酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料的工藝研究

■管軍軍 張?zhí)煊?高天增 王志祥

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧學(xué)博士后科研流動(dòng)站，河南鄭州450002；2.河南廣安生物科技股份有限公司博士后科研工作分站，河南鄭州450001）

單菌種發(fā)酵作為固態(tài)發(fā)酵中常見(jiàn)的一種發(fā)酵形式，該發(fā)酵能夠明確菌種的發(fā)酵效果，與混菌發(fā)酵相比，其工藝參數(shù)容易控制，且無(wú)菌種間的抑制作用。酵母菌體蛋白含量較高，約為50%～60%，氨基酸構(gòu)成合理，且富含B 族維生素，是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白源。酵母菌發(fā)酵過(guò)程中能夠分泌大量水解酶類，降解抗?fàn)I養(yǎng)因子，并產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)。利用酵母發(fā)酵的飼料有抗病、強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)和促進(jìn)生長(zhǎng)的效果。

但是，有關(guān)酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料的研究鮮有報(bào)道。本課題組結(jié)合固態(tài)發(fā)酵飼料的產(chǎn)業(yè)化實(shí)際情況，在科學(xué)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地研究酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料生產(chǎn)技術(shù)，本研究主要集中在發(fā)酵的工藝參數(shù)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)（蛋白）的影響及工藝參數(shù)的優(yōu)化，為酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料的實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

酵母由河南省工業(yè)微生物菌種保藏中心提供，經(jīng)過(guò)篩選馴化后，并加以輔料經(jīng)冷凍干燥制成發(fā)酵劑（＞108CFU/g），冰箱5 ℃保存?zhèn)溆?。仔豬配合飼料551H及552H 由河南廣安生物科技股份有限公司生產(chǎn)，其組成如表1所示；另外，葡萄糖等試劑均為分析純，購(gòu)自鄭州新豐化驗(yàn)器材有限公司。

表1 仔豬配合飼料551H及552H配方

1.2 主要儀器設(shè)備

SPX-250B 智能型生化培養(yǎng)箱，上?，槴\實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；JJ-CJ-1FD 超凈工作臺(tái)，吳江市凈化設(shè)備總廠；LDZX-50FB立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；FA2004B 電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 粗蛋白及其增加率的測(cè)定

利用凱氏定氮法GB/T6432—1994對(duì)仔豬配合飼料或發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行粗蛋白的測(cè)定，以干基表示(P)。

蛋白增加率(%)=（P發(fā)酵后-P未發(fā)酵）/P未發(fā)酵×100

1.4 發(fā)酵試驗(yàn)

將酵母發(fā)酵劑接種到培養(yǎng)液[2%（w/v）仔豬配合飼料551H或552H+2%（w/v）葡萄糖+蒸餾水]中，振蕩均勻，置于30 ℃條件下振蕩培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速為150 r/min，培養(yǎng)4 h。取發(fā)酵劑活化液一定比例（v/v）接種到固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基（仔豬配合飼料551H或552H與蒸餾水組成，裝料100 g/瓶）上。攪拌均勻后，置于培養(yǎng)箱中固態(tài)發(fā)酵，一定時(shí)間后取樣，50 ℃條件下干燥成品備用。

1.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.5.1 發(fā)酵時(shí)間、固態(tài)培養(yǎng)基組成、發(fā)酵溫度及接種量的影響試驗(yàn)

試驗(yàn)主要研究不同的發(fā)酵時(shí)間（0、12、16、24、32、40、48 h）、固態(tài)培養(yǎng)基組成[仔豬配合飼料∶水=（80∶20）、（70∶30）、（60∶40）、（50∶50）]、發(fā)酵溫度（25、28、30、32、35 ℃）及接種量（3%、5%、10%、15%、20%）對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品蛋白的影響，其它因素還有培養(yǎng)基的種類（551H與552H），并進(jìn)行7×2（發(fā)酵時(shí)間）、4×2（固態(tài)培養(yǎng)基組成）、5×2（發(fā)酵溫度）及5×2（接種量）試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每組試驗(yàn)均重復(fù)3次。

