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油茶籽粕微生物發(fā)酵進展

2014-04-29 01:46馬頂虹等
安徽農學通報 2014年7期
關鍵詞:蛋白質

馬頂虹等

摘 要:油茶籽粕是一種潛在的優(yōu)質蛋白飼料,但具有溶血性的茶皂素的存在制約了其在蛋白飼料生產上的開發(fā)應用。微生物發(fā)酵法被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ挠筒枳哑擅摱咎幚矸椒ㄖ?。該文介紹了油茶籽粕的成分,以及微生物發(fā)酵的菌種選擇、工藝條件、發(fā)酵效果及發(fā)展前景。

關鍵詞:油茶籽粕;微生物發(fā)酵;茶皂素;蛋白質

中圖分類號 TS229 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2014)07-36-03

我國油茶種植面積達400萬hm2,年產油茶籽約65萬t、油茶籽油超過15萬t。而作為油茶籽副產品的油茶籽粕的量大概相當于油茶籽油的3倍[1],但是由于油茶籽粕味苦,且含有單寧、茶皂素等抗營養(yǎng)物質,目前基本上用作肥料、燃料甚至被廢棄,造成了資源的極大浪費。隨著我國養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展,對蛋白質飼料的需求量日益增加,我國植物蛋白質主要來源為玉米蛋白粉、大豆餅粕、茶籽餅粕,但是其作蛋白飼料的條件還不成熟,我國動物蛋白的來源一般依靠進口。若想從根本上解決蛋白質飼料短缺的問題,我們需將視線轉移到微生物蛋白質飼料上。利用油茶籽粕進行微生物發(fā)酵生產飼料,不僅可以緩解養(yǎng)殖業(yè)對蛋白飼料的需求,還可以將廢棄的油茶籽粕再利用,增加經濟效益和社會效益。

1 油茶籽粕的成分

茶餅粕中含有豐富的蛋白質、糖類、粗纖維及礦物質,其各成分含量如表1[2]。

但是具有溶血作用的茶皂素的存在不僅會影響飼料的適口性,還會引起動物胃腸中毒、肝臟損害、驚厥和昏迷,甚至死亡。油茶籽餅粕中的單寧及黃酮等多酚類物質,可導致蛋白質消化率降低,干擾某些營養(yǎng)元素的吸收(如Fe、Ca等)。另外,單寧味苦澀,會影響飼料的適口性[3]。因此,需對茶籽餅粕進行脫毒處理。

2 茶籽餅粕微生物發(fā)酵研究

目前茶籽餅粕脫毒處理方法主要有物理法、化學法、微生物發(fā)酵法以及綜合法。其中以化學法和微生物發(fā)酵法最為常用,化學法脫毒成本高,工藝復雜,設備要求較高,且經提取后的茶籽餅粕中仍含有一定量的茶皂素,對進一步利用造成困難,而微生物發(fā)酵法被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ奶幚矸椒?。對于茶籽餅粕的微生物發(fā)酵處理,一方面是要降解茶籽餅粕中的茶皂素和單寧等抗營養(yǎng)物質,另一方面是要提高茶籽餅粕中蛋白質等營養(yǎng)成分的含量。

2.1 菌種選擇 茶籽餅粕微生物發(fā)酵的關鍵在于菌種的選擇。不同菌種對茶皂素的降解及蛋白質等營養(yǎng)成分含量的提高具有不同的效果。選取高效的微生物菌種是進行微生物發(fā)酵的前提。目前,國內外茶籽餅粕的微生物發(fā)酵處理中所采用的菌種主要是自然界存在的菌種和人工篩選的菌種。

