米曲霉固態(tài)發(fā)酵對(duì)木薯渣蛋白質(zhì)含量的影響研究

徐高驍，王士長(zhǎng)，裴亞玲

（1.南寧學(xué)院，廣西南寧 530200；2.廣西大學(xué)，廣西南寧 530003；3.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南鄭州 450000）

我國(guó)的木薯產(chǎn)區(qū)十分廣闊，主要位于華南地區(qū)的廣西、廣東等省。目前，廣西年產(chǎn)木薯900多萬噸，主要用于制取木薯淀粉，隨之而來的就是產(chǎn)生大量的木薯渣廢棄物。唐慶鳳等（2016）和吳端欽等（2015）指出，在木薯渣中非氮化合物的含量可以高達(dá)78.7%，是很好的碳源，而其粗蛋白質(zhì)含量很低。 Ren（2015）和 Daniel（2005）研究認(rèn)為，木薯渣蛋白質(zhì)中氨基酸組成又極不平衡，直接用來喂養(yǎng)禽畜效果差。因此大量的木薯渣無法被利用，形成了極大的浪費(fèi)。本試驗(yàn)以木薯渣為碳源，加入少量的無機(jī)氮源，利用米曲霉固態(tài)發(fā)酵，將木薯渣轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)飼料，達(dá)到開發(fā)新的飼料，有效利用木薯廢棄物的目的。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料 米曲霉、木薯渣和玉米粉均由南寧學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供。米曲霉液體培養(yǎng)基：馬鈴薯提取液500 mL+葡萄糖10 g，加熱混勻。馬鈴薯提取液的制作方法：100 g馬鈴薯帶皮洗干凈后切碎＋2000 mL蒸餾水→煮沸45 min→稠狀→5層紗布過濾→取濾液。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)研究影響木薯渣發(fā)酵的底物含水量、發(fā)酵時(shí)間、米曲霉接種比例、添加硝酸銨比例四個(gè)因素，并且每個(gè)因素下設(shè)三個(gè)水平。即采取3水平4因素正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共9個(gè)試驗(yàn)組，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)。每組重100 g，每組添加5%玉米粉（即5 g）作為米曲霉的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和不同比例的硝酸銨作為氮源。

表1 正交試驗(yàn)因素及水平

從表2決定的試驗(yàn)方案可以看出，用正交表安排試驗(yàn)的兩個(gè)特點(diǎn)，每個(gè)因素的各個(gè)不同水平在試驗(yàn)中出現(xiàn)了相同的次數(shù)；任何兩個(gè)因素的各種不同水平的搭配，在試驗(yàn)中都出現(xiàn)了，并且出現(xiàn)了相同的次數(shù)。

1.2.2 測(cè)定方法 蛋白質(zhì)的測(cè)定采用半微量凱式定氮法。

表2 固態(tài)發(fā)酵條件優(yōu)化的正交試驗(yàn)安排表

2 試驗(yàn)結(jié)果

本試驗(yàn)采用極差法分析試驗(yàn)因素對(duì)正交結(jié)果的影響。極差即R值，是指每個(gè)因素的不同水平的試驗(yàn)結(jié)果間最大的差值。極差大小確定各因素對(duì)粗蛋白質(zhì)含量影響的主次順序。K值是指每一因素同一水平結(jié)果之和。其最大值選擇因素的最佳水平，從而得出可能的最優(yōu)的發(fā)酵木薯渣的工藝條件。

表3 固態(tài)發(fā)酵條件優(yōu)化的正交試驗(yàn)粗蛋白質(zhì)含量變化表

從圖1中可見，木薯渣底物含水量的第二水平即55%，所得數(shù)值最大，為63．61%。

從圖2中可見，木薯渣發(fā)酵時(shí)間為第二水平即 6 d，所得數(shù)值最大，為 61．56%。

圖1 不同水分條件下，米曲霉發(fā)酵后木薯渣蛋白質(zhì)含量曲線圖

圖2 不同時(shí)間下，米曲霉發(fā)酵后木薯渣蛋白質(zhì)含量曲線圖

從圖3中可見，米曲霉接種比例為第三水平即3%，所得數(shù)值最大，為64．07%。

圖3 不同接種比例下，米曲霉發(fā)酵后木薯渣蛋白質(zhì)含量曲線圖

從圖4中可見，硝酸銨比例為第三水平即5%，所得數(shù)值最大，為 67．63%。

圖4 不同硝酸銨比例下，米曲霉發(fā)酵后木薯渣蛋白質(zhì)含量曲線圖

3 結(jié)果分析與討論

在正交試驗(yàn)的極差分析中，同一因素下不同水平K值越大，表示該水平對(duì)調(diào)高粗蛋白質(zhì)含量越有利。從表4中可見，木薯渣底物含水量的第二水平所得數(shù)值最大，為63．61%，說明底物含水量為55%時(shí)最有利于增加粗蛋白質(zhì)的含量。發(fā)酵時(shí)間為第二水平即6 d、米曲霉接種比例為第三水平即5%、添加硝酸銨比例為第三水平即3%時(shí)所得的粗蛋白質(zhì)含量之和均為最大。因此，為增加木薯渣粗蛋白質(zhì)含量，米曲霉發(fā)酵木薯渣的較優(yōu)工藝條件為底物含水量55%、發(fā)酵時(shí)間6 d、米曲霉接種比例5%、添加硝酸銨比例3%。

正交試驗(yàn)中各影響因素下極差R值越大，表示該因素對(duì)粗蛋白質(zhì)含量的作用越大。由表4可知，在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，四個(gè)因素對(duì)木薯渣粗蛋白質(zhì)含量提高的主次順序?yàn)椋好浊菇臃N比例、底物含水量、硝酸銨比例、發(fā)酵時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]吳端欽，張剛，張石蕊.木薯渣對(duì)生長(zhǎng)肥育豬飼用價(jià)值的研究[J].中國(guó)畜牧獸醫(yī)，2015，42（12）：3329 ～ 3245.

[2]唐慶鳳，彭開屏，韋升菊，等.不同微生物添加劑組合固態(tài)發(fā)酵對(duì)木薯渣品質(zhì)的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2016，28（6）：1965 ～ 1974.

[3]Daniel S，Jean M P，Gilles T.飼料成分與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2005.

[4]Ren J，Yuan X.Performance and m icrobial community in a twophase anaerobic co-digestion system using cassava dregs and pig manture[J].Bioresource Technology，2015，155：342 ～ 351.