试验主要以酵母菌和淡紫拟青霉为发酵微生物,羽毛粉和麸皮为发酵底物,采用混菌固态发酵方式,探究基质初始水分以及麸皮与羽毛粉的比例等因素对饲料蛋白质生产的影响。试验结果表明,麸皮∶水=1∶1时最适合酵母菌的生长;麸皮∶水=1∶0.8时,最适合淡紫拟青霉的生长。以1∶1的水料比,当麸皮∶羽毛粉=7∶3时,最适合酵母菌的生长;而当麸皮∶羽毛粉=6∶4时,最适合淡紫拟青霉的生长。因此,混菌固体发酵降解羽毛生产饲料蛋白质最佳初始水分是1∶1,麸皮与羽毛比为7∶3。
近些年来,我国畜牧产业发展十分迅速,对于蛋白质类饲料的需求量越来越高。目前,我国的蛋白质资源主要依靠进口鱼粉,但存在一大弊端就是价格较贵,并不能满足我国需求。因此,开发新的饲料蛋白质资源已经是目前研究的热点之一。家禽屠宰后,羽毛成为废弃物,并且产量逐年增加,严重污染环境。羽毛中含有丰富的蛋白质,一般含量为75%~90%,主要是不易消化的角蛋白,其本身氨基酸不平衡,畜禽对其消化率较低。羽毛经过一定处理后,可以破坏其中较为稳定的结构,使得不溶于水的成分分解。我国每年的禽类羽毛产量可以达到70万t,按50%加工利用作为饲用羽毛粉,出粉率按80%计,则每年可加工羽毛粉约为30万t。
羽毛粉用作饲料不仅能够降低成本,补充我国饲料蛋白质的不足,还能解决环境污染,变废为宝。虽然羽毛粉角蛋白结构变得相对松散,但其消化率与大豆、豆粕等优质蛋白质饲料相比仍有很大差距,这严重限制其在畜禽配合饲料中的应用。
目前,高压水解羽毛粉在配合饲料中的最大使用量为5%,超量使用会导致动物营养不良,生长发育受阻。实验室在筛选羽毛角蛋白降解菌的过程中发现,淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)PL-HN-16菌株具有良好的角蛋白酶活性。通过角蛋白酶降解羽毛角蛋白,可以显著提高其消化率。因此,本试验用淡紫拟青霉和酵母菌为混合发酵微生物,羽毛粉和麸皮为混合发酵底物,对混菌固态发酵初始水分和羽毛粉添加比例进行研究,为羽毛粉和麸皮混菌固态发酵开发新型蛋白饲料提供参考依据。
1、材料与方法
1.1试验材料
1.1.1供试菌株
淡紫拟青霉菌株(PL-HN-16)和酵母菌菌株:华南农业大学实验室保存;羽毛粉:广州康顺饲料添加剂厂提供;麸皮:广州市花鸟鱼虫市场购买。
1.2试验方法
1.2.1淡紫拟青霉固体种子制备
将淡紫拟青霉接种到PDA固体培养基上,待菌落表面形成大量孢子后,用无菌水反复洗涤孢子,合并洗涤液即为孢子悬液,按添加量的1%加入灭菌后的麸皮固体培养基中,28℃恒温培养箱中培养48 h备用。
1.2.2酵母菌固体种子制备
将酵母菌接种到LB液体培养基上,30℃,180 rpm恒温培养箱中培养24 h后,按添加量的1%加入灭菌的麸皮固体培养基中,28℃恒温培养箱中培养48 h备用。
1.2.3初始水分固态发酵的影响
以麸皮为发酵底物,设置不同初始水分(底物∶水=1∶1.2、1∶1、1∶0.8和1∶0.6),混合均匀后灭菌,分别接入酵母菌固体种子2 g和淡紫拟青霉固体种子2 g,28℃恒温培养箱培养,定时观察并用血球计数板法计数。筛选出酵母菌与淡紫拟青霉培养基的麸皮与水分最佳配比后,选择一个水平同时接种酵母菌和淡紫拟青霉,与同一配比的单一菌发酵结果进行比较。
1.2.4麸皮与羽毛粉的最佳配比探索
试验设置3个不同处理,分别是麸皮∶羽毛=1∶1、3∶2和7∶3,分别接入酵母菌固体种子2 g和淡紫拟青霉固体种子2 g,28℃恒温培养箱培养,定时观察并用血球计数板法计数。筛选出酵母菌与淡紫拟青霉培养基的麸皮与羽毛粉的最佳配比后,选择一个水平同时接种酵母菌和淡紫拟青霉,与同一配比的单一菌发酵结果进行比较。
2、试验结果
2.1对酵母菌生长的影响
不同料水比条件下酵母菌的生长曲线见图1。
图1不同料水比条件下酵母菌的生长曲线
由图1可知,当麸皮与水比例为1∶0.8、1∶1和1∶1.2时酵母菌的生长情况较好,以1∶1的配比为最佳。酵母菌发酵14 h后,其菌密度开始进入对数生长期,发酵约40 h菌密度趋向稳定,转入衰退期。
2.2对淡紫拟青霉生长的影响
不同料水比条件下淡紫拟青霉的生长曲线见图2。
图2不同料水比条件下淡紫拟青霉的生长曲线
由图2可见,培养基中麸皮与水的比例为1∶0.8、1∶1和1∶1.2时淡紫拟青霉的生长情况较好,以1∶0.8的配比为最佳。淡紫拟青霉发酵32 h后,其产孢量开始进入对数生长期,发酵约80 h孢子密度趋向稳定,转入衰退期。