馬力等[5]以油茶枯餅為原料,選用黑曲霉為指示菌,通過平板點種試驗,又根據刺激圈試驗及三角瓶發(fā)酵培養(yǎng),獲得油茶枯餅生產蛋白飼料的最佳菌種組合:黑曲霉、地衣芽孢桿菌10181、葡萄汁酵母1445、米曲霉。鄧桂蘭[6]以油茶粕為主要原料,以霉菌和酵母菌組成的混合菌種為發(fā)酵菌種,研究表明:茶粕發(fā)酵后的粗蛋白含量有所提高,而粗纖維含量則降低,是一種較好的蛋白飼料。鐘海雁等[7]對油茶枯餅的脫毒和發(fā)酵技術進行了研究,結果表明:油茶枯餅經黑曲霉、毛霉和117假絲酵母固態(tài)發(fā)酵后,其蛋白質含量有一定程度的提高。周浩宇等[3]以油茶籽粕為主要原料,以枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為發(fā)酵菌種,研究單菌及混合菌固態(tài)發(fā)酵后油茶籽粕中各抗營養(yǎng)因子的降解率,研究表明:發(fā)酵后的茶皂素、總酚及粗纖維均有降解,粗蛋白含量提高,且混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵。周玥等[8]以茶皂水為主要原料,對納豆芽胞桿菌、假絲酵母、枯草芽胞桿菌、青霉、米曲霉、地衣芽胞桿菌的茶皂素降解能力進行研究,研究表明:以上菌種均能降解茶皂素,且以青霉的降解速度最快,降解率最大。練杰等[9]以茶籽粕為原料,利用枯草芽孢桿菌、黑曲霉混合菌進行固態(tài)發(fā)酵,研究表明:在適宜條件下混合菌對茶籽粕的脫毒效果明顯。

2.2 油茶籽粕微生物發(fā)酵效果 油茶籽粕經微生物發(fā)酵后,其中的茶皂素、單寧等抗營養(yǎng)成分含量明顯減少,適口性得到提高;纖維素含量有所降解,蛋白質的含量得到提高,大大增加了茶籽餅粕的營養(yǎng)價值。

周浩宇等[3]以枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為發(fā)酵菌種對油茶籽粕進行固態(tài)發(fā)酵,結果表明,混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵,茶皂素、總酚、粗纖維的降解率分別達到87.63%、87.87%和37.29%,粗蛋白含量提高率達66.98%。馬力等[5]采用篩選出的生產優(yōu)質高蛋白飼料的菌種對油茶枯餅發(fā)酵后,粗蛋白含量為16.94%,較未發(fā)酵時的10.82%提高了56.56%。鄧桂蘭[6]以霉菌和酵母菌的混合菌種為發(fā)酵菌種,油茶粕發(fā)酵后粗蛋白質含量由發(fā)酵前的17.2%提高到32.7%,粗纖維含量由發(fā)酵前19.2%下降至9.7%。周玥等[8]以茶皂水為主要原料,對各菌種的茶皂素降解率進行研究發(fā)現(xiàn),青霉、地衣芽胞桿菌、納豆芽胞桿菌、假絲酵母對油茶皂素的降解率都能達到66%以上,以青霉的降解率最高,與自然降解相比,可使油茶皂素的降解率增加60.24%,經優(yōu)化培養(yǎng)后可使茶皂水中油茶皂素的降解率高達83.11%。練杰等[9]利用枯草芽孢桿菌、黑曲霉混合菌對茶籽粕進行固態(tài)發(fā)酵,在最優(yōu)工藝條件下可使茶籽粕的脫皂率達(93.28±0.34)%。

2.3 油茶籽粕微生物發(fā)酵的工藝條件 不同的菌種對油茶籽粕中茶皂素的降解及蛋白質的提高不同,同一菌種在不同的工藝條件下對油茶籽粕發(fā)酵的效果亦不同。影響油茶籽餅粕微生物發(fā)酵的工藝條件主要有發(fā)酵水分、溫度、pH、時間及接種量等。在茶籽餅粕微生物發(fā)酵過程中,只有將這些工藝參數控制在適宜范圍內,才能獲得發(fā)酵的最佳效果。

