油茶籽干渣固态发酵生产单细胞蛋白菌种筛选
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大庆师范学院本科生毕业论文蛋白酶产生菌培养条件的条件优化院(部)、专业生命科学学院生物技术研究方向微生物学学生姓名朱琳学号200901122598指导教师姓名张亦婷2013年06月01日摘要采用大庆师范学院生命科学学院花园附近土壤、农田土壤及体育场附近土壤作为样品,并从中筛选分离并得到产蛋白酶能力较高的菌株,经过初步鉴定该菌株属芽孢杆菌。
通过对其产酶条件进行优化,结果显示该菌产酶最佳碳源为质量浓度15g/L的乳糖,最佳氮源为质量浓度20g/L的尿素,最适初始pH值为6.5,最适发酵温度为35℃。
关键词:菌种筛选;鉴定;蛋白酶;条件优化AbstractThe sewage treatment plant soil near east institute, soil and soil samples near farms .Using milk hydrolysis circle screening model separating screening in high ability get protease whr1 strains. Preliminary appraisal of the fungus belong to bacillus. After the optimization of the condition, the capability of whr1 was improved, the optimal condition is: carbon source is sucrose 15g/L; nitrogen source is Yeast extract 20g/L, the pH is 6.5; fermentation temperature is 35℃.Key words:Screening;Identified;Protease;Conditions optimization目录摘要 (1)Abstract (2)1 引言 ...........................................................................................................................................................2 材料与方法 (3)2.2.2 实验材料 (3)2.2.1 菌株筛选 (3)3.1 菌株筛选 (6)3.1.1 菌株的分离筛选 (6)2.3 条件优化 (7)2.3.1 不同碳源对产酶的影响 (7)2.3.3不同氮源对产酶的影响 (8)2.3.4 培养基不同初始pH值对产酶的影响 (9)2.3.5 不同温度对产酶的影响 (10)4 结论 (10)11 引言蛋白酶是催化蛋白质中肽键水解的酶,是一类广泛应用于皮革、毛皮、丝绸、医药、食品、酿造等方面的重要工业用酶,也是目前世界上产销量最大的商业酶,其市场占有率约占整个商品酶销售量的60%,微生物蛋白酶从微生物中提取,不受资源、环境和空间的限制,具有动物蛋白酶和植物蛋白酶所不可比拟的优越性。
马铃薯渣可造蛋白饲料
近日,哈尔滨工业大学科研人员在利用废弃马铃薯薯渣生产单细胞蛋白饲料的研究中取得可喜进展。
科研人员不仅筛选出生产细胞蛋白的优良菌种组合,还设计制定了利用马铃薯薯渣生产单细胞蛋白饲料的完整工艺路线。
薯渣加入汁水采用液态发酵生产细胞蛋白在国内外都是首次提出和应用。
我国年产马铃薯7000余万吨,加工淀粉剩余薯渣340多万吨。
