博士論文：高效降解棉酚菌種的選育及棉籽餅粕生物發(fā)酵的研究

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內(nèi)容介紹：摘要 棉籽餅粕富含蛋白質(zhì)，是很好的植物蛋白飼料資源。但因其含有對動物有 毒的游離棉酚，其利用價值和使用量受到極大限制。為此，人們研究了許多脫 毒方法，如有機(jī)溶劑浸提、硫酸亞鐵處理、氫氧化鈣處理以及微生物發(fā)酵等方 法。這些方法在棉籽餅粕脫毒方面起到了重要作用，但有機(jī)溶劑浸提法存在有 機(jī)溶劑殘留問題，對動物有潛在的危害;硫酸亞鐵處理影響飼料品質(zhì)和降低采 食量;氫氧化鈣處理脫毒效率相對較低。微生物發(fā)酵法是一種有發(fā)展前景的方 法，該法不但能脫除棉籽餅粕中的棉酚，而且還可以提高棉籽餅粕的蛋白質(zhì)含 量，發(fā)酵底物中存留許多酶類(微生物分泌，如纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶和脂 解酶)、維生素、氨基酸以及一些促生長因子，因而受到了廣泛重視。 本課題通過選育高效降解棉酚的菌株，優(yōu)化發(fā)酵工藝參數(shù)，探討影響發(fā)酵 脫毒效果的因素，考察復(fù)合發(fā)酵脫毒效果及其影響因素等途徑來研究棉籽餅粕 生物發(fā)酵效果。 通過醋酸棉酚無糖查氏培養(yǎng)基和醋酸棉酚麥芽汁培養(yǎng)基平板篩選和培育技 術(shù)，并利用棉籽餅生物發(fā)酵的方法，選育出一株對棉酚具有較高脫毒率的菌種 熱帶假絲酵母ZD一3(CandidalropicalisZD一3)。熱帶假絲酵母ZD一3細(xì)胞呈卵圓 形，大小為3~4X4一5腳，出芽繁殖。用麥芽汁液體培養(yǎng)該菌，菌體沉淀于 管底。平板培養(yǎng)菌落有皺紋，可形成假菌絲。熱帶假絲酵母ZD一3不能在半?yún)? 氧條件下發(fā)酵棉子糖以及在好氧條件下同化利用棉子糖，因此在利用該菌進(jìn)行 棉籽餅發(fā)酵脫毒時，應(yīng)注意可發(fā)酵糖類物質(zhì)(如淀粉)的補(bǔ)充。在液體培養(yǎng)基 中，熱帶假絲酵母ZD一3用于研究的適宜取種時間為12~18h(對數(shù)生長期)。 利用熱帶假絲酵母ZD一3對棉籽餅進(jìn)行固體發(fā)酵脫毒，通過對底物游離棉酚 含量的測定，優(yōu)化其發(fā)酵工藝參數(shù)。優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明，底物組成適宜比例為棉 籽餅70%、玉米粉20%、小麥鼓10%。棉籽餅發(fā)酵脫毒的最佳條件參數(shù)為:發(fā)酵 時間48h，發(fā)酵溫度30℃，菌液接種量5%(v/w)，底物水分含量50%，自然pH值 利用熱帶假絲酵母ZD一3對不同因子處理的棉籽餅底物進(jìn)行生物固體發(fā)酵， 然后測定發(fā)酵底物中游離棉酚(FG)、蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)，探討糖源、加熱處 浙江大學(xué)博士學(xué)位論文2006.6摘要 理、尿素、硫酸亞鐵、碳酸鈉以及礦物質(zhì)等因素對棉籽餅生物發(fā)酵脫毒效果的 影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，棉籽餅底物沖加入不同的可發(fā)酵糖源，可顯著提高脫毒 效率，其中淀粉效果最好，脫毒率高達(dá)91.91%;加熱處理可顯著降低FG含量， 有利于棉籽餅底物的發(fā)酵脫毒;但底物中添加尿素，可降低棉籽餅發(fā)酵脫毒率， 不利于熱帶假絲酵母ZD一3發(fā)酵脫毒;底物中添加硫酸亞鐵、碳酸鈉和復(fù)合礦 物質(zhì)，可顯著提高假絲酵母ZD一3對棉籽餅的發(fā)酵脫毒率，脫毒率分別高達(dá) 94.70%、93.96%以及96.67%。 棉籽餅底物中分別加入O、0.5%、1%、2%的乙醇胺或氯化膽堿，混合均勻， 然后進(jìn)行熱處理試驗(yàn)和微生物發(fā)酵試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，棉籽餅底物中加入不 同比例的乙醇胺或氯化膽堿，不利于棉籽餅熱處理脫毒和發(fā)酵脫毒。 通過測定發(fā)酵底物FG含量、底物蛋白酶活性(中性、堿性和酸性)和底 物菌量的方法研究氯化膽堿、乙醇胺、卵磷脂以及全脂大豆對發(fā)酵效果的影響。 試驗(yàn)結(jié)果表明，①在底物熱處理?xiàng)l件下發(fā)酵，氯化膽堿、乙醇胺、卵磷脂和全 脂大豆均無促進(jìn)發(fā)酵脫毒作用，除氯化膽堿外，均顯著降低發(fā)酵脫毒效率;氯 化膽堿、乙醇胺和卵磷脂可極顯著提高中性蛋白酶活性;氯化膽堿和卵磷脂可 極顯著提高堿性蛋白酶活性;各處理因素均可極顯著提高底物酸性蛋白酶活 性;各處理因素可極顯著提高底物菌體含量，其中氯化膽堿效果最好。②在底 物非熱處理?xiàng)l件下發(fā)酵，乙醇胺、卵磷脂和全脂大豆均無促進(jìn)發(fā)酵脫毒作用， 且顯著降低發(fā)酵脫毒效率，但氯化膽堿有促進(jìn)發(fā)酵脫毒的趨勢;卵磷脂和全脂 大豆可極顯著提高中性蛋白酶活性;各處理因素可極顯著提高底物堿性蛋白酶 活性，極顯著降低底物酸性蛋白酶活性;氯化膽堿可極顯著提高底物菌量，而 其它因素處理的底物菌量顯著降低。③研究發(fā)現(xiàn)氯化膽堿對棉籽餅底物發(fā)酵脫 毒和底物營養(yǎng)價值有重要的意義，其底物蛋白酶活性高、菌量多。在底物非熱 處理?xiàng)l件下發(fā)酵，低濃度氯化膽堿具有促進(jìn)發(fā)酵脫毒的作用。 利用熱帶假絲酵母ZD一3和黑曲霉ZD一8對棉籽餅進(jìn)行單菌及復(fù)合菌種發(fā) 酵，然后測定發(fā)酵底物中游離棉酚(FG)、粗纖維(CF)、粗脂肪(EE)、氨基 酸含量，體外法測定飼料蛋白質(zhì)氨基酸消失率，用環(huán)境掃描電鏡拍攝底物發(fā)酵 后的顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)變化等研究復(fù)合發(fā)酵效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合發(fā)酵可極顯 著地降低棉籽餅底物游離棉酚含量，脫毒率為91.64%;棉籽餅底物粗蛋白、總

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數(shù)據(jù)來源：畜牧人文獻(xiàn)數(shù)據(jù) 上傳資料