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复合菌发酵生产生物饲料工艺条件的研究

2016-09-07 22:33:18      点击:

复合菌生物饲料包括几个微生物群:酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌以及双岐杆菌等。这种微生物群在生命活动中发作的多种酶,如淀粉酶、胃蛋白酶等,将饲猜中的淀粉、蛋白质等大分子有机物质降解为小分子的单糖、双糖、各种氨基酸及别的养分物质,使畜禽更易于吸收。

植物乳杆菌是一种多见于面包、肉类及很多蔬菜发酵成品中的乳酸菌,能经过胃并定植于肠道体现有利效果。它对肠道微生物有首要影响,在食物发酵和工业乳酸发酵范畴有着广泛的运用。酵母是一类构造简略的真菌类微生物,广泛运用于食物和饲料工业。一些科学研讨发现,酵母菌或其获取的甘露糖蛋白具有显着非特异性免疫调节和养分功用。腐植酸钠作为一种新式的饲料增加剂广泛运用于饲料工业。本实验以玉米皮、棉籽粕、玉米粉、麸皮、稻壳和糖蜜为质料制造培育基,以植物乳杆菌与酵母菌为发酵菌种,经过探究发酵产品中的活菌数来研讨复合菌生物饲料发酵的最适条件。

1资料与办法

1.1 资料

1.1.1 菌种

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),由北京和美科盛生物技能有限公司保留并供应。酵母菌由内蒙古斯隆生物技能有限责任公司保留与供应。

1.1.2 质料

玉米皮、棉籽粕、玉米粉、麸皮、稻壳和糖蜜由内蒙古斯隆生物技能有限责任公司供应。腐植酸钠由内蒙古永业生物技能有限责任公司供应。

1.1.3 培育基

MRS液体培育基(1L):蛋白胨10g,牛肉膏5g,酵母粉4g,葡萄糖20g,吐温-801g,磷酸氢二钾2g,柠檬酸氢二氨2g,乙酸钠5g,硫酸镁0.2g,硫酸锰0.05g,蒸馏水1000ml。植物乳杆菌斜面培育基(1L):在MRS液体培育基的根底上加2%琼脂粉,在温度121℃条件下灭菌15min。酵母菌培育基:麦芽汁培育基和麦芽汁琼脂培育基购自广东环凯微生物科技有限公司。质料发酵培育基(1kg):玉米皮350g,棉籽粕80g,玉米粉100g,麸皮170g,稻壳200g,糖蜜100g。

1.1.4 仪器

恒温培育箱、恒温振动器、超净作业台、剖析天平(感量0.0001g)、粉碎机和蒸汽灭菌锅等。

1.2 办法

1.2.1 菌种的活化及种子液的制备

植物乳杆菌:将冷冻保留的菌种接种于MRS斜面培育基中,37℃静置培育48h;待构成菌落后挑取单个菌落接种于MRS液体培育基中,在温度37℃条件下培育24h,即得种子液。

酵母菌:将冷冻保留的菌种接种于麦芽汁琼脂斜面培育基中,32℃静置培育48h,待构成菌落后挑取单个菌落接种于麦芽汁液体培育基中,在温度32℃条件下振动培育24h,即得种子液。

1.2.2 实验计划

1.2.2.1 菌种份额的优化

在根底培育基不变的条件下,设置植物乳杆菌和酵母菌不相同的菌种份额,别离为1︰9、3︰7、1︰1、7︰3和9︰1,别的发酵条件一同,终究装入标准为250ml的锥形瓶中进行固态发酵,发酵36h后经过测定发酵产品中的活菌数来断定最好菌种份额。

1.2.2.2 装料量的优化

在根底培育基不变的条件下,设置不相同的装料量,别离为30、40、50、60和70g,别的发酵条件一同,终究装入标准为250ml的锥形瓶中进行固态发酵,发酵36h后测定发酵产品中活菌数,以断定最好装料量。