薯渣中含有丰富的纤维素、半纤维素和粗蛋白物质,氨基酸组分齐全,菌体蛋白中的粗蛋白质含量高达40%~50%,具有良好的促畜禽生长效果,生物学价值优于植物蛋白饲料。
由于缺乏科学有效的处理技术,大量薯渣资源不能得到有效利用,淀粉生产过程中产生的薯渣和污水任意排放,也给环境造成严重污染。
哈尔滨工业大学生物工程研究所教授杨谦在国家自然科学基金和科技部科技支撑计划的支持下,从2004年开始带领课题组开展薯渣生产单细胞蛋白饲料的前期研究工作。
他们以马铃薯淀粉加工时废弃薯渣为主要原料,利用酵母等配制菌剂,通过生产单细胞蛋白菌株筛选组合方案,先后得到8株适用生产单细胞蛋白的高效菌株,通过中试试验确定生产单细胞蛋白的最佳发酵工艺条件,并制定了一套利用马铃薯薯渣生产单细胞蛋白饲料的完整工艺路线,产品经权威部门检测完全达到有关要求,为成果产业化奠定了坚实基础。
这一研究成果目前已申请两项国家发明专利,并与几家大型马铃薯加工企业签署了合作协议,产业化前景乐观。
单细胞蛋白篇一:单细胞蛋白单细胞蛋白的研究及其发展前景摘要:阐述了单细胞蛋白的基本概念、单细胞蛋白的的特点、安全性以及单细胞蛋白的应用和发展前景•以期为更好地利用单细胞蛋白提供参考。
关键词:单细胞蛋白;特点;单细胞蛋白饲料;发展前景0引言我国饲料蛋白严重不足,每年需进口大量的鱼粉以满足需要。
随着世界鱼类资源的减少,国际鱼粉市场供应也日趋紧张,我国不可能长期依靠进口鱼粉来弥补饲料蛋白的不足。
因此,根据我国国情,加强单细胞蛋白的研究与开发,利用现代微生物技术开发无粮型高效能蛋白营养饲料,争取早日实现工业化,其市场前景将十分广阔。
1单细胞的概念单细胞蛋白亦称微生物蛋白、菌体蛋白,是指细菌、真菌和微藻等在其生长过程中利用各种基质,在适宜的培养条件下,培养细胞或丝状微生物的个体而获得的菌体蛋白。
随着畜牧业的发展,传统饲料已不能满足饲料市场需求。
单细胞蛋白饲料不仅蛋白质含量高(40%〜80%),还含有脂肪、碳水化合物、核酸、维生素、无机盐以及动物机体所必需的各种氨基酸,特别是植物饲料中缺乏的赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量较高,生物学价值大大优于植物蛋白饲料[1]。
与豆粉相比,用于生产单细胞蛋白的微生物蛋白质含量高出10%〜20%,可利用的氮比大豆高20%,在有蛋氨酸添加时可利用氮甚至能超过95%。
因此,利用非食用资源和废弃资源(如农副产品下脚料和工业废液等),生产单细胞蛋白,已成为补充饲料蛋白质来源不足的重要途径。
2单细胞蛋白的特点单细胞蛋白具有以下优点。
第一,生产效率高,比动植物高成千上万倍,这主要是因为微生物的生长繁殖速率快。
第二,生产原料来源广,一般有以下几类:①农业废物、废水,如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水;②工业废物、废水,如食品、发酵工业中排出的含糖有机废水、亚硫酸纸浆废液等;③石油、天然气及相关产品,如原油、柴油、甲烷、乙醇等;④H2、CO2等废气。
用于生产单细胞蛋白的微生物种类很多,包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物。
