棉粕固态发酵及游离棉酚降解的研究

论文摘要

棉粕中氨基酸含量高且粗蛋白含量仅次于豆粕，是一种优质的植物性蛋白饲料。但其中的游离棉酚（FG）对动物体具有一定的毒害作用，这就大大限制了它在饲料中的使用。本研究利用芽孢杆菌对棉粕进行固态发酵，以降低FG含量，提高棉粕蛋白利用率，改善棉粕品质，具有广阔的应用前景。主要研究内容及结果如下：1.根据平板透明圈法和测定发酵液蛋白酶活力法筛选的结果，以酸溶性蛋白（TCA-N）含量作为主要评价指标进行棉粕固态发酵试验，最终选择芽孢杆菌ND-1作为发酵菌株。2.以ND-1为发酵菌株，分别对棉粕进行单因素试验分析和正交试验分析，结果表明：当料水比为1：0.8，菌液接种量为10%，初始发酵温度为36℃，发酵时间为48h时具有最佳发酵效果，其TCA-N含量由3.81%提高到22.49%，提高了4.9倍。SDS-PAGE分析结果表明：发酵48h后，棉粕中的大分子蛋白质逐渐被降解为分子量相对较小的多肽、小肽或氨基酸。3.采用间苯三酚法测定棉粕中的FG含量，结果表明：棉粕在最佳条件下发酵48h，FG含量未能降低，且培养基灭菌和未灭菌状态下各不相同；芽孢杆菌ND-2、JM5、JM1以及各种酵母菌（解脂假丝酵母、酿酒酵母、JMF、L028和HL99）也都不能通过发酵的方法降低其FG含量；棉粕经过高温高压灭菌处理，脱毒率可达到48.6%；棉粕在60℃条件下维持较长一段时间也可以除去部分FG，至72h时脱毒率可达90.0%；棉粕中添加一定量的Fe2+或Cu2+有利于去除FG。4.豆粕、棉粕和菜粕混合发酵实验表明：当混合比例为3：2：1时，具有最佳发酵效果，其TCA-N含量分别提高了13.0倍（灭菌）和8.0倍（未灭菌），发酵后氨基酸总量分别由最初的0.38g/100g提高到6.34g/100g（灭菌）和5.05g/100g（未灭菌），分别提高了15.7倍（灭菌）和12.3倍（未灭菌）。

论文目录

• 缩略词表
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 棉粕概况
• 1.2 棉粕的营养特性
• 1.3 棉粕中存在的主要抗营养因子
• 1.3.1 棉酚及其衍生物
• 1.3.2 环丙烯脂肪酸（CPFA）
• 1.3.3 植酸（PA）
• 1.3.4 单宁（tannin）
• 1.3.5 非淀粉多糖（NSP）和低聚糖类物质
• 1.4 棉酚对动物的影响
• 1.4.1 棉酚对动物内脏器官的影响
• 1.4.2 棉酚对动物生殖机能的影响
• 1.4.3 棉酚对动物其它机能的影响
• 1.5 棉酚的测定方法
• 1.5.1 分光光度法
• 1.5.2 高效液相色谱（HPLC）法
• 1.5.3 薄层色谱（TLC）法
• 1.5.4 其它棉酚测定方法
• 1.6 棉粕脱毒研究进展
• 1.6.1 物理脱毒法
• 1.6.2 化学脱毒法
• 1.6.3 生物脱毒法
• 1.7 棉粕固态发酵技术研究
• 1.7.1 固态发酵技术
• 1.7.2 棉粕固态发酵技术条件
• 1.8 固态发酵棉粕利用过程中存在的问题
• 1.9 本研究的意义及目的和主要内容
• 1.9.1 本研究的意义
• 1.9.2 本研究的目的和主要内容
• 第二章 棉粕发酵菌种的筛选
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 原料与菌种
• 2.2.2 培养基
• 2.2.3 主要仪器与设备
• 2.2.4 主要试剂及配制
• 2.2.5 试验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 平板透明圈法试验结果
• 2.3.2 蛋白酶活力标准曲线的测定
• 2.3.3 各菌株蛋白酶活力测定结果
• 2.3.4 棉粕固态发酵试验
• 2.3.5 菌种最适生长温度的测定
• 2.4 本章小结
• 第三章 棉粕发酵条件优化
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 原料与菌种
• 3.2.2 培养基
• 3.2.3 主要仪器与设备
• 3.2.4 主要试剂及配制
• 3.2.5 试验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 棉粕发酵工艺条件单因素试验
• 3.3.2 正交实验结果
• 3.3.3 正交试验结果分析
• 3.3.4 棉粕发酵条件的确定
• 3.3.5 棉粕发酵时间的优化
• 3.3.6 棉粕中大分子蛋白质降解情况分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 棉粕中游离棉酚含量的变化
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 原料与菌种
• 4.2.2 培养基
• 4.2.3 主要仪器与设备
• 4.2.4 主要试剂及配制
• 4.2.5 试验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 棉酚标准曲线的绘制
• 4.3.2 棉粕最佳发酵条件下 FG 含量的变化
• 4.3.3 不同芽孢杆菌发酵棉粕后 FG 含量的变化
• 4.3.4 不同酵母菌发酵棉粕后 FG 含量的变化
• 4.3.5 不同处理对棉粕中 FG 含量的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 混合粕类发酵实验
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 原料与菌种
• 5.2.2 培养基
• 5.2.3 主要仪器与设备
• 5.2.4 主要试剂及配制
• 5.2.5 试验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 混合粕类发酵实验结果
• 5.3.2 混合粕类发酵最优配比的确定
• 5.3.3 发酵前后混合粕类样品中氨基酸含量测定结果
• 5.3.4 发酵前后混合粕类样品 SDS-PAGE 分析结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