植物乳杆菌枯草芽孢杆菌联合发酵鱼粉工艺条件研究
植物乳杆菌枯草芽孢杆菌联合发酵鱼粉工艺条件研究[20200408175202]
摘 要
利用植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌，对固态发酵鱼粉的工艺条件进行优化。以蛋白质水解度和菌落总数为指标，采用单因素试验对影响植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌联合发酵鱼粉的因素进行优化。研究结果表明，固态基质的初始含水量为65％，接种量为6%，两菌接种比例为1:1，发酵温度为37℃时鱼粉蛋白水解度较高；当枯草芽孢杆菌发酵24h后，再接入植物乳杆菌可以有效地提高鱼粉蛋白水解度，并延长原料的保质期。在上述条件下，鱼粉蛋白质水解度和菌落总数分别达到24.86％、7.3×108cfu/g。本实验为提高低值海洋鱼粉的营养价值提供理论参考，并为开发新型功能性生物饲料打下基础。
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关键字:固态发酵蛋白质水解度菌落总数鱼粉蛋白饲料
目 录
1. 前言 1
1.1 概述 1
1.2 植物乳杆菌的生物学特性 1
1.3 枯草芽孢杆菌的生物学特性 2
1.4 固态发酵蛋白饲料的功效 3
1.5 本研究的目的与意义 3
2. 材料与方法 3
2.1 材料 3
2.1.1 菌种 3
2.1.2 培养基 3
2.1.3 主要试剂 3
2.1.4 主要仪器 4
2.2 方法 4
2.2.1 菌种活化 4
2.2.2 菌株生长曲线的测定 4
2.2.3 种子培养液的制备 5
2.2.4 固态发酵 5
2.2.5 发酵鱼粉的保藏期实验 5
2.2.6分析方法 6
3. 结果与讨论 6
3.1 生长曲线的测定 6
3.1.1 植物乳杆菌生长曲线的测定 6
3.1.2 枯草芽孢杆菌生长曲线的测定 7
3.2 不同发酵条件对发酵结果的影响 7
3.2.1 培养基最佳初始含水量的确定 7
3.2.2 最佳接种量的确定 8
3.2.3 最佳接种比例的确定 9
3.2.4 最佳发酵温度的确定 10
3.2.5 植物乳杆菌最佳接种时间的确定 11
3.3 保藏期实验结果 13
4. 结论 13
参考文献 14
致谢 16
1.前言
1.1 概述
鱼粉是一种高蛋白质粉末，它是以海洋鱼类为生产原料，经过蒸煮和粉碎等一系列加工工艺后制得的。鱼粉是水产饲料中最常用的蛋白质来源，其品质优良，蛋白含量很高。鱼粉作为动物饲料添加剂，具有很高的营养价值。其有效能值较高，动物食用后易于消化，不含有不易消化的物质，蛋白质和脂肪的含量较高，其制成的蛋白饲料能量较高，有利于动物的生长发育。鱼粉可作为多种动物的蛋白饲料添加剂，其中的氨基酸含量较为丰富并且比例适合，和动物生长所需的氨基酸比例最为接近。鱼粉蛋白质经动物摄取后，由蛋白水解酶酶解后，不仅能以氨基酸的形式被消化吸收，还能以小分子的多肽形式被利用，从而充分提高其有效利用率。因此通过枯草芽孢杆菌和乳酸菌发酵鱼粉，可以使其蛋白适度降解，提高鱼粉的生物学价值，使有限资源被高效率利用。
微生物固态发酵是基于发酵过程中发酵基质含水量较少的情况。固态发酵蛋白饲料具有多种优点，其不仅无发酵废液产生，而且发酵设备简单，发酵后产品也可以直接用于动物饲料进行喂养。微生物固态发酵的底物营养丰富，含有微生物生长所需的各种营养成分。微生物饲料是根据微生态理论的原理，将有益微生物与饲料基质进行混合，再经发酵过程后获得的含有大量活菌的蛋白饲料，其具有安全、无毒等优点，并且与原始基质相比，饲料的消化率和适口性都有所提高，更加有利于动物生长繁殖。