目录1 前言 (2)单细胞蛋白饲料的优点 (2)1.1.1蛋白质含量丰富 (2)1.1.2原材料来源广泛 (3)1.1.3生长速度快 (3)1.1.4不受季节和气候等条件的影响 (3)细胞蛋白生产的菌种类型 (3)单细胞蛋白的生产工艺的类型 (4)1.3.1液体深层发酵法[4] (4)1.3.2固体发酵法 (4)单细胞蛋白饲料的应用 (4)2 菌种的选育 (5)菌种的选取及筛选 (5)2.1.1菌种的选取 (5)2.1.2菌种的采集 (6)2.1.3培养菌 (6)2.1.4菌种的初筛 (6)2.1.5菌种的复筛[11] (6)诱变育种 (7)菌种的保藏 (7)3 培养基的配制 (8)配置培养基的原则 (8)培养基类型 (8)3.2.1孢子培养基 (8)3.2.2种子培养基 (9)3.2.3发酵培养基 (9)热带假丝酵母菌的培养基及培养条件 (9)培养基的设计 (10)3.4.1碳源 (10)3.4.2 氮源 (10)3.4.3 水 (10)3.4.3无机盐及微量元素 (10)4 灭菌 (11)仪器灭菌 (11)培养基灭菌 (11)4.2.1分批灭菌 (12)4.2.2连续灭菌 (12)空气除菌 (12)发酵罐除菌 (12)5 种子扩大培养 (13)实验室种子的制备 (13)生产车间种子制备 (13)6 发酵罐的工艺设计 (14)发酵罐的结构 (14)发酵罐的工艺尺寸 (15)h-底封头或顶封头高度 (15)6.2.1发酵罐的工艺计算 (16)6.2.2物料衡算 (17)7 发酵工艺控制[16] (17)发酵过程温度的影响及控制 (17)pH对假丝酵母生长的影响 (18)KH2P04含量对假丝酵母生长的影响 (18)氧气对酵母菌生长的影响 (18)染菌的控制 (19)8下游加工 (19)预处理和固液分离 (19)提取和干燥 (20)参考文献 (22)20摘要:单细胞蛋白(Single cell protein,简称SCP)指的是单细胞菌体蛋白,其蛋白含量高,营养丰富。
微生物生产单细胞蛋白的技术研究单细胞蛋白,简称SCP,指的是采用微生物为原料,通过高温高压或者生物反应器等方式得到的富含蛋白质的食品,是一种富含营养、无污染、可循环利用的新型食品。
而制备SCP的主要方式之一就是利用微生物生产。
1. 微生物生产SCP的基本原理微生物生产SCP是利用合适的微生物菌种,将含有丰富营养成分的废弃物、油脂及其他天然有机物质等作为微生物的营养源,通过微生物的生长代谢,合成并积累蛋白质。
常用的微生物菌种包括真菌、细菌、酵母等。
微生物生产SCP的原理基于微生物菌种的特殊性质,通过培养条件的调控,可以调节微生物的代谢途径,促进蛋白质合成。
2. 微生物选材及菌种的实验室培养微生物的选材十分重要,只有选对优质的微生物菌种,才能生产出高品质的SCP。
首先需要明确自己需要什么性质的SCP,然后通过筛选找到合适的微生物菌种。
实验室培养是微生物生产SCP的基础,微生物的培养过程中要注意温度、酸碱度和氧气含量等因素的控制,保证微生物的正常生长。
此外,还要及时调整培养基环境,如控制 pH 值、添加必要的营养物质等,以保持微生物的健康生长。
3. 培养方法及条件的控制微生物生产SCP的关键是培养方法及条件的控制。
常见的方法包括静态培养法、摇瓶培养法和生物反应器培养法等。
在不同的培养方法中,需要注意控制好培养温度、氧气条件、培养液pH值、营养源供应等参数,并且要进行适当的搅拌、通气等处理,以保证微生物的健康生长。
4. SCP离子液体深度加工技术的研究SCP离子液体深度加工技术是指利用离子液体具有极低挥发性和良好的化学稳定性这一特性,将SCP悬浮液或SCP干粉在离子液体中进行加工处理,以改善SCP的品质和性能。
研究表明,SCP离子液体深度加工技术可以调节SCP的蛋白质含量、脂类组成、颜色、味道,从而优化SCP的食用性。
5. 微生物生产SCP的应用前景随着人类对食品的需求不断增加,微生物生产SCP也成为了未来的研究热点之一。
废弃西瓜皮固态发酵生产单细胞蛋白
潘百明;李春惠
