■陳 佳 李愛科 綦文濤 張曉琳 貟婷婷 詹桂蘭 李 杰

（1.東北農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，黑龍江哈爾濱 150030；2.國家糧食局科學研究院，北京 102209）

目前，在我國酵母蛋白飼料的研究和生產(chǎn)中廣泛采用高蛋白含量固體培養(yǎng)法。為提高飼料蛋白質(zhì)的含量，往往在固體原料中添加硫酸銨及尿素等氮源，但成本較高。味精廢水是一種高濃度的有機廢水，氮含量較高，達56.7 g/l，若直接排放不僅影響生態(tài)環(huán)境，也將寶貴的資源作為廢棄物扔掉。

本課題組分離的產(chǎn)朊假絲酵母具有高效產(chǎn)蛋白的能力,并且菌株的蛋白含量很高,蛋白質(zhì)中氨基酸種類齊全,已通過飼料安全鑒定。

蛋白質(zhì)營養(yǎng)是氨基酸營養(yǎng)和小肽營養(yǎng)，動物氨基酸以小腸可吸收肽的形式（二肽和三肽）供應，飼料中氨基酸和小肽的含量直接關系到飼料的品質(zhì)。微生物發(fā)酵是提高飼料蛋白肽的主要方式之一，對于改善飼料蛋白質(zhì)利用率具有潛在意義。

針對上述問題，本研究報道了以產(chǎn)朊假絲酵母為出發(fā)菌株，味精廢水作為氮源，玉米粉作為碳源，麩皮作為蓬松基質(zhì)，進行固體發(fā)酵，以期得到高效穩(wěn)定的味精廢水再利用技術和優(yōu)質(zhì)的蛋白飼料資源。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗菌種和味精廢水

產(chǎn)朊假絲酵母（Candida utilis）Cu1，為本實驗室保藏菌種；味精廢水取自山東齊魯集團。味精廢水：總有機碳 344.6 g/l，總氮 56.7 g/l，氨態(tài)氮39.8 g/l，pH值2.19，玉米粉：粗蛋白7.8%；麩皮：粗蛋白18.8%（注：玉米粉和麩皮購于市場，以上結果均以干物質(zhì)計算得出）。

1.1.2 主要儀器

HVE-50高壓蒸汽滅菌鍋：日本Hirayama公司；SW-VJX-2F凈化工作室：蘇州匯通空調(diào)凈化工程有限公司；PRX-350B智能人工氣候箱：寧波海曙賽福實驗儀器廠；DHG-9245電熱恒溫鼓風干燥箱：上海一恒科技有限公司生產(chǎn)；L-8800型日立氨基酸自動分析儀測定；高效液相色譜：Waters。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子液培養(yǎng)基配方

種子液培養(yǎng)基：味精廢水10%，葡萄糖20%，蒸餾水1 L，115℃滅菌25 min。

1.2.2 種子液培養(yǎng)條件

從新鮮的產(chǎn)朊假絲酵母斜面接種一環(huán)至液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基裝于250 ml三角瓶中，每瓶裝量為50 ml，在28℃、轉速200 r/min條件下進行搖床振蕩培養(yǎng)24 h。

1.2.3 固態(tài)發(fā)酵方法及條件

將麥麩和玉米粉按1∶1比例混勻共20 g，味精廢水添加量分別為0、10%、20%，料水比1∶0.8，在100℃條件下加熱滅菌60 min后冷卻至室溫，菌種為產(chǎn)阮假絲酵母，接種量15%，置于恒溫培養(yǎng)箱28℃培養(yǎng)48 h后取出，于50℃下烘干，粉碎分析測定。

1.2.4 指標分析方法

感官性狀：參照徐晶的試驗方法?；罹鷶?shù)測定：采用平板稀釋浸注法。酵母菌數(shù)測定按GB/T4789.15—2003。水分測定：參照GB5009.3—85。氨基酸的測定：采用L-8800型日立氨基酸自動分析儀測定。水溶性蛋白和小肽的測定：參照蔣金津等試驗處理方法。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

應用Excel 2003及SPSS16.0對試驗數(shù)據(jù)進行圖標繪制和方差分析，結果采用x±SD形式表示，P＜0.05認為存在顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 不同味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵的感官影響

表1 不同味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵的感官影響

原料樣品為黃色，氣味為清淡玉米味，無黏連疏松質(zhì)地。試驗結果見表1，隨著味精廢水添加量的增加，產(chǎn)品顏色加深，黏連現(xiàn)象明顯，刺激性氣味也逐漸加重。當不添加味精廢水時，發(fā)酵前后無明顯變化。當味精廢水添加量為10%時，發(fā)酵后樣品為棕黃色，不但有明顯的黏連現(xiàn)象出現(xiàn)，且有淡淡的醬香味和較濃的酵香味。此外，當味精廢水添加量為20%時，發(fā)酵后顏色較深，有強烈的氨味,感官效果不好。

