苹果皮渣固态发酵生产菌体蛋白饲料工艺优化及产物品质分析

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1、苹果皮渣固态发酵生产菌体蛋白饲料工艺优化及产物品质分析２４０２核农学报　２０１６，３０（１２）：２４０２～２４１０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｕｃｌｅａｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ文章编号：１０００?８５５１（２０１６）１２?２４０２?０９苹果皮渣固态发酵生产菌体蛋白饲料工艺优化及产物品质分析刘倩男　哈益明　靳　婧（中国农业科学院农产品加工研究所，北京　１００１９３）摘　要：为提高苹果皮渣中粗蛋白的含量，以黑曲霉为发酵菌种发酵苹果皮渣，通过单因素试验对影响苹果皮渣固态发酵的参数进行优化，在此基础上进一步采用响应面试验筛选最佳发酵工艺参数，并对最佳工艺条件下的发酵产物品质

2、进行分析。结果表明，黑曲霉发酵苹果皮渣的最佳工艺条件为：黑曲霉接种量１０％、发酵温度３２℃、水料比３??５、发酵时间６ｄ。此条件下苹果皮渣经发酵后粗蛋白含量从７??０５％提高到３３??５６％，粗脂肪含量从４??７５％提高到５??５７％，粗纤维含量从２１??８０％降低到１３??５３％，氨基酸总含量从４５??—————————————————————————————————————————————————————１０ｍｇ·ｇ－１提高到１２６??３０ｍｇ·ｇ－１，必需氨基酸含量从１６??１３ｍｇ·ｇ－１提高到５０??４０ｍｇ·ｇ－１。综上，黑曲霉发酵可以显著提高苹果皮渣的营养价值，

3、这为苹果皮渣资源化利用、缓解蛋白质供需矛盾提供了有效途径。关键词：黑曲霉；固态发酵；苹果皮渣；营养价值ＤＯＩ：１０??１１８６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００?８５５１??２０１６??１２．２４０２　　我国是世界上最大的苹果（ＭａｌｕｓｐｕｍｉｌａＭｉｌｌ．）生产国，２０１４年苹果总产量达３９１５万ｔ，近几十年来，我国苹果浓缩汁加工业发展迅速，在世界苹果浓缩汁产业中占有相当突出的地位，其中世界苹果浓缩汁１／２以上的产量和贸易量由我国主导［１］。苹果浓缩汁加工过程中会产生大量的苹果鲜渣，我国每年形成的苹果鲜渣接近３００万ｔ，是苹果皮渣的主要来源［２］。苹果皮渣含有较高的水分和丰富的营养

4、物质，易量［９－１０］；同时降低苹果皮渣中粗纤维的含量，消除苹果皮渣中的抗营养因子［１１］。因此，研究和开发苹果皮渣菌体蛋白饲料，对苹果皮渣资源化利用、缓解蛋白饲料供需矛盾具有深远的现实意义。利用微生物发酵开发苹果皮渣菌体蛋白饲料在国内外已有一些相关报道，但主要集中在以苹果皮渣作为发酵培养基提高粗蛋白含量方面［１２－１５］，而对不同发酵条件下发酵后产物氨基酸含量与—————————————————————————————————————————————————————种类变化的研究较少。黑曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｅｎｉｇｅｒ）是公认的安全菌株，可以产生多种胞外酶以分解纤维

5、素，培养条件粗放，可在多种基质上生长［１６－１７］。本试验采用黑曲霉作为发酵菌株，对苹果皮渣固态发酵进行单因素及响应面优化试验，对比发酵前后苹果皮渣中粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、氨基酸、微量元素及重金属元素含量的变化，筛选出适合苹果皮渣发酵的最佳工艺参数，并对最佳工艺条件下的发酵产物进行品质分析和营养评价，旨在为苹果皮渣的资源化利用与富有营养的高蛋白饲料的研发提供技术支撑。被微生物侵染，资源化利用难度较大，废弃处理又会造成严重的资源浪费和环境污染［３－６］；其经发酵干燥后形成蛋白饲料，可用于饲喂动物，降低饲喂成本，提高经济效益。尽管苹果皮渣含有丰富的纤维素、可溶性糖、维生素及矿物

6、质等营养物质，但其蛋白质含量偏低，且含果胶、单宁等易与营养物质结合，形成阻碍消化作用的抗营养因子，此外苹果皮渣用作饲料大量饲喂动物容易造成动物营养不良、腹泻等问题［７－８］。利用微生物发酵苹果皮渣生产单细胞蛋白饲料可大幅度提高苹果皮渣中蛋白质、脂肪、维生素等营养元素的含收稿日期：２０１５?１２?１１　接受日期：２０１６?０５?０５基金项目：农业部公益性行业（农业）专项（２０１３０３０７６）作者简介：刘倩男，女，主要从事苹果渣发酵生产菌体蛋白饲料研究。Ｅ?—————————————————————————————————————————————————————ｍａｉｌ：１８８１

7、１７８２０２９＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：哈益明，男，教授，主要从事辐照食品加工与贮藏研究。Ｅ?ｍａｉｌ：ｈａｙｉｍｉｎｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ１　材料与方法１??１　ＬｉｎｄｂｅｒｇＭＡ１００仪器与试剂／Ｂｌｕｅ快马速弗水炉分（Ｔｈｅｒｍｏ测定仪Ｆｉｓｈｅｒ，（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ，美国），德Ｋｊｅｌｔｅｃ国），２３００肪分析仪全自动凯氏定氮仪（ＶｅｌｐＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃａ，（ＦＯＳＳ，意大利瑞典），Ｌ），ＳＥＲ１４８－８９００全自动型脂氨基酸分析仪（日立，日本），四氟乙烯消解罐，ＩＣＰ?ＭＳ电热恒Ｃ１１０