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%。     

响应面法优化复合菌种发酵棉粕工艺条件

本文采用产脘假丝酵母（F—C01）和枯草芽孢杆菌（F—B01）对棉粕进行混合菌种固体发酵。单因素试验结果表明菌种比例（F—B01：F—c01）、料水比、发酵温度对试验结果有显著性影响,根据响应面的基本原理,以游离棉酚脱毒率和发酵后小分子肽含量为优化指标,利用SAS软件对发酵条件进行优化,最佳发酵条件为：F-B01与F—C01菌种比例2：1,料水比3：1,发酵温度32℃,此条件下游离棉酚的脱毒率86．52％,小分子肽含量达13．12％。     

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。     

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。     

米曲霉固态发酵降解大豆致敏原条件的优化

为了最大程度地降低甚至消除米曲霉固态发酵豆粕产品的免疫反应性,此研究利用响应面法对米曲霉固态发酵豆粕降解大豆致敏原的条件进行了优化。首先对影响米曲霉固态发酵豆粕降解大豆致敏原的几个因素(发酵时间、接种量、发酵温度、培养基初始pH、料水比)进行了单因素研究,确定了对结果有较大影响的料水比、发酵温度和培养基初始pH这三个因素。其后利用Box-Behnken设计,确定了固态发酵的最佳条件,即当料水比为1:1.21(g/mL)、发酵温度29.8℃、pH为6.63时,得到理论最低致敏原降解率为99.15%。最后,经验证实验,最佳条件下实际平均致敏原降解率为99.02%。验证实验结果与理论值相差0.13%,说明该方程与实际情况拟合较好。     

高效降解游离棉酚菌株的鉴定、安全性评价及发酵工艺研究

本实验利用芽孢杆菌发酵棉籽粕,研究对棉粕中游离棉酚降解率的影响,及对发酵前后饲料营养成分如活菌数、中性蛋白酶酶活和酸溶蛋白等的影响,并对发酵效果较好的菌株进行菌株鉴定、安全性分析及发酵工艺探索。研究发现:可高效降解棉籽粕中游离棉酚含量及改善营养品质的芽孢杆菌为BLCC1-0039,游离棉酚的测定方法确定为高效液相色谱法;菌株形态观察和生理生化鉴定并结合其16S rDNA序列,初步确定其为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);枯草芽孢杆菌杆菌BLCC1-0039的体内安全性评价,发现未对实验小鼠造成形态和活动异常,也未观察到脏器器官病变,初步确定了枯草芽孢杆菌杆菌BLCC1-0039的体内安全性;枯草芽孢杆菌BLCC1-0039发酵棉籽粕提高发酵料的酸溶蛋白含量和中性蛋白酶活性并有效降低游离棉酚含量:发酵48 h时,发酵棉籽粕酸溶蛋白为26.96%,中性蛋白酶活性为3897 U/g,游离棉酚降解率为97.81%。     

中性蛋白酶降解棉粕中棉酚的研究

该实验旨在利用芽孢杆菌（Bacillus）和乳酸杆菌（Lactobacillus）发酵棉粕,研究对棉粕中游离棉酚降解率及饲料活菌数的影响。研究发现,芽孢杆菌BLCC1-0039在37 ℃发酵24 h后棉酚降解率达到85.89% （P＜0.05）,产中性蛋白酶活性达到2 811.40 U/g发酵料（P＜0.05）;发酵48 h时棉酚降解率达到91.47%,产中性蛋白酶活性达到2303.24 U/g。单独添加中性蛋白酶发酵24 h时,添加量为1 000 U/g的棉酚降解率已达到58.46%,2 000 U/g时棉酚降解率达到72.68%;发酵48 h时1 000 U/g的棉酚降解率已达到73.29%。乳酸菌发酵棉粕不能降解棉酚,但乳酸杆菌BLCC2-0092添加1 000 U/g的中性蛋白酶发酵24 h时,棉酚降解率达到67.13%,pH值降至4.71。     

棉仁中游离棉酚提取工艺的优化

为了获得高质量的棉籽油和棉粕,并实现副产物棉酚的精制,采用有机溶剂浸出技术研究棉仁中游离棉酚的提取工艺。在单因素试验的基础上,通过正交试验确定了70%丙酮提取游离棉酚的最优工艺条件。试验表明,对游离棉酚提取率影响的因素主次顺序为:提取次数,提取时间,料液比,提取温度;确定的最优提取工艺条件为:提取温度40℃,提取时间50 min,料液比1∶15,提取次数3次,搅拌速率850 r/min;在最优工艺条件下,游离棉酚提取率为89.58%,棉粕中游离棉酚含量仅为400 mg/kg。分别对棉酚标准样品和棉仁中提取的棉酚提取液进行40℃加热处理,结果表明加热会导致游离棉酚转化为其他物质,从0 h加热到8 h时,棉酚提取液中的游离棉酚含量从68.19μg/mL降至25.27μg/mL,损耗率达到62.94%。     

