角蛋白降解菌NJQ2和NJQ3混合固态发酵羽毛粉的研究

论文摘要

随着我国畜牧业的快速发展,蛋白饲料的需求量急剧增加,目前主要靠进口来弥补不足,其成本较高。禽类羽毛中粗蛋白含量高达80%以上,每年有上百万吨的羽毛未被合理利用,既污染了环境,而且浪费了资源。由于禽类羽毛中的蛋白质主要由角蛋白质构成,必须加工处理,破坏其空间结构,才能被畜禽消化吸收。本试验利用高温高压水解后的羽毛粉,辅以麸皮为培养基,以本实验室筛选到的角蛋白降解菌NJQ2和NJQ3为微生物菌剂,进行混合菌固态发酵研究,并采用胃蛋白酶-胰酶两步酶解法体外评定了发酵产物的消化率,以提高羽毛粉营养价值。研究结果如下：角蛋白降解菌NJQ2和NJQ3混合固态发酵的最佳培养基组成为：羽毛粉25g、麸皮25g, NaCl 0.3 g·L-1, K2HPO40.09 g·L-1, KH2PO40.36 g·L-1, MgSO40.15g.L-1；最佳发酵条件为：含水量140%,初始pH 7.5,接种量5 mL,发酵温度37℃,接种比例NJQ2:NJQ3为3：2,培养基厚度1.5 cm。优化后的发酵培养基发酵6 d,可溶性蛋白含量和固态发酵产物的失重率分别为6.62 mg/mL和54.80%。采用胃蛋白酶-胰酶两步法对不同固态发酵条件下的产物进行体外消化,并将体外消化率和失重率结合,求得固态发酵整体降解率。测定结果表明最佳条件下的发酵培养基,浅盘发酵6 d,体外消化率和降解率分别达到52.01%和82.30%。最佳的培养条件下,对羽毛发酵进程进行研究。结果显示,固态发酵24 h之内培养基颜色加深,其pH值迅速由6.0左右升至8.0以上且保持在较高水平。发酵产物上清液中可溶性蛋白含量和氨态氮含量随发酵递增,在发酵第6d两者分别达到最高,随后略有下降趋势。以NJQ2和NJQ3菌液和发酵上清液作为原料,进行小白鼠急性毒性试验。于1d内灌胃三次,每次灌胃剂量为0.6 mL。连续观察14d,小鼠生长状况良好未见死亡,剖检未见异常病变。菌液灌胃组采食量和体重变化和对照组小鼠差异不显著；发酵液灌胃组小鼠体重和对照组差异显著,而其采食量差异不显著,表明其饲料利用率增加。试验证明NJQ2和NJQ3菌株及发酵产物对小鼠安全。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一篇 文献综述
• 第一章 羽毛粉作为饲料研究现状
• 1 羽毛粉及角蛋白概述
• 1.1 羽毛粉
• 1.2 角蛋白
• 1.3 羽毛粉营养成分分析
• 2 羽毛粉作为饲料开发利用研究背景
• 3 羽毛粉加工提取方法
• 3.1 高温高压水解法
• 3.2 酸、碱等化学水解法
• 3.3 膨化法
• 3.4 酶解法
• 3.5 微生物法
• 4 羽毛粉的饲用价值及其影响因素
• 4.1 羽毛粉的饲用价值
• 4.2 影响羽毛粉蛋白饲料营养价值的因素
• 5 体外评定羽毛粉营养价值的方法
• 5.1 饲料营养价值主要评定方法
• 5.2 体外消化法
• 第二章 固态发酵技术研究进展
• 1 固态发酵技术简介
• 1.1 固态发酵技术特点
• 1.2 固态发酵技术的应用
• 1.3 固态发酵设备
• 1.4 微生物选择
• 1.5 固态发酵培养基
• 2 固态发酵过程中可控工艺条件
• 2.1 基质含水量
• 2.2 通气
• 2.3 温度
• 2.4 pH值
• 3 固态发酵技术在生产蛋白饲料上的应用
• 参考文献
• 第二篇 试验研究
• 第三章 NJQ2与NJQ3以羽毛粉为底物固态发酵条件研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 含水量对固态发酵的影响
• 2.2 初始pH对固态发酵的影响
• 2.3 接种量对固态发酵的影响
• 2.4 混合菌接种比例对固态发酵的影响
• 2.5 麸皮添加量对固态发酵的影响
• 2.6 固态发酵培养基厚度对固态发酵的影响
• 3 讨论
• 3.1 含水量对降解的影响
• 3.2 初始pH对降解的影响
• 3.3 接种量对降解的影响
• 3.4 混合菌接种比例对降解的影响
• 3.5 麸皮添加量对降解的影响
• 3.6 固态发酵培养基厚度对降解的影响
• 4 小结
• 参考文献
• 第四章 胃蛋白酶-胰酶两步法体外评定固态发酵产物消化率和固态发酵降解率的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 含水量对体外消化率和降解率的影响
• 2.2 初始pH对体外消化率和降解率的影响
• 2.3 接种量对体外消化率和降解率的影响
• 2.4 混合菌接种比例对体外消化率和降解率的影响
• 2.5 麸皮添加量对体外消化率和降解率的影响
• 2.6 固态发酵培养基厚度对体外消化率和降解率的影响
• 3 讨论
• 3.1 体外消化率
• 3.2 降解率
• 4 小结
• 参考文献
• 第五章 NJQ2与NJQ3以羽毛粉为底物固态发酵进程中产氨现象初探
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果
• 2.1 肉眼观察固态发酵进程
• 2.2 固态发酵进程中可溶性蛋白含量变化趋势
• 2.3 固态发酵进程中氨态氮含量变化趋势
• 2.4 固态发酵培养基pH变化趋势
• 3 讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 第六章 NJQ2和NJQ3及其发酵产物的急性毒性试验
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 细菌计数
• 2.2 菌液和发酵液的急性毒性试验
• 3 讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 全文总结
• 致谢