棉籽粕是优良的植物源蛋白,来源广泛,其粗蛋白含量高达40%,但由于含有毒性物质游离棉酚和一些抗营养因子,使其在畜禽饲料的用量和应用范围受到极大限制。人们研究了许多脱毒方法,其中微生物发酵法取得了良好的效果。不仅可以降解棉籽粕中的游离棉酚,还可以将大分子蛋白质降解为易吸收的小分子蛋白质或肽,同时发酵产物中含有一些酶、氨基酸和一些生物活性物质,进而提高了棉籽粕的营养价值,因此受到了广泛重视。微生物固态发酵可以提高棉籽粕的营养价值,使棉籽粕富含小肽物质并作为饲料科学有效的利用。主要研究内容包括以下3方面:1固态发酵棉籽粕菌种的筛选。棉籽粕、玉米粉及麸皮粉碎后过60目筛,按质量比8:1:1均匀混合所得样品为试验的对照组。以现有的12株菌为出发菌株进行单菌固态发酵棉籽粕,研究发酵后的游离棉酚脱毒率和蛋白变化,每个处理3个重复。结果表明发酵后棉籽粕的感官较好,尤其是粪场球菌Enterococcus faecalis Ef1发酵后感官最好;一些菌株可以降低游离棉酚含量,其中菌株Bacillus licheniformis B12效果最好,游离棉酚从382.5μg/g降到219.0μg/g,脱毒率为42.7%。在酶活力的测定中菌株Bacillus subtilis Bs1、Bacillus subtilis Bs3有较高的酶活,酶活力分别可达43.8 U/mL和43.6U/mL,同时发酵后水溶蛋白和小肽的含量较高;酵母菌提高了粗蛋白含量,并产生一定的活菌。在单菌发酵的基础上进行双菌及三菌组合发酵进一步得到最佳的发酵菌种。以游离棉酚脱毒率和蛋白提高为指标,最终确定最佳菌种组合为地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformisB12,产朊假丝酵母Candida utilis Cu1,从而改善了棉籽粕的品质,发酵后游离棉酚含量在200μg/g以下,脱毒率为50.03%,水溶性蛋白9.11%,小肽含量6.98%。2最佳发酵条件的确定。为了进一步进行脱毒和提高蛋白含量并减少发酵底物中的杂菌。以脱毒率和蛋白含量为指标,进行两个实验,分别为对底物进行100℃加热处理和添加不同含量的尿素。在100℃加热60min,添加2%的尿素处理底物的条件下发酵效果最好。对发酵条件进行单因素试验,选择温度、接种量、底物组成和料水比四种显著性因素,以水溶性蛋白和小肽蛋白含量作为评判指标,进行四因素三水平正交实验,结果采用SPSS16.0进行分析,得出料水比和底物组成对蛋白含量影响显著(P<0.05)。最终确定发酵条件为:接种量为20%,温度为28℃,料水比1:1,底物组成为90%的棉籽粕、5%的玉米粉和5%的麸皮,按照接种比例为1:3(B12:Cu1)接种量20%,pH自然。此条件下发酵重复试验效果稳定,游离棉酚含量均在200μg/g以下,水溶性蛋白和小肽含量分别从6.4%提高到20.19%和4.93%提高到15.27%,粗蛋白提高了 6.5%-8.7%。3对不同发酵条件下的发酵产物进行分析。发酵棉籽粕中的氨基酸和必需氨基酸含量提高,大分子蛋白被降解为小分子的肽,SDS-PAGE电泳图显示棉籽粕蛋白基本上被降解。同时粗蛋白、还原糖含量均提高,并含有一些蛋白酶、淀粉酶和活菌等生物活性物质,极大地提高了棉籽粕营养价值。由于棉籽粕的廉价而广泛,本工艺充分利用了棉籽粕资源,发酵后蛋白饲料蛋白含量高,同时生产技术简便,对我国主要棉花生产地区而言是一种非常有效地饲料生产方式。本研究对棉籽粕蛋白质资源的利用提供了理论指导,具有较高的经济效益和社会效益。