基本信息
- 项目名称：
- 苹果渣固体高密度培养菌体蛋白研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 目前对于苹果渣的综合利用开发尚缺乏有效的手段,这不仅影响了果业的可持续发展,也造成了环境的严重污染。本实验利用航空诱变获得的优良菌种--黑曲霉ZM—8和啤酒酵母、热带假丝酵母以及白地霉复配制成复合菌剂，发酵苹果渣，粗蛋白含量显著提高。通过正交实验复合菌剂的最佳配方使产物中粗蛋白的含量达28.8%，提高了422%。
- 详细介绍：
- 苹果渣是苹果加工厂的副产物，我国是世界上最大的苹果生产国之一，苹果渣的总产量十分可观。利用苹果渣发酵菌体蛋白饲料，既使苹果渣变废为宝，保护环境，又为快速发展的草食动物养殖业提供了优质的饲料，最终将促进果业和畜牧业的健康持续发展，具有良好的社会效益和经济效益。目前已有报道的关于利用苹果渣生产菌体蛋白的研究中采用的发酵菌剂大多为啤酒酵母(Saccharomgces cerevisiae)、产朊假丝酵母(Candi-da Utilis)和产蛋白酵母(Torula Utilis)的单一菌株或复合菌剂。单菌种对于含纤维素很高的渣、糟原料而言，很难实现非蛋白物质转化为菌体蛋白的生产过程。 本实验利用太空诱变获得的优良菌种—黑曲霉ZM—8和啤酒酵母、热带假丝酵母和白地霉复配制成的复合菌剂，用于苹果渣的发酵，可以获得蛋白质含量较高的菌体蛋白饲料（粗蛋白含量为28.1%），粗蛋白含量提高了420%（原料中粗蛋白5.4%）。复合菌剂的最优配比为：酿酒酵母（Sac.cerevisiae）：0.5g ；热带假丝酵母（Candida tropicalis）：1.0g ；白地霉菌（Geotrichum candidum）：1.5g ；黑曲霉突变株ZM-8（Asp.nigerZM-8）：1.5g 。证明了利用太空育种的途径，获得的微生物变异种，用于饲料的菌体蛋白培养是可行的，也证明了利用复合菌合成菌体蛋白的效果比单一菌种的好很多。利用选育出的混合菌种发酵苹果渣，通过正交试验获得了适宜的培养基配方，即白糖：4g,硫铵：7g，尿素：2g，食盐：2g，可使产物中粗蛋白的含量达28.8%，提高了422%。 实验表明，采用固体高密度经混合菌种发酵苹果渣生产菌体蛋白饲料是切实可行的，而且发酵产物纤维素含量降低，粗蛋白含量显著提高，营养价值增加，达到充分利用资源，减轻环境污染，变废为宝的目的。所得饲料蛋白也将会部分地弥补国内蛋白资源不足的现状，具有良好的社会效益和经济效益。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目前对于苹果渣的综合利用开发尚缺乏有效的手段,这不仅影响了果业的可持续发展,也造成了环境的严重污染。因此，本实验利用太空诱变获得的优良菌种—黑曲霉ZM--8和啤酒酵母、热带假丝酵母及白地霉复配制成的复合菌剂发酵苹果渣，获得蛋白质含量较高的菌体蛋白饲料，以期降低苹果渣的纤维素含量，提高粗蛋白含量，增加营养价值，达到充分利用资源，减轻环境污染，变废为宝的目的。
科学性、先进性及独特之处
- 本实验采用航空诱变获得的优良菌种--黑曲霉ZM—8，用其和啤酒酵母(Saccharomgces cerevisiae)、热带假丝酵母（Candida tropicalis）以及白地霉（Geotrichum candidum）复配制成复合菌剂发酵苹果渣，此方法新颖独特，特别是将经过航空诱变获得的黑曲霉ZM-8菌株用于菌体蛋白的生产中在全国是史无前例的。
应用价值和现实意义
- 我国是世界上苹果产量最大的国家之一，但是目前对于苹果渣的综合利用开发尚缺乏有效的手段，仅有少量苹果渣用于深加工或直接作饲料，绝大多数用于堆肥、烧炕或被遗弃，造成了严重的资源浪费和环境污染。因此，采用一定的发酵工艺, 将苹果渣转化为营养丰富的蛋白质饲料，是对苹果渣有效利用的重要途径之一，这对缓解我国蛋白饲料资源缺乏、提高苹果种植与加工效益、减少环境污染具有重要意义。
学术论文摘要