周浩宇等[3]采用微生物發(fā)酵法對油茶籽粕脫毒時,選用枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為復合菌種,總接種量為10%(3種菌種比例為1∶1∶1),培養(yǎng)周期為8d,油茶籽粕發(fā)酵后各抗營養(yǎng)因子脫除效果最好,粗蛋白提取率最大。馬力等[5] 通過平板點種試驗,根據刺激圈試驗及三角瓶培養(yǎng),獲得了油茶枯餅發(fā)酵產高蛋白的最優(yōu)接種比例:地衣芽孢桿菌10181∶黑曲霉∶葡萄汁酵母1445∶米曲霉=1∶1∶1∶1。鄧桂蘭[6]在研究發(fā)酵生產菌體蛋白飼料時發(fā)現(xiàn),當復合菌種選用AS3.4309+AS3.800+AS3.3711+AS2.281,培養(yǎng)基配方為油茶籽粕12.5g,血粉2.5g,KH2P04 0.1%,MgSO4 0.05%,水20mL,總接種量為10%(霉菌與酵母菌的接種比為1:1),培養(yǎng)周期為4d時,油茶粕發(fā)酵后收集的菌體干重最多。周玥等[8]通過優(yōu)化培養(yǎng)條件的正交試驗,得到降解茶皂素的最佳工藝條件為培養(yǎng)溫度28℃、接種量12%、pH4.5、培養(yǎng)周期5d。練杰等[9]通過單因素試驗和Box-Behnken試驗設計及響應面分析對混合菌固態(tài)發(fā)酵茶籽粕進行優(yōu)化,得到的最優(yōu)工藝條件為:接種量12.5%,水分含量52%,發(fā)酵時間3.9d。

3 結語

微生物發(fā)酵法脫毒生產蛋白飼料可降解油茶籽餅粕中的茶皂素及單寧等抗營養(yǎng)物質,提高飼料中蛋白質的含量。發(fā)酵后的油茶籽粕不僅含有豐富的蛋白質、糖類等營養(yǎng)物質,少量的茶皂素還可以促進動物的生長,增強抗病能力,是優(yōu)質的蛋白飼料。同時,茶籽餅粕微生物發(fā)酵原料豐富,不受季節(jié)、氣候和自然災害的影響,生產周期短,設備要求低,生產成本低,是不可多得的飼料生產方法,在我國未來的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]劉昌盛,黃鳳洪,夏伏建.超聲波法提取茶皂素的工藝研究[J].中國油料作物學報,2006,28(2):203-206.

[2]練杰,金青哲,王興國.油茶籽粕微生物發(fā)酵研究進展[J].油脂蛋白,2012,37(7):24-26.

[3]周浩宇,黃鳳洪,鈕琰星,等.發(fā)酵法與化學法改良油茶籽粕品質效果的比較[J].中國油脂,2010,35(9):40-44.

[4]劉彥明,楊宇,王輝.茶餅中茶皂索的提取和微量元素的測定[J].信陽師范學院學報:自然科技版,2000,13(1):21-23.

[5]馬力,陳永忠,彭邵鋒,等.發(fā)酵油茶枯餅生產蛋白飼料的混合菌種的篩選[J]。中國農學通報,2011,27(16):57-60.

[6]鄧桂蘭.混合菌發(fā)酵油茶粕生產菌體蛋白飼料的研究[J].糧食與飼料工業(yè),2008,6:30-32.

[7鐘海雁,王承南,黃健屏,等.油茶枯餅固態(tài)發(fā)酵技術的研究[J].中南林學院學報,2001,21(1):21l一25.

[8]周玥,郭華,王小蓉.降解油茶皂素的菌種的篩選及其培養(yǎng)條件的優(yōu)化[J].現(xiàn)代食品科技,2012,28(1):43-46.

[9]練杰,金青哲,王興國.枯草芽孢桿菌、黑曲霉混合菌固態(tài)發(fā)酵脫除茶籽粕中茶皂素[J].中國油脂,2013,38(1):24-27.

(責編:張宏民)endprint

摘 要:油茶籽粕是一種潛在的優(yōu)質蛋白飼料,但具有溶血性的茶皂素的存在制約了其在蛋白飼料生產上的開發(fā)應用。微生物發(fā)酵法被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ挠筒枳哑擅摱咎幚矸椒ㄖ弧T撐慕榻B了油茶籽粕的成分,以及微生物發(fā)酵的菌種選擇、工藝條件、發(fā)酵效果及發(fā)展前景。

