用于发酵血粉米曲霉菌株的筛选及发酵条件的优化

【作者】 高鹏飞； 郑燕斌； 单安山； 王德犇； 王亮；

【机构】 东北农业大学动物营养研究所；

【摘要】 近些年来,蛋白饲料资源不足,已严重制约我国畜牧业的发展,探索新的蛋白饲料资源,缓解饲料行业的压力,迫在眉睫。本试验旨在选育出一株高产中性蛋白酶的米曲霉(Aspergillus oryzae)菌株,并利用其对血粉进行发酵,摸索血粉发酵的最佳发酵条件,为饲料级血粉开发技术的研究积累数据和提供理论依据。本试验对出发菌株米曲霉3.042进行紫外诱变,利用酪蛋白平板对突变菌株进行初筛,豆粕麦麸培养基复筛、血粉麦麸培养基二次复筛,利用血粉唯一氮源培养基对菌种分解血粉能力进行鉴定,最终获得一株在血粉中高产中性蛋白酶的米曲霉菌株;试验测定了筛选菌株所产中性蛋白酶的酶学性质;并将出发菌株及筛选菌株同时接种豆粕麦麸、血粉麦麸两种培养基中,对比了不同培养基对两个菌株中性蛋白酶生产曲线的影响;最终利用单因素试验、响应面试验设计模型,确定了米曲霉发酵血粉的最优条件。试验结果表明:(1)筛选菌株米曲霉GM06,在血粉麦麸培养基中,其中性蛋白酶活力相对出发菌株提高了23.8%,在血粉唯一氮源培养基中,米曲霉GM06的中性蛋白酶活力达到了最大值76.40U/ml;(2)研究发现,米曲霉GM06所产中性蛋白酶的最适温度为50℃,最适pH值为7.0,在40℃下中性蛋白酶很稳定,该温度下水浴处理100min残余酶活力仍可达到97.0%,而在最适温度50℃下水浴处理100min,残余酶活力只有22.4%;(3)出发菌株与筛选菌株在以豆粕、血粉为主要氮源的两种培养基中产酶高峰期均为66h,菌种的突变、培养基中的主要氮源的变化均未改变产酶高峰期到来的时间,在产酶高峰期时,筛选菌株在两种培养基中的中性蛋白酶活力均明显高于出发菌株;(4)单因素试验结果表明:发酵血粉的最适初始pH值为7.0、最适料水比为1:0.8、最适接种量为1.0%、最适培养温度为33℃、最适发酵时间为66h。利用响应面试验设计模型最终确定了发酵血粉的最适条件为:初始pH值7.17,料水比1:0.8,接种量1.0%,培养温度33.03℃,发酵时间74.7h,此时发酵血粉的水解度可达到最大值33.04%,经验证,发酵血粉水解度可达32.95%,响应面试验设计模型有效。以上结果表明,适宜的条件下,利用高产中性蛋白酶的米曲霉菌株发酵血粉能有效的提高血粉蛋白的水解度、降解血粉大分子蛋白,提高血粉的饲用价值,这对提高我国畜禽血液利用率、缓解蛋白饲料资源紧缺的现状具有积极的意义。更多还原