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黑曲霉Asp-1发酵棕榈粕生产高β-甘露聚糖酶生物饲料
作者:   时间:2012-10-26

 


孙合美 吴德芹 吴琦琦 刘巧利 谷巍
(山东宝来利来生物研究院,271000)

   摘要:采用黑曲霉ASP-1,以麸皮和豆粕为辅助发酵料,料水比1:1.2,温度30℃,121℃灭菌30min,接种量按孢子量106个/g添加孢子悬浮液,对棕榈粕进行发酵。通过正交实验得出最佳发酵配方为:棕榈粕90%、麸皮8%、豆粕2%,;最佳发酵时间48h;发酵后能量值为18413J/g;还原糖含量为5.1%,水解完全;β-甘露聚糖酶可达205.7U/g;
   关键词:黑曲霉;棕榈粕;β-甘露聚糖酶;发酵。

   Abstract:For β-mannanase feed production by Aspergillus niger Asp-1 using palm meal as the main material,solid-state fermentation conditions was studied and optimized in this paper.The results showed that the optimal condition was as follows:the ratio of palm meal and bran and soybean meal in medium 90:8:2; the drier-water ratio was 1∶1.2,the inoculum of 106 spores in spore suspension,the temperature 30℃,the time for fermentation 48h.Under those conditions,energy of ferented palm meal reached 18413J/g; The enzyme activity of β-mannanase produced by the strain Asp-1 reached 205.7U/g;Reducing sugar reached 5.1%;
   Key words:Aspergillus niger;palm meal;β-mannanase;ferment

   目前国内玉米及饼粕类等原料价格上涨,棕榈粕以其价格优势及其丰富资源,是一种很有开发潜力的饲料资源。棕榈粕是棕榈仁脱壳榨油后的副产品,马来西亚是世界上最大的棕榈饼/粕(PKC/M)口国,2006年生产191万t粗制棕榈油和215t PKC/M(MPOB,2006)。PKC作为饲料原料在国外畜牧行业已经应用多年。据国外相关研究报道,棕榈粕在肉牛饲养中用量在80%~90%,奶牛、绵羊中可达50%。近年来我国广东、广西等地也开始使用其作为饲料原料,并初见成效。棕榈粕虽然有一定的饲喂价值,但因其粗纤维含量较高,且棕榈粕中含有大量抗营养因子β-甘露聚糖,不适宜雏鸡和小猪用。棕榈粕通过各种物理的、化学的及生物方法强化处理后,就可去除抗营养因子,充分发挥出它的营养价值及价廉优势。本文旨在用黑曲霉对棕榈粕进行发酵,以促进甘露聚糖分解为易被动物所消化吸收的低分子化合物,生产适合动物饲用的生物饲料。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 发酵菌种
   黑曲霉:ASP-1(Aspergillus niger),山东宝来利来生物工程股份有限公司菌种保藏中心。
1.1.2 种曲 麸皮:水=1:1.2
1.1.3 发酵底物:棕榈粕、麸皮、豆粕。
1.1.4 发酵工艺
   黑曲霉斜面培养→接入种曲→30℃培养72h→制备孢子悬浮液→按107个/mL黑曲霉孢子悬浮1mL接入经121℃灭菌30min固体发酵培养基→30℃发酵→45℃烘24h→测定β-甘露聚糖酶活
1.2 方法
1.2.1 不同发酵底物和发酵时间对棕榈粕β-甘露聚糖酶活的影响。
表1 不同发酵底物设计
处理 成分
配方1 棕榈粕100%
配方2 棕榈粕80%、麸皮15%、豆粕5%
   在棕榈粕中添加15%的麸皮和5%豆粕,分别与培养24、48、72和96h后取样,置于45℃烘箱,烘24h,测定发酵棕榈粕β-甘露聚糖酶活,与黑曲霉发酵纯棕榈粕对比。
1.2.2 发酵配方优化
   设计正交实验如下表。测定其发酵后β-甘露聚糖酶活、干重失重率、能量。
表2 正交实验表
水平
因素(g)
棕榈粕
麸皮
豆粕
1
14
0
0
2
16
2
0.5
3
18
4
1
1.2.3 干重失重率、还原糖含量随发酵时间的变化
1.2.4 发酵前后各成分变化
1.2.5 测定方法
1.2.5.1 β-甘露聚糖酶活:DNS法。
1.2.5.2 干重失重率:参照
1.2.5.3 能量:能量测定仪
1.2.5.4 粗蛋白:KDN-103F自动定氮仪
1.2.5.5 粗脂肪:SZC-C 脂肪测定仪
1.2.5.6 粗纤维:粗纤维测定仪
1.2.5.7 粗蛋白消化率:GB/T17811-1999 动物蛋白质饲料消化率的测定胃蛋白酶法
2 结果与分析
2.1 不同发酵底物和发酵时间对β-甘露聚糖酶的影响


图1 β-甘露聚糖酶含量随发酵时间变化图
   由图1可知,β-甘露聚糖酶活随发酵时间延长,酶活逐渐升高。配方1β-甘露聚糖酶活在各个时间段均比配方2高,说明麸皮、豆粕可促β-甘露聚糖酶的产生。棕榈粕中碳水化合物含量丰富,为微生物提供碳源,豆粕蛋白质含量高,主要提供氮源。资料显示,麸皮有助于黑曲霉的菌丝生长,豆粕作为氮源时β-甘露聚糖酶活力远高于以麸皮作为氮源时的酶活,其配比对菌体生长和产酶有很大的影响。故以麸皮、豆粕、棕榈粕作为发酵原料,设计正交实验,以确定三者的最佳配比。
2.2 正交实验结果
表3 正交实验结果
试验号
因   素
实验结果
A   B   C
酶活IU/g
干重失重率%
能量J/g
1
1   1   1
285.6
17.1
18126.1
2
1   2   2
396.3
27.0
18442.0
3
1   3   3
471.7
31.2
18262.7
4
2   1   2
401.6
23.0
18191.3
5
2   2   3
435.7
27.7
18267.1
6
2   3   1
336.6
26.8
18030.3
7
3   1   3
403.2
25.0
18322.6
8
3   2    1
341.4
23.5
18302.8
9
3   3   2
345.6
25.2
18151.5
K1
K2
K3
R
1153.6 1090.4   963.7
1173.9 1173.5   1143.5
1090.2 1153.9   1310.6
83.78  83.1    346.9
 
