混合菌种固态发酵羽毛粉中试条件研究

【摘要】羽毛粉资源极其丰富,粗蛋白含量也非常高,为动物蛋白饲料之冠,开发利用羽毛粉中不易溶解吸收的蛋白质,以缓解我国蛋白质饲料不足已经成为一项重要研发途径。微生物发酵法降解羽毛中的角蛋白,有其特有的优势,并且在一般只停留在实验室研究阶段,对于工业生产上的放大工业鲜有报道,因此研究微生物处理羽毛的放大工艺,对于我国的现阶段国情来说十分有益,使得废弃的羽毛得到再利用。我实验室采用混合菌种固态发酵技术,以实验室保存两种芽孢杆菌Q2,Q3菌种为发酵种子,以羽毛粉和麸皮为发酵原料,在实验室水平小试经验基础上,利用50L固态发酵罐进行放大中试。实验室菌种在经过菌种活化扩大额培养之后,确定两菌种的浓度和最佳接种种龄。确定最佳接种种龄为NJQ2菌种为8-12h,NJQ3菌种为10-12h,两菌种混合后作为发酵种子液。50升发酵罐加入羽毛粉和麸皮混合物作为发酵底料,后加入营养盐水,进行高压灭菌消毒,降温降压后进行无菌接种,以6天为一个发酵周期,期间控制发酵反应器的参数条件进行不同条件下的固态发酵。工艺参数调控采用正交试验法,通过控制发酵过程中的通气量,温度,接种量,搅拌速率四种因素条件分三个水平单位进行9次发酵试验试验,实验结束后收集发酵产物,检测产物的可溶性蛋白含量,固形物失重率,体外消化率,最后计算降解率,以此为指标组合最佳发酵条件,达到最佳发酵效果,从而实现了小试到中试的放大过渡。发酵结果列入表中,经过统计分析,影响发酵结果因素顺序为：转速>通气量>接种量>含水量,各因素最优水平为：A2.B2.C3.D3,即所得最佳发酵条件为：接种量12%,含水量100%,转速为2.5Hz,通气量为0.8m3/h。在最佳发酵条件下,测得其发酵产物原液可溶性蛋白质含量可达到17.18mg/ml,经烘干处理产物失重率可达67.20%,体外消化实验测得消化率为51.38%,总降解率为84.53%,对于原料产物来说可溶性蛋白含量大大提高,在体外消化吸收情况也有所提高,试验后羽毛粉中的蛋白利用达到了很大的改善,可以进一步研发作为蛋白类饲料添加产品投入生产。本试验实现了混合菌种固态发酵羽毛粉从实验室小试水平,到工业化生产的逐级放大,达到了中试的生产水平,初步摸索出了工业生产的最佳发酵条件,为羽毛粉这一废弃原料的再利用探究了新的发展方向。
【作者】赵琛；
【导师】杨德吉；
【作者基本信息】南京农业大学，临床兽医学，2013，硕士
【关键词】蛋白降解菌；羽毛粉；固态发酵；工艺参数；体外消化；

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