【期刊名称】《贵州农业科学》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】为了提高废弃西瓜皮的综合利用价值,减少环境污染,以废弃西瓜皮为
原料,利用安琪饲料酵母固态发酵生成单细胞蛋白,以尿素添加量、初始 pH、菌种接种量、发酵时间为考察因素,以粗蛋白为指标,采用正交试验优化西瓜皮固态发酵工艺。
结果表明:发酵的最佳组合条件为尿素2.0 g,菌种接种量7.5 mL,培养时间48 h,初始 pH5.0。
在该条件下,单细胞蛋白由10.5%提高到25.6%,粗纤维由1.7%降低到0.5%,粗灰分由2.5%提高到7.1%。
【总页数】4页(P155-158)
【作者】潘百明;李春惠
【作者单位】贺州学院,广西贺州 542899;贺州学院,广西贺州 542899
【正文语种】中文
【中图分类】S816.79
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第30卷增刊福州大学学报(自然科学版)V ol.30Supp. 2002年11月Journal of Fuzhou University(Natural Science)N ov.2002文章编号:1000-2243(2002)S0-0709-05微生物发酵生产蛋白饲料的研究进展徐姗楠,邱宏端(福州大学侨兴轻工学院,福建福州 350002)摘要:对近10年来微生物发酵生产蛋白饲料的生产菌种、原料资源的开发与应用、生产技术和微生态制剂等产品的研究成果及发展进行了总结与分析.关键词:微生物;发酵;蛋白饲料中图分类号:T Q920.1文献标识码:AR esearch development of the production of protein-enrichedfeed fermented by microorganismX U Shan-nan,QI U H ong-duan(C ollege of Qiaoxing Light Industry,Fuzhou University,Fuzhou,Fujian350002,China)Abstract:T his paper summarizes and analyzes the achievements and development of the production of pro2tein-enriched feed fermented by microorganism in the past ten years.T hey include producing microbe,development and application of raw material res ource,producing techn ology and effective microorganisms.K eyw ords:microbe;fermentation;protein-enriched feed微生物蛋白饲料大体分为两类:一类是利用微生物发酵作用改变饲料原料的理化性质,提高饲料适口性、消化吸收率及其营养价值,或进行解毒、脱毒作用,积累有用的中间产物;另一类是利用各种废弃物如纤维素类、淀粉质、矿物质等原料及工业生产废水培养微生物菌体蛋白、藻类等[1].本文对近年来国内外微生物发酵生产蛋白饲料和单细胞蛋白的研究进行了综述.1 生产菌种类多并趋向复合菌株协同发酵微生物发酵生产蛋白饲料,菌种是关键.从目前报道的资料看,微生物蛋白饲料的菌种包括细菌(芽孢杆菌、枯草杆菌、拟杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌、乳酸球菌、光合细菌等)、酵母菌(啤酒酵母、假丝酵母、石油酵母等)、霉菌(曲霉、木霉、根霉、青霉[2]等)、放线菌、担子菌和微型藻类(小球藻、绿藻、螺旋藻等).