米曲霉固态发酵对木薯渣蛋白质含量的影响研究

徐高骁， 王士长， 裴亚玲

（1.南宁学院，广西南宁 530200；2.广西大学，广西南宁 530003；3.河南牧业经济学院，河南郑州 450000）

我国的木薯产区十分广阔，主要位于华南地区的广西、广东等省。目前，广西年产木薯900多万吨，主要用于制取木薯淀粉，随之而来的就是产生大量的木薯渣废弃物。唐庆凤等（2016）和吴端钦等（2015）指出，在木薯渣中非氮化合物的含量可以高达78.7%，是很好的碳源，而其粗蛋白质含量很低。 Ren（2015）和 Daniel（2005）研究认为，木薯渣蛋白质中氨基酸组成又极不平衡，直接用来喂养禽畜效果差。因此大量的木薯渣无法被利用，形成了极大的浪费。本试验以木薯渣为碳源，加入少量的无机氮源，利用米曲霉固态发酵，将木薯渣转化为蛋白质饲料，达到开发新的饲料，有效利用木薯废弃物的目的。

1 材料和方法

1.1 试验材料 米曲霉、木薯渣和玉米粉均由南宁学院实验室提供。米曲霉液体培养基：马铃薯提取液500 mL+葡萄糖10 g，加热混匀。马铃薯提取液的制作方法：100 g马铃薯带皮洗干净后切碎＋2000 mL蒸馏水→煮沸45 min→稠状→5层纱布过滤→取滤液。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 本试验研究影响木薯渣发酵的底物含水量、发酵时间、米曲霉接种比例、添加硝酸铵比例四个因素，并且每个因素下设三个水平。即采取3水平4因素正交试验设计，共9个试验组，每组设3个重复。每组重100 g，每组添加5﹪玉米粉（即5 g）作为米曲霉的营养物质和不同比例的硝酸铵作为氮源。

表1 正交试验因素及水平

从表2决定的试验方案可以看出，用正交表安排试验的两个特点，每个因素的各个不同水平在试验中出现了相同的次数；任何两个因素的各种不同水平的搭配，在试验中都出现了，并且出现了相同的次数。

1.2.2 测定方法 蛋白质的测定采用半微量凯式定氮法。

表2 固态发酵条件优化的正交试验安排表

2 试验结果

本试验采用极差法分析试验因素对正交结果的影响。极差即R值，是指每个因素的不同水平的试验结果间最大的差值。极差大小确定各因素对粗蛋白质含量影响的主次顺序。K值是指每一因素同一水平结果之和。其最大值选择因素的最佳水平，从而得出可能的最优的发酵木薯渣的工艺条件。

表3 固态发酵条件优化的正交试验粗蛋白质含量变化表

表4 粗蛋白质含量结果的极差分析

从图1中可见，木薯渣底物含水量的第二水平即55%，所得数值最大，为63.61%。

从图2中可见，木薯渣发酵时间为第二水平即6 d，所得数值最大，为61.56%。

图1 不同水分条件下，米曲霉发酵后木薯渣蛋白质含量曲线图

图2 不同时间下，米曲霉发酵后木薯渣蛋白质含量曲线图

从图3中可见，米曲霉接种比例为第三水平即3%，所得数值最大，为64.07%。

图3 不同接种比例下，米曲霉发酵后木薯渣蛋白质含量曲线图

从图4中可见，硝酸铵比例为第三水平即5%，所得数值最大，为67.63%。

图4 不同硝酸铵比例下，米曲霉发酵后木薯渣蛋白质含量曲线图

3 结果分析与讨论

在正交试验的极差分析中，同一因素下不同水平K值越大，表示该水平对调高粗蛋白质含量越有利。从表4中可见，木薯渣底物含水量的第二水平所得数值最大，为63.61%，说明底物含水量为55%时最有利于增加粗蛋白质的含量。发酵时间为第二水平即6 d、米曲霉接种比例为第三水平即5%、添加硝酸铵比例为第三水平即3%时所得的粗蛋白质含量之和均为最大。因此，为增加木薯渣粗蛋白质含量，米曲霉发酵木薯渣的较优工艺条件为底物含水量55%、发酵时间6 d、米曲霉接种比例5%、添加硝酸铵比例3%。

正交试验中各影响因素下极差R值越大，表示该因素对粗蛋白质含量的作用越大。由表4可知，在试验条件范围内，四个因素对木薯渣粗蛋白质含量提高的主次顺序为：米曲霉接种比例、底物含水量、硝酸铵比例、发酵时间。

参考文献

[1]吴端钦，张刚，张石蕊.木薯渣对生长肥育猪饲用价值的研究[J].中国畜牧兽医，2015，42（12）：3329 ～ 3245.

[2]唐庆凤，彭开屏，韦升菊，等.不同微生物添加剂组合固态发酵对木薯渣品质的影响[J].动物营养学报，2016，28（6）：1965 ～ 1974.

[3]Daniel S，Jean M P，Gilles T.饲料成分与营养价值表[M].北京：中国农业大学出版社，2005.

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