混合菌群發酵秸稈合成菌體蛋白及其動力學分析

摘要：混合菌群發酵秸稈可有效提高秸稈纖維的降解率及菌體蛋白的轉化率,對拓廣蛋白飼料來源、減少環境污染起到積極的作用。本研究以小麥秸稈為原料,在纖維素酶水解預處理的基礎上,以米曲霉作為先導菌,進一步分解殘留的粗纖維,為后期發酵提供充足的碳源。根據不同微生物的代謝特征和協同機理,試驗確定了發酵階段混合菌群的組成為：米曲霉、產朊假絲酵母和枯草芽胞桿菌;接種順序為：先接種米曲霉,再接種產朊假絲酵母,最后接種枯草芽胞桿菌。正交試驗表明,影響發酵主要因素的主次順序為：秸稈與麩皮配比〉接種比例〉發酵時間〉接種量〉發酵溫度;發酵的最適條件為：米曲霉的接種量2.5%,發酵12h后接入5%的產朊假絲酵母,繼續發酵8h后接入2.5%的枯草芽胞桿菌,發酵溫度為28℃,秸稈與麩皮的配比為4∶1,尿素添加量為1.2%;結合動力學分析,將混合菌群的發酵時間優化為35h,發酵產物中粗蛋白含量由原來的5.47%提高到25%左右。對最適發酵條件下的動力學過程進行了探討,建立了以Logistic方程為基礎的數學模型和動力學方程。本研究表明,混合菌群發酵秸稈提高了發酵產物中的粗蛋白含量。動力學分析對于了解發酵機理、掌握整個發酵過程中混合菌群生長的動態變化、優化發酵工藝具有重要的指導意義。