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菌体蛋白是食品工业和饲料工业的重要蛋白质来源。利用被废弃的大量油茶饼粕为原料,接种某些微生物菌种进行发酵培养,可获得高蛋白含量的菌体蛋白饲料,这就一方面缓解了饲料蛋白短缺的问题,另一方面又可使茶粕变废为宝,得到很好的利用。
本论文以油茶饼粕和血粉为原料,接种霉菌和酵母菌进行发酵,初步研究了菌种在茶粕基质中的生长特性及菌种较适宜的培养基和培养条件,再利用析因分析法对菌种进行了筛选及优势匹配,并进一步利用优化的复合菌种筛选最佳培养基和培养条件,通过实验获得了以下的初步研究成果:
1.通过对油茶饼粕和血粉化学成分的分析,得出茶粕含有42%左右的糖类物质,可作为菌种生长的C源,血粉含有76.7%左右的粗蛋白,可作为菌种生长的N源,因此以茶粕和血粉为原料大量培养菌体细胞是完全可能的。
2.研究了霉菌和酵母菌在茶粕基质中的生长特性。实验表明,酵母菌对茶粕的利用能力很小,表现为菌体干重、总糖和还原糖等各项参数都变化不大;而霉菌则可以较好的利用茶粕中的营养物质,在菌体干重不断增长的同时,茶粕培养液的总糖、pH值都有逐渐下降,还原糖则是先升高后降低。
3.对各菌种在不加氮素和添加氮素的茶粕培养基上的生长情况进行了对比,结果表明仅靠茶粕中现有的少量含氮物质,难以满足菌种对营养的均衡需要;而血粉接入各菌种进行发酵培养的实验则表明,血粉在霉菌,特别是米曲霉的作用下可生成直接被菌种细胞利用的氮类物质。
4.对筛选菌种用的培养基和培养条件进行了初步研究,其中用米曲霉筛选培养基配方,3个酵母菌筛选培养条件,最后确定筛选菌种用的培养基配方是Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,培养条件是培养基选用Ⅲ号配方,总接种量为10%,发酵周期为4day。
5.采用析因分析法,对混合菌种进行筛选和优势匹配,以使发酵后获得的菌体干重最多且茶粕的粗纤维含量最低的复合菌种为最优复合菌种,实验得到的最优复合菌种是AS3.4309+AS3.800+AS3.3711+AS2.281。
6.利用优化的复合菌种AS3.4309+AS3.800+AS3.3711+AS2.281进一步筛选最佳培养基和培养条件,结果表明,最佳培养基是:茶粕:血粉为17:3,料:水为1:1.2,培养基起始pH为5.5;最佳培养条件是:250ml三角瓶装料量为15克,培养时间为72小时,接种量为10%,霉菌与酵母菌的接种比为1:1。
7.对优化的复合菌种在茶粕培养基上的生长特性进行了研究,实验表明该复合菌种可以有效地利用茶粕基质中的营养成分来合成菌体蛋白。另外还研究了茶粕油脂含量,C/N比,温度,种龄,溶氧条件等因素对菌体干重的影响,结果表明适量的油脂含量对菌体的增重是有益的;当培养基中的C/N比为8左右,培养温度在25~30℃区间内及菌种种龄在18~24hr内时,可获得最大的菌体干重。
8.对发酵前后茶粕的化学成分进行了分析和对比,结果表明茶粕的粗蛋白含量从发酵前的17.2%提高到32.7%,且茶粕中含有大量营养丰富,易消化的菌体蛋白,这说明利用混合菌种发酵油茶饼粕可生产出优质的菌体蛋白饲料。