酵母菌发酵玉米皮制备菌体蛋白饲料工艺分析

张传运

希杰(聊城)生物科技有限公司 山东 聊城 252000

玉米皮由淀粉、纤维素及海量植物蛋白等物质构成，可用于蛋白饲料的加工发酵，以提升其适口性及营养价值[1]。通过酵母菌发酵的方法，实现玉米皮中各类物质的转化，在酵母菌作用下转化为单细胞蛋白，该过程主要依赖饲料化菌株接种至玉米糖化醪，经反复培养形成稳定菌液，与玉米皮产生固态发酵效果。由此，可在短时间内进入发酵状态，提升单细胞蛋白的产出率。

1 试验材料与方法

1.1 原材料、试剂选择 试验涉及聚乙烯醇复合凝胶、玉米皮。聚乙烯醇复合凝胶由某生物公司提供。玉米皮购于市场。试剂:硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁，均为分析纯。玉米皮以40目过筛，营养盐液加入量为干料总量1%为宜，保持60%左右含水量，行灭菌处理，121℃下灭菌25min。

1.2 菌种选择毕赤酵母菌。由微生物保藏中心提供。

1.3 仪器与设备选择 LDZX―50KBS立式压力蒸汽灭菌器、SW_CJ―1F超净工作台、MJ―160型霉菌培养箱、TVR强制循环蒸发器。

2 试验设计

2.1 发酵工艺 准备30m L西林瓶24个为厌氧制备容器，取玉米皮0.6g，加入蒸馏水30m L。准备100m L三角瓶24个进行好氧培养，取玉米皮0.6g，加入蒸馏水30m L。均进行密封。置于121℃，15MPa高压环境灭菌，再接入15m L酵母菌液，置于25℃菌种培养箱，150r/min，均培养一个时间梯度即24～48h。

2.2 测定方法 采用两步法实施优化与测定通过PB设计，对影响玉米皮发酵因素进行筛选，再利用响应面优化中Box―Behnken中心组合设计，建立响应面模型，确定培养基组成[2]。

2.3 数据处理 使用DPS对本次试验数据进行统一处理。

3 结果与分析

3.1 玉米皮组分分析 经试验测定，玉米皮中含有蛋白质、淀粉、半纤维素、纤维素、木质素、脂肪等物质，具体含量见表1。

表1 玉米皮组分及含量

3.2 玉米皮制备菌体蛋白饲料的分析

3.2.1 麸皮添加量的控制 试验通过玉米皮和麸皮混合物发酵，麸皮占比分别以O、2、5、10、15g/d L，在占比上升时可诱导酵母发酵，酶活力和蛋白质均呈上升趋势，如图1所示:

图1 麸皮添加量

3.2.2 接种体积分数的控制 以不同接种体积分数酵母菌接入，其发酵效果存在差异性。当接种体积分数为10%左右时，其分数达到最高点，因此建议该区域作为关键控制点。具体如图2所示:

图2 接种体积分数

3.2.3 发酵时间的控制 发酵时间延长至7d左右，玉米皮中的木聚糖酶活和真蛋白产量大幅上升，达到了1000IU/g及20%以上，或在于两菌株相互促进的效果，因此在玉米皮发酵时间上，可取7d值为宜。具体影响如表2所示:

表2 发酵时间影响

4 结语

综上所述，采用酵母菌发酵玉米皮制备菌体蛋白饲料，应注重对麸皮添加量、接种体积分数及发酵时间控制，以提升发酵效率和降低成本，达到良好的发酵质量。