甘草药渣组合菌固体发酵条件优化

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甘草具补脾益气、润肺止咳、缓急止痛、缓和药性之功效,被大量应用在现代中药生产中,同时在生产过程中也产生数千万吨药渣。甘草药渣不当的处理方式如填埋、焚烧等对环境造成严重污染,也是对资源的浪费。对甘草药渣成分测定发现其中含有黄酮、氨基酸、甾体类、有机酸等化合物,有较高的利用价值。也有研究将药渣直接粉碎作为饲料添加剂饲喂动物,但甘草药渣含有大量不易降解消化的纤维素阻碍了有效成分的析出,药渣粉碎成粉剂直接添加到动物日粮适口性差。本研究利用曲霉和芽孢杆菌进行组合菌固体发酵,降解甘草药渣中纤维素促进甘草黄酮类化合物和营养物质的析出,制备出更有效的中药饲料添加剂。本研究选取3株曲霉和7株芽孢杆菌,通过抑菌实验和单菌株固体发酵实验筛选出1株曲霉和1株芽孢杆菌,利用这2株发酵菌株进行组合菌固体发酵,探究了接种量、接种比、含水量、发酵温度以及发酵时间等单因素对发酵效果的影响。最后选取接种液的接种量、接种比、培养基含水量和药渣发酵时间这4个因素进行L9(4)的正交实验,确定最适宜的组合菌固体发酵条件。结果表明:(1)通过发酵菌种筛选发现,在单菌株发酵中黑曲霉30470产纤维素酶活力最高为(985.77±16.36)U/g,甘草黄酮析出量也最高为(1.11±0.04)mg/g,地衣芽孢杆菌03291产酸性蛋白酶活力最高为(88.81±3.88)U/g。(2)组合菌固体发酵单因素条件探究中发现:最适宜发酵温度为30℃,最适宜芽孢杆菌:黑曲霉接种比1:3,适宜接种液接种量5%,药渣培养基适宜含水量60%,甘草药渣发酵时间7d,结果显示发酵温度、发酵时间以及培养基含水量对甘草药渣组合菌固体发酵效果影响非常显著;(3)L9(4)正交试验得出最适宜发酵条件为:混合菌接种液接种量6%,混合菌液地衣芽孢杆菌:黑曲霉接种比1:2,甘草药渣固体发酵基础培养基含水量70%,发酵时间7d。甘草黄酮析出量测定达到最大值(1.43±0.03)mg/g,纤维素酶活力为(1203.56±58.98)U/g,酸性蛋白酶活力为(119.22±3.29)U/g,发酵效果得到明显提高。综上所述,通过正交试验的方法对甘草药渣组合菌固体发酵条件进行优化,从而明显的提高了甘草药渣的发酵效果,对开发新型的甘草药渣饲料添加剂具有重要的意义。
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