1.5.2 優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面設(shè)計(jì)

在研究各種工藝參數(shù)影響的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用及統(tǒng)計(jì)分析確定每個(gè)因素的最高與最低水平，進(jìn)行4因素的響應(yīng)面設(shè)計(jì)，共27組，每組試驗(yàn)均重復(fù)3次。試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次響應(yīng)面回歸建模，并預(yù)測(cè)最佳工藝參數(shù)。

1.5.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

在優(yōu)化試驗(yàn)確定最佳理論工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，并對(duì)該工藝參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)酵試驗(yàn)，其結(jié)果與理論值進(jìn)行比較，最終確定最佳工藝參數(shù)。

1.6 統(tǒng)計(jì)方法

利用SAS 9.0軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多因素方差分析（ANOVA）、最小二乘法（LSD）進(jìn)行各水平之間的多重比較以及二次響應(yīng)面回歸分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品蛋白的影響

本研究所選用的是兩種市售仔豬配合飼料，具有較好的代表性，從表1可看出，551H與552H營(yíng)養(yǎng)及配比各有側(cè)重，前者易消化吸收更適合斷奶的仔豬，后者利于腸道健康則更適合年齡更大的仔豬。對(duì)此我們分別對(duì)兩種配合飼料進(jìn)行酵母固態(tài)發(fā)酵研究。通過(guò)發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品的影響可以發(fā)現(xiàn)（圖1），在0～24 h內(nèi)，兩種配合飼料均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)其蛋白含量及其增加率相應(yīng)提高，趨勢(shì)基本一致；但是，發(fā)酵時(shí)間達(dá)到24 h后，兩種飼料的蛋白所受的影響不同，551H呈“U”形態(tài)勢(shì)，而552H則呈“倒U”形態(tài)勢(shì)，具體來(lái)說(shuō)，24～40～48 h，551H 先降后增趨勢(shì)，而552H 則與之相反。而通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析本次試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)酵時(shí)間影響著酵母對(duì)于這兩種飼料固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)品的蛋白含量（P＜0.000 1)及其增加率（P＜0.000 1），各水平的多重比較排序?yàn)椋? hd、12 hc、16 hbc、24 hab、32 hb、40 hb、48 ha（右上角不同字母表示差異顯著，P＜0.05），其中發(fā)酵12 h后產(chǎn)品中蛋白含量及其增加率顯著高于未發(fā)酵的產(chǎn)品（P＜0.05），但是12～16 h及16～40 h各水平之間的差異并不顯著（P＞0.05），發(fā)酵24 h及48 h產(chǎn)品中蛋白指標(biāo)均有一個(gè)明顯的提升（P＜0.05）。因此，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果與應(yīng)用，在后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)中對(duì)于551H，可確定發(fā)酵時(shí)間的最高水平（24 h）及最低水平（12 h），而對(duì)于552H，可確定發(fā)酵時(shí)間的最高水平（40 h）及最低水平（12 h）。至于發(fā)酵原料影響，主要體現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)品蛋白含量（P＜0.000 1)及其增加率（P＜0.000 1)的影響非常顯著，且發(fā)酵551H 后蛋白的含量及其增加率明顯高于552H（P＜0.05）。

