固态发酵对棉籽粕棉酚脱毒及蛋白质降解的影响

论文摘要

本文研究了固态发酵中高温高压灭菌处理对棉籽粕的脱毒及假丝酵母菌与黑曲霉单独或复合固态发酵对棉籽粕中棉酚的脱毒及蛋白质降解的影响,探讨微生物固态发酵脱除棉籽粕中游离棉酚（FG）的机理及发酵前后棉籽蛋白质和肽分子量分布范围的变化规律。一、假丝酵母菌和黑曲霉生长曲线的测定分别通过光电比浊法和菌丝干重法测定了假丝酵母菌和黑曲霉的生长曲线。结果表明:5株假丝酵母菌在麦芽汁培养液中28℃培养24 h达到对数生长末期,2株黑曲霉在马铃薯葡萄糖培养液中28℃培养24 h达到对数生长末期。在对数生长末期将其种子液接入发酵底物中发酵效果最佳。二、微生物固态发酵对棉籽粕棉酚脱毒及蛋白质降解的影响以棉籽粕、玉米面及麦麸按质量比7:2:1均匀混合后粉碎、过60目筛所得样品为试验的对照组。试验一设5个处理组:加水拌湿不灭菌组和4个湿热灭菌20 min组（105℃、112℃、115℃、121℃）;试验二设6个处理组:加水拌湿不灭菌组、2个100℃蒸汽灭菌组（30 min、60 min）及3个湿热灭菌组（115℃20 min、115℃40 min、121℃20 min）;试验三研究115℃灭菌40 min条件下,假丝酵母菌和黑曲霉固态发酵脱毒及蛋白质降解规律,试验设9个处理组:灭菌不接种组、5个接种假丝酵母菌组（C1、C2、C3、C4、C5）、2个接种黑曲霉组（A6、A7）及接种复合菌组（C1和A6）。处理结束后立即放入干燥箱中,80℃烘干48 h,粉碎,过60目筛,-20℃低温密封保存待测。苯胺法测定灭菌或发酵处理前后棉籽粕底物中FG与总棉酚（TG）含量变化,SDS-PAGE凝胶电泳法分析发酵前后棉籽蛋白质的分子量分布范围变化,并通过透析袋法测定发酵产物的蛋白质体外消化率。试验一和试验二结果表明:加水拌湿不灭菌组（底物含水47.37%）、其棉籽粕底物混匀拌湿后立即80℃烘干48 h脱毒率为54.57%68.21%,各灭菌组脱毒率均在85%以上,不同灭菌温度及灭菌时间对棉籽粕底物脱毒率的差异不显著（P>0.05）。试验三结果表明:1)在高温高压灭菌处理对棉籽粕底物中FG已大部分脱毒的情况下,接种假丝酵母菌未见显著降低FG含量（P>0.05）,接种黑曲霉A6和A7发酵组反而使FG含量从灭菌处理组的24.739 mg/kg分别增加到211.451 mg/kg和176.135 mg/kg（P<0.01）,假丝酵母菌和黑曲霉复合发酵组FG含量为112.244 mg/kg（P<0.01）;2)在灭菌处理已极显著（P<0.01）降低棉籽粕底物结合棉酚（BG）和TG含量的情况下,各菌株发酵对BG和TG的含量影响差异不显著（P>0.05）;3)假丝酵母及黑曲霉固态发酵均能将棉籽粕底物中分子量在20100 KDa之间的大分子蛋白质降解为小分子蛋白质和肽,其中黑曲霉可将蛋白质降解为14 KDa以下的小分子蛋白质和肽;4)黑曲霉发酵组的棉籽粕底物蛋白质体外消化率比对照组提高19.25%（P<0.05）,复合发酵组提高8.18%（P>0.05）;5)棉籽粕假丝酵母菌、黑曲霉单菌种及复合固态发酵的产率分别为96.34%、88.42%和89.69%,粗蛋白（CP）含量分别提高4.31%、13.76%和13.09%,发酵产物的CP含量与发酵产率呈极显著的负相关:y=97.52352-0.52748x（R2=0.9942,P<0.0001）。综合本研究结果:1)微生物固态发酵对棉籽粕棉酚脱毒主要是高温高压灭菌作用;2)假丝酵母对棉籽粕中FG有一定的脱毒作用,而黑曲霉增加了FG含量,二者对棉酚均没有降解作用;3)黑曲霉固态发酵棉籽粕具有较强的蛋白降解能力,可将高分子量的棉籽蛋白降解为14 KDa以下的小分子蛋白和肽;4)黑曲霉固态发酵可显著提高棉籽粕CP体外消化率;5)棉籽粕发酵产物中的CP含量与发酵产率之间存在显著的线性负相关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 棉籽饼粕生产及加工概况
• 2 棉籽饼粕的营养价值及有毒有害物质含量
• 2.1 棉籽饼粕的营养价值
• 2.2 棉籽饼粕中的有毒有害物质
• 3 棉酚的测定方法
• 3.1 重量法
• 3.2 分光光度测定法
• 3.3 薄层色谱法（TLC）
• 3.4 高效液相色谱法（HPLC）
• 3.5 原子吸收光谱法（AAS）
• 3.6 极谱法
• 4 棉籽饼粕的脱毒方法
• 4.1 物理脱毒法
• 4.2 化学脱毒法
• 4.3 溶剂萃取法
• 4.4 微生物脱毒法
• 5 固态发酵技术及发酵饲料研究概况
• 6 饲料蛋白质寡肽营养及分析方法
• 6.1 饲料蛋白质寡肽的营养
• 6.2 寡肽的分析方法
• 7 本研究的目的及主要试验内容
• 第二章 假丝酵母菌和黑曲霉生长曲线测定
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 3 结论
• 第三章 固态发酵对棉籽粕棉酚脱毒及蛋白质降解的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料与仪器
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 高温高压湿热灭菌处理对棉籽粕棉酚脱毒的影响
• 2.2 固态发酵对棉籽粕棉酚脱毒的影响
• 2.3 固态发酵对棉籽蛋白质和肽分子量分布的影响
• 2.4 固态发酵对棉籽粕蛋白质体外消化率的影响
• 2.5 固态发酵对发酵产率及发酵产物中粗蛋白含量的影响
• 3 讨论
• 3.1 固态发酵中湿热灭菌处理对棉籽粕棉酚脱毒的影响
• 3.2 固态发酵对棉籽粕棉酚脱毒的影响
• 3.3 固态发酵对棉籽粕中蛋白质降解的影响
• 3.4 固态发酵对棉籽粕蛋白质体外消化率的影响
• 3.5 固态发酵对发酵产率及粗蛋白含量的变化
• 4 结论
• 参考文献
• 附录
• 主要缩略符号
• 致谢
• 作者简介