2.2 不同味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵后酵母活菌數(shù)的影響

圖1 不同味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)酵母蛋白的活菌數(shù)影響

如圖1所示，不添加味精廢水組活菌數(shù)由7.02 logCFU/g升高到7.55 logCFU/g。味精廢水添加量為10%時，活菌數(shù)7.11 logCFU/g升高到8.02 logCFU/g，味精廢水添加量為20%時，活菌數(shù)由7.08 logCFU/g升高到7.77 logCFU/g，兩兩差異顯著（P＜0.05）。味精廢水添加量為10%時，Cu1活菌數(shù)增長幅度較大，增長了0.91 logCFU/g，效果較好。

2.3 不同味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵的游離氨基酸的影響（見表2）

表2 味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)酵母蛋白的游離氨基酸影響

表2為不同味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵的游離氨基酸的影響，可以看出添加味精廢水0、10%、20%組發(fā)酵后分別比發(fā)酵前高出1.25、1.76、0.05個百分點；味精廢水添加量為10%組較不添加味精廢水組和添加20%組游離氨基酸總量高，分別高出1.26和0.9個百分點。

2.4 味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵后水溶性蛋白和小肽含量的影響

圖2 味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵后水溶性蛋白和小肽含量影響

如圖2所示，不同味精廢水添加量對固態(tài)發(fā)酵后水溶性蛋白和小肽含量有明顯的影響，添加量為10%組較不添加味精廢水組和添加20%組水溶性蛋白含量高，分別高出1.01%和0.22%，小肽含量高出1.73%和1.09%。

3 討論

3.1 固態(tài)發(fā)酵中味精廢水添加的適宜水平

氮源對微生物生長具有重要的影響，但并不是添加的量越多微生物生長效果越好。由于非蛋白氮分子量較小，滲透壓高，濃度超過一定限度時對菌體的生長不利；同時水分使含氮物在發(fā)酵過程中可能發(fā)生一些變化從而改變生態(tài)環(huán)境（如pH值），所以氮源的添加不宜過多。經(jīng)測定味精廢水中氨氮含量較高，高達39.8 g/l。馮東勛等研究表明，利用味精廢水濃縮液添加輔料固體發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白，味精廢水的添加量對無機氮的轉化率具有很大影響。本試驗結果表明，固態(tài)發(fā)酵過程中味精廢水添加量的適宜水平為10%，發(fā)酵后樣品棕黃色，不但有明顯的粘連現(xiàn)象出現(xiàn)，且有淡淡的醬香味和較濃的酵香味；10%組比不添加味精廢水組和添加20%組游離氨基酸轉化率高。當味精廢水添加量為20%時，味精廢水利用率下降，發(fā)酵后顏色較深，有強烈的氨味，影響牲畜的適口性?？赡苁俏毒珡U水的pH值較低，添加越多，改變了發(fā)酵環(huán)境中的pH值而影響微生物的正常生長。

3.2 微生物固態(tài)發(fā)酵對氨基酸、水溶性蛋白及小肽含量的影響

由于微生物利用飼料原料進行生長代謝，將發(fā)酵基質(zhì)中的無機氮轉化成菌體蛋白、多肽等，使發(fā)酵后基質(zhì)的氨基酸總量提高。3個試驗組通過微生物固態(tài)發(fā)酵氨基酸、水溶性蛋白及小肽含量均有增加。

3.3 產(chǎn)物得率對一些物質(zhì)含量增加的影響

雖然測定了氨基酸及一些營養(yǎng)物質(zhì)含量的增加，卻必須考慮產(chǎn)物得率對氨基酸含量增加的影響。發(fā)酵產(chǎn)率表示發(fā)酵過程中一些養(yǎng)分的損失程度，其數(shù)值越低，說明發(fā)酵損失越大，可溶性碳水化合物、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的降解越多。導致產(chǎn)物中氨基酸含量的表觀值增加。本實驗中計算的各指標都是扣除發(fā)酵底物損失得出。

4 結論

當味精廢水添加量為10%時，其發(fā)酵產(chǎn)品顏色、氣味較好并且產(chǎn)品松散，含有一定的醇香味?；罹鷶?shù)由7.11 logCFU/g升高到8.02 logCFU/g，水溶性蛋白和小肽含量分別為7.99%和5.42%，氨基酸含量為17.82%。

（參考文獻14篇，刊略，需者可函索）