1.2.2.3 发酵底物含水量的优化

在根底培育基不变的条件下,设置发酵底物不相同的含水量,别离为40%、45%、50%、55%和60%,别的发酵条件一同,终究装入标准为250ml的锥形瓶中进行固态发酵,发酵36h后经过测定发酵产品中的活菌数来断定发酵底物的最好含水量。

1.2.2.4 发酵温度的优化

在根底培育基不变的条件下,设置不相同的发酵温度,别离为26、30、34、38和42℃,别的发酵条件一同,终究装入标准为250ml的锥形瓶中进行固态发酵,发酵36h后经过测定发酵产品中的活菌数来断定发酵的最好温度。

1.2.2.5 发酵菌种接种量的优化

在根底培育基不变的条件下,设置不相同的菌种接种量,别离为6%、8%、10%、12%和14%,别的发酵条件一同,终究装入标准为250ml的锥形瓶中进行固态发酵,发酵36h后经过测定发酵产品中的活菌数来断定菌种的最好接种量。

1.2.2.6 腐植酸钠增加量的优化

在根底培育基不变的条件下,设置腐植酸钠不相同的增加量,别离为2%、4%、6%、8%和10%,别的发酵条件一同,终究装入标准为250ml的锥形瓶中进行固态发酵,发酵36h后经过测定发酵产品中的活菌数来断定发酵底物的最好腐植酸钠增加量。

1.2.3 剖析办法

活菌数的测定:称取5g发酵产品溶于45ml灭菌的生理盐水中,振动混匀,静置,汲取上清液别离进行乳酸菌和酵母菌活菌数的测定,选用平皿稀释涂布计数法。

2效果与谈论

2.1 菌种份额的优化

植物乳杆菌和酵母菌别离以不相同的接种份额发酵生物饲料,其产品中活菌数的效果见图1。

【技术】复合菌发酵生产生物饲料工艺条件的研究(图三)

(图三)

图1    不相同菌种份额对发酵产品中活菌数的影响

从图1 能够看出,植物乳杆菌和酵母菌以1︰1的份额混合发酵时,产品中两种菌的活菌数最高,酵母菌为10×108 cfu/g,植物乳杆菌的活菌数为17.4×108 cfu/g。植物乳杆菌与酵母菌复合发

酵,酵母菌为兼性厌氧菌,植物乳杆菌为厌氧菌,发酵刚开端时酵母菌运用发酵底物中的氧气敏捷成长;当氧气耗费完后植物乳杆菌很多繁衍,发作的很多乳酸使发酵底物中的pH 值下降,酵母菌的成长遭到限制。所以,这两种菌一同发酵后产品中的植物乳杆菌的活菌数比酵母菌的高。

2.2 装料量的优化

不相同装料量对发酵产品中两种菌的活菌数的影响见图2。

【技术】复合菌发酵生产生物饲料工艺条件的研究(图四)

(图四)

图2   不相同装料量对发酵产品中活菌数的影响

由图2能够看出,在250ml的锥形瓶中,装料量为50g时,产品中植物乳杆菌的活菌数最高,达15.8×108 cfu/g。装料量为40g时,酵母菌的活菌数最高,达9×108 cfu/g;但植物乳杆菌的活菌数是悉数组中最低的。在50、40g装料量条件下产品中酵母菌的活菌数别离为7.2×108 和9×108 cfu/g。

归纳两种菌的成长状况,得出最优装料量为50g。装料量直接影响了发酵底物的厚度。底物厚度小,菌体与空气充沛触摸,合适酵母菌的成长;底物厚度大,底部的菌体很难与空气触摸,氧气少,合适植物乳杆菌成长。

2.3 发酵底物水分含量的优化

微生物在发酵进程中需求有适合的水分。发酵底物环境中的水分直接影响微生物的成长状况。发酵底物中不相同的水分含量对发酵产品中活菌数的影响见图3。

【技术】复合菌发酵生产生物饲料工艺条件的研究(图五)

(图五)