圖1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料的影響

酵母作為一種兼氧型微生物，在有氧或無(wú)氧的條件下均能生長(zhǎng)，只是在有氧的條件下生長(zhǎng)速度較快。對(duì)于本研究，固態(tài)發(fā)酵前期，由于顆粒間隙的存在，氧分充足，此時(shí)酵母好氧發(fā)酵占主導(dǎo)，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，氧分的逐步消耗，固態(tài)顆粒間傳質(zhì)的不連續(xù)性，形成局部“無(wú)氧”，好氧發(fā)酵逐漸受到限制，厭氧發(fā)酵逐步上升。由于前期好氧發(fā)酵所代謝的產(chǎn)物及大量微生物的生成與凋亡，必將成為厭氧發(fā)酵首選營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而被利用（類似于過(guò)度發(fā)酵），因此，產(chǎn)品中營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)蛋白含量出現(xiàn)下降，再延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，厭氧發(fā)酵進(jìn)程逐步加快，飼料中的營(yíng)養(yǎng)成分開(kāi)始成為酵母的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源，產(chǎn)品中蛋白含量出現(xiàn)回升。對(duì)于不同品種的仔豬配合飼料，好氧與厭氧發(fā)酵的轉(zhuǎn)化時(shí)間點(diǎn)是不一樣的，551H營(yíng)養(yǎng)組成更利于酵母生長(zhǎng)，發(fā)酵速度更快，再加上顆粒間隙小、容氧少，導(dǎo)致氧分快速耗盡，較552H先進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵，48 h時(shí)，厭氧發(fā)酵已進(jìn)行快速生長(zhǎng)期，而552H發(fā)酵到48 h時(shí)，才進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵期，因此，在所研究的48 h內(nèi)，酵母固態(tài)發(fā)酵551H，好氧與厭氧發(fā)酵均能有效地進(jìn)行，而對(duì)于552H，只能有效地進(jìn)行好氧發(fā)酵，這樣就導(dǎo)致在產(chǎn)品的蛋白指標(biāo)上，551H 優(yōu)于552H。當(dāng)然，考慮到時(shí)間長(zhǎng)不利于實(shí)際應(yīng)用成本，兩種飼料在時(shí)間上盡量控制在好氧階段。

2.2 固態(tài)培養(yǎng)基組成對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品蛋白的影響

研究中所采用的固態(tài)培養(yǎng)基由仔豬配合飼料與水組成，那么其中的固液比影響發(fā)酵的進(jìn)程及相應(yīng)的生產(chǎn)效率與成本。如圖2 所示，兩種培養(yǎng)基中，固液比的大小，影響著發(fā)酵產(chǎn)品的蛋白含量及其增加率，但結(jié)果二者不同。對(duì)于551H 固態(tài)培養(yǎng)基，固液比的增加對(duì)于發(fā)酵的影響呈“N”形逐步向上態(tài)勢(shì)；而對(duì)于552H培養(yǎng)基，呈現(xiàn)出“倒L”形快速上升后趨緩態(tài)勢(shì)的特點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，低固液比（如50∶50）可獲得較高的產(chǎn)品品質(zhì)，而高固液比（如80∶20）則不利于發(fā)酵的進(jìn)行。但是，本次研究中，固態(tài)培養(yǎng)基組成對(duì)于發(fā)酵的產(chǎn)品蛋白含量的影響（P=0.004 3＜0.01）及蛋白增加率的影響（P＜0.000 1）的影響非常顯著，各水平的多重比較排序：（80∶20）b，（70∶30）a，（60∶40）a，（50∶50）a（右上角不同字母表示差異顯著，P＜0.05），其中高固液比（80∶20）對(duì)于發(fā)酵產(chǎn)品中蛋白含量及其增加率顯著低于其它水平發(fā)酵的產(chǎn)品（P＜0.05），但是對(duì)于另外三水平之間的水平差異并不顯著（P＞0.05），因此，在后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)中，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，確定固液比最高水平（80∶20=4）及最低水平（60∶40=1.5）。另外，培養(yǎng)基的種類對(duì)蛋白含量（P＜0.000 1）有顯著影響，而且發(fā)酵551H后蛋白的含量明顯高于552H（P＜0.05）。

圖2 固態(tài)培養(yǎng)基組成對(duì)酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料的影響

