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        米曲霉固態(tài)發(fā)酵對木薯渣蛋白質(zhì)含量的影響研究

        2018-05-22 08:32:36徐高驍王士長裴亞玲
        中國飼料 2018年9期
        關鍵詞:硝酸銨粗蛋白質(zhì)木薯

        徐高驍,王士長,裴亞玲

        (1.南寧學院,廣西南寧 530200;2.廣西大學,廣西南寧 530003;3.河南牧業(yè)經(jīng)濟學院,河南鄭州 450000)

        我國的木薯產(chǎn)區(qū)十分廣闊,主要位于華南地區(qū)的廣西、廣東等省。目前,廣西年產(chǎn)木薯900多萬噸,主要用于制取木薯淀粉,隨之而來的就是產(chǎn)生大量的木薯渣廢棄物。唐慶鳳等(2016)和吳端欽等(2015)指出,在木薯渣中非氮化合物的含量可以高達78.7%,是很好的碳源,而其粗蛋白質(zhì)含量很低。 Ren(2015)和 Daniel(2005)研究認為,木薯渣蛋白質(zhì)中氨基酸組成又極不平衡,直接用來喂養(yǎng)禽畜效果差。因此大量的木薯渣無法被利用,形成了極大的浪費。本試驗以木薯渣為碳源,加入少量的無機氮源,利用米曲霉固態(tài)發(fā)酵,將木薯渣轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)飼料,達到開發(fā)新的飼料,有效利用木薯廢棄物的目的。

        1 材料和方法

        1.1 試驗材料 米曲霉、木薯渣和玉米粉均由南寧學院實驗室提供。米曲霉液體培養(yǎng)基:馬鈴薯提取液500 mL+葡萄糖10 g,加熱混勻。馬鈴薯提取液的制作方法:100 g馬鈴薯帶皮洗干凈后切碎+2000 mL蒸餾水→煮沸45 min→稠狀→5層紗布過濾→取濾液。

        1.2 試驗方法

        1.2.1 試驗設計 本試驗研究影響木薯渣發(fā)酵的底物含水量、發(fā)酵時間、米曲霉接種比例、添加硝酸銨比例四個因素,并且每個因素下設三個水平。即采取3水平4因素正交試驗設計,共9個試驗組,每組設3個重復。每組重100 g,每組添加5%玉米粉(即5 g)作為米曲霉的營養(yǎng)物質(zhì)和不同比例的硝酸銨作為氮源。

        表1 正交試驗因素及水平

        從表2決定的試驗方案可以看出,用正交表安排試驗的兩個特點,每個因素的各個不同水平在試驗中出現(xiàn)了相同的次數(shù);任何兩個因素的各種不同水平的搭配,在試驗中都出現(xiàn)了,并且出現(xiàn)了相同的次數(shù)。

        1.2.2 測定方法 蛋白質(zhì)的測定采用半微量凱式定氮法。

        表2 固態(tài)發(fā)酵條件優(yōu)化的正交試驗安排表

        2 試驗結(jié)果

        本試驗采用極差法分析試驗因素對正交結(jié)果的影響。極差即R值,是指每個因素的不同水平的試驗結(jié)果間最大的差值。極差大小確定各因素對粗蛋白質(zhì)含量影響的主次順序。K值是指每一因素同一水平結(jié)果之和。其最大值選擇因素的最佳水平,從而得出可能的最優(yōu)的發(fā)酵木薯渣的工藝條件。

        表3 固態(tài)發(fā)酵條件優(yōu)化的正交試驗粗蛋白質(zhì)含量變化表

        從圖1中可見,木薯渣底物含水量的第二水平即55%,所得數(shù)值最大,為63.61%。

        從圖2中可見,木薯渣發(fā)酵時間為第二水平即 6 d,所得數(shù)值最大,為 61.56%。

        圖1 不同水分條件下,米曲霉發(fā)酵后木薯渣蛋白質(zhì)含量曲線圖

        圖2 不同時間下,米曲霉發(fā)酵后木薯渣蛋白質(zhì)含量曲線圖

        從圖3中可見,米曲霉接種比例為第三水平即3%,所得數(shù)值最大,為64.07%。

        圖3 不同接種比例下,米曲霉發(fā)酵后木薯渣蛋白質(zhì)含量曲線圖

        從圖4中可見,硝酸銨比例為第三水平即5%,所得數(shù)值最大,為 67.63%。

        圖4 不同硝酸銨比例下,米曲霉發(fā)酵后木薯渣蛋白質(zhì)含量曲線圖

        3 結(jié)果分析與討論

        在正交試驗的極差分析中,同一因素下不同水平K值越大,表示該水平對調(diào)高粗蛋白質(zhì)含量越有利。從表4中可見,木薯渣底物含水量的第二水平所得數(shù)值最大,為63.61%,說明底物含水量為55%時最有利于增加粗蛋白質(zhì)的含量。發(fā)酵時間為第二水平即6 d、米曲霉接種比例為第三水平即5%、添加硝酸銨比例為第三水平即3%時所得的粗蛋白質(zhì)含量之和均為最大。因此,為增加木薯渣粗蛋白質(zhì)含量,米曲霉發(fā)酵木薯渣的較優(yōu)工藝條件為底物含水量55%、發(fā)酵時間6 d、米曲霉接種比例5%、添加硝酸銨比例3%。

        正交試驗中各影響因素下極差R值越大,表示該因素對粗蛋白質(zhì)含量的作用越大。由表4可知,在試驗條件范圍內(nèi),四個因素對木薯渣粗蛋白質(zhì)含量提高的主次順序為:米曲霉接種比例、底物含水量、硝酸銨比例、發(fā)酵時間。

        參考文獻

        [1]吳端欽,張剛,張石蕊.木薯渣對生長肥育豬飼用價值的研究[J].中國畜牧獸醫(yī),2015,42(12):3329 ~ 3245.

        [2]唐慶鳳,彭開屏,韋升菊,等.不同微生物添加劑組合固態(tài)發(fā)酵對木薯渣品質(zhì)的影響[J].動物營養(yǎng)學報,2016,28(6):1965 ~ 1974.

        [3]Daniel S,Jean M P,Gilles T.飼料成分與營養(yǎng)價值表[M].北京:中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2005.

        [4]Ren J,Yuan X.Performance and m icrobial community in a twophase anaerobic co-digestion system using cassava dregs and pig manture[J].Bioresource Technology,2015,155:342 ~ 351.

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