图3   发酵底物水分含量对发酵产品中活菌数的影响

从图3能够看出,发酵底物水分为50%时,发酵产品中植物乳杆菌的活菌数最高,达17.3×108 cfu/g。发酵底物中水分为45%和50%时,酵母菌的活菌数别离为14.3 × 108 、14×108 cfu/g,与别的各组对比均抵达较高水平。归纳两种菌的成长状况,得动身酵底物中的水分为50%时最优。

2.4 发酵温度的优化

发酵温度对发酵产品中活菌数的影响见图4。

【技术】复合菌发酵生产生物饲料工艺条件的研究(图六)

(图六)

图4   不相同发酵温度对发酵产品中活菌数的影响

从图4能够看出,发酵温度为34、38和42℃时,植物乳杆菌的活菌数较高,但酵母菌的成长遭到按捺;相反,在较低温度26℃时酵母菌的成长优于植物乳杆菌。归纳思考两种菌成长的状况,在34℃时植物乳杆菌数量最高,抵达18.2×108 cfu/g,酵母菌也抵达最高水平11.4×108 cfu/g。因而,挑选34℃为最好发酵温度。温度是影响微生物成长和存活的要害因素,微生物在最适的温度条件下才干成长得最好。温度过高会使微生物菌体中的蛋白质变性或遭到不相同程度的损坏,下降微生物的繁衍速度;温度过低又按捺了酶的活性,蛋白质的组成速度遭到限制,也影响微生物的成长繁衍。

2.5 发酵菌种接种量的优化

植物乳杆菌和酵母菌的接种量对发酵产品中活菌数的影响见图5。

【技术】复合菌发酵生产生物饲料工艺条件的研究(图七)

(图七)

图5   不相同接种量对发酵产品中活菌数的影响

从图5中能够看出,接种量为10% 时,发酵产品中植物乳杆菌和酵母菌的活菌数都抵达最高,别离为17.1×108 和14.0×108 cfu/g 。接种量为14%组和10%组的植物乳杆菌数活菌数相差不大,但酵母菌数14%组显着低于别的各组。因而,归纳思考两种菌的成长状况,且为了下降出产本钱,挑选最优接种量为10%。

2.6 腐植酸钠增加量的优化

腐植酸钠不相同增加量对发酵产品中活菌数的影响见图6。

【技术】复合菌发酵生产生物饲料工艺条件的研究(图八)

(图八)

图6   腐植酸钠对发酵产品中活菌数的影响

从图6能够看出,腐植酸钠增加量为2% 时,发酵产品中的植物乳杆菌和酵母菌的活菌数含量最高,别离为17.59×108 和8.84×108 cfu/g,均高于腐植酸钠0%组。增加4%、6%和8%的腐植酸钠组,发酵产品中两种菌的活菌数均低于0%组。阐明腐植酸钠含量过高或许按捺了这两种菌的成长。

由此可见,腐植酸钠的增加量对微生物的成长影响很大,本实验腐植酸钠最合适的增加量为2%。腐植酸钠对细菌、酵母菌及放线菌有影响成长、推进繁衍、加快推陈出新的效果。腐植酸作为增效剂在酿酒工业上能推进酵母细胞的繁衍,进步酒母的出产才干,阐明增加必定量的腐植酸钠能够推进微生物的成长。

3小  结

(1)玉米皮、棉籽粕、玉米粉、麸皮、稻壳和糖蜜等发酵质料断定后,菌种的份额、装料量、发酵底物水分含量、发酵温度、接种量和腐植酸钠增加量等发酵条件的优化是进步产品中益生菌数的首要因素。

(2)本实验得出复合菌生物饲料的最好发酵技术条件为:植物乳杆菌和酵母菌的接种份额为1︰1,装料量50g,发酵底物含水量50%,发酵温度34℃,接种量10%,腐植酸钠增加量2%。在此条件下的复合菌生物饲猜中含有植物乳杆菌17.59×108 cfu/g,酵母菌8.84×108 cf/g。

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