酵母必須有水才能存活，但酵母需要的水分比細(xì)菌少，對(duì)滲透壓有相當(dāng)高的耐受性。固態(tài)培養(yǎng)基中水分的含量影響著各種微生物養(yǎng)分的溶解，從而影響著滲透壓。對(duì)于551H，含有大量可溶解的營(yíng)養(yǎng)成分（表1），水分含量的增加，易溶營(yíng)養(yǎng)成分增加，滲透壓加大，有利于酵母的吸收利用，因此低固液比（50∶50）有利于該菌種的生長(zhǎng)。對(duì)于552H，易溶營(yíng)養(yǎng)組分較少，較高水分含量下，滲透壓基本上變化不大，因此固液比低于（80∶20）下產(chǎn)品蛋白指標(biāo)變化不大。由上分析可知，兩種培養(yǎng)基的組成決定了酵母固態(tài)發(fā)酵551H 優(yōu)于552H?？偟膩?lái)說(shuō)，鑒于實(shí)際應(yīng)用及試驗(yàn)結(jié)果，固液比可控制在（60∶40）之上。

2.3 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品蛋白的影響

酵母細(xì)胞最適生長(zhǎng)溫度一般在20～30 ℃，不能高于47 ℃。圖3表現(xiàn)了兩種飼料在不同發(fā)酵溫度下其發(fā)酵產(chǎn)品中蛋白的變化，而且對(duì)不同飼料，其變化趨勢(shì)不同。對(duì)于551H，32 ℃較有利于酵母的生長(zhǎng)，過(guò)高或過(guò)低均不利于該菌種生長(zhǎng)；而對(duì)于552H，28 ℃時(shí)發(fā)酵產(chǎn)品有較高的蛋白及其增長(zhǎng)率。而對(duì)所獲得的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，溫度對(duì)該發(fā)酵產(chǎn)品蛋白含量（P=0.041 1＜0.05）及其增加率（P=0.022 6＜0.05)均影響顯著，各水平的多重比較排序?yàn)椋?5 ℃abc、28 ℃ab、30 ℃a、32 ℃bc、35 ℃c（右上角不同字母表示差異顯著，P＜0.05），其中，25～30 ℃之間差異不明顯，且有利于酵母的生長(zhǎng)。因此，在后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)中，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)于551H，確定最高發(fā)酵溫度32 ℃及最低發(fā)酵溫度25 ℃；而對(duì)于552H，確定最高發(fā)酵溫度30 ℃及最低發(fā)酵溫度25 ℃。至于發(fā)酵基的種類，在本次試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其對(duì)于產(chǎn)品蛋白含量（P＜0.000 1)及其增加率（P=0.004 1＜0.01)的影響非常顯著，具體表現(xiàn)在551H發(fā)酵后所得產(chǎn)品的蛋白含量明顯高于552H（P＜0.05），但蛋白增加率與之相反。

溫度改變，影響微生物的代謝活動(dòng)，從而影響微生物的生命活動(dòng)。溫度的提高，均有利于酵母對(duì)于這兩種飼料的發(fā)酵，只是影響程度各不相同。前已分析，對(duì)于相同溫度與相同發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，551H 較552H有更高的發(fā)酵速度，導(dǎo)致25～28 ℃升溫過(guò)程中對(duì)于產(chǎn)品蛋白的影響不顯著，而552H則影響明顯；進(jìn)一步提高溫度，對(duì)于551H，酵母生長(zhǎng)加速明顯，可利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分，產(chǎn)品中蛋白含量增加，到32 ℃，由于酵母的快速生長(zhǎng)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)快速消耗改變了環(huán)境因子，從而抑制發(fā)酵進(jìn)行，不利于產(chǎn)品蛋白指標(biāo)；至于552H，由于組成與551H 的差異，高于28 ℃，在研究的發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)快速消耗致使過(guò)早地抑制發(fā)酵的進(jìn)程。