微生物蛋白饲料一般有两种类型，其中一类通过微生物的发酵作用来改变饲料原有的理化性质，从而提高饲料的消化率、适口性和其营养价值，改善其生物学特性；另一种是使用各种各样的食物垃圾和工业废水，用它们来获得微生物蛋白。各种食品废弃物及工业废水等的运用，用其以获取微生物菌体蛋白。其中发酵饲料是指通过微生物细胞的生长代谢活动，获取更容易被动物消化吸收并且没有毒害作用的动物饲料【1-3】。通过发酵作用生产蛋白饲料，菌种的选取至关重要，为了获得最佳的发酵结果，菌种应满足以下条件：①在饲料原料加工中能发挥较大的作用；②微生物菌体细胞本身及其代谢物对动物的生长繁殖不会产生毒副作用；③不会和其他菌种产生拮抗作用；④菌株的性能较稳定，不易发生变异，并且繁殖速度较快；⑤菌株对环境适应性较强【4-5】。
1.2 植物乳杆菌的生物学特性
植物乳杆菌属于乳酸菌的一种，革兰氏染色呈阳性。乳酸菌在厌氧的条件下生长良好，但在有氧的条件下也能存活，具有耐受氧气的能力【6】。植物乳杆菌能显著提高物料的生物学效价，它可以通过分解食物中蛋白质和糖类等成分来合成维生素，在促进动物的生长中具有良好的效用。植物乳杆菌具有很强的耐酸能力，在pH3.5的酸性条件下植物乳杆菌也能耐酸生长，同时在含胆酸盐1%的液体培养基中植物乳杆菌仍能生长，是良好的发酵益生菌[7]。
乳酸菌发酵饲料除了营养丰富的特点外，在益生菌方面也有很大效用，最常见的就是对肠道菌群平衡的维持、免疫力的提高，以及用后无药物残留等优点【8】。如果用它作为功能性饲料，则还会有气味酸香、动物喜食、省时省力、消化率高等优点【9】。乳酸菌的生长需要维生素，氨基酸，嘌呤和嘧啶等生长因子，与大多数不能利用乳糖的微生物相比，乳酸菌能够利用乳糖作为碳源，具有分解乳糖产生乳酸的能力，并且它的繁殖方式为二分裂繁殖[10]，此外乳酸菌还具有一些特殊的生活特性。一方面，由于乳酸菌能够分解糖类产生大量的乳酸，可以将环境pH降低到很低，所以在一些含糖量较高的食品加工生产中，乳酸菌的存在可以抑制其他杂菌的生长繁殖；另一方面，大多数乳酸菌的抗盐性较强，因此用在腌制食品中，不耐盐的有害微生物不能生长，乳酸菌的存在有利于增加食物的风味。同时乳酸菌的存在也不会导致食物发生腐败变质及产生异常风味【11】。
1.3 枯草芽孢杆菌的生物学特性
枯草芽孢杆菌是芽孢杆菌属 中的一种。其周生鞭毛 ，无荚膜 ，能运动，能产生芽孢。革兰氏染色呈阳性 ，为好氧菌。其能分解色氨酸 产生吲哚 ，利用蛋白质和糖类为营养要素。用微生物发酵蛋白饲料是当前饲料研究的一个热点问题。枯草芽孢杆菌是一株重要的益生菌，具有良好的发酵功能，同时与乳酸菌相比，其发酵还具有多种优点【12】。
枯草芽孢杆菌具有很高的分泌淀粉酶、蛋白酶的活性，是微生物饲料添加剂常用的发酵菌种。枯草芽孢杆菌的分布较为广泛，很容易对其进行分离和纯化培养，并且对动物的生长没有毒害作用，能够分泌多种抑菌肽和蛋白酶类等物质，前者能提高菌株的抗逆能力，后者可以用于水解蛋白质产生氨基酸和小分子多肽，具有良好的发酵效用，同时还可以抑制腐败菌和致病菌的生长。枯草芽孢杆菌作为一种好氧菌，能够将环境中的氧气快速消耗掉，从而促进那些厌氧性的益生菌生长繁殖。为了提高产品中活性小肽的含量，对于鱼粉的发酵可以利用枯草芽孢杆菌。此外还有提高适口性、增加有效成分等各项指标的作用。利用筛选出的优质枯草芽孢杆菌进行生物发酵还可以制备新型绿色蛋白肽饲料产品，生产的成本较低，同时降解能力强。
1.4 固态发酵蛋白饲料的功效
