综合利用玉米深加工副产物固态发酵饲料的研究

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玉米是我国主要粮食作物之一,2020年玉米产量已达2.6亿吨。随着玉米产量的增加,玉米深加工行业得到了快速发展,其主要产品有玉米淀粉、淀粉糖、柠檬酸和燃料乙醇等。生产玉米淀粉的副产物玉米皮、玉米浸泡水和生产柠檬酸的副产物黑曲霉菌渣和石膏,目前大多被廉价出售或随处堆放处理,没有充分利用其价值,不仅造成了资源浪费,还加剧了环境污染。因此,本研究综合利用玉米深加工副产物作为饲料原料生产绿色、营养且经济的生物饲料对饲料行业和玉米深加工企业具有重要的现实意义。同时,筛选可以降解呕吐毒素的菌种,为饲料中霉菌毒素的去除提供技术支撑。首先,采用滤纸片法考察9株益生菌(酿酒酵母、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、植物乳杆菌、布氏乳杆菌、干酪乳杆菌、戊糖片球菌和鼠李糖乳杆菌)互作关系,平板上主要有三种现象:(1)滤纸片周围有明显的透明圈,说明菌种间有拮抗作用;(2)滤纸片周围有菌体生长,说明滤纸片上菌种占生长优势;(3)滤纸片周围既没有透明圈也没有菌体生长,说明菌种间无拮抗作用。根据菌种间的抑制程度最终选取酿酒酵母、枯草芽孢杆、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌5株益生菌作为发酵菌种。考察了种子培养基中玉米浆浓度对菌体生长影响,结果表明在p H为6.5的条件下,酿酒酵母和枯草芽孢杆菌添加5 g/L玉米浆;地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌添加15 g/L玉米浆。考察种子培养基中菌体浓度和活菌数变化规律,并绘制了各发酵菌株生长曲线和OD600与活菌数的关系曲线,确定种子培养时间为18 h。其次,采用单因素和正交实验,以活菌数、粗蛋白含量和p H为指标,考察了装料量、初始p H、含水量、接种量对发酵的影响,优化得出固态培养的工艺条件为:装料量70%、初始p H 5.8、含水量55%、接种量12%。在该条件下,发酵后色泽均一、质地松散;总活菌数为9.6×109cfu/g;粗蛋白含量达21.2%,比发酵前增长了14.3%;p H为4.8;电镜照片显示发酵后的玉米皮表面结构有一定破坏,变得粗糙多孔。最后,从霉菌污染的玉米、含有呕吐毒素的玉米浆浓缩液和老酸浸泡液中共分离出28株呕吐毒素降解菌,考察了呕吐毒素降解菌在LB培养基(p H 7.0)和玉米浆(p H 4.0)中对呕吐毒素的降解能力。在呕吐毒素浓度为2 ppm的LB培养基中,A2对呕吐毒素降解率最高,为37.75%;在呕吐毒素浓度为5 ppm的玉米浆培养基中,3#2代菌对呕吐毒素降解率最高,为25.25%。
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