關鍵詞:油茶籽粕;微生物發(fā)酵;茶皂素;蛋白質

中圖分類號 TS229 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2014)07-36-03

我國油茶種植面積達400萬hm2,年產油茶籽約65萬t、油茶籽油超過15萬t。而作為油茶籽副產品的油茶籽粕的量大概相當于油茶籽油的3倍[1],但是由于油茶籽粕味苦,且含有單寧、茶皂素等抗營養(yǎng)物質,目前基本上用作肥料、燃料甚至被廢棄,造成了資源的極大浪費。隨著我國養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展,對蛋白質飼料的需求量日益增加,我國植物蛋白質主要來源為玉米蛋白粉、大豆餅粕、茶籽餅粕,但是其作蛋白飼料的條件還不成熟,我國動物蛋白的來源一般依靠進口。若想從根本上解決蛋白質飼料短缺的問題,我們需將視線轉移到微生物蛋白質飼料上。利用油茶籽粕進行微生物發(fā)酵生產飼料,不僅可以緩解養(yǎng)殖業(yè)對蛋白飼料的需求,還可以將廢棄的油茶籽粕再利用,增加經濟效益和社會效益。

1 油茶籽粕的成分

茶餅粕中含有豐富的蛋白質、糖類、粗纖維及礦物質,其各成分含量如表1[2]。

但是具有溶血作用的茶皂素的存在不僅會影響飼料的適口性,還會引起動物胃腸中毒、肝臟損害、驚厥和昏迷,甚至死亡。油茶籽餅粕中的單寧及黃酮等多酚類物質,可導致蛋白質消化率降低,干擾某些營養(yǎng)元素的吸收(如Fe、Ca等)。另外,單寧味苦澀,會影響飼料的適口性[3]。因此,需對茶籽餅粕進行脫毒處理。

2 茶籽餅粕微生物發(fā)酵研究

目前茶籽餅粕脫毒處理方法主要有物理法、化學法、微生物發(fā)酵法以及綜合法。其中以化學法和微生物發(fā)酵法最為常用,化學法脫毒成本高,工藝復雜,設備要求較高,且經提取后的茶籽餅粕中仍含有一定量的茶皂素,對進一步利用造成困難,而微生物發(fā)酵法被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ奶幚矸椒?。對于茶籽餅粕的微生物發(fā)酵處理,一方面是要降解茶籽餅粕中的茶皂素和單寧等抗營養(yǎng)物質,另一方面是要提高茶籽餅粕中蛋白質等營養(yǎng)成分的含量。

2.1 菌種選擇 茶籽餅粕微生物發(fā)酵的關鍵在于菌種的選擇。不同菌種對茶皂素的降解及蛋白質等營養(yǎng)成分含量的提高具有不同的效果。選取高效的微生物菌種是進行微生物發(fā)酵的前提。目前,國內外茶籽餅粕的微生物發(fā)酵處理中所采用的菌種主要是自然界存在的菌種和人工篩選的菌種。

馬力等[5]以油茶枯餅為原料,選用黑曲霉為指示菌,通過平板點種試驗,又根據刺激圈試驗及三角瓶發(fā)酵培養(yǎng),獲得油茶枯餅生產蛋白飼料的最佳菌種組合:黑曲霉、地衣芽孢桿菌10181、葡萄汁酵母1445、米曲霉。鄧桂蘭[6]以油茶粕為主要原料,以霉菌和酵母菌組成的混合菌種為發(fā)酵菌種,研究表明:茶粕發(fā)酵后的粗蛋白含量有所提高,而粗纖維含量則降低,是一種較好的蛋白飼料。鐘海雁等[7]對油茶枯餅的脫毒和發(fā)酵技術進行了研究,結果表明:油茶枯餅經黑曲霉、毛霉和117假絲酵母固態(tài)發(fā)酵后,其蛋白質含量有一定程度的提高。周浩宇等[3]以油茶籽粕為主要原料,以枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為發(fā)酵菌種,研究單菌及混合菌固態(tài)發(fā)酵后油茶籽粕中各抗營養(yǎng)因子的降解率,研究表明:發(fā)酵后的茶皂素、總酚及粗纖維均有降解,粗蛋白含量提高,且混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵。周玥等[8]以茶皂水為主要原料,對納豆芽胞桿菌、假絲酵母、枯草芽胞桿菌、青霉、米曲霉、地衣芽胞桿菌的茶皂素降解能力進行研究,研究表明:以上菌種均能降解茶皂素,且以青霉的降解速度最快,降解率最大。練杰等[9]以茶籽粕為原料,利用枯草芽孢桿菌、黑曲霉混合菌進行固態(tài)發(fā)酵,研究表明:在適宜條件下混合菌對茶籽粕的脫毒效果明顯。

