固態(tài)厭氧發(fā)酵生棉粕降低游離棉酚含量的研究.pdf

1、我國棉粕資源豐富,年產量超過600萬噸,居世界首位。棉粕中粗蛋白含量在38％-50%之間,氨基酸含量豐富,賴氨酸含量略低于豆粕,是一種重要的植物性蛋白飼料。由于棉籽粕含有大量的抗營養(yǎng)因子,如游離棉酚、非淀粉多糖、環(huán)丙烯脂肪酸、植酸、單寧等,這些物質嚴重影響了棉籽粕對動物的適口性和采食量、降低了棉籽粕營養(yǎng)物質的利用率,特別是游離棉酚具有毒性,會破壞動物機體細胞、血管、神經,導致動物器官變性壞死,機能紊亂;還能破壞睪丸生精上皮,降低動物繁殖

2、能力甚至造成不育。利用微生物發(fā)酵法能有效去除棉籽粕中抗營養(yǎng)因子,改善棉籽粕的營養(yǎng)價值。目前利用好氧微生物進行棉籽粕有氧發(fā)酵相關研究較多,且大多采用熟料發(fā)酵,但有氧發(fā)酵消耗大量營養(yǎng)物質產能,同時高壓滅菌處理會很大程度影響棉粕營養(yǎng)價值,而利用兼性厭氧微生物進行棉籽粕厭氧發(fā)酵的研究較少。本研究從實驗室保藏菌株出發(fā)篩選具有良好游離棉酚降解效果的的糞腸球菌,并對其培養(yǎng)條件進行優(yōu)化;然后采用糞腸球菌厭氧發(fā)酵棉籽粕,并以棉籽粕中游離棉酚含量為主要指標

3、,對其厭氧發(fā)酵條件進行優(yōu)化,最后初步對厭氧發(fā)酵棉粕游離棉酚降解機制進行探討。
　　1、游離棉酚降解菌株的篩選和生理生化鑒定。為了獲得對棉粕中游離棉酚有降解效果的菌株,從實驗室保藏的22株菌株出發(fā),通過結合醋酸棉酚培養(yǎng)基平板篩選和固態(tài)發(fā)酵復篩得到一株具有良好游離棉酚降解效果的EF-24。并對其利用Biolog微生物自動分析系統(tǒng)進行生理生化鑒定。結果表明,EF-24為糞腸球菌,可信度達97%。
　　2、棉籽粕固態(tài)厭氧發(fā)酵條件優(yōu)化

4、研究。為了最大程度地降低棉粕中游離棉酚含量,利用響應面法對糞腸球菌固態(tài)發(fā)酵生棉粕降解游離棉酚工藝條件進行了優(yōu)化。首先對影響糞腸球菌固態(tài)發(fā)酵棉粕降解游離棉酚的料水比、初始pH、發(fā)酵時間、接種量、發(fā)酵溫度進行單因素研究,確定對結果有較大影響的料水比、初始pH和發(fā)酵時間三個因素。然后利用Box—Behnken設計,對其進行優(yōu)化,結果表明料水比、初始pH和發(fā)酵時間的最佳條件分別是1:0.53、6.57和3.06天。按照優(yōu)化的條件發(fā)酵棉粕后游離棉

5、酚含量降為231.68mg/kg,降解率達67.85%。
　　3、棉籽粕固態(tài)厭氧發(fā)酵降解游離棉酚機制初步研究。微生物發(fā)酵棉粕降解游離棉酚途徑主要兩種途徑:(1)微生物分泌可降解游離棉酚的酶類;(2)游離棉酚與微生物分泌的氨基酸(尤其賴氨酸)和活性蛋白質中游離氨基結合形成結合棉酚。本實驗研究發(fā)酵過程中游離棉酚、結合棉酚以及總棉酚降解量之間的關系。結果表明,固態(tài)厭氧發(fā)酵降解棉粕過程中總棉酚降解量等于游離棉酚和結合棉酚降解量之和。因此,