作为微生物蛋白饲料的生产菌种,其原则为:①对所要处理的饲料原料作用要大;②菌种细胞及代谢产物对动物无毒无副作用;③对其他菌株不拮抗;④繁殖快、性能稳定、不易变异;⑤对环境适应性强[3].利用微生物单一菌株或组合菌株发酵,实现高蛋白菌体饲料的生物转化,已有较多文献报道,如张西宁等、周哓云等采用热带假丝酵母、产朊假丝酵母和黑曲霉单一菌种和组合菌种对酱渣[4,5]、碱性蛋白酶发酵渣[6]和柠檬酸渣[5]进行微生物发酵生产蛋白饲料.结果显示,采用热带假丝酵母A1、A2、A3,产朊假丝酵母E311和黑曲霉A S777单一菌种发酵,效果最好的为黑曲霉A S777发酵,粗蛋白和SCP净增量平均为20.26%和14.05%;而采用组合菌种发酵如A3+E311+A S777,粗蛋白和SCP净增量平均为22. 18%和17.95%,组合菌种发酵,粗蛋白含量从整体上高于单菌种发酵.徐坚平等[7]以稻草、玉米秸杆物质为原料,固态培养绿色木霉,液态糖化后接入产朊假丝酵母和快速酵母发酵生产单细胞蛋白,其中单一酵母发酵蛋白增量为3.1%,单一木霉发酵蛋白增量为9.0%,木霉与酵母共发酵蛋白增量为25.2%.侯收稿日期:2002-04-15作者简介:徐姗楠(1979-),女,硕士研究生;通讯联系人:邱宏端,副教授.文华等[8]从热带假丝酵母、白地霉、康宁木霉、树状酵母、绿色木霉、乳酸杆菌、担子真菌中选择30株菌种,以白酒糟为原料筛选得5株生产蛋白饲料的优化菌种,并采用液体发酵法,其中单一菌株发酵酒糟,粗蛋白提高了2%-7.2%,而采用多种菌株协同发酵酒糟,粗蛋白可提高10.1%-14.3%.陈庆森等[9]利用氨法对玉米秸秆进行前处理,建立了绿色木霉(T B9701)、康宁木霉(T B9704)、米曲霉、黑曲霉和四种酵母(323,321,1817,2.21)构成的菌种发酵体系;通过对单一菌株与组合菌种发酵比较,表明T B9704、曲霉与酵母建立的共发酵体系效果最好(粗蛋白含量增加7.13%,总纤维利用率增加12.30%).代小江等[10]以沙棘果渣作为唯一碳源进行单细胞蛋白的发酵研究,从40多株(包括霉菌、酵母菌和细菌)中选育出My -931霉菌与酵母菌组合发酵,产品粗蛋白提高35.8%,粗纤维降低10%.蔡俊等[11]以啤酒糟为主原料,配以麸皮等辅料,采用黑曲霉、米曲霉、异常汉逊氏酵母、产朊假丝酵母进行多菌种固态发酵生产蛋白饲料,真蛋白平均提高率为41.19%.钟世博等[12]以大曲酒糟为原料,采用热带假丝酵母和绿色木霉混合发酵生产蛋白饲料,产品粗蛋白提高13.96%,真蛋白提高11.58%,粗纤维减少7.43%,淀粉含量减少14.1%.王冬梅等[13]利用E M 技术固体发酵啤酒糟生产蛋白饲料,发酵后产品粗蛋白提高15.88%,总氨基酸提高17.34%,粗纤维含量降低10.02%.李发生等[14]采用霉菌(J Z -1)为主发酵菌种,和大型食用真菌(J Z -2)为辅助性菌种发酵白酒酒糟,获得比原糟粉粗蛋白提高10.46%,粗纤维减少3.91%的生物转化蛋白饲料产品.Smirnova I E 等[15]用芽孢杆菌、纤维单胞菌和扣囊拟内孢霉、热带假丝酵母、丝孢酵母混合发酵稻草生产蛋白饲料,获得了微生物细胞生物量和纤维素酶活有效提高的良好结果.从上述例子中看出,微生物蛋白饲料的生产菌种具有种类多和采用多菌种组合发酵的特点.从多菌种的使用情况看,霉菌和酵母菌的组合发酵为多数,这是由于霉菌同化淀粉、纤维素的能力强,可将工业废渣中的淀粉和纤维素降解为酵母能利用的单糖、双糖等简单糖类物质,使酵母得以良好地生长繁殖,实现生物转化蛋白饲料的效果.