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李燕的XX论文范文 多菌种混合发酵对菜籽饼脱毒效果的初步研究多菌种混合发酵对菜籽饼脱毒效果的初步研究李燕1，熊巍1，高冰2，陶兴无1（1.武汉工业学院生物与制药工程学院，湖北武汉，430023；2.武汉鑫宏食品酿造科研所,湖北武汉，430051）摘要以菜籽饼为实验对象，选择乳酸菌，米曲霉，黑曲霉和产朊假丝酵母四种菌进行发酵脱毒研究，结果表明黑曲霉与乳酸菌的接种比为0.5:1(V:V)，发酵温度为30，加糖量为菜籽饼的3%，初始pH自然,接种量为菜籽饼的8%，仅发酵4天后，硫甙降解率就可达92.12。 关键词菜籽饼，硫甙，乳酸菌，黑曲霉，脱毒工艺Preliminary studyon theeffect of fermentation ondetoxification of rapeseed mealLI Yan1,GAO Bing2,TAO Xingwu1(1.Department ofbiological andPharmaceutical Engineering,Wuhan PolytechnicUniversity,Wuhan430023,China;2.Wuhan XinghongInstitute ofFood andBrewing,Wuhan430051)AbstractRapeseed mealwas usedas theexperimental materialin thistext.Solid-state fermentationof ordinaryrapeseed meal with single strain andmultistrains withlactic acid bacteria,Aspergillus oryzae,Aspergillus nigerand Candidautilis wascarried out.Through selectingthe beststrains andoptimizing itstechnological conditions。 Experimental resultsshowAspergillus nigerinoculated withlactobacillus ata ratioof0.5:1(V:V),the fermentationtemperature is30，the volumeof sugaris3%of rapeseed meal，the initialpH isnatural,inoculum sizeis8%of rapeseedmeal，the detoxicationrate reachedto92.12%for only4daysKey words:rapeseedmealglucosinolate lacticacidbacteriaAspergillus nigerdetoxification process0引言据报道，我国油菜籽年产量约1300万吨1。 在现代工业条件下加工，可2得到约800万吨的菜籽饼粕。 菜籽饼粕是一个潜在营养价值很高的巨大的植物蛋白资源,其营养价值可与联合国粮农组织和世界卫生组织推荐的模式蛋白质相媲美。 一般情况下,菜籽饼粕含蛋白质35%45%，菜籽饼氨基酸组成豆饼蛋白,糖分38%,脂肪1.8%4.0%;生物素、维生素B 1、维生素B2及微量元素钙、硒等2。 但菜籽饼中的硫甙经芥子酶分解出异硫氰酸酯(ITC)、噁唑烷硫酮(OZT)和腈等有毒物质3,而且所含的植酸、单宁、芥子碱等抗营养成分影响适口性并使得蛋白质的消化利用率降低,大部分菜籽饼被用于肥料。 目前国内外对菜籽粕的脱毒方法主要分为理化脱毒和生物脱毒等。 理化方法主要有微波处理、超滤去除、瞬压差提取、酸碱浸泡、重金属盐脱毒等,这些方法成本高,污染严重,营养成分损失大,不能充分利用资源。 生物学方法分为酶法和微生物发酵法。 酶法通常采用的是植酸酶和木聚糖酶等处理菜籽粕,但酶的价格昂贵不利于推广。 利用微生物脱毒相对于其他方法具有成本小,操作简单,营养成分损失小等优点,引起人们的关注。 目前对菜籽粕发酵多采用白地霉菌、曲霉菌、少孢根霉等单菌发酵,（说明脱毒优缺点）采用多菌种混菌发酵进行菜籽饼脱毒的报道很少。 参考文献为此，我们比较了微生物脱毒方法，并初步研究了不同菌种发酵对菜籽饼脱毒效果的影响，结果表明用黑曲霉与乳酸菌联合脱毒法，具有明显的优势。 1材料与方法1.1实验材料菜籽饼由湖北巨源油业有限公司提供，经测定菜籽饼（灭菌后）的各种成分检测见表1.1。 