三菌种二次发酵酱渣生产蛋白饲料的研究
2009-10-08 10:42:29   来源：本站原创   评论：0 点击：

  我国每年约有２５０万ｔ以上的酱渣，仅洛阳市酿造厂年产酱渣就在７０００ｔ左右。酱渣含水量大，极易霉变，难以储存。只有部分酱渣用作饲料，但饲用价值低，大部分被视为废物丢弃，不仅污染了环境，也极大地浪费了蛋白质资源。在当前畜牧业蛋白饲料严重不足的形势下，研究开发这一大宗蛋白质资源很有意义。目前，国内对酱渣利用的研究刚刚起步［1，2］，作者对发酵酱渣生产蛋白饲料的菌种及培养时间作了初步研究［3］。本文将报道采用二次发酵工艺生产酱渣蛋白饲料的研究结果。

1           材料与方法

1.1  酱渣

    洛阳百味集团淋出酱油后的鲜渣，晒干备用。其中粗蛋白含量26.4％，粗纤维15.14％，水分9.3％。

1.2  菌种

黑曲霉保存于ＰＤＡ斜面上，白地霉、产朊假丝酵母保存于5Bé麦芽汁琼脂斜面上。洛阳农专发酵教研室保藏。

１.３  培养基

①黑曲霉种子培养基：ＰＤＡ培养基。②白地霉、酵母菌种子培养基：５Ｂé麦芽汁。③第一次团体发酵培养基：酱法90％，麸皮１０％，尿素２％，水６５％，无机盐，ｐＨ值由实验确定。④第二次发酵固体培养基：第一次发酵后的培养料加等量酱渣以及麦麸、尿素、无机盐，麸皮、尿素含量由实验确定，水分６５％，ｐＨ值5。

１.４  生产工艺

    黑曲霉具有多种活性较强的酶系，如CＸ酶、淀粉酶、酸性蛋白酶等，可将原料中的纤维素等大分子化合物降解转化为动物易消化利用的养分，并为白地霉、酵母菌提供必需的糖、氨基酸等。但在试验中发现，黑曲霉培养时间超过60h,就会有孢子产生。为延长黑曲霉作用时间，采用二次发酵工艺，即：第一次固体发酵培养基→接种黑曲霉（30℃静止培养３ｄ）→第一次发酵→加适量麸皮、尿素及等量酱渣→接种白地霉、酵母菌（３０℃静止培养）→第二次发酵。时间由实验确定，６０℃烘干、备用。

1.5  菌种培养

    黑曲霉种子：30℃茄子瓶中培养７ｄ，用生理盐水洗下制成孢子悬液（108个孢子／ml以上）

    白地霉、酵母菌种子：分别于30℃，摇床培养24h。摇床振幅９ｃｍ，频率１０８次／min。

    ２种菌液按1∶1比例混合接入固体发酵培养基中。

1.6  分析方法

按文献［4］测定水分、粗蛋白、粗纤维和Ｃａ、Ｐ。

２  结果与分析

２.1  第一次发酵对污染的控制

物料灭菌不仅可以防止污染，还能使发酵料的物理结构发生变化，有利于微生物分解。考虑到酱渣是经过蒸煮后的熟料，且灭菌会给大规模生产增加人力、物力消耗。因此，试验采用物料不灭菌，通过控制ｐＨ值及接种量来防止污染。

2.1.1  ｐＨ值的影响

由于较低的ｐＨ值能有效防止细菌污染，且丝状真菌适于在微酸性环境中生长。因此，试验中用ＨＣＩ分别调节培养基初始ｐＨ值在4.0～6.5之间进行发酵试验。结果显示，ｐＨ４～５的培养基５次重复发酵试验无污染。通过分析发酵产物粗蛋白含量可以看出，黑曲霉生长的最适ｐＨ值为５～６，粗蛋白含量分别为３３.４％和３３.７％。因此，第一次发酵培养基的起始ｐＨ值选用５。

2.1.2  接种量的影响

加大接种量、增加发菌点也是控制污染的有效途径。在ｐＨ值５条件下，分别用５％、１０％、１５％、２０％的接种量进行发酵试验，从５次重复的发酵结果看，接种量在１０％以上，无污染发生。

２．２  第二次发酵培养条件对粗蛋白含量的影响

２．２．ｌ  第二次发酵时间的影响

将白地霉、酵母按１∶１比例混合接入第二次发酵培养基，接种量１０％，定期取样测粗蛋白含量，并观察发酵情况。通过对发酵产物粗蛋白进行分析（图１）可以看出，培养2ｄ粗蛋白含量很高，达40.3％。但观察发酵过程发现，培养时间超过３５ｈ左右，部分黑曲霉开始产孢，这与黑曲霉接种量大有关。产孢前发酵料气味甜香，产孢后产生明显霉味，因此，确定发酵时间为30ｈ。

图１    培养时间对粗蛋白含量的影响（图略）

2.2.2  麸皮用量的影响

    在第二次固体发酵培养基中，改变麸皮用量进行发酵试验，结果见图２。从图２可以看出，麸皮添加１０％较为适宜。

图２  不同麸皮用量对发酵产物粗蛋白含量的影响

2.2.3  氮源用量的影响

    碳氮比与微生物发酵的成败关系很大，氮含量过低，影响微生物生长繁殖，氮过量会导致氨的大量挥发。为此，在第二次固体发酵培养基中添加不同浓度的尿素进行发酵试验，结果见图3。从图３可以看出，在第二次发酵培养基中再添加１.５％的尿素已能满足混合菌在３０ ｈ内的生长繁殖。从成本及产物粗蛋白含量综合考虑，添加１５％的尿素比较适宜。

图３不同尿素用量对粗蛋白含量的影响（图略）

    根据以上实验，初步确定了发酵酱渣的培养条件：培养基不灭菌，第一次发酵培养基ｐＨ值为５，接种量１０％。第二次发酵添加等量酱渣、１.５％尿素、１５％麸皮、发酵时间３０ ｈ。

2.3  固体发酵小试结果

    在５个瓷盘中。按确定的最佳工艺进行扩大发酵试验，每盘总计料重2000g。发酵产物粗蛋白含量经测定为３９.３％。

2．4       固体发酵中试结果

将淋出酱油后的鲜渣，适当晾晒后加入辅料、尿素、无机盐（尿素、无机盐溶于水后加入），在生产酱油的曲池中进行试验。曲池长5m，宽3m，深0.5m。投料1 000kg，采用通风发酵。发酵产物由洛阳农专中心实验室进行分析，结果见表1。

表1    发酵产物及酱渣成分分析 

项目      干物质%      粗蛋白/％        粗纤维/%       Ca/%      P/%     灰分/%
酱渣       90.7         26.4            15.14        0.352    0.195     5.39
发酵产物   90.4         37.2            10.21        0.370     0.403    5.14

3  小结

（1）利用黑曲霉第一次发酵，黑曲霉、白地霉、产朊假丝酵母进行第二次混合发酵，有效延长了黑曲霉作用时间。经过二次发酵的发酵产物粗蛋白含量达３７.２％，比酱渣的粗蛋白提高了５０％，粗纤维含量比原料下降了 ３３.８％，发酵产品具有发酵的香甜味。

    （2）该研究使用孢子悬液及液体菌种，菌种浓度大，发菌点多，使生产具有物料无需灭菌、工艺简单等优点，适于以刚滤完酱油的酱渣直接进行规模化生产。这样既能有效利用资源、减少环境污染，又能提高酱渣的经济价值，变废为宝，因而具有较好的应用前景。