- 实验利用航空诱变获得的优良菌种--黑曲霉ZM—8和啤酒酵母、热带假丝酵母以及白地霉复配制成复合菌剂，发酵苹果渣，粗蛋白含量显著提高。通过正交试验复合菌剂的最佳配方为：啤酒酵母（Sac.cerevisiae）：0.5g； 热带假丝酵母（Candida tropicalis）：1.0g；白地霉菌（Geotrichum candidum）：1.5g；黑曲霉突变株ZM-8（Asp.nigerZM-8）：1.5g；产物中粗蛋白的含量达28.1%，提高了420%。最适培养基配方为：白糖：4g；硫铵：7g；尿素：2g；食盐：2g；产物中粗蛋白的含量达28.8%，提高了422%。
获奖情况
- 在天水师范学院第七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中荣获一等奖
鉴定结果
- 有效
参考文献
- [1]代小江, 马辉文. 利用微生物混合培养物生产沙棘果渣单细胞蛋白[J]. 微生物学通报, 1995, 22(5): 267-268. [2]李彩凤, 杨福有. 苹果渣的营养成分及利用[J]. 饲料博览, 2001, 2 :38. [3]徐坚平, 刘均松, 孔维. 利用秸秆类物质进行微生物发酵生产单细胞蛋白[J]. 微生物学通报, 1995, 22 (4) : 223-225. [4]张博润, 刘伟平, 刘玉方等. 发酵白酒糟生产饲料蛋白的优良菌种的筛选[J]. 微生物学报, 1997, 37 (4) : 130-134. [5]徐立平, 高孔荣. 利用食品厂废渣发酵生产单细胞蛋白[J]. 食品与发酵工业, 1994, 2:63- 66. [6]李自刚, 屈凌波, 许玉淼等. 玉米秸杆生产单细胞蛋白质饲料的研究[J] . 河南农业科学, 2001 (5) : 40-41. [7]陈懿.混菌种发酵苹果渣生产菌体蛋白饲料的研究[J]. 贵州工业大学学报：自然科学版，2006，37（8）: 45-48. [8]郭维烈, 郭庆华. 强化果渣基质蛋白的研究[J]. 中国饲料, 1996, 9 :41-42 [9]负建民, 史琦云. 马铃薯渣生料固态发酵生产菌体蛋白饲料的研究[J]. 甘肃农业大学学报, 1998, 12（4) . [10]李巨秀, 李志西, 黄海瀛. 苹果渣生产菌体蛋白饲料发酵条件的研究[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2002, (31):79-81.
同类课题研究水平概述
- Rahmat-H等人（1995）用柠檬形克氏酵母(Kloeckera apicalata)和产朊假丝酵母固态发酵苹果渣,以改善苹果渣的营量为7.5%(W/W),氨基酸含量比发酵前提高了2倍。 Joshi-VK等人(1996)将生产酒精的苹果果渣,分别接入啤酒酵母(Saccharomgces cerevisiae)、产朊假丝酵母(Candi-da Utilis)和产蛋白酵母(Torula Utilis)进行固态发酵。发酵产物均富含蛋白质、脂肪和Vc,其中啤酒酵母发酵物中的蛋白质含量较高。 Bhalla等研究人员应用黑曲霉和产朊丝酵母共同培养苹果渣,生产出高蛋白饲料。经固态发酵后,干果渣和脱除果胶后果渣中蛋白质含量分别提高至20%和17%。 张玉臻等人(1996)通过双层平板法从苹果渣中分离出了酵母菌,研究了该株酵母菌在不同发酵温度、培养基、pH值及氮源以及培养基含水量对菌体蛋白成分的影响,认为最适培养温度为35℃,适于生长的pH值为6.0-6.5,尿素是较理想的氮源培养基,水分为55%左右适于酵母生长。 藉保平、尤希风等人(1999)采用白地霉和康宁木霉,用烘干后的苹果渣粉为培养基,进行了蛋白饲料生产工艺条件的研究。发酵产物的粗蛋白含量达到29.30%,并且绝大部分氨基酸含量较发酵前有明显提高。 美国康耐尔大学农业与生命科学院食品科学系T Kim教授等人在果渣微生物群中分离出了几种酵母,利用反应器在添加0.5%尿素的条件下,菌株AP-10可使蛋白质提高到22.0%以上。 我国是饲料蛋白严重缺乏的一个国家,长期从国外引进口鱼粉等蛋白饲料来满足国内需要。开发果渣菌体饲料必将成为蛋白饲料的发展方向。目前诸多研究工作者正在不遗余力进行着开发研究工作。