表1.1菜籽饼（灭菌后）的成分检测总氮量植酸含量/mg/g硫甙含量/mg/gITC含量/mg/g OZT含量/mg/g菜籽饼6.456%63.8110.282.627.59麸皮、蔗糖市售。 苹果渣武汉万年青饲料公司提供，其成分见表1.2，苹果渣含有丰富的粗纤维和糖类，主要用来疏松培养基。 表1.2苹果渣（灭菌后）成分检测总氮粗脂肪总糖无氮浸出物苹果渣6.2%6.8%15%61.5%菌种乳酸菌（CMM）、黑曲霉（AS3.758），产朊假丝酵母 （1807），米曲霉（沪酿3.042）均由武汉工业学院生物工程菌种保藏室提供。 3培养基4MRS培养基、PDA培养基发酵培养基菜籽饼100g，苹果渣13g，麸皮13g，水90g，5%蔗糖，pH7.0。 在121下灭菌30min。 1.2试剂与仪器试剂氯化钯显色液，0.15%羧甲基纤维素钠溶液，乙醇，正辛醇，硝酸溶液，10%氢氧化铵溶液，硫酸铁指示剂，硝酸银标准溶液，硫氰酸铵标准储备液，甲基红溴甲酚绿混合指示剂，浓硫酸，硼酸，盐酸标准溶液，乙酸溶液，酚酞指示剂，标准氢氧化钠，Fehling试剂，磷酸二氢钾等，均为分析纯；试验用水为去离子水仪器PHS-3C精密酸度计，杭州东星仪器设备厂；电热恒温培养箱，上海福玛实验设备有限公司；不锈钢手体式压力灭菌器，上海申安医疗器械厂；超净工作台，苏州安泰空气技术有限公司；电子天平，上海民桥精密科学仪器有限公司；7200型可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司；不绣钢电热恒温水浴锅，武汉市琴台医疗器械厂。 凯氏定氮装置，上海第三分析仪器厂生产；烘箱，江苏金坛国盛实验仪器厂生产。 1.3试验方法1.3.1菌种的活化和扩大培养5菌种的活化培养将处于保藏状态的乳酸菌接种到MRS液体培养基、产朊假丝酵母、黑曲霉和米曲霉分别接种到PDA液体培养基中活化培养2-3天。 菌种的扩大培养将以上活化培养的菌种再分别转接到种子培养基中培养，使菌密度达到每毫升中的cfu数为108时即可接种发酵。 1.3.2发酵脱毒实验1.3.2.1单菌发酵将经扩大培养的菌种分别按5%（质量分数，以下所有比值同）接入发酵培养基中，置30恒温培养箱中培养四天，采样烘干粉碎后，进行检测分析。 1.3.2.2混合菌发酵初步实验表明，乳酸菌株在单菌脱毒试验中脱毒率最高，故选其与分别其他三种菌株混合发酵脱毒.其余三种菌株分别与乳酸菌的接种比为0.5:1(V:V)，按5%接入发酵培养基。 先接分别接入酵母菌、米曲霉、黑曲霉，置30恒温培养箱中发酵培养24小时，然后接入乳酸菌置30恒温培养箱培养72小时。 采样烘干粉碎后测定研究。 41.3.2.3脱毒高效菌株工艺条件优化根据混合菌发酵的实验结果，对筛选出的高效脱毒菌株组合，通过正交试验，研究其最佳脱毒条件。 所测试的因素及水平见表1.2.每个处理3个重复.依处理要求置培养箱静置培养四天，采样烘干粉碎后测定研究。 表1.2正交表L16 (45)水平因素表Table1.2The factorsand levelsin theorthogonal testL16 (45)水平A BC DE温度/pH蔗糖量接种比/(V:V)接种量/%1405.500.3:132356.010.5:153306.530.8:184257.051:1101.3.3检测和计算方法1.3.3.1硫甙（ITC+OZT）含量的测定和其除去率的计算6菜籽饼发酵前后硫甙的含量测定采用氯化钯分光光度计法。 菜籽饼发酵前后异硫氰酸酯（ITC）和恶唑烷硫酮（OZT）的含量测定采用硫脲比色法。 1.3.3.2植酸含量的测定和植酸除去率的计算7称取一定量经预处理或处理后的菜籽饼，用一定量10%的盐酸溶液搅拌浸提1hr后过滤，取一定量滤液照参考书中方法测定滤液中的植酸含量，然后与固体菜籽饼质量的比值，即为固体饼粕中或处理后的菜籽饼中植酸的含量。 1.3.3.3总氮的测定菜籽饼中总氮量的测定采凯氏定氮法。 2结果与讨论2.1单菌发酵对菜籽饼硫甙（ITC+OZT）含量和除去率的影响菜籽饼经乳酸菌、黑曲霉，产朊假丝酵母，米曲霉单菌发酵4天后，采样烘干粉碎后测其硫甙，异硫氰酸酯（ITC）和恶唑烷硫酮（OZT）的含量变化，结果见表2.1。 5表2.1单菌发酵对菜籽饼硫甙（ITC+OZT）含量的影响Table2.1The effectof fermentationof rapeseedmeal withsinglestrainon the glucosinolates（ITC+OZT）concentration菜籽饼乳酸菌产朊假丝酵母米曲霉黑曲霉硫甙含量(mg/g)10.285.146.785.865.56ITC含量(mg/g)2.621.361.731.411.49OZT含量(mg/g)7.593.805.014.404.33从表2.1得知，发酵后菜籽饼的硫甙，异硫氰酸酯（ITC）和恶唑烷硫酮（OZT）大部分被降解。 