马铃薯薯渣作为淀粉制品加工环节的主要废 弃物，因其水分含量高、体积大、杂菌数量多、不便 储运等原因造成再利用率低和环境污染严重等突 出问题， 直接影响着我国淀粉制品工业的良性循 环 和 生 态 环 境 安 全 。合理利用马铃薯薯渣再生产和提高二次加 工的经济效益成为近年来的研究热点， 目前二次 加工应用技术主要包括薯渣制作有机肥， 可食性包装膜，食用菌袋栽物料，发酵生产高品质饲料、 酒精和提取果胶等技术。多数技术受到加工工艺、市场需求、经济效益等因素限制，导致转化利用速 率远远低于产生速率， 而具有规模加工、 经济效益、 生态效益和实际可操作性的再加工工艺仍鲜 有报道，随着我国马铃薯主粮化战略性发展，过量的马铃薯薯渣生产发酵菌体蛋白饲料模式在 畜牧业领域的探索应用将会更加广泛深入 。马铃薯薯渣菌体蛋白饲料能增加蛋白质含量，提高机体免疫力，调节肠道微生物平衡，降低饲养成本， 提高经济效益 

目前马铃薯薯渣微生物发酵饲料方式主要包括固态发酵和液态发酵两种， 固态发酵技术因 其高产、简易、低投资和低能耗等优点，便于工厂 化加工和农户小规模生产， 应用范围广泛 。采用复合微生物菌株对 马铃薯薯渣进行发酵， 发酵产物中粗蛋白质和真 蛋 白 含 量 达 到 35.63% 和 14.05% ； 研究最佳固态发酵工艺为含水量 63%、尿素 3.6%、假丝酵母接种时间 3.67 h，发酵产物中粗蛋白质含量20.8%， 比初始薯渣提高 69.3倍，以黑曲霉、白地霉和热带假丝 酵母为发酵菌种， 工艺优化后的发酵产物粗蛋白 质含量为 43.9%；优化马铃薯薯渣液体培养工艺，蛋白质含量达到 9.0 g/L。 因此优化微生物发酵工艺生产高蛋白和高品质饲料具有重要的意义。本研究以马铃薯薯渣为主要原料， 以黑曲霉、热带假丝酵母、解脂假丝酵母、啤酒酵 母为协作发酵菌株， 优化马铃薯薯渣固态发酵生 产菌体蛋白饲料的工艺条件， 为提高马铃薯薯渣饲料的综合利用价值提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂 

黑曲霉 （Aspergillus niger，CICC 2041）、热带假丝酵母（Candida tropicalis，CICC32019）、 解脂假丝酵母 （Candida lipolytica，CICC32696）、啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae，CICC1921）：中国工业微生物菌种保藏中心；马铃薯薯渣 （粗蛋白质和真蛋白干基含量分别为 6.7%和5.1%）：七台河市马铃薯淀粉制品有限公司；小麦 麸皮：市售；葡萄糖、硫酸镁、磷酸二氢钾、硫酸铵： 天津市科密欧化学试剂有限公司；酵母抽提物、琼 脂、 胰蛋白胨： 北京奥博星生物技术有限责任公 司；氯化钠：天津市凯通化学试剂有限公司。 马铃 薯葡萄糖琼脂（PDA 培养基）：马铃薯 200 g，葡萄糖 20 g，琼脂 15 ～ 20 g，蒸馏水 1000 mL，pH 自 然；LB 培养基：酵母提取物 5 g，胰蛋白胨 10 g，氯 化钠 10 g， 琼脂 15 ～ 20 g， 蒸馏水 1000 mL，pH7.4；马铃薯薯渣固态物料培养基：薯渣 85%，麸皮15%，（NH4）2SO4 2.0%，KH2PO4 1.0%，MgSO4·7H2O0.5%， 物料水分至 65% ～ 70%，pH 自然， 其中 （NH4）2SO4、KH2PO4 和 MgSO4·7H2O 添加比例按照 马铃薯薯渣和麸皮总量计算。