2.2 油茶籽粕微生物發(fā)酵效果 油茶籽粕經微生物發(fā)酵后,其中的茶皂素、單寧等抗營養(yǎng)成分含量明顯減少,適口性得到提高;纖維素含量有所降解,蛋白質的含量得到提高,大大增加了茶籽餅粕的營養(yǎng)價值。

周浩宇等[3]以枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為發(fā)酵菌種對油茶籽粕進行固態(tài)發(fā)酵,結果表明,混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵,茶皂素、總酚、粗纖維的降解率分別達到87.63%、87.87%和37.29%,粗蛋白含量提高率達66.98%。馬力等[5]采用篩選出的生產優(yōu)質高蛋白飼料的菌種對油茶枯餅發(fā)酵后,粗蛋白含量為16.94%,較未發(fā)酵時的10.82%提高了56.56%。鄧桂蘭[6]以霉菌和酵母菌的混合菌種為發(fā)酵菌種,油茶粕發(fā)酵后粗蛋白質含量由發(fā)酵前的17.2%提高到32.7%,粗纖維含量由發(fā)酵前19.2%下降至9.7%。周玥等[8]以茶皂水為主要原料,對各菌種的茶皂素降解率進行研究發(fā)現(xiàn),青霉、地衣芽胞桿菌、納豆芽胞桿菌、假絲酵母對油茶皂素的降解率都能達到66%以上,以青霉的降解率最高,與自然降解相比,可使油茶皂素的降解率增加60.24%,經優(yōu)化培養(yǎng)后可使茶皂水中油茶皂素的降解率高達83.11%。練杰等[9]利用枯草芽孢桿菌、黑曲霉混合菌對茶籽粕進行固態(tài)發(fā)酵,在最優(yōu)工藝條件下可使茶籽粕的脫皂率達(93.28±0.34)%。

2.3 油茶籽粕微生物發(fā)酵的工藝條件 不同的菌種對油茶籽粕中茶皂素的降解及蛋白質的提高不同,同一菌種在不同的工藝條件下對油茶籽粕發(fā)酵的效果亦不同。影響油茶籽餅粕微生物發(fā)酵的工藝條件主要有發(fā)酵水分、溫度、pH、時間及接種量等。在茶籽餅粕微生物發(fā)酵過程中,只有將這些工藝參數控制在適宜范圍內,才能獲得發(fā)酵的最佳效果。

周浩宇等[3]采用微生物發(fā)酵法對油茶籽粕脫毒時,選用枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為復合菌種,總接種量為10%(3種菌種比例為1∶1∶1),培養(yǎng)周期為8d,油茶籽粕發(fā)酵后各抗營養(yǎng)因子脫除效果最好,粗蛋白提取率最大。馬力等[5] 通過平板點種試驗,根據刺激圈試驗及三角瓶培養(yǎng),獲得了油茶枯餅發(fā)酵產高蛋白的最優(yōu)接種比例:地衣芽孢桿菌10181∶黑曲霉∶葡萄汁酵母1445∶米曲霉=1∶1∶1∶1。鄧桂蘭[6]在研究發(fā)酵生產菌體蛋白飼料時發(fā)現(xiàn),當復合菌種選用AS3.4309+AS3.800+AS3.3711+AS2.281,培養(yǎng)基配方為油茶籽粕12.5g,血粉2.5g,KH2P04 0.1%,MgSO4 0.05%,水20mL,總接種量為10%(霉菌與酵母菌的接種比為1:1),培養(yǎng)周期為4d時,油茶粕發(fā)酵后收集的菌體干重最多。周玥等[8]通過優(yōu)化培養(yǎng)條件的正交試驗,得到降解茶皂素的最佳工藝條件為培養(yǎng)溫度28℃、接種量12%、pH4.5、培養(yǎng)周期5d。練杰等[9]通過單因素試驗和Box-Behnken試驗設計及響應面分析對混合菌固態(tài)發(fā)酵茶籽粕進行優(yōu)化,得到的最優(yōu)工藝條件為:接種量12.5%,水分含量52%,發(fā)酵時間3.9d。

