作者：王大拿 发布日期：2017-11-23 浏览数：2866
摘要：以微妙军团复合菌为发酵菌种，对棉子粕的脱毒发酵条件进行了研究，在单因素试验的基础上进行了正交试验；结果表明，在温度为30℃、pH为6、接种量6%的条件下进行固态厌氧发酵，时间为4天时脱毒率达到最高，平均脱毒率为84.33%，影响脱毒发酵的主要因素为温度，发酵后棉子粕中棉酚残留量在188mg/kg以下，符合国家饲料安全卫生标准。另外，总氨基酸等营养指标也有所提高。
关键词：微妙军团复合菌；棉子粕；固体发酵；脱毒率；正交试验
棉子饼粕是一种蛋白质含量较高的棉副产物，一般粗蛋白含量在28%～40%，除蛋氨酸外，其它氨基酸含量丰富而平衡，既是一种很好的食用蛋白，又是优质的饲料蛋白；由于棉子饼粕中含有0.06%-2%的毒性物质棉酚，而使这一丰富的饲料蛋白的利用受到限制。中国是产棉大国，年产棉子1000余万吨，加工棉子饼粕600余万吨，约有75%的棉子粕被用作农田肥料，棉粕饲料的利用率不足15%，可见对棉子饼粕的脱毒研究是非常重要的。现今开发棉子粕饲料的脱毒方法很多，虽可部分降低棉子粕中棉酚的含量，但在诸如脱毒的效果、饲料的适口性和营养价值等方面不尽人意，且有的脱毒方法的成本高，工艺复杂，不适合中小型饲料加工厂、榨油厂的生产应用。近年来，我们进行了关于微妙军团复合菌对棉子饼粕的脱毒研究，取得了理想的结果。该法脱毒效果好，工艺简单，生产成本低，是棉子饼粕在养殖业利用中的一种简便有效的脱毒方法，为促进棉子蛋白资源的有效利用起到了积极作用。
l材料和方法
1.1菌种：微妙军团复合菌、微妙军团伴侣（由北京百丰天下生物科技有限公司提供）。
1.2原料：棉子饼、棉子仁，由榨油厂提供。
1.3分析方法：游离棉酚，苯胺法，按国标GB13086-91“饲料中游离棉酚的测定方法”进行；粗蛋白，凯氏定氮法；总氨基酸，甲醛滴定法；粗纤维，酸性洗涤法。
1.4主要设备：756MC紫外分光光度计。
1.5主要工艺流程：榨油厂普通压榨棉子饼，呈饼块状，粉碎后，过120目筛，先接入一定量MP复合菌，搅拌后加入水分使发酵基质含水量约为45%，调节一定pH 值，充分搅拌后进行厌氧发酵。
1.6实验设计
1.6.1单因素试验。根据微妙军团复合菌的特点，总结对啤酒糟、酒精糟发酵饲料研究的经验，参考各方面资料，进行单因素试验。主要影响因素为温度、时间、pH、接种量。
1.6.2正交试验。在单因素试验的基础上，按正交表L9(34)进行正交试验。正交试验因素水平见表1。
根据研究目的，单因素试验及正交试验主要测定指标为棉酚含量，并计算脱毒率。
表1 正交试验因素和水平
|
水平 |
因素 |
|||
|
温度/个 A |
pH B |
时间/d C |
接种量/% D |
|
|
1 |
20 |
5 |
3 |
2 |
|
2 |
25 |
6 |
4 |
4 |
|
3 |
30 |
7 |
5 |
6 |
1.6.3 综合试验。按最佳脱毒条件，取不同棉酚含量的棉子饼进行扩大实验，并测定棉酚、粗蛋白，总氨基酸、粗纤维的含量。
2结果与分析
2.1正交试验结果分析
表2 正交试验结果极差分析
|
水平 |
因素 |
脱毒率 % |
|||
|
温度 A |
pH B |
时间 C |
接种量 D |
||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
76.81 |
|
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
80.75 |
|
3 |
1 |
3 |
3 |
3 |
81.77 |
|
4 |
2 |
1 |
2 |
3 |
82.93 |