最显著的为乳酸菌发酵，硫甙含量从10.28mg/g下降到5.14mg/g。 以上单菌发酵实验表明，乳酸菌的硫甙除去率显著优于其它菌种，达到50%，为单菌中的最优菌种；黑曲霉与米曲霉次之，对硫苷的降解效果基本相近；产朊假丝酵母的脱毒效果最差。 理论上硫甙总量等于异硫氰酸酯（ITC）和恶唑烷硫酮（OZT）的含量，但因测定方法和条件的影响，在本实验中二者数据之间有差异。 2.2混菌发酵对菜籽饼硫甙（ITC+OZT）含量和相对除去率的影响菜籽饼经乳酸菌+产朊假丝酵母，乳酸菌+米曲霉，乳酸菌+黑曲霉混菌发酵4天后，采样烘干粉碎后测其硫甙，异硫氰酸酯（ITC）和恶唑烷硫酮（OZT）的含量变化，结果见表2.2。 表2.2混菌发酵对菜籽饼硫甙（ITC+OZT）含量的影响Table2.2The effectof fermentationof rapeseedmealwithmultistrains on theglucosinolates（ITC+OZT）concentration菜籽饼乳酸菌+产朊假丝酵母乳酸菌+米曲霉乳酸菌+黑曲霉硫甙含量(mg/g)10.282.982.471.95ITC含量(mg/g)2.620.810.730.50OZT含量(mg/g)7.592.201.591.44从表2.2得知，发酵后菜籽饼的硫甙，异硫氰酸酯（ITC）和恶唑烷硫酮6（OZT）基本被降解。 最显著的为乳酸菌+黑曲霉发酵，硫甙含量从10.28mg/g下降到1.95mg/g。 以上混菌发酵实验表明，乳酸菌+米曲霉的硫甙除去率显著优于其它混合菌种，达到81%，为混菌中的最优菌种，乳酸菌+米曲霉次之，为76%。 ，乳酸菌+产朊假丝酵母的脱毒效果最差。 且混菌的脱毒效果普遍优于单菌。 2.3发酵对菜籽饼植酸含量和除去率的影响菜籽饼分别经单菌和混菌发酵4天后，采样烘干粉碎后测其植酸含量变化。 试验结果见表2.3。 表2.3发酵对菜籽饼植酸含量的影响Table2.3The effectof fermentationofrapeseedmeal onthe phyticacid concentration菜籽饼单菌发酵混合菌株发酵乳酸菌酵母菌米曲霉黑曲霉乳酸菌+产朊假丝酵母乳酸菌+米曲霉乳酸菌+黑曲霉植酸含量（mg/g）63.8131.9142.1136.3734.4626.1624.2514.04以上单菌发酵实验表明，乳酸菌对植酸除去率最高，达到50%。 混菌发酵实验中，乳酸菌+黑曲霉对植酸除去率最高，达到78%。 且混合菌株发酵后菜籽饼中植酸除去率比单菌发酵后菜籽饼中植酸除去率要高。 提高了动物对菜籽饼营养消化转率。 2.4发酵对菜籽饼总氮量的影响菜籽饼分别经单菌和混菌发酵4天后，采样烘干粉碎后测其总氮量变化。 试验结果见表2.4。 表2.4发酵对菜籽饼总氮量的影响Table2.4The effectoffermentationonthetotal nitrogencontent inthe rapeseedmeal菜籽饼单菌发酵混合菌发酵乳酸菌酵母菌米曲霉黑曲霉乳酸菌+产朊假丝酵母乳酸菌+米曲霉乳酸菌+黑曲霉总氮量（%）6.4565.9965.8496.2316.1035.6315.7345.711从表可知，菜籽饼分别经单菌和混菌发酵后，总氮量都小幅下降。 且混菌发酵后的总氮量普遍比单菌发酵后的低。 对饲料蛋白营养影响小，而经发酵后饲料中增添了益生因子（如乳酸菌可达5亿/g），提高了动物的抗病能力。 72.5发酵脱毒工艺条件的优化对筛选出的高效脱毒菌株乳酸菌+米曲霉发酵4天后,依处理要求置培养箱静置培养四天，采样烘干粉碎后测定其硫甙除去率。 以乳酸菌+黑曲霉为高效脱毒菌株混合发酵，考察温度、初始pH、接种量、接种比、加糖量对混合发酵脱毒效果的影响，以选出最佳脱毒作用条件.正交试验表由正交试验结果可知，5种因素对脱毒效果影响次序为温度(A)接种比（D）初始PH(B)加糖量(C)接种量（E）。 分析正交实验结果，得到高效株菜籽饼脱毒最佳条件组合黑曲霉与乳酸菌的接种比为0.5:1(V:V)，温度为30，加糖量为3%，初始pH取自然pH,接种量为8%。 以此工艺条件做验证实验，验证试验结果在最佳脱毒条件下，仅发酵4d，菜籽饼脱毒率可达92.12。 总活菌数3结论菜籽饼脱毒最佳条件黑曲霉与乳酸菌的接种比为0.5:1(V:V)，发酵温度为30，加糖量为菜籽饼的3%，初始pH取自然pH,接种量为菜籽饼的8%.在此条件下，仅发酵4天后，硫甙降解率就可达92.12，总氮量略有下降，植酸去除率可达78%，乳酸菌活菌数达5亿/g。 用此法菜籽饼脱毒后,可直接代替豆饼等原料用作饲料。 参考文献1孙林，李