3 結語

微生物發(fā)酵法脫毒生產蛋白飼料可降解油茶籽餅粕中的茶皂素及單寧等抗營養(yǎng)物質,提高飼料中蛋白質的含量。發(fā)酵后的油茶籽粕不僅含有豐富的蛋白質、糖類等營養(yǎng)物質,少量的茶皂素還可以促進動物的生長,增強抗病能力,是優(yōu)質的蛋白飼料。同時,茶籽餅粕微生物發(fā)酵原料豐富,不受季節(jié)、氣候和自然災害的影響,生產周期短,設備要求低,生產成本低,是不可多得的飼料生產方法,在我國未來的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]劉昌盛,黃鳳洪,夏伏建.超聲波法提取茶皂素的工藝研究[J].中國油料作物學報,2006,28(2):203-206.

[2]練杰,金青哲,王興國.油茶籽粕微生物發(fā)酵研究進展[J].油脂蛋白,2012,37(7):24-26.

[3]周浩宇,黃鳳洪,鈕琰星,等.發(fā)酵法與化學法改良油茶籽粕品質效果的比較[J].中國油脂,2010,35(9):40-44.

[4]劉彥明,楊宇,王輝.茶餅中茶皂索的提取和微量元素的測定[J].信陽師范學院學報:自然科技版,2000,13(1):21-23.

[5]馬力,陳永忠,彭邵鋒,等.發(fā)酵油茶枯餅生產蛋白飼料的混合菌種的篩選[J]。中國農學通報,2011,27(16):57-60.

[6]鄧桂蘭.混合菌發(fā)酵油茶粕生產菌體蛋白飼料的研究[J].糧食與飼料工業(yè),2008,6:30-32.

[7鐘海雁,王承南,黃健屏,等.油茶枯餅固態(tài)發(fā)酵技術的研究[J].中南林學院學報,2001,21(1):21l一25.

[8]周玥,郭華,王小蓉.降解油茶皂素的菌種的篩選及其培養(yǎng)條件的優(yōu)化[J].現(xiàn)代食品科技,2012,28(1):43-46.

[9]練杰,金青哲,王興國.枯草芽孢桿菌、黑曲霉混合菌固態(tài)發(fā)酵脫除茶籽粕中茶皂素[J].中國油脂,2013,38(1):24-27.

(責編:張宏民)endprint

摘 要:油茶籽粕是一種潛在的優(yōu)質蛋白飼料,但具有溶血性的茶皂素的存在制約了其在蛋白飼料生產上的開發(fā)應用。微生物發(fā)酵法被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ挠筒枳哑擅摱咎幚矸椒ㄖ?。該文介紹了油茶籽粕的成分,以及微生物發(fā)酵的菌種選擇、工藝條件、發(fā)酵效果及發(fā)展前景。

關鍵詞:油茶籽粕;微生物發(fā)酵;茶皂素;蛋白質

中圖分類號 TS229 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2014)07-36-03

我國油茶種植面積達400萬hm2,年產油茶籽約65萬t、油茶籽油超過15萬t。而作為油茶籽副產品的油茶籽粕的量大概相當于油茶籽油的3倍[1],但是由于油茶籽粕味苦,且含有單寧、茶皂素等抗營養(yǎng)物質,目前基本上用作肥料、燃料甚至被廢棄,造成了資源的極大浪費。隨著我國養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展,對蛋白質飼料的需求量日益增加,我國植物蛋白質主要來源為玉米蛋白粉、大豆餅粕、茶籽餅粕,但是其作蛋白飼料的條件還不成熟,我國動物蛋白的來源一般依靠進口。若想從根本上解決蛋白質飼料短缺的問題,我們需將視線轉移到微生物蛋白質飼料上。利用油茶籽粕進行微生物發(fā)酵生產飼料,不僅可以緩解養(yǎng)殖業(yè)對蛋白飼料的需求,還可以將廢棄的油茶籽粕再利用,增加經濟效益和社會效益。