采用两种或两种以上微生物发酵,体现了微生物之间的互惠、偏利生等关系.该发酵形式对各种原料的有效转化、蛋白饲料的品质提高起到了积极重要的作用.2 发酵原料多为工农业生产的废弃物,趋向资源再生和治理环境微生物发酵蛋白饲料,就原料种类而言是多种多样的.其中有工农业生产的废水(如酿酒、味精、制糖、造纸、石油工业等产生的废水),废渣(如酱油、淀粉加工[16]、糖蜜、甲醇、醋酸等富含有机物的工业废渣),纤维素类物质(如木薯、玉米杆、豇豆藤[17]、花生茎、山药皮、橘皮[2]、香蕉皮[18]、菠萝皮、可可豆、豆荚、棕榈粉、米糠、木屑等),菜籽、棉籽饼粕、桐饼、芝麻饼等蛋白质的下脚料,屠宰厂废弃的毛、血、骨、蹄、壳、皮等,鸡、猪等畜禽粪便[19],鱼虾等海产品深加工产生的废弃物[20-23],甚至包括城市生活垃圾[17].这些原料大都是工农业生产活动的附属物或废弃物,以价格低廉,原料利用率低或污染环境而引起人们的关注.通过微生物发酵,将生产、废弃物综合利用和环境保护三者有机的结合起来,不但可弥补我国动物性蛋白饲料的不足,又可有效地降低对环境的污染.金其荣等[24]以味精、酒精及柠檬酸等工业废水为原料,以假丝酵母为菌种生产饲料酵母蛋白,产品粗蛋白含量为40%-50%,味精废液C OD Cr 降低75%-80%,柠檬酸废液C OD Cr 降低30%-50%,酒精废液C OD Cr 降低70%.焦士蓉[25]利用高浓度玉米酒精废糟液生产饲料酵母,产品的粗蛋白含量为50108%,废糟液C OD 的去除率平均为72.50%,酸去除率平均为89.29%.Shojaosadati S A 等[26]从酒精厂废液中分离出汉逊酵母,利用甜菜废糖蜜蒸馏残液连续发酵生产SCP ,培养过程中添加N 、S 源后,产品粗蛋白含量可达50.6%,C OD Cr 降低35.7%,细胞含量8.5g/dm ,必需氨基酸组分与大豆、鱼粉等其他食物蛋白相当.刘仲敏等[27]从12株曲霉中筛选出一株能发酵降解猪、牛血的RA 3菌株,并用于猪、牛血固态发酵生产蛋白饲料,产品粗蛋白含量达31%-35%,成品收率为40%-44%.涂国全等[28]利用E M 制剂对含有羽毛角蛋白饲料和啤酒糟粉的粗饲料进行发酵,使粗蛋白提高20.15%,粗纤维降低46.3%.蔡皓等[29]利用乳酸菌、芽孢菌、酵母菌、白地霉及光合细菌组成微生态制剂,对废弃物蛋白资源如血粉、皮革粉、芝麻粕、棉籽粕、角粒粉、玉米粉等原料进行混合固态发酵,结果其蛋白质・017・福州大学学报(自然科学版)第30卷消化率由发酵前的75.9%提高到发酵后的91.2%.Faid M 等[30]利用剁碎的沙丁鱼废弃物包括内脏、鱼头和鱼尾等,混合25%的糖蜜,接种酵母、乳酸菌进行发酵,相对原料而言,其发酵产物中三甲胺含量降低或保持较低水平,大肠杆菌、梭状芽孢杆菌以及具有分解脂肪、蛋白能力的有害微生物显著减少.陶德录等[3]选育了产纤维素酶较高的丝状真菌,并以酵母菌、芽孢杆菌和乳酸菌协同完成对各种秸杆类作物的青贮或“黄贮”,达到降解粗纤维5%-10%,提高粗蛋白3%-5%的效果.冯克宽等[31]利用绿色木霉和啤酒酵母混合发酵纤维素物质(玉米秆、玉米芯、油菜秆、洋芋秆、麦秆、青草、胡麻秆、黄豆秆、麸皮等),蛋白质含量均有不同程度的提高,其中以玉米秆发酵的效果最好,蛋白质含量比对照组提高5-6倍.林晓艳等[32]用康宁木霉、黑曲霉和博伊丁假丝酵母N o.2201诱变菌株Y -108混菌两步发酵混合原料(玉米芯水解渣、米糠、麸皮和油饼)生产高蛋白饲料,其发酵产品的粗蛋白质含量从12.21%提高到25.00%.K uo Y u -Haey 等[33]用米曲霉和小孢根霉发酵低毒性的山黧豆种子生产蛋白饲料,发酵产品中神经毒素b -ODAP (3-N -乙二酰基-L -2,3-二氨基丙酸)的去除率可达52.4%-82.2%,脱毒效果显著.