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麸皮作为农业生产的副产品,具有产量高来源广的特点,但麸皮本身纤维含量高,用作饲料不易消化。因此利用微生物发酵的方法可提高麸皮中类胡萝卜素的含量和膳食纤维,酚酸等营养物质的释放率,使之成为具有附加价值的功能性饲料。本文以好食脉孢菌作为发酵菌种,通过固态发酵生产含类胡萝卜素的功能性饲料,以类胡萝卜素产量为优化指标,分别对培养基条件和发酵条件进行优化,在此基础上采用开放式发酵制备含类胡萝卜的功能性饲料块,选取诱导子进一步提升类胡萝卜素产量,从而获得高营养价值,饲用效果佳的发酵饲料。主要研究内容如下:(1)通过单因素试验与正交试验对好食脉孢菌发酵麸皮产类胡萝卜素条件进行了优化,结果表明最佳优化条件为250 mL锥形瓶中加入12.50 g麸皮,KH2PO4 0.025 g,MgSO4添加量为麸皮质量的0.2%,豆渣添加量为麸皮质量的2%,培养基含水量为85%(w/v),接种量为15%(w/v),在30℃培养96 h,优化后类胡萝卜素产量达到147.38μg/g。(2)在无菌固态发酵研究结果的基础上,采用开放式发酵的方法对饲料块的发酵条件进行研究。通过单因素试验表明饲料块的接种量为20%,含水量85%,饲料块比重为0.15 g/cm3,添加2%的糖蜜(w/v),发酵6 d,获得较高类胡萝卜素产量。依据响应面优化结果和实际生产情况,获得饲料块发酵条件为接种量19%,含水量87%,饲料块比重0.16 g/cm3,发酵时间6 d。与无菌发酵相比,开放式发酵中水分蒸发速度快,能被菌种利用水分减少,且饲料块相对质密,透气性差,因此类胡萝卜素产量有所下降,在此条件下类胡萝卜素产量为66.38μg/g。在发酵饲料块优化后的条件下,通过红酵母作为诱导子使类胡萝卜素产量提高57.57%,酿酒酵母作诱导子类胡萝卜素产量提高13.13%。因此,对红酵母作为诱导子做进一步研究,研究发现在培养基中加入高温灭菌后不具有生物活性的红酵母细胞匀浆作为诱导子,其细胞壁含有的多糖,单糖成分,以及部分胞内物质,使类胡萝卜素产量与空白对照组相比提高29.76%。以高温灭菌无细胞活性的红酵母匀浆作为诱导子,将浓度为2 g/mL诱导子,加入麸皮质量32 g,体积200 cm3的饲料块时,与对照组类胡萝卜素产量相比提高57.20%。在饲料块发酵的48 h时加入诱导子,获得的类胡萝卜素产量与对照组比提高25.91%。(3)通过对发酵饲料块反应前后的营养成分对比分析,好食脉孢菌发酵麸皮饲料块的粗纤维总量降低19.45%。同时通过纤维素酶,木质素酶的降解,还原糖含量提高了2倍(包括糖蜜中的还原糖含量),可溶性膳食纤维提高了1倍。培养基中生物量增加了1.6倍,可溶性蛋白含量提高51.05%,粗蛋白含量提高46.15%。酚酸在阿魏酸酯酶和木聚糖酶的协同作用下得以释放,测得游离酚酸含量相较发酵前增加了62.10%。以上结果表明,好食脉孢菌发酵麸皮产功能性饲料块,可高产类胡萝卜素、还原糖、粗蛋白、可溶性蛋白、酚酸、可溶性性膳食纤维含量均有显著提高。综上所述,好食脉孢菌固态发酵麸皮获得含类胡萝卜素的功能性饲料具有应用意义,可用于发酵饲料的开发生产。