枯草芽孢杆菌生物饲料发酵参数的优化

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1、产植酸酶枯草芽孢杆菌生物饲料发酵参数的优化摘要研究旨在优化产植酸酶枯草芽孢杆菌生物饲料的发酵参数，试验采用4因子5水平正交设计和二因子有重复观察值的设计方法进行，通过测定发酵底物中的植酸酶活性，确定生物饲料发酵条件参数和发酵底料组成及接种比例。研究结果表明，产植酸酶枯草芽孢杆菌生物饲料优化发酵条件参数为温度37℃，时间周期72h，底物初水分30%，初始pH7.0;底料组成和接种量的优化结果:底料组成为棉粕90%和玉米10%;接种量为7.0mL/100g。关键词枯草芽孢杆菌发酵饲料发酵参数棉粕中图分类号:S816.7文献标志码:A文章编号:1002－2813(2013)01－0027－05棉籽饼

2、粕饲料中含有植酸抗营养因子，植酸的存在会对棉籽饼粕作为饲料的生物学效价产生一定的影响力。植酸会对动物在自身所必需的矿物质吸收利用上产生一系列的阻碍作用，如:引发动物厌食、消瘦和生长缓慢等病症;其次棉籽中的植酸减少了有效磷的利用率;再次植酸还会影响动物对蛋白质的消化利用。饲料中添加植酸酶对提高畜禽业生产效益及降低植酸磷对环境的污染有重要意义。研究以产植酸酶枯草芽孢杆菌为菌种，以棉粕、玉米和麸皮为发酵底料，通过正交试验设计法，对枯草芽孢杆菌发酵饲料的发酵温度、时间、底物初始水分和初始pH等4个参数进行优化;以棉粕和玉米为发酵底物，通过二因子有重复观察值的设计方法，对发酵底料组成和接种量进行优化，最

3、终确定枯草芽孢杆菌发酵饲料发酵工艺参数，为生产优质生物发酵饲料奠定基础。1材料与方法1.1试验样品及处理棉粕、玉米粉和麸皮:均由新疆石河子天康饲料有限公司提供，粉碎，过60目筛。产植酸酶枯草芽孢杆菌生物饲料添加底物100g，底物中棉粕∶玉米粉∶麸皮为7∶2∶1。菌株:产植酸酶枯草芽孢杆菌Z3，由新疆石河子大学动物营养实验室选育。营养琼脂培养基(涂板用):0.056MPa条件下，121℃灭菌15min。植酸酶液体培养基(WBE):0.056MPa条件下，121℃灭菌15min。1.2种子液培养将枯草芽孢杆菌Z3接入营养琼脂培养基，37℃培养24h，挑取1环菌苔接入20mL(50mL三角瓶)植酸酶

4、液体培养基，37℃，200r/min摇动培养15h(一级菌种)，取1mL一级菌种接入50mL(150mL三角瓶)WBE培养基，37℃，200r/min摇动培养15h(二级菌种)。1.3枯草芽孢杆菌生物饲料发酵条件参数的优化试验采用4因子5水平正交设计试验法优化发酵条件参数，水平设置见表1。根据DpSV6.05统计软件中的正交设计法得到4因子5水平正交设计方案，见表3，利用该表来安排试验处理，每处理3个重复，共计75个样本。发酵底物100g放入500mL三角瓶中混合均匀，然后按表3加入不同体积的蒸馏水调湿，于0.056MPa，121℃条件下蒸饲料添加剂28饲料研究FEEDRESEARCHNO．0

5、1，2013气灭菌15min，冷却后接入1mL的二级种子液搅拌均匀，三角瓶4层纱布封口，按表3所设置的因子培养。发酵结束后，将发酵产物放入烘箱中，45℃烘干48h，冷却后粉碎，过60目筛，装入样品袋，保存于4℃冰箱，待测。表1枯草芽孢杆菌固体发酵条件参数因子水平12345温度/℃2933374145时间周期/h1224487296底物初水分/%3040506070初始pH6.06.57.07.58.01.4底料组成和接种量的优化试验是在产植酸酶枯草芽孢杆菌生物饲料发酵条件参数优化的基础上进行的，即在确定了最优的生物饲料发酵条件参数后进行。试验采用二因子有重复观察值的设置2因子5水平共25个处理

6、组合，见表2。发酵底物的处理方法与枯草芽孢杆菌生物饲料发酵条件参数的优化试验相同。培养结束后，测定发酵产物鲜样中植酸酶的活性及枯草芽孢杆菌的数量。表2棉粕与玉米比例和接种量的因子与水平因子水平12345接种量/(mL·100g－1)13579底物比例(棉粕∶玉米)100∶090∶1080∶2070∶3060∶401.5测定指标植酸酶活性的测定，测定方法参照GB/T18634－2009进行，并参照Sa做了适当修改。将酶液用pH5.5的乙酸钠缓冲液稀释至1000倍，取1mL于37℃预热5min。然后加入2mol的5mmol/L植酸钠溶液，37℃恒温反应30min后立即加入2mL颜色终止液。室温条件

7、下静置10min后，取3mL上清液415nm测光密度(OD)值。空白对照是将酶液和终止液37℃温浴30min后再加入底物植酸钠。植酸酶活性单位定义:样品在植酸钠质量浓度为5mmol/L、温度37℃和pH5.50的条件下，每分钟从植酸钠中释放1μmol无机磷，即为1个植酸酶活性单位，用U/g表示。底物中枯草芽孢杆菌含量的测定:采用平板计数法。1.6数据统计方法应用DpS6.05统计软件对表3进行正交