此外,从60年代起,世界各国也高度重视以液态正构石蜡或用石油馏分、原油及气态烃(主要是甲烷)作为原料,用酵母或细菌为生产菌生产SCP.采用石油微生物发酵生产单细胞蛋白同样具有原料来源广泛、产率高和营养丰富等方面的优点[34].微生物发酵后的蛋白粗饲料,由于复杂的大分子物质被消化分解为小分子物质,有毒有害物质被去除,同时增加了蛋白质、氨基酸,维生素、酶类等有用代谢产物[35],使物料适口性改善,营养价值提高,有助于动物对营养物质的消化吸收、并提高了饲料的转化率和利用率.微生物发酵蛋白饲料,其效果有较大的差异,这是由于发酵原料与菌种的差异所致.3 发酵工艺微生物发酵蛋白饲料的方法包括固态、液态、吸附在固体表面的膜状培养以及其他形式的固定化细胞培养等.常规发酵以固态发酵和液体深层发酵为主.3.1 固态发酵工艺流程斜面菌种扩培至种子罐↓废渣→粉碎→配料→灭菌→接种→发酵→产品烘干→质检→包装→成品固态发酵一般为浅盘发酵,接种量约为10%.在发酵过程中物料碳氮比、营养成分、含水量、pH 和发酵温度是主要的影响因素.碳氮比(C/N )对微生物生长影响很大,氮源不足,菌体繁殖缓慢;碳源缺乏,菌体容易衰老和自溶,要开展物料成分与微生物菌种需要的研究.最适C/N 应在10-100∶1[36];基质含水量应控制在发酵菌种能够生长而又低于生长所需要的水分活度值,基质初始含水量一般控制在30%-75%,也可采用低含水量物料、中间补水的工艺等;为防止基质内缺氧,常选用薄层、粗粒的培养基质,并在发酵过程中以通风、搅拌或翻动来增大氧的传递,促进均匀传热.此外,发酵种龄、发酵时间与温度等条件也应在实验基础上根据不同菌种、不同工艺及不同发酵目的进行确定.生料发酵也是固态发酵中的一种,如郭维烈等[37]利用粗淀粉及渣粕类原料不经灭菌成功地进行固态发酵生产4320菌体蛋白饲料,该制造工艺简单,由于减少了能耗,降低了成本,因而应用前景良好.但是生料发酵的技术核心是选育微生物菌种的问题.固态发酵具有工艺粗放,技术简单,投资少,产率高,污染环境少等优点,但也存在着劳动强度大,易染杂,工艺控制和过程参数难以实现准确测定与自动化等问题.3.2 液体深层发酵工艺流程斜面菌种→种子罐→发酵罐→板框过滤或介质吸附→干燥→粉碎→质检→包装→成品.液体深层发酵有分批发酵和连续发酵两种.连续发酵是在对数期用恒流法培养菌体细胞,使基质消耗和补充、细胞繁殖与细胞物质抽出率[3]维持相对恒定.该法和分批培养相比,不易染杂,质量稳定.近年来兴起的生物反应器和分离耦合技术在液体深层发酵中的应用已取得了很大进展[38],根据不同的菌种控制好不同的发酵条件如营养成分、温度、pH 、搅拌等是决定发酵成功与否的关键因素,例如・117・增刊徐姗楠,等:微生物发酵生产蛋白饲料的研究进展在酵母菌的高密度发酵中,主要限制因素表现在营养供给不适宜、生产抑制性物质的积累和发酵液流变学特性的影响上,可采用分批补料、重复补料的发酵方式,并保持一定的溶氧和比生长速率,使所产生的乙醇为酵母菌再利用[39].液体深层发酵具有发酵时间短,效率高,适合于工业化生产和易于控制条件等优点,但存在着投资大,生产成本较高等缺点.4 微生态制剂渐趋活跃微生态制剂是由许多有益的微生物及其代谢产物、促生长等物质组成,是近年来出现的一类新型饲料添加剂.目前市场上出现的微生态制剂产品如:E M 、增菌素、生态宝、益生菌王等.