发酵苹果渣生产菌体蛋白饲料工艺的研究

果品深加工每年排放苹果废渣几百万t，除少量直接利用外，绝大部分因为水分含量高（80%左右）、蛋白质含量低（干基中约5%）、营养价值低、不易保存而被遗弃，严重污染环境，同时又是纤维素资源的浪费[1-2]。

利用微生物发酵苹果渣转化为高蛋白饲料能够变废为宝，提高蛋白质含量，而且避免了二次排渣，从而减少果渣利用时的二次环境污染。

利用微生物发酵苹果渣生产蛋白饲料不仅解决了长期困扰果汁加工企业的环境问题，而且为畜牧业的发展提供了蛋白资源[3]。

大量的试验证明，发酵后的果渣不仅蛋白质含量有了显著的提高，而且含有丰富的氨基酸等营养成分，具有良好的饲用价值。

因此，试验对利用苹果渣为主要原料发酵生产蛋白饲料的适宜条件进行了研究。

1材料与方法1.1试验材料1.1.1菌种经试验筛选的热带假丝酵母菌、啤酒酵母菌等：新疆农业大学食品科学学院微生物实验室提供。

1.1.2发酵原料苹果渣：鲜苹果选用阿克苏红富士，经榨汁机压榨取其果渣后干燥（温度为60℃~65℃），再用粉碎机粉碎、过筛、冷藏。

1.1.3主要试验仪器生化培养箱（LRH-250）：上海一恒科技有限公司；振荡培养箱（HZQ-F）：哈尔滨东明医疗器械厂；洁净工作台（CJ-B）：北京冠鹏净化设备有限公司；分析天平（FA2004）：上海精科天平；电热鼓风干燥箱（DHG-9023A）：上海精宏公司。

1.2试验方法1.2.1菌种培养斜面培养：采用麦芽汁琼脂培养基和PDA固体斜面培养基。

其中，前者用于啤酒酵母菌的活化，后者用于活化黑曲霉菌及热带假丝酵母菌，均在28℃~30℃培养3d。

糖化菌种曲培养：以麦麸为原料，制成三角瓶固体扩大菌种，27℃~29℃培养3d，直至孢子成熟为止，备用。

发酵菌种子培养：热带假丝酵母液体菌种培养：10°P 麦芽汁（经糖化、过滤）为培养基，接种斜面菌种后小三角瓶摇床在25℃~27℃、100r/min~150r/min振荡培养24h备用。

啤酒酵母液体菌种培养：10°P麦芽汁（经糖化、过滤）为培养基，接种斜面菌种，小三角瓶摇床25℃~27℃、100r/min~150r/min振荡培养24h备用。

1.2.2发酵工艺流程的确定工艺流程：苹果→苹果渣→配料→蒸料→冷却→黑曲霉培养→果胶酶→糖化，液化→灭菌→冷却→接种单种或混合种→固态发酵→发酵产物发酵苹果渣生产菌体蛋白饲料工艺的研究武运，李焕荣，陶咏霞，李仙，古丽娜孜（新疆农业大学食品科学学院，新疆乌鲁木齐830052）摘要：以热带假丝酵母菌和啤酒酵母菌为发酵剂，研究了发酵果渣生产菌体蛋白饲料的影响条件，混合菌种发酵生产的蛋白质含量优于单菌发酵，加入氮源处理较无氮源处理的蛋白质含量高。

发酵初步确定了果渣固态发酵的适宜条件，即发酵温度为32℃，物料质量比（果渣:麸皮）为85∶15（水分含量在660g/kg），发酵料投放量为100g,采用自然pH值，发酵周期为60h左右。

发酵产品的粗蛋白含量由20.10%提高到29.30%，粗脂肪和灰分含量也大幅提高，营养价值得到了全面改善。

关键词：苹果渣；菌体蛋白饲料；发酵条件中图分类号：TQ920.9文献标识码：A文章编号：0254－5071（2009）01-0083-04Fermentation conditions of cell protein feed produced by apple pomaceWU Yun,LI Huanrong,TAO Yongxia,LI Xian,GULINAZI(College of Food Sicence,Xinjiang Agricultrue University,Urumchi,830052,China)Abstract:The production conditions of cell protein feed from pomace were studied using Candida tropicalis and Sacchromyces cerevisiae as starters. The yield of protein by mixed strains was higher than one by single-strain fermentation and the protein.content was enhanced by adding nitrogen source compared to one without nitrogen source.The optimal conditions of solid-state fermentation were determined as followed:fermentation tem-perature32℃,materials mass ratio(pomace:bran)85:15(moisture content660g/kg),the content of fermented materials100g,natural pH,fermenta-tion period60h.Under these optimal conditions,the crude protein content of product was increased from20.10%to29.30%,and the fat and ash con-tent were also greatly enhanced.Consequently,the nutrition of product were improved.Key words:apple pomace;cell protein feed;fermentation conditions收稿日期：2008-09-27基金项目：自治区科技攻关（含重大专项）重点项目（200731136）作者简介：武运（1965-），女，副教授，主要从事食品生物技术的研究与教学工作。