 
 
   由表3可知,对β-甘露聚糖酶活的影响因子C>A>B,即豆粕>棕榈粕>麸皮;豆粕含量越高,酶活越高,但豆粕成本较高,故选择中等豆粕含量;干重失重率影响因子为B>C>A,即麸皮>豆粕>棕榈粕,麸皮含量越大,干重失重率越大,故麸皮含量选择中等含量。能量的影响因子为麸皮>棕榈粕>豆粕,但差异不显著;综合三个指标,确定最佳发酵配比为棕榈粕90%、麸皮8%、豆粕2%。
2.3 β-甘露聚糖酶活力随发酵时间变化
   发酵配方为棕榈粕90%、麸皮8%、豆粕2%,温度30℃,发酵42h后每隔6h取样一次,测β-甘露聚糖酶活力。



图2 β-甘露聚糖酶活随时间变化图
   由图2可知,此配方发酵12~24h菌丝快速生长,酶少许产生,48h后菌体生长速度变缓,中后期酶大量产生,发酵66h,β-甘露聚糖酶活达到最高,70h酶活有所下降,分析可能不同棕榈粕发酵酶活变化规律不同所致。54h黑曲霉开始产孢,66h后产孢较多,产品性质呈黑色。
2.4 干重失重率随发酵时间变化



图3 干重失重率随发酵时间变化图
   由图3可知,干重失重率随发酵时间变化规律明显,发酵时间越长,干重失重率越高。48h干重失重率达17.4%,70h已达27.4%。
2.5 棕榈粕还原糖随不同处理和发酵时间的变化



图4 还原糖含量随不同处理及发酵时间变化图
   由图4可知,原料中还原糖含量为0.8%;经过灭菌之后,还原糖含量有所提高,达到1.3%;发酵42h后,还原糖含量提高到4.5%,发酵48h,还原糖含量达5.1%;48h后基本稳定。由此可判断,黑曲霉对棕榈粕的发酵48h已发酵完全。
2.6 发酵前后各成分变化
表4 棕榈粕原料及发酵料各成分及消化率变化表
指标
原料
黑曲霉发酵料
粗蛋白(%)
19.1
21.3
粗脂肪(%)
20.1
13.4
粗纤维(%)
24.6
19.8
粗蛋白消化率(%)
55
68
粗纤维消化率(%)
0
30
能量(J/g)
20328
18413
还原糖(%)
0.8
5.1
   由表4可知,棕榈粕经发酵后,粗蛋白含量提高,由19.1%提高到21.3%;粗脂肪和粗纤维含量降低;粗蛋白和粗纤维的消化率均提高。能量有所降低;还原糖含量由0.8%升高到5.1%。
3 结论
   采用黑曲霉ASP-1,以麸皮和豆粕为辅助发酵料,料水比1:1.2,温度30℃,121℃灭菌30min,接种量按孢子悬浮液105~106个/g,对棕榈粕进行发酵。通过正交实验得出最佳发酵配比为:棕榈粕90%、麸皮8%、豆粕2%,;最佳发酵时间48h;发酵后能量值为18413J/g;β-甘露聚糖酶可达205.7U/g以上;还原糖含量升高为5.1%,黑曲霉对棕榈粕中的β-甘露聚糖降解完全;粗蛋白含量提高,粗纤维含量下降,粗蛋白和粗纤维消化率均有所提高;改善了饲料的饲用价值;

参考文献:
   1. 庄童琳, 李虎, 郭凤霞,等.黑曲霉固态混菌发酵苹果渣生产多酶生物饲料[J],食品工业科技,2010,12(31):171~176
   2. 王绍云,石波,李静梅,等. 酶解棕榈粕制备甘露寡糖及其组分的结构确定[J],食品工业科技,2009,10(30):84~87
   3. 李斌,陈瑾,王婧,等.棕榈粕对粉壳蛋鸡生长性能及蛋品质量的影响[J],四川畜牧兽医,2011,5:29~33
   4. 徐海燕,张志焱,曹斌,等.黑曲霉A-1发酵啤酒糟生产富酶蛋白饲料的研究[J],饲料与畜牧, 2011,10:34~37
   5. 程时军,张伟.棕榈粕、椰子粕及其与酶制剂联合应用研究进展[J],饲料工业,2010,31(8):58~60
   6. 谢俊玲,田林华.棕榈粕在蛋鸡饲料中替代玉米的经济效益分析[J],河南畜牧兽医,2003,11,(24):17
   7. 李剑芳,邬敏辰,夏文水.黑曲霉酸性β-甘露聚糖酶曲盘发酵与粗酶性质研究[J],食品与发酵工业,2008,1(34):5~9
   8. 杨新建,徐福州,王金洛,等.环状芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶的产酶条件及粗酶性质研究[J],华北农学报,2006,21(3):108~111
   9. 徐春梅.β-甘露聚糖酶的生产及其酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的研究[D],江南大学,2008
   10. 赵启美,何佳.甘薯渣蕈菌发酵饲料的研究[J],河南农业科学,2002,5:28~30

 

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