竹笋加工下脚料发酵菌筛选和发酵优化研究

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我国每年春季都会出产大量的食用竹笋,而竹笋加工过程中必然产生大量的竹笋加工下脚料,如笋头和笋壳等。这些竹笋加工废弃物含有丰富的粗纤维、粗蛋白和其他微量元素,如果只是简单抛弃,不仅浪费了其中所含资源,而且会造成环境污染。本论文从微生物发酵笋壳产饲料的角度研究入手,采用羧甲基纤维素钠培养基筛选和摇瓶发酵测定酶活的方法,从自然界中找到产纤维素酶高效菌株,并对所得菌株的生物特性进行初步的探索;结合现有的产蛋白酶菌株、乳酸菌和酵母菌共同发酵笋壳,优化混菌发酵的菌株配比;考察碳源、氮源、水分、发酵初始pH和发酵温度对固态发酵效果的影响,优化固态发酵条件。主要研究结果如下:通过羧甲基纤维素钠培养基分离得到13个产纤维素酶的菌株,初步筛选出3个透明圈较大的菌株,将这3个菌株通过摇瓶发酵测得其中两个菌株N2和N8的羧甲基纤维素(CMC)酶活较高,分别为0.1918U/mL和0.1742U/mL。N2的最适生长温度为37℃,最适生长pH值为7,培养3h后进入对数生长期直至30h。N8的最适生长温度为37℃,最适生长pH值为6.5,培养3h后进入对数生长期直至33h。实验所用五个菌株之间没有明显的拮抗作用,当N2、N8和芽孢杆菌BX2以3:2:1的配比,按10%的接种量发酵1d后接入2%的酵母菌H7和2%的乳酸菌G16,再共同发酵2d后能够得到最佳的发酵效果,CMC酶活达到30.2U/mL,笋壳中粗蛋白含量达到24.36%。利用筛选出来的菌株进行混菌发酵效果试验,得到最佳的发酵底物成分为86%的笋壳粉,10%的麸皮,4%的(NH4)2SO4;按1:1.5的料液比添加水分,将初始pH值调至6,在37℃温度条件下发酵3d,能够得到最佳的发酵效果,CMC酶活达到65.02U/mL,笋壳中粗蛋白含量达到25.78%。
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