1 油茶籽粕的成分

茶餅粕中含有豐富的蛋白質、糖類、粗纖維及礦物質,其各成分含量如表1[2]。

但是具有溶血作用的茶皂素的存在不僅會影響飼料的適口性,還會引起動物胃腸中毒、肝臟損害、驚厥和昏迷,甚至死亡。油茶籽餅粕中的單寧及黃酮等多酚類物質,可導致蛋白質消化率降低,干擾某些營養(yǎng)元素的吸收(如Fe、Ca等)。另外,單寧味苦澀,會影響飼料的適口性[3]。因此,需對茶籽餅粕進行脫毒處理。

2 茶籽餅粕微生物發(fā)酵研究

目前茶籽餅粕脫毒處理方法主要有物理法、化學法、微生物發(fā)酵法以及綜合法。其中以化學法和微生物發(fā)酵法最為常用,化學法脫毒成本高,工藝復雜,設備要求較高,且經提取后的茶籽餅粕中仍含有一定量的茶皂素,對進一步利用造成困難,而微生物發(fā)酵法被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ奶幚矸椒āτ诓枳扬炂傻奈⑸锇l(fā)酵處理,一方面是要降解茶籽餅粕中的茶皂素和單寧等抗營養(yǎng)物質,另一方面是要提高茶籽餅粕中蛋白質等營養(yǎng)成分的含量。

2.1 菌種選擇 茶籽餅粕微生物發(fā)酵的關鍵在于菌種的選擇。不同菌種對茶皂素的降解及蛋白質等營養(yǎng)成分含量的提高具有不同的效果。選取高效的微生物菌種是進行微生物發(fā)酵的前提。目前,國內外茶籽餅粕的微生物發(fā)酵處理中所采用的菌種主要是自然界存在的菌種和人工篩選的菌種。

馬力等[5]以油茶枯餅為原料,選用黑曲霉為指示菌,通過平板點種試驗,又根據刺激圈試驗及三角瓶發(fā)酵培養(yǎng),獲得油茶枯餅生產蛋白飼料的最佳菌種組合:黑曲霉、地衣芽孢桿菌10181、葡萄汁酵母1445、米曲霉。鄧桂蘭[6]以油茶粕為主要原料,以霉菌和酵母菌組成的混合菌種為發(fā)酵菌種,研究表明:茶粕發(fā)酵后的粗蛋白含量有所提高,而粗纖維含量則降低,是一種較好的蛋白飼料。鐘海雁等[7]對油茶枯餅的脫毒和發(fā)酵技術進行了研究,結果表明:油茶枯餅經黑曲霉、毛霉和117假絲酵母固態(tài)發(fā)酵后,其蛋白質含量有一定程度的提高。周浩宇等[3]以油茶籽粕為主要原料,以枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為發(fā)酵菌種,研究單菌及混合菌固態(tài)發(fā)酵后油茶籽粕中各抗營養(yǎng)因子的降解率,研究表明:發(fā)酵后的茶皂素、總酚及粗纖維均有降解,粗蛋白含量提高,且混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵。周玥等[8]以茶皂水為主要原料,對納豆芽胞桿菌、假絲酵母、枯草芽胞桿菌、青霉、米曲霉、地衣芽胞桿菌的茶皂素降解能力進行研究,研究表明:以上菌種均能降解茶皂素,且以青霉的降解速度最快,降解率最大。練杰等[9]以茶籽粕為原料,利用枯草芽孢桿菌、黑曲霉混合菌進行固態(tài)發(fā)酵,研究表明:在適宜條件下混合菌對茶籽粕的脫毒效果明顯。

2.2 油茶籽粕微生物發(fā)酵效果 油茶籽粕經微生物發(fā)酵后,其中的茶皂素、單寧等抗營養(yǎng)成分含量明顯減少,適口性得到提高;纖維素含量有所降解,蛋白質的含量得到提高,大大增加了茶籽餅粕的營養(yǎng)價值。