这些微生态制剂多数是以乳酸杆菌[20-23]、双歧杆菌、芽孢杆菌[40]、光合细菌、拟杆菌和消化杆菌等菌种进行单一或多菌株组合发酵而成.微生态制剂作为活菌制剂,不但可保证动物的正常代谢,提高动物的免疫机能[41],为动物的生长发育提供丰富的营养物质[42],并具有抑制有害菌,改善微生态环境的功能.在这些微生态制剂中,光合细菌在作为饵料、饲料添加剂、处理高浓度有机废水和改善养殖水体水质方面的作用尤为突出.光合细菌细胞富含蛋白质、人和动物必需的氨基酸等生理活性物质;能分解多种有机物质,转化氨氮、亚硝态氮和H 2S 等物质,其应用前景广阔.如田维熙等[43]将光合细菌应用于反刍动物奶牛、肉牛饲养中,奶牛平均每天多产奶2.5-3kg ,肉牛平均每天多增重0.2kg ,净肉率提高0.7%;李坤宝等[44]在淡水家鱼养殖中添加2%干饵料量的光合细菌,结果家鱼成活率提高5%-28%,单位产量提高22%-38%,饲料系数降低14%-27%.G etha K 等[45]在西米淀粉加工废液中分离与培养光合细菌生产SCP ,在最佳条件下,最大细胞产率约为2.5g drycell /L ,同时淀粉废液C OD Cr 降低77%.邱宏端等[46]利用光合细菌进行鱼池养殖,结果使鱼池水化学因子氨氮、亚硝基氮和C OD Cr 降低,水体病害细菌如假单胞菌、气单胞菌减少,有益细菌如硝化细菌等数量增多.微生态制剂以其天然、无毒、无副作用、无污染、无残留、无抗药性等优点,而逐渐取代抗生素,成为养殖业、畜牧业上安全可靠的兽药和饲料添加剂,其研究领域也日渐成熟与活跃.综上所述,利用生物技术,对可再生资源、废弃资源进行工业化生产微生物蛋白饲料,发展前景广阔.微生物蛋白饲料近年来虽然已取得可喜的研究进展和成果,但是也存在许多问题有待于解决,如生产菌株性能不稳定,耐受性低;某些活菌制剂不易保存;有益菌群协同作用机制或拮抗作用机理不明[47]等.因而,今后的研究可着重于筛选高性能、高耐受性的菌株;或利用基因工程技术对菌株进行遗传改造,促进生料发酵的应用和开发新型饲料;并从生理、代谢和遗传角度深入研究多菌株发酵的协同作用机制;拓宽微生物发酵蛋白饲料的原料资源等,从而更好地发展微生物蛋白饲料的研究与应用.参考文献:[1] 刘仲敏,马德强,常琴.微生物饲料资源的开发[J ].中国饲料,1998(4):36.[2] Scerra V ,Caridi A ,F oti F ,et al.In fluence of dairy Penicillium spp.on nutrient content of citrus fruit peel[J ].Animal Feed Sci 2ence and T echnology ,1999,78(1-2):169-176.[3] 陶德录,韩宁,蒋安文.微生态饲料菌株和成套设备的研究[J ].饲料工业,2000,21(12):31-33.[4] 张西宁.以酱渣为原料生产蛋白饲料的研究[J ].食品与发酵工业,1996(2):1-4.[5] 周晓云,王飞雁.食品工业废渣以发酵技术生产菌体蛋白饲料的研究[J ].中国环境科学,1998,18(3):223-226.[6] 张西宁,许培雅.以碱性蛋白酶发酵渣制备蛋白饲料的研究[J ].粮食与饲料工业,1996(12):22-24.[7] 徐坚平,刘均松,孔维,等.利用秸杆类物质进行微生物共发酵生产单细胞蛋白[J ].微生物学通报,1995,22(4):222-225.[8] 侯文华,李政一,杨力,等.利用酒糟生产饲料蛋白的菌种选育[J ].环境科学,1999,20(1):77-79.[9] 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