通过微生物固态发酵制得的动物蛋白饲料中含有多种活性物质，这些活性成分对动物的生长发育具有多种有益功效，能够促进动的物生长发育【13】，增强机体的免疫力【14】，促进微量元素的吸收【15】以及具有肠道黏膜结构和功能发育【16】等多种生物学功能。
摘 要
利用植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌，对固态发酵鱼粉的工艺条件进行优化。以蛋白质水解度和菌落总数为指标，采用单因素试验对影响植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌联合发酵鱼粉的因素进行优化。研究结果表明，固态基质的初始含水量为65％，接种量为6%，两菌接种比例为1:1，发酵温度为37℃时鱼粉蛋白水解度较高；当枯草芽孢杆菌发酵24h后，再接入植物乳杆菌可以有效地提高鱼粉蛋白水解度，并延长原料的保质期。在上述条件下，鱼粉蛋白质水解度和菌落总数分别达到24.86％、7.3×108cfu/g。本实验为提高低值海洋鱼粉的营养价值提供理论参考，并为开发新型功能性生物饲料打下基础。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:固态发酵蛋白质水解度菌落总数鱼粉蛋白饲料
目 录
1. 前言 1
1.1 概述 1
1.2 植物乳杆菌的生物学特性 1
1.3 枯草芽孢杆菌的生物学特性 2
1.4 固态发酵蛋白饲料的功效 3
1.5 本研究的目的与意义 3
2. 材料与方法 3
2.1 材料 3
2.1.1 菌种 3
2.1.2 培养基 3
2.1.3 主要试剂 3
2.1.4 主要仪器 4
2.2 方法 4
2.2.1 菌种活化 4
2.2.2 菌株生长曲线的测定 4
2.2.3 种子培养液的制备 5
2.2.4 固态发酵 5
2.2.5 发酵鱼粉的保藏期实验 5
2.2.6分析方法 6
3. 结果与讨论 6
3.1 生长曲线的测定 6
3.1.1 植物乳杆菌生长曲线的测定 6
3.1.2 枯草芽孢杆菌生长曲线的测定 7
3.2 不同发酵条件对发酵结果的影响 7
3.2.1 培养基最佳初始含水量的确定 7
3.2.2 最佳接种量的确定 8
3.2.3 最佳接种比例的确定 9
3.2.4 最佳发酵温度的确定 10
3.2.5 植物乳杆菌最佳接种时间的确定 11
3.3 保藏期实验结果 13
4. 结论 13
参考文献 14
致谢 16
1.前言
1.1 概述
鱼粉是一种高蛋白质粉末，它是以海洋鱼类为生产原料，经过蒸煮和粉碎等一系列加工工艺后制得的。鱼粉是水产饲料中最常用的蛋白质来源，其品质优良，蛋白含量很高。鱼粉作为动物饲料添加剂，具有很高的营养价值。其有效能值较高，动物食用后易于消化，不含有不易消化的物质，蛋白质和脂肪的含量较高，其制成的蛋白饲料能量较高，有利于动物的生长发育。鱼粉可作为多种动物的蛋白饲料添加剂，其中的氨基酸含量较为丰富并且比例适合，和动物生长所需的氨基酸比例最为接近。鱼粉蛋白质经动物摄取后，由蛋白水解酶酶解后，不仅能以氨基酸的形式被消化吸收，还能以小分子的多肽形式被利用，从而充分提高其有效利用率。因此通过枯草芽孢杆菌和乳酸菌发酵鱼粉，可以使其蛋白适度降解，提高鱼粉的生物学价值，使有限资源被高效率利用。
微生物固态发酵是基于发酵过程中发酵基质含水量较少的情况。固态发酵蛋白饲料具有多种优点，其不仅无发酵废液产生，而且发酵设备简单，发酵后产品也可以直接用于动物饲料进行喂养。微生物固态发酵的底物营养丰富，含有微生物生长所需的各种营养成分。微生物饲料是根据微生态理论的原理，将有益微生物与饲料基质进行混合，再经发酵过程后获得的含有大量活菌的蛋白饲料，其具有安全、无毒等优点，并且与原始基质相比，饲料的消化率和适口性都有所提高，更加有利于动物生长繁殖。
