固态发酵马铃薯渣生产能量饲料工艺的研究

■ 江成英 王拓一 邵淑丽 郭宏文 郑喜群 郭成宇任 凭

（1.齐齐哈尔大学食品与生物工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161006；2.齐齐哈尔大学农产品加工黑龙江省普通高校重点实验室，黑龙江齐齐哈尔 161006；3.齐齐哈尔生命科学与农林学院，黑龙江齐齐哈尔 161006；4.黑龙江省齐齐哈尔市北方华安工业集团技术中心，黑龙江齐齐哈尔 161006）

作为实现粮食增值的主要途径之一的马铃薯淀粉和淀粉深加工产业化发展正进入高潮。在马铃薯淀粉生产过程中，排出大量的湿渣副产品。目前，对马铃薯渣的利用仍仅局限于以鲜渣或晾干后直接作为饲料，由于其蛋白质含量低，粗纤维较多，营养价值不高，饲喂效果差，从而造成了极大的浪费，而且导致严重的环境污染，因而成为食品加工业一个亟待解决的问题。利用马铃薯渣发酵生产新型能量饲料，即开辟饲料新资源，又避免了废渣对环境的污染，对构建节约型社会、提高人民生活水平有着深远的意义。

本实验是以马铃薯渣为原料，以多菌种固态发酵生产新型能量饲料。通过测定发酵底物中蛋白质和还原糖的含量，研究了发酵工艺条件。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 种曲和原料

种曲（齐齐哈尔大学生物工程实验室制备）；马铃薯渣（依安淀粉厂提供）；麦芽汁（齐齐哈尔大学生物工程实验室提供）；麸皮：市售。

1.1.2 主要试剂

本实验所用试剂均为国产分析纯或化学纯。

1.1.3 主要仪器设备

隔水式电热恒温培养箱、压力蒸汽灭菌器、超净工作台、分光光度计、多功能快速消化器等。

1.2 实验方法

蛋白质含量测定：采用凯氏定氮法；还原糖含量的测定：采用DNS法。

2 结果与讨论

2.1 固体培养基中马铃薯渣含量的确定

以马铃薯渣含量分别为83%、85%、88%、91%、93%配制培养基进行固态发酵，水分70%，以5%接种量接入种曲，发酵温度28℃，发酵3 d。测定发酵产物中的还原糖及蛋白质含量，结果见图1。

由图1分析可知，5种不同培养基发酵产物中，还原糖含量相差不大。含88%、85%、83%薯渣的发酵产物中还原糖含量分别为1.856%、1.854%和1.859%，均略低于91%、93%的1.936%和1.941%。而蛋白质含量在含93%薯渣的发酵产物中最低，为15.32%。含薯渣88%、85%、83%的发酵产物中蛋白质含量分别为24.34%、24.39%、24.58%。综合考虑马铃薯渣的利用因素，确定含有88%马铃薯渣的固体培养基配比为发酵培养基。

图1 不同配比薯渣发酵产物的蛋白质及还原糖含量

2.2 发酵培养基水分的确定

以马铃薯渣含量为88%配制培养基，以5%接种量接入种曲，发酵温度28℃，发酵3 d，固体培养基水分分别为70%、75%、80%、85%。在发酵终点测定还原糖和蛋白质含量。通过测定结果选出发酵培养基的含水量。结果见图2。

图2 不同水分含量培养基发酵产物中蛋白质及还原糖含量

由图2可知，含水量为80%和85%的培养基在发酵过程中降糖较快。在不同水分条件下，发酵后所产生蛋白质含量不同。水分为80%的固体培养基的蛋白质含量最高，其含量为29.68%。因此，确定固体培养基的含水量为80%。

2.3 种曲接种量的确定

以马铃薯渣含量为88%配制培养基，培养基水分含量80%，分别以5%、10%、15%、20%接种量接入种曲，发酵温度28℃，发酵3 d。在发酵终点测定还原糖和蛋白质含量。通过测定结果确定种曲接种量。结果见图3。

图3 不同种曲接种量的发酵产物中蛋白质及还原糖含量

由图3可知，随着种曲接种量的加大，发酵产物中还原糖的含量逐渐降低，说明接入种曲的量越大，发酵过程中降糖速度趆快，但接种量为15%和20%时相差不大。种曲接入量为10%时，经发酵所得产物中蛋白质含量明显较接种量为5%的高，但再加大接种量，蛋白质含量提高不明显。综合考虑经济因素，选择接入10%的种曲为接种量。

2.4 发酵时间的确定

以马铃薯渣含量为88%配制培养基，培养基水分含量80%，以10%的接种量接入种曲，在28℃条件下进行发酵，每隔12 h取样进行还原糖和蛋白质含量的测定，以确定发酵时间。结果见图4。

图4 不同发酵时间的发酵产物中蛋白质及还原糖含量

由图4可知，随着发酵时间的延长，还原糖的含量逐渐降低，在发酵36～72 h内降糖速度较快，而在72 h之后，降糖不明显。在发酵36 h后，发酵产物中的蛋白质含量开始明显增加，到72 h时达到最大，而之后几乎没有变化。因此确定发酵时间为72 h。

3 结论

本试验以马铃薯渣为主料，接入种曲进行固态发酵生产新型能量饲料。通过测定发酵底物中蛋白质和还原糖的含量，确定发酵饲料的工艺条件。实验结果表明：固体培养基中马铃薯渣的含量为88%，其含水量为80%，种曲接入量为10%，发酵温度28℃，发酵时间72 h。