1.2 仪器与设备

LE104E 电子天平：梅特勒-托利多仪器有限公司；BCD-312WDPM 4 ℃冷藏冰 箱：海尔集团；SW-CJ-2FD 超净工作台：苏州净化 设备有限公司；K9840 凯氏定氮仪：济南海能仪器 股份有限公司；HWS-250 恒温培养箱： 上海森信试验仪器有限公司；LDZH-200L 高压灭菌锅：上 海申安医疗器械厂；HY-4 振荡培养箱：北京科伟 永兴仪器有限公司；RHP-600 型粉碎机： 上海荣 浩食品机械有限公司；KND-20C 消煮炉： 上海力 辰仪器科技有限公司；GZX 恒温干燥箱： 北京科 伟永兴仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 菌种活化与培养 

黑曲霉菌种： 将黑曲霉原种接种于 PDA 培养基，32 ℃培养 72 h，转接到PDA 培养基上扩大培养 72 h， 在 40 ～ 50 ℃低温 烘干制作成物料菌种待用（江成英，2015）。酵母菌株： 分别将酵母菌原种接种于 LB 固 体培养基，在 32 ℃培养箱中培养 48 h，采用接菌环挑取长势良好的单一酵母菌株接种到 LB 固体 培养基扩大培养，48 h 后转接到 LB 液体培养基中培养， 采用显微镜镜检孢子方式快速直接观察 菌体数量， 待菌体孢子数量超过 1×108 cfu/mL 时 冷藏备用。

1.3.2 菌体蛋白饲料发酵工艺流程 

将马铃薯薯渣固态物料养基充分混匀， 调节水分至 65% ～70%， 分别称取物料 150 g 于 250 mL 三角瓶中， 盖好透气性胶塞，100 ℃常压灭菌 30 min，每个处 理 4 次重复， 冷却后于无菌间接种含黑曲霉和酵 母菌的马铃薯薯渣固态物料二级菌种质量 1%， 混匀后于 32 ℃恒温培养箱培养 72 h， 前 24 h 好 氧发酵培养时每隔 8 h 翻动搅拌一次， 物料层颗 粒均匀长满黑曲霉菌株的白色菌体， 在未长出黑 色孢子时进行后 48 h 厌氧发酵培养，将物料装入50 kg 塑料包装袋中密闭培养， 物料发酵完成后产生浓郁的酒香气味，将物料烘干粉碎，对发酵成 品进行成分测定， 发酵物料可直接供动物食用或 烘干后食用。

1.3.3 发酵条件的单因素试验研究 

分别考察复 合微生物组合（黑曲霉、解脂假丝酵母、酿酒酵母、热带假丝酵母、黑曲霉+解脂假丝酵母、黑曲霉+ 酿酒酵母、黑曲霉+热带假丝酵母、黑曲霉+解脂 假丝酵母+酿酒酵母、 黑曲霉+解脂假丝酵母+热 带假丝酵母、黑曲霉+酿酒酵母+热带假丝酵母和黑曲霉+解脂假丝酵母+酿酒酵母+热带假丝酵母），薯渣：麸皮（m/m）分别为 100：0、95：5、90：10、85：15、80：20， 硫酸铵添加量 （1%、2%、3%、4%、5%）， 接菌量 （1%、3%、5%、7%、9%）， 培养温度 （28、30、32、34、36 ℃）， 培养时间（48、60、72、84、96 h） 对马铃薯薯渣菌体蛋白饲料中真蛋白增长 率指标的影响，确定单因素试验最佳水平。

1.3.4 固态发酵工艺优化正交试验 

在单因素试验的基础上，以物料质量配比（A）、硫酸铵添加量（B）、培养温度（C）和培养时间（D）为考察对 象，以真蛋白增长率为指标（Y），确定优化马铃薯薯渣固态发酵菌体蛋白的最佳工艺条件，设计 4 因素 3 水平 L9（34）正交试验，正交试验的因素与水平见表 1。 针对马铃薯薯渣固态发酵最佳工 艺参数 进行 发 酵原 料为 200 kg 的中试验 证 试 验，中试地点布置于黑龙江省农垦科学院佳木斯 院区微生物发酵中试车间。 利用木质板制作的发 酵盒（50 cm×50 cm）装填物料高度 6 ～ 8 cm，发 酵车间灭菌后将菌种与发酵盒内物料充分混匀 盖上无菌纱布保湿，工艺参数与最佳工艺参数保 持一致，验证工艺参数规模化生产的稳定性及可靠性。

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