固態(tài)發(fā)酵馬鈴薯渣生產(chǎn)能量飼料工藝的研究

■ 江成英 王拓一 邵淑麗 郭宏文 鄭喜群 郭成宇任 憑

（1.齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161006；2.齊齊哈爾大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工黑龍江省普通高校重點實驗室，黑龍江齊齊哈爾 161006；3.齊齊哈爾生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161006；4.黑龍江省齊齊哈爾市北方華安工業(yè)集團技術(shù)中心，黑龍江齊齊哈爾 161006）

作為實現(xiàn)糧食增值的主要途徑之一的馬鈴薯淀粉和淀粉深加工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展正進入高潮。在馬鈴薯淀粉生產(chǎn)過程中，排出大量的濕渣副產(chǎn)品。目前，對馬鈴薯渣的利用仍僅局限于以鮮渣或晾干后直接作為飼料，由于其蛋白質(zhì)含量低，粗纖維較多，營養(yǎng)價值不高，飼喂效果差，從而造成了極大的浪費，而且導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，因而成為食品加工業(yè)一個亟待解決的問題。利用馬鈴薯渣發(fā)酵生產(chǎn)新型能量飼料，即開辟飼料新資源，又避免了廢渣對環(huán)境的污染，對構(gòu)建節(jié)約型社會、提高人民生活水平有著深遠的意義。

本實驗是以馬鈴薯渣為原料，以多菌種固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)新型能量飼料。通過測定發(fā)酵底物中蛋白質(zhì)和還原糖的含量，研究了發(fā)酵工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 種曲和原料

種曲（齊齊哈爾大學(xué)生物工程實驗室制備）；馬鈴薯渣（依安淀粉廠提供）；麥芽汁（齊齊哈爾大學(xué)生物工程實驗室提供）；麩皮：市售。

1.1.2 主要試劑

本實驗所用試劑均為國產(chǎn)分析純或化學(xué)純。

1.1.3 主要儀器設(shè)備

隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱、壓力蒸汽滅菌器、超凈工作臺、分光光度計、多功能快速消化器等。

1.2 實驗方法

蛋白質(zhì)含量測定：采用凱氏定氮法；還原糖含量的測定：采用DNS法。

2 結(jié)果與討論

2.1 固體培養(yǎng)基中馬鈴薯渣含量的確定

以馬鈴薯渣含量分別為83%、85%、88%、91%、93%配制培養(yǎng)基進行固態(tài)發(fā)酵，水分70%，以5%接種量接入種曲，發(fā)酵溫度28℃，發(fā)酵3 d。測定發(fā)酵產(chǎn)物中的還原糖及蛋白質(zhì)含量，結(jié)果見圖1。

由圖1分析可知，5種不同培養(yǎng)基發(fā)酵產(chǎn)物中，還原糖含量相差不大。含88%、85%、83%薯渣的發(fā)酵產(chǎn)物中還原糖含量分別為1.856%、1.854%和1.859%，均略低于91%、93%的1.936%和1.941%。而蛋白質(zhì)含量在含93%薯渣的發(fā)酵產(chǎn)物中最低，為15.32%。含薯渣88%、85%、83%的發(fā)酵產(chǎn)物中蛋白質(zhì)含量分別為24.34%、24.39%、24.58%。綜合考慮馬鈴薯渣的利用因素，確定含有88%馬鈴薯渣的固體培養(yǎng)基配比為發(fā)酵培養(yǎng)基。

圖1 不同配比薯渣發(fā)酵產(chǎn)物的蛋白質(zhì)及還原糖含量

2.2 發(fā)酵培養(yǎng)基水分的確定

以馬鈴薯渣含量為88%配制培養(yǎng)基，以5%接種量接入種曲，發(fā)酵溫度28℃，發(fā)酵3 d，固體培養(yǎng)基水分分別為70%、75%、80%、85%。在發(fā)酵終點測定還原糖和蛋白質(zhì)含量。通過測定結(jié)果選出發(fā)酵培養(yǎng)基的含水量。結(jié)果見圖2。

圖2 不同水分含量培養(yǎng)基發(fā)酵產(chǎn)物中蛋白質(zhì)及還原糖含量

由圖2可知，含水量為80%和85%的培養(yǎng)基在發(fā)酵過程中降糖較快。在不同水分條件下，發(fā)酵后所產(chǎn)生蛋白質(zhì)含量不同。水分為80%的固體培養(yǎng)基的蛋白質(zhì)含量最高，其含量為29.68%。因此，確定固體培養(yǎng)基的含水量為80%。

2.3 種曲接種量的確定

以馬鈴薯渣含量為88%配制培養(yǎng)基，培養(yǎng)基水分含量80%，分別以5%、10%、15%、20%接種量接入種曲，發(fā)酵溫度28℃，發(fā)酵3 d。在發(fā)酵終點測定還原糖和蛋白質(zhì)含量。通過測定結(jié)果確定種曲接種量。結(jié)果見圖3。

圖3 不同種曲接種量的發(fā)酵產(chǎn)物中蛋白質(zhì)及還原糖含量

由圖3可知，隨著種曲接種量的加大，發(fā)酵產(chǎn)物中還原糖的含量逐漸降低，說明接入種曲的量越大，發(fā)酵過程中降糖速度趆快，但接種量為15%和20%時相差不大。種曲接入量為10%時，經(jīng)發(fā)酵所得產(chǎn)物中蛋白質(zhì)含量明顯較接種量為5%的高，但再加大接種量，蛋白質(zhì)含量提高不明顯。綜合考慮經(jīng)濟因素，選擇接入10%的種曲為接種量。

2.4 發(fā)酵時間的確定

以馬鈴薯渣含量為88%配制培養(yǎng)基，培養(yǎng)基水分含量80%，以10%的接種量接入種曲，在28℃條件下進行發(fā)酵，每隔12 h取樣進行還原糖和蛋白質(zhì)含量的測定，以確定發(fā)酵時間。結(jié)果見圖4。

圖4 不同發(fā)酵時間的發(fā)酵產(chǎn)物中蛋白質(zhì)及還原糖含量

由圖4可知，隨著發(fā)酵時間的延長，還原糖的含量逐漸降低，在發(fā)酵36～72 h內(nèi)降糖速度較快，而在72 h之后，降糖不明顯。在發(fā)酵36 h后，發(fā)酵產(chǎn)物中的蛋白質(zhì)含量開始明顯增加，到72 h時達到最大，而之后幾乎沒有變化。因此確定發(fā)酵時間為72 h。

3 結(jié)論

本試驗以馬鈴薯渣為主料，接入種曲進行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)新型能量飼料。通過測定發(fā)酵底物中蛋白質(zhì)和還原糖的含量，確定發(fā)酵飼料的工藝條件。實驗結(jié)果表明：固體培養(yǎng)基中馬鈴薯渣的含量為88%，其含水量為80%，種曲接入量為10%，發(fā)酵溫度28℃，發(fā)酵時間72 h。