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我国对豆粕需求量十分巨大,豆粕中抗营养因子及大分子蛋白不利于动物的消化吸收,限制了豆粕的应用。微生物发酵豆粕可有效降低豆粕中抗营养因子及大分子蛋白,有助于动物的消化吸收,且可在发酵过程中产生有机酸,降低pH值,抑制杂菌。
通过80℃水浴的方法从猪粪、土壤、酸菜、醪糟等样品中富集产芽孢的细菌;以酸性(pH5.0)NB培养基作为生长培养基,以酸性(pH5.0)脱脂牛奶平板作为初筛培养基,结合透明圈法初步筛选出能在pH5.0环境生长且产蛋白酶的芽孢杆菌菌株共计291株;以产蛋白酶作为指标,对其中透明圈直径与菌落直径比值大于4.5的68株菌株进行复筛,获得酸性环境生长且有较高蛋白酶活力的供试菌株4株,为菌株SD48、LZ1-2-1、7S-2和LZ7-1。对供试菌株进行菌落、菌体、芽孢形态观察和生理生化特性测定,结合16S rDNA序列系统发育树分析,鉴定SD48、LZ1-2-1、LZ7-1菌株属于甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus),7S-2菌株属于解淀粉型芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。获得了4株性能优良的供试菌株。
通过测定甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)菌株SD48、LZ1-2-1、LZ7-1和解淀粉型芽孢杆菌(B.amyloliquqefacien)菌株7S-2的生长曲线,确定7S-2、LZ1-2-1和SD48最佳种龄为12h,菌株LZ7-1最佳种龄为9h。通过考察供试菌株对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、福氏志贺菌、肠炎沙门氏菌等动物常见病原菌的抑制能力,确定菌株SD48、LZ1-2-1和LZ7-1对4种病原菌均有抑制作用。考察了pH、温度、金属离子种类及浓度、变性剂、有机溶剂等因素对4株供试菌株胞外蛋白酶活力的影响,结果表明4株菌的胞外产物在pH4~10范围内、在25~70℃范围内均具有蛋白酶活力;高浓度(100mmol·L-1)的KI对LZ1-2-1菌株胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;高浓度(100mmol·L-1)的NaHCO3对菌株7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;吐温80、EDTA、β-巯基乙醇、SDS、CTAB均不能显著增加SD48菌株胞外蛋白酶的活力;高浓度(10mg·mL-1)吐温80对菌株LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;正丁醇可较好地萃取菌株SD48、7S-2的胞外蛋白酶;乙酸乙酯可萃取菌株LZ1-2-1、LZ7-1的胞外蛋白酶;乙酸乙酯对菌株SD48、LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳。综上,4株菌株具有良好的pH、温度耐受性,性质较为稳定。
将4株供试菌株进行豆粕固体发酵,测定粗蛋白、酸溶蛋白、酸溶蛋白相对含量、有机酸、氨态氮、水分、pH值和抗氧化活性。结果表明与对照组相比,加入SD48、LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1等4种菌液发酵豆粕更有利于产生有机酸,可使pH显著降低,可使粗蛋白含量有所增加,更有利于保护发酵豆粕中的抗氧化活性物质,其中SD48菌液的效果最好;同时以酸溶蛋白相对含量为指标,筛选出发酵豆粕效果最优的菌株为SD48菌株。SD48菌株在基础发酵条件下发酵豆粕30d时,发酵豆粕色泽金黄,具有浓郁酸香味,无结块现象;发酵豆粕pH降低,酸溶蛋白含量和抗氧化活性提高,可有效消除豆粕中的β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白。在此基础上采用正交试验考察料水比、玉米粉含量、硫酸铵含量、接种量4个因素对酸溶蛋白相对含量的影响,单因素试验考察发酵时间和发酵温度的影响,以酸溶蛋白相对含量为指标,获得了SD48菌株固体发酵豆粕的最优条件:料水比1∶1,玉米粉含量10.0%,硫酸铵含量6.0%,接种量8.0%,在室温下发酵30d。与基础发酵条件下发酵30d的结果相比,在最优条件下酸溶蛋白相对含量达到26.24%,提高了127.6%;酸溶蛋白含量达到13.47%,提高了134.3%;抗氧化活性达到409.63mg AEAC/100mL,提高了185.8%。综上,获得了发酵豆粕的最佳菌株及该菌株固体发酵豆粕的最优发酵条件,提升了发酵豆粕的营养品质。
以大豆肽含量为指标,通过单因素试验考察碳源种类、无机盐种类、发酵温度对SD48菌株发酵产大豆肽的影响;通过正交试验考察碳源含量、豆粕含量、硫酸铵含量、无机盐含量、接种量、起始pH、装瓶量和发酵时间对该菌株发酵小分子活性肽的影响,优化SD48菌株液体发酵大豆肽的培养基组成和培养条件。通过优化,获得了SD48菌株液体发酵小分子活性肽的最优发酵条件:淀粉1.0%,豆粕15.0%,硫酸铵4.0%,硫酸锰0.09%,起始pH6.0的发酵培养基,当装瓶量为100mL/250mL,接种量为6%,于28℃培养72h时,发酵效果最佳,可产生8.04g/100mL大豆肽含量,不能被三氯乙酸溶解的蛋白(含菌体蛋白)含量为2.23g/100mL,大豆肽相对含量为71.06%,抗氧化活性达到34.37mg AEAC/100mL。综上,获得了SD48菌株液体发酵豆粕产大豆肽的最佳条件,为发酵豆粕生产大豆肽的应用奠定了基础。