2.4 接種量對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品蛋白的影響

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料的影響

圖4 接種量對(duì)酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料的影響

如圖4所示，接種量對(duì)于酵母固態(tài)發(fā)酵這兩種仔豬配合飼料的影響趨勢(shì)基本一致。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，較低的接種量（3%～5%）更利于酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬飼料，而增加接種量，551H 發(fā)酵產(chǎn)品中蛋白含量及增加率趨于“V”形態(tài)，即下降后有所增加，而對(duì)于552H，增加接種量后基本趨于穩(wěn)定。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，接種對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品中蛋白含量（P=0.004 0＜0.01）及其增加率（P=0.002 5＜0.01）的影響非常顯著，各水平的多重比較排序：3%a、5%b、10%a、15%a、20%a（右上角不同字母表示差異顯著，P＜0.05），其中，接種量3%對(duì)于發(fā)酵產(chǎn)品中蛋白含量及其增加率顯著高于接種量5%所發(fā)酵的產(chǎn)品（P＜0.05），而與其它水平之間的差異并不顯著。因此，在后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)中，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，確定接種量最高水平為10%，最低水平為3%。另外，本次試驗(yàn)中固態(tài)培養(yǎng)基對(duì)于產(chǎn)品中蛋白含量（P＜0.000 1）及其增加率（P=0.001 0＜0.01）影響非常顯著，而且551H發(fā)酵后所得產(chǎn)品的蛋白含量明顯高于552H（P＜0.05），但是552H發(fā)酵后所得產(chǎn)品的蛋白增加率明顯高于551H（P＜0.05）。

本次試驗(yàn)結(jié)果表明，較低的接種量（3%～5%）的情況下，有利于酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料，均能獲得較好的發(fā)酵效果。由于種子培養(yǎng)液中菌體濃度均達(dá)到較高的水平（＞108CPL/ml），以較低接種量接種后應(yīng)具有較高的分布密度，利于酵母的快速生長(zhǎng)。當(dāng)接種量增加到15%時(shí)，高密度的菌種將會(huì)過(guò)快地消耗飼料中有限的養(yǎng)分，微生物競(jìng)爭(zhēng)性生長(zhǎng)加劇，相同時(shí)間內(nèi)過(guò)早地抑制發(fā)酵的進(jìn)程，而厭氧發(fā)酵沒(méi)有起到主導(dǎo)作用。對(duì)于551H，當(dāng)接種量達(dá)到20%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品的蛋白指標(biāo)有所提升，這應(yīng)該是后期酵母厭氧發(fā)酵起到了主導(dǎo)作用。由于551H 與552H 微生物可利用養(yǎng)分及顆粒間透氣性的差異，導(dǎo)致了發(fā)酵產(chǎn)品中出現(xiàn)了552H發(fā)酵產(chǎn)品具有較高的蛋白增加率，當(dāng)然，具體機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究。

2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

2.5.1 固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料551H

在前期確定各種因素的最高與最低水平(發(fā)酵時(shí)間12～24 h，固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值1.5～4，發(fā)酵溫度25～32 ℃，接種量3%～15%)下，進(jìn)行如表2 所示的響應(yīng)面試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)該試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析（表3）發(fā)現(xiàn)，在所構(gòu)造的二次模型中，一次項(xiàng)t、R、T、I 及二次項(xiàng)T×T、t×t、R×R及模型整體均較為顯著（P＜0.01），且模型的失擬項(xiàng)（P＞0.05）不顯著，該模型可在各因素的水平范圍內(nèi)應(yīng)用于酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料551H 工藝。通過(guò)擬合并估計(jì)出二次響應(yīng)面回歸模型各顯著項(xiàng)的系數(shù)，并進(jìn)行蛋白含量及增加率最高時(shí)的最佳工藝參數(shù)預(yù)測(cè)，其結(jié)果為：發(fā)酵時(shí)間24 h、固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值2.75、發(fā)酵溫度32 ℃、接種量3%，此時(shí)有較高的蛋白含量（22.79%）及其增加率（8.78%）。