微生物降解棉酚的响应面分析优化

利用SAS软件的Plackett-Burman设计法对微生物固态发酵脱毒棉酚的发酵参数进行筛选,得出3个影响较大的重要因素,即料水比、发酵时间、装料量,再用SAS软件二次响应面分析法进行回归分析,得到了各因素的优化水平值,经过响应面法的优化,脱毒事提高近20%。     

复合发酵棉籽粕菌种筛选、鉴定及其发酵工艺参数优化研究

通过对发酵棉籽粕效果优良菌株的筛选、鉴定及其复合发酵最适工艺条件的研究,探讨发酵对棉籽粕脱毒效果及粗蛋白(crude protein,CP)含量等的影响.筛选并利用三株发酵效果优良的菌株(两株酵母和一株霉菌)对棉籽粕底物进行发酵,结果表明:与发酵前相比,底物中游离棉酚(free gossypol,FG)含量显著降低(P<0.05),并显著提高了CP含量(P<0.05).经工艺优化试验研究,得到较为理想的发酵工艺条件:底物组成为棉籽粕70%、玉米20%、糖蜜10%,添加3%硫酸铵,底物与水比例为1:0.6,三菌种(S1:S3:S6)接种比例为3:3:2,接种量为5%,自然pH.     

含水量对不同原料发酵参数的影响

试验旨在研究含水量对不同饲料原料发酵品质的影响,采用分组对照实验设计,以乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌分别固态发酵玉米、豆粕和棉籽粕,设30%、40%、50%、60%四个含水量,以感官评价、pH和发酵后益生存留量为发酵品质评定指标。结果表明：随发酵时间延长,pH表现二次曲线的规律（P<0.01）;含水量显著影响玉米、豆粕和棉籽粕的发酵（P<0.05）,不影响原料初始pH（P>0.05）;pH达到稳定时,50%含水量的玉米、豆粕和棉籽粕的乳酸菌、枯草芽孢杆菌数量高于其它处理（P<0.05）。本试验条件下,乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌分别发酵玉米,最佳含水量为50%;乳酸菌、枯草芽孢杆菌分别发酵豆粕和棉籽粕,最佳含水量为60%;酵母菌发酵豆粕和棉籽粕,最佳含水量为50%。     

复合杂粕多菌种发酵工艺研究

以枯草芽孢杆菌、黑曲霉和酿酒酵母为出发菌株,通过对固态发酵工艺条件的优化,获得复合菌种固态发酵生产蛋白质饲料的最佳工艺参数。结果表明:以棉籽粕45%、菜籽粕15%、玉米酒精糟15%、麸皮21%和硫酸铵2%为发酵基质,枯草芽孢杆菌∶酿酒酵母∶黑曲霉为2∶1∶1、接种量12%、发酵基质初始含水率45%、发酵温度34℃和发酵时间60h为发酵条件,发酵后粗蛋白质达42.5%,比发酵前提高15.5%;游离棉酚从1 240mg/kg降至360mg/kg,脱毒率达71%;粗纤维含量下降。     

95%乙醇浸出棉仁低温压榨饼的工艺研究

以95%的乙醇为溶剂对棉仁低温压榨饼进行浸出,同时浸出饼中油脂和脱除所含游离棉酚.探讨了原料粒度、原料水分、浸出温度、浸出时间和固液比等因素对粕中残油率和游离棉酚含量的影响.通过正交实验,得出最佳浸出工艺条件为:原料粒度7.5 mm,原料水分小于9%,浸出温度78 ℃,浸出次数12次(每次15 min),固液比1∶ 3.在此条件下,浸出棉粕中残油率为0.91%,游离棉酚含量为0.012 9%,粗蛋白含量为51.81%(N×6.25,干基).     

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。     

假丝酵母ZD-3与黑曲霉ZD-8复合固体发酵对棉籽饼脱毒及营养价值的影响研究

研究目的为研究热带假丝酵母ZD-3与黑曲霉ZD-8复合固体发酵对棉籽饼粕脱毒效果、蛋白质营养价值及显微形态结构等的影响。利用热带假丝酵母ZD-3和黑曲霉ZD-8对棉籽饼进行单菌及复合固体发酵，然后测定发酵底物中游离棉酚（FG）、氨基酸含量，体外法测定饲料蛋白质氨基酸消失率，用环境扫描电镜拍摄底物发酵后的显微形态结构变化等。试验结果：复合发酵可极显著（P〈0．01）地降低棉籽饼底物游离棉酚含量，脱毒率为91．64％；棉籽饼底物粗蛋白、总氨基酸、必需氨基酸含量分别提高27．83％、18．15％、19、18％；提高粗蛋白、总氨基酸及必需氨基酸体外消化率分别为20．90％、26．16％、24．47％，赖氨酸和蛋氨酸分别增加20．24％、66．29％。环境扫描电镜图片表明，复合发酵处理棉籽饼底物后，黑曲霉形态结构发生变化，其菌丝变细，未观察到抱子头，只见光秃秃的顶囊。酵母菌形态未发现有明显变化。试验结果表明，复合发酵效果明显优于单菌发酵棉籽饼底物的效果，不但达到棉酚脱毒的目的，而且发酵饲料营养价值显著提高。复合发酵时，热带假丝酵母ZD-3对黑曲霉ZD-8的形态变化有显著影响。