利用菠萝皮渣混菌发酵生产高蛋白质生物饲料的研究

广西卫生职业技术学院 张 健

优质蛋白质饲料紧缺是制约畜牧业发展的主要因素之一，开发利用非食用资源、废弃资源和低消化性饲料，通过微生物发酵生产蛋白质是解决蛋白质饲料短缺问题的最好途径 （郑锐东，2011；何海燕和覃拥灵，2007）。菠萝是我国南方重要的水果资源，菠萝皮渣是菠萝加工产生的副产物，占全果重量的50% ～60%（苑艳辉，2005），大量废弃的菠萝皮渣在腐烂变质的过程中给环境造成了严重的污染，因此，研究菠萝皮渣混菌发酵生产高蛋白生物饲料具有一定的社会价值和经济效益。

1 材料和方法

1.1 菌种 绿色木霉（Trichoderma viride）、啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）均为实验室保藏。

1.2 材料与试剂 菠萝皮渣，取自市售菠萝加工废弃物，烘干，粉碎过10目筛备用；花生饼粉为市售；其余试剂均为分析纯。

1.3 培养基 斜面培养基：PDA培养基、麦芽汁琼脂培养基均参照周德庆（2006）配制。

酵母种子培养基:麦芽汁培养基。

固体发酵培养基:粉碎菠萝皮渣1000 g，另加入花生饼粉 100 g，（NH4）2SO430 g， KH2PO45 g，MgSO4·7H2O 5 g，料水比为 1∶0.5。

1.4 主要仪器 太仓DHZ-DA全温度振荡培养箱、上海楚定SPX-150型生化培养箱、上海海康FA214电子分析天平、杭州汇尔YXQ-LS-100SII型全自动数显立式高压蒸汽灭菌器 、杭州汇尔DGX-8243B型高温恒温鼓风干燥箱、凯氏定氮仪。

1.5 方法

1.5.1 菌株活化 无菌条件下将保藏菌种转接至斜面培养基，28℃培养72 h复苏菌种。

1.5.2 酵母种子扩大培养 取活化后的酵母斜面菌种转接到种子培养基，28℃、180 r/min培养36 h。

1.5.3 固体发酵 灭菌固体培养基冷却后接入约1 cm×1 cm PDA斜面培养物，30℃发酵48 h后接入酵母，接种量为10%，进行混合菌种发酵。

1.5.4 测定方法 发酵产物的蛋白质含量以凯氏定氮法进行测定（王秀奇，2011）。

1.5.5 发酵条件优化 选取硫酸铵添加量、料水比、酵母接种量、混菌发酵温度、混菌发酵时间5个因素设计正交试验，研究发酵条件的最优化组合。试验采用L25（56）的正交设计方法，正交试验因素与水平见表1。

表1 因素与水平

2 结果及分析

正交试验结果与极差分析结果见表2。

表2 正交试验结果及极差分析

由表2可知，RD>RC>RE>RB>RA，即各因素对发酵产物粗蛋白质含量影响的主次顺序依次为：发酵温度、酵母接种量、发酵时间、料水比、硫酸铵添加量；最佳发酵条件组合是A2B1C3D4E5，即硫酸铵添加量3%，料水比1∶0.3，酵母接种量15%，发酵温度33℃，发酵时间108 h。根据此最优发酵组合做六平行三重复追加试验，结果见表3。由表3可见，在优化发酵条件下，发酵产物粗蛋白质含量为26.98%，是发酵前粗蛋白质含量 （4.73%）的5.70倍。

由表4可知，在试验设计的5个因素中，发酵温度和发酵时间两个因素对发酵产物粗蛋白质含量有显著影响。

表4 正交试验方差分析结果

3 结论

本研究通过正交试验设计，确定以菠萝皮渣混菌发酵生产高蛋白质生物饲料的最佳发酵培养基组成为：粉碎菠萝皮渣1000 g，另加入花生饼粉100 g，（NH4）2SO430 g，KH2PO45 g ，MgSO4·7H2O 5 g，料水比为1∶0.3；最优发酵工艺为：酵母接种量15%，发酵温度33℃、发酵时间108 h；在此发酵条件下，发酵产物的粗蛋白质含量达26.98%，是未发酵前粗蛋白质含量（4.73%）的5.70倍。

[1]何海燕，覃拥灵.利用甘蔗糖蜜生产饲料酵母发酵条件的研究[J].中国饲料，2007，7：38 ～ 41.

[2]苑艳辉.菠萝皮的综合利用[J].食品与发酵工业，2005，31（2）：145 ～147.

[3]王秀奇.基础生物化学实验（第二版）[M].北京：高等教育出社，2011.113～121.

[4]郑锐东.微生物混合发酵产SCP饲料研究进展[J].江西农业学报，2011，23（4）：133～135.

[5]周德庆.微生物学实验教程 （第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006.371～372.