响应面法优化白地霉发酵麻疯树饼粕产蛋白质饲料工艺条..

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1、响应面法优化白地霉发酵麻疯树饼粕产蛋白质饲料工艺条..周剑丽 胡建锋陈秀勇牛晓娟邱树毅麻疯树为大戟科麻疯树属植物，是一种抗旱耐脊的速生树种，在我国集中分布在云贵高原南部的干旱地区．随着利用麻疯树果生产生物柴油的扩大化和规模化．其榨油后的饼粕生产量也逐渐增大。开展对麻疯树饼粕的资源化利用研究，采用微生物发酵麻疯树饼粕生产蛋白质饲料对于弥补我国蛋白质饲料短缺具有重要意义。本文通过测定培养基中氨态氮的含量(am-moniacalnitrogencontent，ANC)作为考察麻疯树饼粕发酵产蛋白质饲料工艺指标。在考察温度、时间、pH、接种量、初

2、始加水量及发酵过程中翻曲不翻曲这6个因素对培养基中氨态氮含量的影响后．利用Minitab软件设计Plackett-Burman筛选试验筛选出显著性影响因素。通过最陡爬坡逼近氨态氮产量最大响应区后，利用响应面中心组合设计对显著性影响因素进行优化。1材料与方法1．1 试验材料麻疯树饼粕。贵州省兴义康达生物能源科技有限公司提供，粉碎，过40目筛。菌株，白地霉(Geotrichumcandidum)，CICC31256，中国工业微生物菌种保藏中心。1．2培养基PDA斜面培养基；PDA液体培养基。1．3仪器 万能粉碎机、生化培养箱、pHS-3C精密

3、酸度计、烘箱、无菌操作台、722s分光光度计、水浴恒温振荡器、灭菌锅。1．4试验方法1．4．1菌悬液的制备在无菌操作台中用无菌水将菌种洗脱到PDA液体培养基中，30℃，l50r／min，培养48h。1．4．2麻疯树饼粕固体培养基的制备粉碎麻疯树饼粕．过40目筛，称取一定量麻疯树饼粕粉，加水调制。0．1MPa，121．6℃，灭菌20min。1．4．3氨态氮的测定 甲醛法(王福荣，2006)。1．4．4可溶性蛋白质的测定考马斯亮蓝染色法(王福荣．2006)。1．5发酵条件优化用Minitabl5软件设计6因素2水平的Plackett-Burm

4、an(PB)筛选试验设计，再用中心组合试验设计(centralcompositedesign，CCD)和响应曲面(responsesurfaeemethodology，RSM)分析模块对重要因素的水平进行优化。2结果与分析2．1单因子试验2．1．1 最适培养时间 分别选择发酵周期为1、2、3、4、5、6d，30℃下培养，发酵结束后测氨态氮和可溶性蛋白质含量，结果见图l。由图1可知，第1～3天培养基中氨态氮和可溶性蛋白质产量增长最快．第4天培养基中氨态氮和可溶性蛋白质含量均达最大值．4d后氨态氮和可溶性蛋白质含量趋于平稳．故选择4d为最适培

5、养时间。2．1．2最适培养温度 分别选择26、28、30、32、34℃作为培养温度，发酵4d，测培养基中氨态氮含量，见图2。由图2可知，30℃下，培养基中氨态氮含量较其他组高。故选择30℃为最适培养温度。2．1．3最适pH值麻疯树饼粕培养基初始自然pH值为5．8，分别调配初始pH值为5．4、6．2以及自然pH值的培养基，每天取样测培养基中氨态氮含量，结果见图3。由图3可知，自然pH条件下．氨态氮产量在第3天达到最大值：pH为5．4和6．2条件下，氨态氮产量在第5天达到最大值。虽然pH值为5．4条件下．氨态氮最高产量较自然pH条件下略高，但

6、综合考虑实际操作的便捷性及发酵周期，选择自然pH值为最适pH值。2．1．4最适初始料水比 调制初始加水量分别为50％、70％、90％、ll0％、l30％的培养基，发酵结束取样测培养基中氨态氮含量，结果见图4。初始加水量为90％和ll0％时．培养基中氨态氮含量均较高。两者相差不明显，其中初始加水量为90％时，培养基中氨态氮含量最高(为76．62mg/g),故选择90％为最适初始加水量。2．1．5 翻曲不翻曲 对比翻曲和不翻曲对发酵过程中氨态氮含量的影响．一组试验不翻曲。对照组每24h翻曲l次．发酵4d后测培养基中氨态氮含量，结果见图5。任何

7、初始加水量的试验组，翻曲较不翻曲培养基中氨态氮含量高，翻曲有利于菌和培养基的充分接触，增加培养基中的溶氧量．故选择在发酵过程中翻曲。2．1．6最适接种量分别选择30％、40％、50％、60％、70％(v／m)的接种量，发酵4d后测培养基中氨态氮和可溶性蛋白质含量，结果见图6。接种量为50％，氨态氮和可溶性蛋白质含量较其他组高，故选择50％(v／m)为最佳接种量。2．2Plackett-Berman设计筛选影响氨态氮产量的显著性因素影响氨态氮产量的因素有培养温度、时间、pH值、接种量、翻曲不翻曲等。为对这5个因素进行全面考察，选用n=12的

8、Plaekett-Bur-man设计，并设1个空白项作为误差分析项(刘建忠等，2002)。每个因素取高(+1)低(-1)两个水平。运用Minitabl5软件分别计算个因素的效应，并对个因素效应