微生物蛋白饲料一般有两种类型，其中一类通过微生物的发酵作用来改变饲料原有的理化性质，从而提高饲料的消化率、适口性和其营养价值，改善其生物学特性；另一种是使用各种各样的食物垃圾和工业废水，用它们来获得微生物蛋白。各种食品废弃物及工业废水等的运用，用其以获取微生物菌体蛋白。其中发酵饲料是指通过微生物细胞的生长代谢活动，获取更容易被动物消化吸收并且没有毒害作用的动物饲料【1-3】。通过发酵作用生产蛋白饲料，菌种的选取至关重要，为了获得最佳的发酵结果，菌种应满足以下条件：①在饲料原料加工中能发挥较大的作用；②微生物菌体细胞本身及其代谢物对动物的生长繁殖不会产生毒副作用；③不会和其他菌种产生拮抗作用；④菌株的性能较稳定，不易发生变异，并且繁殖速度较快；⑤菌株对环境适应性较强【4-5】。
1.2 植物乳杆菌的生物学特性
植物乳杆菌属于乳酸菌的一种，革兰氏染色呈阳性。乳酸菌在厌氧的条件下生长良好，但在有氧的条件下也能存活，具有耐受氧气的能力【6】。植物乳杆菌能显著提高物料的生物学效价，它可以通过分解食物中蛋白质和糖类等成分来合成维生素，在促进动物的生长中具有良好的效用。植物乳杆菌具有很强的耐酸能力，在pH3.5的酸性条件下植物乳杆菌也能耐酸生长，同时在含胆酸盐1%的液体培养基中植物乳杆菌仍能生长，是良好的发酵益生菌[7]。
乳酸菌发酵饲料除了营养丰富的特点外，在益生菌方面也有很大效用，最常见的就是对肠道菌群平衡的维持、免疫力的提高，以及用后无药物残留等优点【8】。如果用它作为功能性饲料，则还会有气味酸香、动物喜食、省时省力、消化率高等优点【9】。乳酸菌的生长需要维生素，氨基酸，嘌呤和嘧啶等生长因子，与大多数不能利用乳糖的微生物相比，乳酸菌能够利用乳糖作为碳源，具有分解乳糖产生乳酸的能力，并且它的繁殖方式为二分裂繁殖[10]，此外乳酸菌还具有一些特殊的生活特性。一方面，由于乳酸菌能够分解糖类产生大量的乳酸，可以将环境pH降低到很低，所以在一些含糖量较高的食品加工生产中，乳酸菌的存在可以抑制其他杂菌的生长繁殖；另一方面，大多数乳酸菌的抗盐性较强，因此用在腌制食品中，不耐盐的有害微生物不能生长，乳酸菌的存在有利于增加食物的风味。同时乳酸菌的存在也不会导致食物发生腐败变质及产生异常风味【11】。
1.3 枯草芽孢杆菌的生物学特性
枯草芽孢
枯草芽孢杆菌具有很高的分泌淀粉酶、蛋白酶的活性，是微生物饲料添加剂常用的发酵菌种。枯草芽孢杆菌的分布较为广泛，很容易对其进行分离和纯化培养，并且对动物的生长没有毒害作用，能够分泌多种抑菌肽和蛋白酶类等物质，前者能提高菌株的抗逆能力，后者可以用于水解蛋白质产生氨基酸和小分子多肽，具有良好的发酵效用，同时还可以抑制腐败菌和致病菌的生长。枯草芽孢杆菌作为一种好氧菌，能够将环境中的氧气快速消耗掉，从而促进那些厌氧性的益生菌生长繁殖。为了提高产品中活性小肽的含量，对于鱼粉的发酵可以利用枯草芽孢杆菌。此外还有提高适口性、增加有效成分等各项指标的作用。利用筛选出的优质枯草芽孢杆菌进行生物发酵还可以制备新型绿色蛋白肽饲料产品，生产的成本较低，同时降解能力强。
1.4 固态发酵蛋白饲料的功效
通过微生物固态发酵制得的动物蛋白饲料中含有多种活性物质，这些活性成分对动物的生长发育具有多种有益功效，能够促进动的物生长发育【13】，增强机体的免疫力【14】，促进微量元素的吸收【15】以及具有肠道黏膜结构和功能发育【16】等多种生物学功能。
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