通过80℃水浴的方法从猪粪、土壤、酸菜、醪糟等样品中富集产芽孢的细菌;以酸性(pH5.0)NB培养基作为生长培养基,以酸性(pH5.0)脱脂牛奶平板作为初筛培养基,结合透明圈法初步筛选出能在pH5.0环境生长且产蛋白酶的芽孢杆菌菌株共计291株;以产蛋白酶作为指标,对其中透明圈直径与菌落直径比值大于4.5的68株菌株进行复筛,获得酸性环境生长且有较高蛋白酶活力的供试菌株4株,为菌株SD48、LZ1-2-1、7S-2和LZ7-1。对供试菌株进行菌落、菌体、芽孢形态观察和生理生化特性测定,结合16S rDNA序列系统发育树分析,鉴定SD48、LZ1-2-1、LZ7-1菌株属于甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus),7S-2菌株属于解淀粉型芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。获得了4株性能优良的供试菌株。
通过测定甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)菌株SD48、LZ1-2-1、LZ7-1和解淀粉型芽孢杆菌(B.amyloliquqefacien)菌株7S-2的生长曲线,确定7S-2、LZ1-2-1和SD48最佳种龄为12h,菌株LZ7-1最佳种龄为9h。通过考察供试菌株对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、福氏志贺菌、肠炎沙门氏菌等动物常见病原菌的抑制能力,确定菌株SD48、LZ1-2-1和LZ7-1对4种病原菌均有抑制作用。考察了pH、温度、金属离子种类及浓度、变性剂、有机溶剂等因素对4株供试菌株胞外蛋白酶活力的影响,结果表明4株菌的胞外产物在pH4~10范围内、在25~70℃范围内均具有蛋白酶活力;高浓度(100mmol·L-1)的KI对LZ1-2-1菌株胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;高浓度(100mmol·L-1)的NaHCO3对菌株7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;吐温80、EDTA、β-巯基乙醇、SDS、CTAB均不能显著增加SD48菌株胞外蛋白酶的活力;高浓度(10mg·mL-1)吐温80对菌株LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;正丁醇可较好地萃取菌株SD48、7S-2的胞外蛋白酶;乙酸乙酯可萃取菌株LZ1-2-1、LZ7-1的胞外蛋白酶;乙酸乙酯对菌株SD48、LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳。综上,4株菌株具有良好的pH、温度耐受性,性质较为稳定。
将4株供试菌株进行豆粕固体发酵,测定粗蛋白、酸溶蛋白、酸溶蛋白相对含量、有机酸、氨态氮、水分、pH值和抗氧化活性。结果表明与对照组相比,加入SD48、LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1等4种菌液发酵豆粕更有利于产生有机酸,可使pH显著降低,可使粗蛋白含量有所增加,更有利于保护发酵豆粕中的抗氧化活性物质,其中SD48菌液的效果最好;同时以酸溶蛋白相对含量为指标,筛选出发酵豆粕效果最优的菌株为SD48菌株。SD48菌株在基础发酵条件下发酵豆粕30d时,发酵豆粕色泽金黄,具有浓郁酸香味,无结块现象;发酵豆粕pH降低,酸溶蛋白含量和抗氧化活性提高,可有效消除豆粕中的β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白。在此基础上采用正交试验考察料水比、玉米粉含量、硫酸铵含量、接种量4个因素对酸溶蛋白相对含量的影响,单因素试验考察发酵时间和发酵温度的影响,以酸溶蛋白相对含量为指标,获得了SD48菌株固体发酵豆粕的最优条件:料水比1∶1,玉米粉含量10.0%,硫酸铵含量6.0%,接种量8.0%,在室温下发酵30d。与基础发酵条件下发酵30d的结果相比,在最优条件下酸溶蛋白相对含量达到26.24%,提高了127.6%;酸溶蛋白含量达到13.47%,提高了134.3%;抗氧化活性达到409.63mg AEAC/100mL,提高了185.8%。综上,获得了发酵豆粕的最佳菌株及该菌株固体发酵豆粕的最优发酵条件,提升了发酵豆粕的营养品质。
以大豆肽含量为指标,通过单因素试验考察碳源种类、无机盐种类、发酵温度对SD48菌株发酵产大豆肽的影响;通过正交试验考察碳源含量、豆粕含量、硫酸铵含量、无机盐含量、接种量、起始pH、装瓶量和发酵时间对该菌株发酵小分子活性肽的影响,优化SD48菌株液体发酵大豆肽的培养基组成和培养条件。通过优化,获得了SD48菌株液体发酵小分子活性肽的最优发酵条件:淀粉1.0%,豆粕15.0%,硫酸铵4.0%,硫酸锰0.09%,起始pH6.0的发酵培养基,当装瓶量为100mL/250mL,接种量为6%,于28℃培养72h时,发酵效果最佳,可产生8.04g/100mL大豆肽含量,不能被三氯乙酸溶解的蛋白(含菌体蛋白)含量为2.23g/100mL,大豆肽相对含量为71.06%,抗氧化活性达到34.37mg AEAC/100mL。综上,获得了SD48菌株液体发酵豆粕产大豆肽的最佳条件,为发酵豆粕生产大豆肽的应用奠定了基础。