利用蔬菜加工副产物发酵生产蛋白饲料研究

摘 要：本实验以番茄皮渣、辣椒粕、甜菜渣为原料，以黑曲霉、绿色木霉、热带假丝酵母出发菌，研究确定了合适的加工副产物混合配比、温度、pH等发酵条件。结果表明，番茄皮渣、辣椒粕、甜菜渣这3种加工副产物按1：1：2的比例混合发酵时，有利于蛋白质含量的提高；较理想的发酵条件是温度25℃、最初发酵pH为4，发酵产物蛋白质含量可提高153.7%。

关键词：蔬菜；加工副产物；发酵；蛋白饲料

中图分类号：S816.34 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161233195

我国是世界第一蔬菜生产国，每年会产生巨量的加工废弃物。如番茄酱加工副产品番茄皮渣，全国年产量超过50万t[1]；提取辣椒红素后产生的大量辣椒粕，可达到所投原料干辣椒的93.6%[2]；甜菜渣则是制糖工业的主要副产品，每生产1t就会有7t鲜甜菜渣。这些废渣生产季节性强，极易造成积压、浪费， 同時水分含量大，易发霉变质，污染环境；并含有单宁、果胶等抗营养因子，直接饲喂动物，易造成畜禽消化不良，导致畜禽产量、质量降低。目前我国蛋白质饲料缺口每年至少达1200万t，而通过微生物发酵这些蔬菜副产物来生产蛋白饲料是一种经济、实用、高效的方法。本实验以番茄皮渣、辣椒粕、甜菜渣为原料，以黑曲霉、绿色木霉、热带假丝酵母和产朊假丝酵母为出发菌，通过对加工副产物的优化配比，以期获得蛋白质含量较高的饲料，为充分利用蔬菜加工副产物资源打下初步基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试验仪器

原料：番茄废渣由宁波铜钱桥食品开发有限公司提供，辣椒粕由河北晨光天然色素集团提供，甜菜渣来自市售。

菌种：黑曲霉3.0316（Aspergillus niger），绿色木霉3.2942（ Trichoderma viride），热带假丝酵母2.0587（Candida tropicalis），购于中科院普通微生物研究所。

试验设备：Cintra404紫外分光光度计，澳大利亚GBC公司；Biofuge Stratos型冷冻离心机，德国Heraeus公司；Metrohm 877 型自动滴定仪，瑞士万通公司；UDK127 型凯氏定氮仪，意大利VELP公司；HB43-S 型卤素水分测定仪，瑞士梅特勒-托利多公司。

1.2 方法

1.2.1 试验分组

在前期研究的基础上，本试验设置4个番茄皮渣、辣椒粕和甜菜渣的混合比例，具体见表1。

先将菌种用液体培养基活化培养，再将绿色木霉：黑曲霉= 1：2混合后，按10%的用量添加入混合皮渣中，发酵48h后再添加热带假丝酵母，再发酵4d收取发酵产品。

1.2.2 总糖和还原糖测定

参考郑远斌[3]的方法测定。

1.2.3 蛋白质含量的测定

粗蛋白含量采用凯氏定氮法进行测定[4]。

1.2.4 水分测定

使用卤素水分测定仪

1.3 数据统计

采用Statistica软件进行数据统计，所有数据为3次重复的平均值和标准误差。P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 混合原料的初始成分

由表2可见，这些蔬菜加工副产物含有较丰富的营养物质，完全可以作为饲料加以利用。不同原料之间含水量和营养成分差异较大，甜菜渣含水量和总糖含量较高，辣椒粕含水量少、蛋白质含量高。

2.2 不同原料配比对发酵终产物营养成分的影响

图1可见，4组加工副产品经过发酵，其蛋白质含量均有明显提高，其中A组提高了95.2%，B组提高了50.6%，C组提高了120.4%，D组提高了82.1%，可见C组配比有利于蛋白质含量的提高。从绝对值来看，B组蛋白质含量最高，这主要是因为B组辣椒粕比例较高，其初始值就含水量相对较低，蛋白质含量相对较高。

2.3 发酵条件优化

针对C组的副产物配比，研究不同发酵温度和pH值对终产物蛋白质的影响，从而优化发酵条件。温度试验分别选用20℃、25℃、30℃、35℃和40℃5个发酵温度，由图2可见，在发酵温度为25℃时，产品蛋白质含量最高，最适合菌种的生长。高于25℃时随着温度的上升，发酵产品蛋白质含量呈下降趋势。因为不同的pH影响着微生物的代谢途径和生长能力，本试验进一步研究了在25℃下不同pH值对发酵产物蛋白质含量的影响。由图3可见，随着pH的增大，发酵产品蛋白质含量先增加后降低，在pH为4时蛋白质含量最高，当pH在7以上时，会显著影响了发酵产品蛋白质的产量。

3 结论

将不同的蔬菜加工副产物按不同的比例混合发酵，可以得到不同的发酵产品。本研究表明番茄皮渣、辣椒粕、甜菜渣这3种加工副产物按1：1：2的比例混合发酵时，有利于蛋白质含量的提高。

上述混合比例的情况下，较理想的发酵条件是温度25℃、最初发酵pH为4。通过发酵蛋白质含量可提高153.7%。

参考文献

[1]巩莉，华颖，刘大群，等.利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料[J].食品与发酵工业，2015，41（5）：116-121.

[2]赵国群，张伟，张桂.辣椒粕发酵生产单细胞蛋白的菌种筛选研究[J].中国酿造，2009（7）：109-111.

[3]郑远斌，吴锦忠.DNS比色法测定莲子中多种糖的含量[J].福建中医学院学报，2004，14（4）：32-34.

[4]无锡轻工大学，天津轻工业学院.食品分析[M].北京：中国轻工出版社，2007.

作者简介：陈文烜（1973-），男，研究员，博士，研究方向为农产品物流保鲜与加工。