表2 酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料551H響應(yīng)面設(shè)計(jì)與結(jié)果

表3 酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料551H優(yōu)化試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

2.5.2 固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料552H

在前期確定各種因素的最高與最低水平(發(fā)酵時(shí)間12～40 h，固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值1.5～4，發(fā)酵溫度25～30 ℃，接種量3%～15%)下，進(jìn)行如表4 所示的響應(yīng)面試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)該試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析（表5）發(fā)現(xiàn)，在所構(gòu)造的二次模型中，一次項(xiàng)t、R、T、I及二次項(xiàng)t×t、T×T、R×R 及模型整體均較為顯著（P＜0.01），且模型的失擬項(xiàng)（P＞0.05）不顯著，該模型可在各因素的水平范圍內(nèi)應(yīng)用于酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料552H工藝。通過(guò)擬合并估計(jì)出二次響應(yīng)面回歸模型各顯著項(xiàng)的系數(shù)，并進(jìn)行蛋白含量及增加率最高時(shí)的最佳工藝參數(shù)預(yù)測(cè)，其結(jié)果為：發(fā)酵時(shí)間40 h、固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值2.125、發(fā)酵溫度27.5 ℃、接種量3%，此時(shí)有較高的蛋白含量（21.40%）及其增加率（11.05%）。

表4 酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料552H響應(yīng)面設(shè)計(jì)與結(jié)果

表5 酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料552H優(yōu)化試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

表6 驗(yàn)證試驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

2.5.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)經(jīng)過(guò)響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)所獲得的模型及其預(yù)測(cè)的最佳工藝條件的可靠性，在最佳工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，并重復(fù)5 次，結(jié)果及統(tǒng)計(jì)分析如表6所示：對(duì)于酵母固態(tài)發(fā)酵551H及552H，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果差異性均不顯著（P＞0.05）,因此，模型預(yù)測(cè)的最佳工藝參數(shù)適合實(shí)際應(yīng)用。

3 結(jié)論

對(duì)于酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料551H 及552H的發(fā)酵時(shí)間、固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值、發(fā)酵溫度、接種量等工藝參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，得到如下結(jié)論：

①在前期各因素對(duì)于固態(tài)發(fā)酵的影響試驗(yàn)中，發(fā)酵時(shí)間、固態(tài)培養(yǎng)基組成、發(fā)酵溫度、接種量以及固態(tài)培養(yǎng)基的種類顯著影響著酵母對(duì)于這兩種飼料固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)品的蛋白含量及其增加率。

②對(duì)于固態(tài)發(fā)酵551H，確定各種因素的最高與最低水平為發(fā)酵時(shí)間12～24 h、固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值1.5～4、發(fā)酵溫度25～32 ℃、接種量3%～15%；對(duì)于固態(tài)發(fā)酵552H，確定各種因素的最高與最低水平為發(fā)酵時(shí)間12～40 h，固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值1.5～4，發(fā)酵溫度25～30 ℃，接種量3%～15%。

③通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)分析得到可靠性較高的二次響應(yīng)面回歸模型，并預(yù)測(cè)最佳工藝參數(shù)：對(duì)于固態(tài)發(fā)酵551H，發(fā)酵時(shí)間24 h，固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值2.75，發(fā)酵溫度32 ℃，接種量3%；對(duì)于固態(tài)發(fā)酵552H，發(fā)酵時(shí)間40 h，固態(tài)培養(yǎng)基組成/固液比值2.125，發(fā)酵溫度27.5 ℃，接種量3%，驗(yàn)證試驗(yàn)證明該參數(shù)可行。

因此，該研究結(jié)果將為工業(yè)化酵母固態(tài)發(fā)酵仔豬配合飼料的工藝提供試驗(yàn)與理論支撐，但是仍需要進(jìn)行放大試驗(yàn)、中試等進(jìn)一步研究，以更好地應(yīng)用實(shí)際生產(chǎn)。