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油脂下脚料是指植物种子或果核通过压榨取油后的副产物。芝麻饼即是油脂下脚料的一种,其中含有丰富的粗蛋白质,粗脂肪,淀粉,矿物质和维生素等。若能有效地利用芝麻饼,不仅能较好地开发芝麻饼类资源,还能减少工业生产后油脂下脚料造成的环境污染问题,进一步发掘其利用价值为创造经济效益及推动油料产业的发展起到积极的作用。本试验运用现代微生物发酵技术,利用含有2株菌株的复合菌对不同含残油量的芝麻饼分别进行降解,比较各种芝麻饼的不同含残油量对蛋白质降解的影响,并分析芝麻饼经发酵后所得产物的差异。综合对试验的5种芝麻饼粗蛋白和粗脂肪的降解效率进行对比,选择出一种最有利于该复合菌株作用的芝麻饼作为底物,进行液体摇瓶发酵优化试验初试,再进一步进行50L的液体深层发酵试验探索降解芝麻饼的生产可能性大小及500L中试试验验证。试验菌种来源其中一株是实验室筛选能高效降解芝麻饼蛋白质菌株LQ且进行了初步鉴定并确定该菌株为芽抱杆菌属的细菌,另一株是实验室筛选能高效降解芝麻饼脂肪的菌株YF且进行了初步鉴定并确定该菌株为曲霉属的真菌。主要研究结果如下:由实验室筛出的菌种LQ对含残油量最低的芝麻饼5的降解效果最好,其蛋白酶活约为567.93 U/mL,蛋白质降解率约为51.89%,氨基酸转化率为13.27%,有机酸转化率0.11%。随着芝麻饼中含残油量的降低,粗蛋白的含量会有所提高,同时蛋白酶的活性也有相应地提高,粗蛋白的降解效果更好。所以选择芝麻饼5作为下一步发酵的底物。对通过筛选得到优势菌进行培养条件的单因素和正交优化,确定了复合菌LQ和YF在本实验条件下的最佳培养基成分及最佳摇瓶培养条件为:芝麻饼8%,可溶性淀粉1%,磷酸二氢钾0.1%,氯化钙0.1%,氯化镁0.05%,pH 7.0;高效蛋白质降解菌LQ和高效脂肪降解菌YF的接种比例为2:1,接种量5%,初始pH7.0,发酵温度37℃,发酵时间48h,转速为180rmp,在此试验条件下,芝麻饼的粗蛋白质降解率为67.25%,粗脂肪的降解率为65.20%。以摇瓶发酵条件作为基础,对复合菌株在50L发酵罐上发酵中试试验摸索,并以芝麻饼5粗蛋白和粗脂肪的降解率为指标,进行正交试验对发酵的条件进行了优化,结果如下:接种量8%,温度37℃,转速180r/min,通气量150L/h,48h优化后粗蛋白的降解率达到69%左右,粗脂肪的降解率达到65%左右,比较摇瓶发酵能表现一定稳定性。500L发酵扩大,粗蛋白的降解率高达83.34%,粗脂肪的降解率高达75.01%,效果明显优于50L。