma gossypol (PG) and its isomers were directly proportional to FG intake. Concentrations of PG reached a plateau after 28 d on treatment, and they were highest in cows receiving a diet with high TG and FG. Erythrocyte fragility differed among treatments and increased with increasing FG intake. Plasma gossypol returned to negligible concentrations 28 d after withdrawal of cottonseed products from the high TG and FG diet. Serum vitamin A was similar among treatments, but vitamin E increased with increasing FG intake. Serum enzymes were generally unaffected by treatments, but urea N increased in diets higher in TG and FG. Intake of dry matter was higher for the diet high in TG and FG than for the control diet, but was similar for other treatments. Cows receiving the high TG and FG diet produced more milk and 3.5% fat-corrected milk, with no changes in milk composition. Feeding a diet containing 1894 mg/kg TG and 960 mg/kg FG for 84 d increased PG concentrations and erythrocyte fragility and resulted in minor changes in blood metabolites and enzymes, but no detrimental effect on lactation performance was observed. Indicators of liver, kidney, and muscle cell viability suggest that the higher amounts of gossypol consumed in this study had only minor effects on those tissues in lactating dairy cows.     

利用有腺体棉籽粕生产食用棉仁分离蛋白的实践

棉仁蛋白是一种潜在的重要食品资源,由于棉酚的存在一直未被人类充分利用。通过甲醇脱酚、4#溶剂脱脂、低温连续脱溶的棉籽粕生产工艺和碱溶酸沉的蛋白生产工艺,于2001年首次实现了工业化利用有腺体棉籽粕生产食用棉仁分离蛋白的实践,获得了高安全性的棉仁分离蛋白。     

棉粕致鸡蛋变色机制研究

目的探讨棉籽粕饲料诱导鸡蛋变色的机制。方法在蛋鸡饲料中分别添加醋酸棉酚和环丙烯脂肪酸,测定蛋清蛋黄色泽变化,蛋黄膜的超微结构变化,冷藏后蛋清蛋黄的PH,钙、铁离子含量等相关指标的变化。结果棉籽粕中的环丙烯脂肪酸是引起蛋清冷藏后呈桃红色的主要原因,环丙烯脂肪酸引起蛋黄膜通透性增加,冷藏过程中蛋黄中的钙、铁元素外流到蛋清中与副卵蛋白结合呈桃红色。结论棉籽粕诱导的鸡蛋变色是化学、物理、生物学变化的综合现象。     

芽孢杆菌配伍发酵菜籽粕产中性蛋白酶条件研究

为了提高中性蛋白酶的产量,采用响应曲面法研究了微生物配伍发酵菜籽粕产中性蛋白酶的条件。确定了微生物配伍菌种为Bacillus subtilis UV-7+UN-11（1∶1）;在单因素实验基础上,以中性蛋白酶活力为指标,进行BoxBehnken设计,获得最佳发酵条件为:发酵温度35.7℃,转速193r/min,接种量为7.58%,该条件下中性蛋白酶活力的理论值为2709.9U/m L,在最佳条件下进行3次验证,中性蛋白酶活力为（2714.5±2.4）U/m L,与理论预测值基本一致,比未优化前的2602.7U/m L提高了4.3%。      

中性蛋白酶水解玉米黄粉的工艺优化

采用响应面分析法优化中性蛋白酶水解玉米黄粉的工艺条件。在单因素试验基础上,应用Box-Benhnken中心组合设计试验,选取对玉米蛋白水解度有明显影响的3个因素(pH值、温度和反应时间)进行优化。最佳工艺条件为:在底物质量浓度6.0 g/(100 ml),酶用量体积分数1.0%时,pH7.0,温度50℃,水解时间5 h。在此工艺条件下,水解度为25.25%,与预测值24.16%基本相符。     

复合蛋白酶水解棉粕制备多肽的工艺优化

为提高棉粕蛋白资源的利用率,考察了复合蛋白酶水解脱酚棉粕制备多肽的工艺。以多肽得率和水解度为评价指标,比较了不同蛋白酶对棉粕蛋白水解能力的差异,确定了以胰蛋白酶与米曲霉蛋白酶按照酶活比3∶1构建的复合蛋白酶作为水解棉粕蛋白的最佳蛋白酶。采用单因素试验及响应面试验对影响棉粕蛋白水解的因素底物蛋白质量浓度、加酶量、p H、酶解温度以及酶解时间进行了分析,并确定了棉粕蛋白水解的最佳工艺条件为:棉粕蛋白质量浓度25 g/L,加酶量5 000 U/g,p H 8. 91,酶解温度50～55℃,酶解时间5. 92 h。在最佳工艺条件下,水解棉粕蛋白的多肽得率可以达到71. 85%。多肽的氨基酸分析结果表明,酶水解制备的多肽能基本保持原棉粕蛋白的氨基酸组成,其氨基酸种类较齐全,8种必需氨基酸含量丰富,营养价值较高。     

棉籽粕脱酚效果影响因素分析

为了降低棉籽粕中游离棉酚含量,通过实验室及生产线跟踪研究了溶剂萃取法脱酚工艺参数、脱酚方法(膨化预处理法、溶剂萃取法)、原料产地和储存时间对棉籽粕脱酚效果的影响。结果表明：工业生产中,在棉坯粉末度25%～28%、棉坯水分含量3.5%～4.5%、甲醇体积分数85%～90%、脱酚温度55℃左右、逆流萃取脱酚料液比(物料质量与新鲜甲醇溶剂体积比) 1∶(0.5～0.6)条件下,棉籽粕脱酚效果较好;溶剂萃取法脱酚效果优于膨化预处理法;对于棉籽原料产地,棉酚的脱除容易程度为北疆>南疆>河北,与棉籽的粗脂肪酸值大小正好相反;棉籽储存时间越长,棉酚越难以脱除。因此,选择新鲜、粗脂肪酸值低的棉籽原料,严格控制溶剂萃取脱酚工艺参数,可以得到更低游离棉酚含量的棉籽粕。