白腐真菌发酵玉米秸秆饲料的工艺研究

■王巍杰 贾瑞雪 常丽新

(河北联合大学生命科学学院，河北唐山063000）

我国是农业大国，农作物资源十分丰富，作物秸秆中65%～80%干物质能够向动物提供能量[1]，秸秆饲料是发展畜牧业的重要饲料资源[2]，但秸秆中粗纤维含量高，饲料适口性差，影响动物的正常吸收消化[3]。本文研究采用白腐真菌发酵制备玉米秸秆饲料的工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米秸秆：清洗、干燥、粉碎。

白腐菌：由河北联合大学生命科学学院实验室提供。

培养基：马铃薯-葡萄糖琼脂培养基（PDA）；扩大培养基(马铃薯培养基无琼脂)。

葡萄糖、氯化钠、磷酸氢二钾和浓硫酸均为分析纯。

1.2 仪器与设备

FA1004电子天平；HH-S型数显恒温水浴锅；101-1AB型电热鼓风干燥箱；8HZ-92A型气浴恒温振荡器；康达多功能食品粉碎机KDF-2311型。

1.3 方法

1.3.1 酶活力测定

白腐真菌降解秸秆纤维素活力的测定方法采用DNS法，按费尚芬等[4]方法测定酶活。

1.3.2 产糖量测定方法

还原糖含量测定采用DNS(3,5-二硝基水杨酸)法[5],在0.2～1.2 mg/ml范围内，葡萄糖线性方程Y=0.775X-0.054 7(n=6，r=0.999 7)。

1.3.3 含氮量和粗纤维测定方法

采用凯氏定氮方法；粗纤维采用酸性洗涤剂法[5]。

2 结果与分析

2.1 发酵时间对白腐真菌发酵玉米秸秆酶活的影响

准确称取4%磷酸氢二钾、5%氯化钠，添加适量固液比玉米秸秆，接种相同适量白腐真菌液，控制相同温度和pH值，分别测定不同时间24、48、72、96、120、144 h白腐真菌酶活力，试验结果见图1，结果显示：在发酵时间24～144 h内，随着发酵时间的增长，白腐真菌酶活逐渐增加，当培养至96 h时，酶活达到最大值，随后随着发酵时间的逐渐增长纤维素酶活逐渐降低,因此,确定正交试验的发酵时间为72、96 h和120 h。

2.2 温度对白腐真菌发酵玉米秸秆酶活的影响

准确称取4%磷酸氢二钾、5%氯化钠，添加适量固液比玉米秸秆，接种相同适宜白腐真菌液和pH值，分别在20、25、30、35、40 ℃的恒温培养箱中培养96 h测定白腐真菌酶活力，试验结果见图2，在温度20～40℃范围内，随着温度逐渐增加，酶活逐渐增加，当温度30℃时酶活最大，为12.23 U/g,随后随着温度升高，酶活逐渐降低，因此，确定正交试验发酵温度为25、30℃和35℃。

图1 发酵时间对白腐真菌发酵玉米秸秆酶活的影响

图2 温度对白腐真菌发酵玉米秸秆酶活的影响

2.3 pH值对白腐真菌发酵玉米秸秆酶活的影响

准确称取4%磷酸氢二钾、5%氯化钠，添加适量固液比玉米秸秆，接种相同适量白腐真菌液，分别在不同pH值6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0恒温30 ℃培养箱中培养96 h测定酶活力,实验结果见图3，pH值在6.5～9.0范围内，随着pH值增加白腐真菌酶活呈逐渐上升趋势，pH值8.0酶活最大为11.97 U/g，随后酶活逐渐降低，确定正交试验pH值为7.5、8.0和8.5。

2.4 固液比对白腐真菌发酵玉米秸秆酶活的影响

准确称取4%磷酸氢二钾、5%氯化钠，接种相同适量白腐真菌液，分别测定不同玉米秸秆固液比1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30在pH值8.0恒温30 ℃培养箱中培养96 h的酶活力，试验结果如图4所示，结果表明，在固液比1∶10～1∶30范围内，随着固液比的增加，酶活呈增加趋势，固液比1∶20时酶活最大，为8.32 U/g,随后酶活逐渐降低，因此，确定正交试验固液比为1∶15、1∶20和1∶25。

图3 pH值对白腐真菌发酵玉米秸秆酶活的影响

图4 固液比对白腐真菌发酵玉米秸秆酶活的影响

2.5 正交试验优化白腐真菌发酵玉米秸秆制备饲料的工艺

设计L9（34）正交试验，以白腐真菌酶活为考察指标，考察时间、温度、pH值和固液比对白腐真菌降解纤维素制备秸秆饲料的影响，因素与水平、正交试验结果和方差分析见表1～表3。

表1 正交试验因素与水平

表2 正交试验结果

表3 方差分析

由表2和表3可知，以酶活为考察指标，白腐真菌降解秸秆纤维素的影响程度顺序为B＞A＞D＞C，其中B影响显著，最佳组合为A1B2C3D1，即最佳条件：发酵时间72 h、温度30℃、pH值8.5和固液比1∶15。

2.6 白腐真菌发酵对玉米秸秆成分的影响

在2.5节确定的最佳工艺条件下制备玉米秸秆饲料，分别测定发酵前后纤维素含量、还原糖含量和蛋白含量，试验结果见表4，分析表4可知，还原糖含量增加13.78个百分点，粗蛋白含量增加3.98个百分点，粗纤维含量降低13.91个百分点。

表4 白腐真菌发酵对玉米秸秆成分的影响

3 结论

采用白腐真菌降解玉米秸秆制备饲料，以降解纤维素酶活为考察指标，通过L93(4)正交试验确定玉米秸秆饲料发酵最佳工艺条件发酵时间72 h、温度30℃、pH值8.5和固液比1∶15。秸秆饲料中粗纤维还原糖含量增加13.77个百分点，粗蛋白含量增加3.98个百分点，粗纤维含量降低13.91个百分点。