棉仁富含蛋白质,是很好的植物蛋白饲料资源。但因其含有对动物有毒的游离棉酚,使其利用价值大大降低。为此,人们研究了许多使棉仁脱毒的方法,如有机溶剂浸提、硫酸亚铁处理、氢氧化钙处理以及微生物发酵等。其中,利用微生物发酵脱毒被认为是目前最好的方法,该法不但能脱除棉仁中的游离棉酚,而且还可以提高棉仁中的蛋白质、氨基酸以及一些促生长因子的含量,因而受到人们广泛的关注。本实验通过筛选得到一株高效降解游离棉酚的红曲霉菌株(Monascus purpureus),并优化了其发酵材料的预处理工艺及脱毒条件,来探讨影响其发酵脱毒的因素。另外,通过进一步考察发酵脱毒前后棉仁中各物质变化,初步探究了红曲霉发酵的发酵效果。具体如下:1.游离棉酚降解菌的筛选:通过对实验室已有的菌株进行固态发酵降解棉酚的筛选,得到一株可高效降解游离棉酚的红曲霉菌株。2.优化发酵材料的预处理工艺:在单因素实验的基础上,通过对加热时间、棉仁湿度及加热温度进行正交试验得到各条件对棉仁中游离棉酚(Free Gossypol,简称FG)含量变化的影响为湿度>温度>时间。综合各因素作用,得到的预处理最佳条件为,70%的湿度,120℃条件下处理20min,在最佳条件下FG降解至约290mg/kg,降解率为96.2%。3.优化固态发酵脱毒条件:利用单因素和正交设计对固态发酵条件进行优化。首先对湿度,接种量,固态发酵温度,发酵时间,固态发酵物料厚度进行单因素实验;然后对四个主要影响因素(温度A,湿度B,接种量C,发酵物料厚度D)进行L25(56)设计实验,研究不同组合,对棉仁中游离棉酚(FG)含量的影响。然后通过测定游离棉酚含量和营养物质变化确定最佳发酵终止点。各因素对棉仁中的游离棉酚的降解率影响依次为:接种量>温度>发酵厚度>湿度。综合各因素作用,确定的最佳发酵温度为32℃,物料湿度为60%,接种量为10%,物料厚度为2.5cm。在此最佳条件下发酵产物中棉酚降解至100mg/kg左右,再经过后续烘烤处理,游离棉酚剩余含量为80mg/kg左右,降解率为72.5%。4.发酵脱毒前后的物质变化:通过红曲霉发酵脱毒处理后的棉仁无霉变、质地松散、香味浓郁。发酵前后棉仁中的植酸含量降低了46.9%,粗蛋白质含量由45.83%提升至49.15%,并且大分子蛋白转变为小分子蛋白,大大提高了棉仁的营养价值。