|
5 |
2 |
2 |
3 |
1 |
80.25 |
|
6 |
2 |
3 |
1 |
2 |
81.97 |
|
7 |
3 |
1 |
3 |
2 |
74.19 |
|
8 |
3 |
2 |
1 |
3 |
85.40 |
|
9 |
3 |
3 |
2 |
1 |
82.21 |
|
K1 |
239.33 |
243.93 |
244.18 |
239.26 |
|
|
K2 |
245.14 |
246.39 |
245.89 |
246.71 |
|
|
K3 |
251.80 |
245.95 |
246.20 |
240.10 |
|
|
K1 |
79.78 |
81.31 |
81.39 |
79.75 |
|
|
K2 |
81.71 |
82.13 |
81.96 |
82.24 |
|
|
K3 |
83.93 |
81.98 |
82.07 |
83.37 |
|
|
R |
4.15 |
0.82 |
0.68 |
3.62 |
|
从表2可知，对脱毒率影响最大的因素为温度，随之依次是接种量、pH 值、时间，即各因素的影响力度由主到次为A>D>B>C，C因素(发酵时间)对脱毒率的影响为最次要因素，发酵到第三天后，脱毒率变化不大；为缩短生产周期，发酵三天即可，这也与正交试验中脱毒率最高的组合相符合。即最佳脱毒条件为A3B2C1D3，在温度为30℃，pH值为6，发酵时间为3天，接种量为6%时，脱毒率为最高。
2.2综合试验结果分析
在最佳脱毒工艺条件下，用棉子饼粉和棉仁粉(过120目筛)配成不同棉酚含量的发酵底物，进行综合试验，测定棉酚、总氨基酸、粗蛋白，粗纤维含量，结果见表3。
表3 综合试验结果 DS%
|
发酵前棉酚含量 |
测定指标 |
|||
|
脱毒率 |
总氨基酸 |
粗蛋白 |
粗纤维 |
|
|
0.082 |
83.72 |
32.32 |
39.38 |
9.44 |
|
0.010 |
84.33 |
31.74 |
38.32 |
8.16 |
|
0.012 |
84.95 |
31.02 |
43.98 |
8.37 |
2.3发酵前后结果比较
用高棉酚含量的棉子饼粉混合物经最佳脱毒工艺条件发酵脱毒，发酵前后棉子饼粉中主要指标比较见表4。
|
项目 |
测定指标 |
|||
|
棉酚 |
总氨基酸 |
粗蛋白 |
粗纤维 |
|
|
脱毒前 |
0.12 |
28.14 |
34.62 |
12.17 |
|
脱毒后 |
0.0186 |
31.46 |
36.86 |
8.45 |
表4 脱毒发酵前后主要指标比较 DS%
由表3和表4数据可知，最佳工艺条件下发酵脱毒，脱毒率平均为84.33%；随棉酚含量增加，脱毒率提高，脱毒发酵后，总氨基酸增加11.79%，粗蛋白含量提高6.47%。
3小结与讨论
3.1 微妙军团复合菌中的微生物对棉子饼粉中的有毒物质有很强的转化能力。利用微妙军团复合菌为脱毒菌种，在厌氧条件下对棉子饼进行固态发酵，在温度为28-30℃、pH 为6时、发酵3天即可达最高脱毒率；随接种量的增加，脱毒率提高，脱毒率平均为84.33%。
3.2 棉子饼脱毒后，棉酚含量最低下降至0.0188%，国家饲料用棉子饼粕的安全卫生标准为棉酚含量在0.04%以下；微妙军团复合菌发酵脱毒，达到并超过此标准，同时总氨基酸、粗蛋白等营养成份也有所提高。
3.3 微妙军团复合菌脱毒，不需灭菌，在适宜的条件下，固态厌氧发酵即可达到良好效果，操作要求低，适合各种规模的企业进行生产。
3.4利用微妙军团复合菌发酵脱毒后，棉子饼粉蓬松变软，饼粉色泽变浅发黄，纤维素部分降解，且有淡淡的果香气味，是养殖业中优质的蛋白饲料。
