米曲霉固態發酵對木薯渣蛋白質含量的影響研究

徐高驍， 王士長， 裴亞玲

（1.南寧學院，廣西南寧 530200；2.廣西大學，廣西南寧 530003；3.河南牧業經濟學院，河南鄭州 450000）

我國的木薯產區十分廣闊，主要位于華南地區的廣西、廣東等省。目前，廣西年產木薯900多萬噸，主要用于制取木薯淀粉，隨之而來的就是產生大量的木薯渣廢棄物。唐慶鳳等（2016）和吳端欽等（2015）指出，在木薯渣中非氮化合物的含量可以高達78.7%，是很好的碳源，而其粗蛋白質含量很低。 Ren（2015）和 Daniel（2005）研究認為，木薯渣蛋白質中氨基酸組成又極不平衡，直接用來喂養禽畜效果差。因此大量的木薯渣無法被利用，形成了極大的浪費。本試驗以木薯渣為碳源，加入少量的無機氮源，利用米曲霉固態發酵，將木薯渣轉化為蛋白質飼料，達到開發新的飼料，有效利用木薯廢棄物的目的。

1 材料和方法

1.1 試驗材料 米曲霉、木薯渣和玉米粉均由南寧學院實驗室提供。米曲霉液體培養基：馬鈴薯提取液500 mL+葡萄糖10 g，加熱混勻。馬鈴薯提取液的制作方法：100 g馬鈴薯帶皮洗干凈后切碎＋2000 mL蒸餾水→煮沸45 min→稠狀→5層紗布過濾→取濾液。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 本試驗研究影響木薯渣發酵的底物含水量、發酵時間、米曲霉接種比例、添加硝酸銨比例四個因素，并且每個因素下設三個水平。即采取3水平4因素正交試驗設計，共9個試驗組，每組設3個重復。每組重100 g，每組添加5﹪玉米粉（即5 g）作為米曲霉的營養物質和不同比例的硝酸銨作為氮源。

表1 正交試驗因素及水平

從表2決定的試驗方案可以看出，用正交表安排試驗的兩個特點，每個因素的各個不同水平在試驗中出現了相同的次數；任何兩個因素的各種不同水平的搭配，在試驗中都出現了，并且出現了相同的次數。

1.2.2 測定方法 蛋白質的測定采用半微量凱式定氮法。

表2 固態發酵條件優化的正交試驗安排表

2 試驗結果

本試驗采用極差法分析試驗因素對正交結果的影響。極差即R值，是指每個因素的不同水平的試驗結果間最大的差值。極差大小確定各因素對粗蛋白質含量影響的主次順序。K值是指每一因素同一水平結果之和。其最大值選擇因素的最佳水平，從而得出可能的最優的發酵木薯渣的工藝條件。

表3 固態發酵條件優化的正交試驗粗蛋白質含量變化表

表4 粗蛋白質含量結果的極差分析

從圖1中可見，木薯渣底物含水量的第二水平即55%，所得數值最大，為63.61%。

從圖2中可見，木薯渣發酵時間為第二水平即6 d，所得數值最大，為61.56%。

圖1 不同水分條件下，米曲霉發酵后木薯渣蛋白質含量曲線圖

圖2 不同時間下，米曲霉發酵后木薯渣蛋白質含量曲線圖

從圖3中可見，米曲霉接種比例為第三水平即3%，所得數值最大，為64.07%。

圖3 不同接種比例下，米曲霉發酵后木薯渣蛋白質含量曲線圖

從圖4中可見，硝酸銨比例為第三水平即5%，所得數值最大，為67.63%。

圖4 不同硝酸銨比例下，米曲霉發酵后木薯渣蛋白質含量曲線圖

3 結果分析與討論

在正交試驗的極差分析中，同一因素下不同水平K值越大，表示該水平對調高粗蛋白質含量越有利。從表4中可見，木薯渣底物含水量的第二水平所得數值最大，為63.61%，說明底物含水量為55%時最有利于增加粗蛋白質的含量。發酵時間為第二水平即6 d、米曲霉接種比例為第三水平即5%、添加硝酸銨比例為第三水平即3%時所得的粗蛋白質含量之和均為最大。因此，為增加木薯渣粗蛋白質含量，米曲霉發酵木薯渣的較優工藝條件為底物含水量55%、發酵時間6 d、米曲霉接種比例5%、添加硝酸銨比例3%。

正交試驗中各影響因素下極差R值越大，表示該因素對粗蛋白質含量的作用越大。由表4可知，在試驗條件范圍內，四個因素對木薯渣粗蛋白質含量提高的主次順序為：米曲霉接種比例、底物含水量、硝酸銨比例、發酵時間。

參考文獻

[1]吳端欽，張剛，張石蕊.木薯渣對生長肥育豬飼用價值的研究[J].中國畜牧獸醫，2015，42（12）：3329 ～ 3245.

[2]唐慶鳳，彭開屏，韋升菊，等.不同微生物添加劑組合固態發酵對木薯渣品質的影響[J].動物營養學報，2016，28（6）：1965 ～ 1974.

[3]Daniel S，Jean M P，Gilles T.飼料成分與營養價值表[M].北京：中國農業大學出版社，2005.

[4]Ren J，Yuan X.Performance and microbial community in a twophase anaerobic co-digestion system using cassava dregs and pig manture[J].Bioresource Technology，2015，155：342 ～ 351.