豆粕发酵过程参数与检测方法的建立

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1、工作研究22／}q广萄2010年第9期W。Stu豆发酵过程参数与检测方法的建立王立波常金良1前言发酵豆粕工艺的开发与应用一方面由于鱼粉等高端蛋白质饲料价格的2．1固体发酵工艺的选取提升．深加工豆粕作为一种鱼粉的替代品而被开所有的生化反应都是在水环境(或称水溶发。另一方面．作为一种常见的大宗原料，深加工液)中进行．水活度是保证代谢效率的重要因素，是原料提高综合效益的有效方法。因此，豆粕发因此。一般大工业发酵工艺。如抗生素、氨基酸、酵在现实生产中具有重要意义对于豆粕的深加有机酸等优先选用液体深层发酵工艺．使得液体工，主要集中在酶解、发酵等生物方法中。相对于深层发酵工艺得

2、到了大量的技术积累。只有当液酶解只是简单的对蛋白质进行切割．发酵是在酶体深层发酵工艺不能得到产物或副产物太多且解蛋白质的同时．利用微生物的代谢产生大量的有毒的情况下．才会考虑使用固体工艺。活性物质或成味物质。因此具有单纯酶解所起不但相对于一般经典发酵“单一菌种．单一产到的作用物”的模式．豆粕发酵有它的特殊性。即：(1)没有对此业内已经形成统一的认识．即发酵是目明确的、单一的产物；(2)附加值相对抗生素等经前最有力的豆粕处理方法典发酵要低得多：(3)是以大宗原料处理，即围绕原料为中心展开的工艺．而不是围绕产物为中心2豆粕发酵工艺选择与目前存在的问题展开的工艺因此．豆粕

3、发酵可以采用固体发酵豆粕固体发酵工艺．有厌氧与好氧之别厂工艺。家往往是出于对代谢效率的追求或稳定性的强固体发酵工艺是在成本压力和以原料处理调而选用好氧工艺．而出于对较高得率的追求或为目的允许下采取的次于液体发酵工艺的工艺低成本的强调而选用厌氧工艺出于商业运作的路线．缺点是工艺可控性的降低。出于对加强工缘故．海外厂家对自己的发酵工艺持保密态度．艺稳定性的考虑．可以使用好氧发酵，在短时间如：丹麦的哈姆雷特公司的HP300和HP400、美内结束发酵工艺．把发酵风险控制在工艺及成本国ADM公司的SoycomilK．等等许可之内。当然．也可以应用厌氧发酵，来得到较可以推测．只

4、要是在饲料中应用的大宗原高的收率．但需要较长时间。这样有可能使工艺料．就不会是应用液体发酵工艺。但相对于液体的发酵风险成本增高，是否合理。有待考察。深层发酵工艺．固体发酵工艺(尤其是国内的固2．2固体发酵工艺没有提供可控制的过程参数体发酵工艺)却普遍存在着产品稳定性差、过程发酵工艺的第一品质是稳定性．豆粕发酵对难以控制或根本没有过程控制的现状．严重制约稳定性的要求也是相当高的。作为发酵工艺，稳定性或可重复性的实现．是通过全程可控来实现的，即全程在均匀时间点取样、检测生理参数、回王立波：东营市产品质量监督检验所。馈发酵控制等。在这方面，液体深层发酵积累了常金良：山东大

5、学微生物技术国家重点实验室，国家糖工程研究中心。大量的经验，包括检测方法及数据处理。但是，固翩纠广萄2010年第9期23工作研究W。Study体发酵工艺并没有相应的丰富的检测／监测数据．量的技术经验，包括检测方法、数据分析、控制反更谈不到数据处理技术的经验性积累。馈、甚至设备选型和物料平衡等。而豆粕固体发2．2．1历史渊源与技术积累酵工艺却没有这样的经验。因此。要实现稳定的目前的固体发酵工艺起源于两个源流：一是固体发酵工艺．参照液体深层发酵建立固体发酵传统农业中食用菌栽培与微生物纯培养技术的过程参数是必然的选择结合；二是食品发酵工业中自酒、啤酒、酱油的古3．1液体深

6、层发酵参数简介典发酵技术。也就是说，与经典发酵的液体深层液体深层发酵工艺认为．发酵液为一个均匀培养技术不同．固体发酵并不是以化工为前身．的、处于激烈湍流状态的气。液两相或气一液一胶用化工合成工程思想与技术去结合微生物理论三相的可压缩的非牛顿流体。在这个体系内。任而得到工艺．也不是把液体深层发酵技术中的液一点的代谢状况可以代表整个发酵罐内发酵液体培养基“固体化”，而是起源于农业和食品业。的代谢状况。则整个过程监控过程．可以分为取这样．一般的固体发酵没有借鉴化工合成的单元样一检测／监测一反馈3部分．至于选取参数的依操作．过程控制与检测等思想与技术．也没有相据，则坚持以下

7、原则：(1)易于取得或检测；(2)与应的技术积累代谢时时相关；(3)抗干扰，检测值散布小。鉴于农业微生物技术和食品发酵工程积累了几以上原则．液体深层发酵的监测数据并不是按照百年经验。而豆粕发酵却只有十几年经验积累。便于理科研究。而是便于工程操作选取的。作为大宗原料发酵．豆粕固体发酵工艺没有明确3．1．1常见液体深层发酵过程参数的检测参数，没有完整、严格的过程控制，是不能发酵过程参数，等同于生理参数．用以反馈实现稳定化生产的和控制整个发酵过程2．2．2固体发酵的物料性质最为常用的生理参数为pH值、生物量、糖、造成这种现状的另一个原因是固体发酵的氮、磷和效价。这些参