1.2.3测定方法干物质：常压烘箱干燥法（GB/T 14769-93）；粗蛋白：半微量凯氏定氮法（GB/T 14771-93）；碳水化合物：酸水解、斐林氏容量法（GB 5009.9-85、GB 5009.7-85）；粗灰分：重量法（GB 6438-86）。

2结果与分析2.1干果渣的主要成分对干苹果渣进行理化指标分析，其主要成分为粗蛋白20.10%、粗纤维16.03%、粗脂肪6.01%、粗灰分5.33%、水分10.20%、无氮浸出物61.67%、总酸（以乙酸计）1.11%。

2.2发酵工艺的优化2.2.1热带假丝酵母菌接种量的确定在100g 苹果渣培养基中分别接入0.5%~2%的热带假丝酵母菌，培养48h 后测定蛋白质含量，结果见图1。

由图1可知，热带假丝酵母菌接种量为2%时，蛋白质含量最高。

2.2.2啤酒酵母菌接种量的确定以啤酒酵母菌发酵苹果渣在30℃培养48h 后，测发酵产物蛋白质含量。

结果（图2）表明，随着接种量的增加，发酵产物蛋白质含量提高。

2.32种菌混合接种比例的确定100g 苹果渣固体培养基分别按热带假丝酵母菌∶啤酒酵母菌为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1的比例混合，2菌种单独培养后分别接种，总接种量取4%。

在28℃发酵48h ，测出发酵产物的蛋白质含量。

料水比取10:8，pH 值自然，发酵时间48h ，料层厚度10mm 。

生物量生长情况表明，在接种比例为4:1和5:1的培养基中微生物生长速度和产物性状均较好；接种比例为1:1的培养基中微生物的生长速度较慢；接种比例为2:1和3:1的培养基中菌丝生长虽快但产生孢子的速度也快，产物发出霉味，品质较差。

固体发酵试验产物粗蛋白含量测定结果进一步说明，随着热带假丝酵母菌接种量的增大，产物的粗蛋白含量相应增加，但当接种比例低于4:1后，发酵产物的粗蛋白含量开始降低。

综合2种试验的结果，最佳接种比例为4:1~5:1。

固体发酵粗蛋白含量的测定结果见图3。

2.4料水比对产物粗蛋白含量的影响接种比例5:1，接种量按4%，pH 值自然，发酵时间48h ，料层厚度10mm ，料水比取10:5、10:6、10:7、10:8、10:9和10:10，进行固体发酵试验。

然后测定发酵产物的粗蛋白含量，结果见图4。

试验结果表明，合适的料水比为10:7~10:8。

2.5pH 值对产物粗蛋白含量的影响图2啤酒酵母菌接种量对产物蛋白质含量的影响Figure 2.Efffect of S.cerevisiae inoculum on the protein content ofproduct图1热带假丝酵母菌接种量对产物蛋白质含量的影响Figure 1.Efffect of C.tropicalis inoculum on the protein content ofproduct图3混合菌种比对发酵物蛋白质含量的影响Figure 3.Effect of mixed strains ration on the protein content ofproduct图4料水比对产物蛋白质含量的影响Figure 4.Effect of the ratio of material and water on the proteincontent of product生物量生长情况表明：在接种比例为5:1、料水比取10:8、发酵时间48h、料层厚度10mm、pH值分别调整为3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0进行固态发酵试验，测定产物的粗蛋白含量，结果（图5）可以看出，pH值为6.0~7.0时，发酵产物粗蛋白含量较高。

试验中采用原料的pH值为6.0左右，所以不用调整pH值。

2.6发酵时间对产物粗蛋白含量的影响接种比例按5:1，接种量按4%，料水比取10:8，pH值自然，料层厚度10mm，时间设定为12h、24h、36h、48h、60h，进行固体发酵试验。

测定产物的粗蛋白含量，结果（图6）可以看出，发酵时间以60h最好。

但是，考虑到在生产中，发酵完成干燥前需要一定的时间，为提高设备的利用率、缩短生产周期、降低生产成本，避免杂菌污染，所以发酵时间以24h~48h为宜。

2.7料层厚度对产物粗蛋白含量的影响接种比例按5:1，接种量按4%，料水比取10:8，pH值自然，发酵时间48h，料层厚度设定为10mm、15mm、20mm、30mm、40mm，进行生物量观察和静置固体发酵试验。

分析发酵产物的品质，测定粗蛋白含量，结果（图7）可以看出，随着料层厚度的增加，菌种的生长速度减慢，产物的品质变差，当料厚＞30mm后，产物出现异味。

固体发酵试验结果也表明，当料厚＞30mm后，发酵产物的粗蛋白含量明显下降。