周浩宇等[3]以枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為發(fā)酵菌種對油茶籽粕進行固態(tài)發(fā)酵,結果表明,混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵,茶皂素、總酚、粗纖維的降解率分別達到87.63%、87.87%和37.29%,粗蛋白含量提高率達66.98%。馬力等[5]采用篩選出的生產優(yōu)質高蛋白飼料的菌種對油茶枯餅發(fā)酵后,粗蛋白含量為16.94%,較未發(fā)酵時的10.82%提高了56.56%。鄧桂蘭[6]以霉菌和酵母菌的混合菌種為發(fā)酵菌種,油茶粕發(fā)酵后粗蛋白質含量由發(fā)酵前的17.2%提高到32.7%,粗纖維含量由發(fā)酵前19.2%下降至9.7%。周玥等[8]以茶皂水為主要原料,對各菌種的茶皂素降解率進行研究發(fā)現(xiàn),青霉、地衣芽胞桿菌、納豆芽胞桿菌、假絲酵母對油茶皂素的降解率都能達到66%以上,以青霉的降解率最高,與自然降解相比,可使油茶皂素的降解率增加60.24%,經優(yōu)化培養(yǎng)后可使茶皂水中油茶皂素的降解率高達83.11%。練杰等[9]利用枯草芽孢桿菌、黑曲霉混合菌對茶籽粕進行固態(tài)發(fā)酵,在最優(yōu)工藝條件下可使茶籽粕的脫皂率達(93.28±0.34)%。

2.3 油茶籽粕微生物發(fā)酵的工藝條件 不同的菌種對油茶籽粕中茶皂素的降解及蛋白質的提高不同,同一菌種在不同的工藝條件下對油茶籽粕發(fā)酵的效果亦不同。影響油茶籽餅粕微生物發(fā)酵的工藝條件主要有發(fā)酵水分、溫度、pH、時間及接種量等。在茶籽餅粕微生物發(fā)酵過程中,只有將這些工藝參數控制在適宜范圍內,才能獲得發(fā)酵的最佳效果。

周浩宇等[3]采用微生物發(fā)酵法對油茶籽粕脫毒時,選用枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為復合菌種,總接種量為10%(3種菌種比例為1∶1∶1),培養(yǎng)周期為8d,油茶籽粕發(fā)酵后各抗營養(yǎng)因子脫除效果最好,粗蛋白提取率最大。馬力等[5] 通過平板點種試驗,根據刺激圈試驗及三角瓶培養(yǎng),獲得了油茶枯餅發(fā)酵產高蛋白的最優(yōu)接種比例:地衣芽孢桿菌10181∶黑曲霉∶葡萄汁酵母1445∶米曲霉=1∶1∶1∶1。鄧桂蘭[6]在研究發(fā)酵生產菌體蛋白飼料時發(fā)現(xiàn),當復合菌種選用AS3.4309+AS3.800+AS3.3711+AS2.281,培養(yǎng)基配方為油茶籽粕12.5g,血粉2.5g,KH2P04 0.1%,MgSO4 0.05%,水20mL,總接種量為10%(霉菌與酵母菌的接種比為1:1),培養(yǎng)周期為4d時,油茶粕發(fā)酵后收集的菌體干重最多。周玥等[8]通過優(yōu)化培養(yǎng)條件的正交試驗,得到降解茶皂素的最佳工藝條件為培養(yǎng)溫度28℃、接種量12%、pH4.5、培養(yǎng)周期5d。練杰等[9]通過單因素試驗和Box-Behnken試驗設計及響應面分析對混合菌固態(tài)發(fā)酵茶籽粕進行優(yōu)化,得到的最優(yōu)工藝條件為:接種量12.5%,水分含量52%,發(fā)酵時間3.9d。

3 結語

微生物發(fā)酵法脫毒生產蛋白飼料可降解油茶籽餅粕中的茶皂素及單寧等抗營養(yǎng)物質,提高飼料中蛋白質的含量。發(fā)酵后的油茶籽粕不僅含有豐富的蛋白質、糖類等營養(yǎng)物質,少量的茶皂素還可以促進動物的生長,增強抗病能力,是優(yōu)質的蛋白飼料。同時,茶籽餅粕微生物發(fā)酵原料豐富,不受季節(jié)、氣候和自然災害的影響,生產周期短,設備要求低,生產成本低,是不可多得的飼料生產方法,在我國未來的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

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(責編:張宏民)endprint

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