随着21世纪的到来,人们逐渐注重营养的搭配,对奶、肉制品等食品的需求量与日俱增,从而对畜牧业的发展起到了一定的刺激作用,畜牧业的发展蒸蒸日上,同时对饲料原料的需求也日益增加,促进了饲料行业的发展。我国地大物博,棉籽粕资源十分丰富,其产量居世界首位。研究发现,棉籽粕中的蛋白质含量较高,其粗蛋白含量可以达到40%以上,具有很高的开发、应用价值。但因抗营养因子棉酚的存在,极大地限制了棉籽粕的应用,并且造成了资源的浪费。由于棉籽粕蛋白质含量高,价格低廉,因此寻找一种绿色可行的方法对棉籽粕进行充分地利用,对解决我国蛋白资源严重短缺的问题将发挥巨大的作用。相比于传统的棉粕脱毒法,微生物发酵法是一种绿色新型的脱毒方法,该方法在脱毒的同时还可以提高棉粕的营养价值,增加适口性和采食量。本论文筛选到一株高效降解棉酚的菌株,通过微生物发酵法对棉粕进行脱毒,并探究了微生物发酵棉粕工艺参数的最优化条件,同时采用分子生物学的方法进行聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE),并结合高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)对微生物发酵棉粕脱毒机理进行了研究。主要研究结果如下:1.从新乡周边的棉花土壤地、棉花榨油厂分别取样,以醋酸棉酚为唯一碳源初筛得到48株菌株,经由复筛分离纯化得到了6株具有较强降解棉酚能力的菌株。通过形态学观察并结合18S rDNA分子生物学鉴定,我们判断出1号为黑曲霉(Asperqillus niger),2号为黄曲霉(Asperqillus flavus),3号为产紫青霉(Penicillium purpurogenum),4号为土曲霉(Asperqillus terrus),5号为青霉(Penicillium sp.),6号为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),并将这些菌株作为后续实验研究的对象。2.通过间苯三酚法对6株候选菌株降解棉酚的能力比较,土曲霉降解棉酚能力最强,降解率为33.6%。为了进一步探索土曲霉在棉酚降解实际应用中的潜能,本论文利用土曲霉菌株对棉籽粕进行固体发酵,探索了不同的试验因子如发酵时间、菌种接种量、料水比、碳源和氮源等5个因素对棉粕脱毒的影响,以控制单一变量为原则进行单因素脱毒条件的探究。结果表明:以10%的麦芽糖为碳源、3%的蛋白胨为氮源,料水比为1:0.6(g/ml),接种量为6%,置于30℃恒温条件下发酵72 h,土曲霉对棉籽粕脱毒效率最好,脱毒率可达88.3%。3.在前期研究的最佳发酵条件下对棉粕进行发酵,以发酵棉粕为对照组,对发酵时间为24 h-72 h的样品取样,分别进行聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)。通过SDS-PAGE电泳图发现,发酵前后有6条具有明显差异的条带。将发酵前后有明显变化的条带切下并进一步处理后,利用高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)对其检测分析,共检测出37种蛋白质。通过对棉酚降解的机理进行深入研究,论文发现有11种兴趣蛋白可能与棉酚降解有关,这些蛋白质/酶类分别是肌动蛋白(Actin)、微管蛋白、ATP a/β亚基、磷酸丙糖异构酶、磷酸甘油酸激酶、苹果酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、无机焦磷酸酶、木聚糖酶以及β-1,4-内切-木聚糖酶。棉酚降解需要消耗能量,上述蛋白质大多数与能量代谢有关。其中木聚糖酶和β-1,4-内切-木聚糖酶由于可以间接降解木质素,木质素单体分子结构同时含有多种活性官能团,其中存在酚羟基基团,棉酚属于多酚羟基化合物,推测木聚糖酶和β-1,4-内切-木聚糖酶可能在棉酚降解过程中发挥了重要的作用。目前的研究初步阐释了土曲霉(Asperqillus terrus)发酵棉粕代谢棉酚的降解机理,为微生物脱毒棉酚的进一步研究及棉籽粕的相关应用提供了理论基础。