【生物发酵展资讯】分级固态发酵生产甘蔗尾梢

作者：张馨予

　　摘要：以甘蔗尾梢为主要原料，采用分级固态发酵技术研究生产甘蔗尾梢饲料的工艺条件，通过单因素和正交实验，对一级发酵工艺中接种量、水分含量、一级发酵时间和二级发酵工艺中精粗比、二级发酵时间5个因素进行了优化。

　　结果表明：当接种0.15%发酵菌剂于一级发酵底物中，调整其水分含量为50%，密封常温发酵5d后按3∶7比例将一级发酵料与新鲜甘蔗尾梢混合均匀，压实密封进行二级发酵，21d后甘蔗尾梢饲料品质最佳。所得甘蔗尾梢饲料粗蛋白含量为15.24%，粗纤维含量为24.03%。分级固态发酵技术可快速、有效提高甘蔗尾梢饲料中粗蛋白含量，同时降解粗纤维，改善饲料适口性，可应用于甘蔗尾梢饲料的制备。

　　广西是全国种植甘蔗面积最大的省份，全区种植面积达8×105hm2，约占全国甘蔗总种植面积的63%。甘蔗收割榨糖之后产生的大量副产物如甘蔗尾梢、蔗渣、糖蜜等均可用于养殖饲料加工。甘蔗尾梢中粗蛋白含量达5%~8%、粗纤维含量达35%~45%、粗脂肪含量达3%~4%，营养丰富，是牛羊等反刍动物优良的饲料原料来源。

　　甘蔗尾梢饲料化利用技术已日趋成熟，目前常见发酵技术主要以青贮、微贮和氨化等形式，发酵后甘蔗尾梢营养价值有一定改善，可提高适口性，对牛羊增重也有一定效果。广西每年有大量的甘蔗尾梢产出，目前的发酵方式存在发酵时间长、发酵均匀度不足、发酵后产品品质差等缺陷，尚未能将甘蔗尾梢在饲料化利用上的优点发挥到极致，仍需进一步加大研发力度。常见的甘蔗尾梢饲料发酵方式以固态发酵为主，利用酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和霉菌等益生菌种处理原料，通过微生物的生长繁殖，降解原料中难以利用的物质，提高粗蛋白，从而改善饲料品质。

　　为推进广西大宗作物甘蔗尾梢饲料化利用发展进程，本实验采用精粗分级固态发酵技术对甘蔗尾梢进行处理，探索甘蔗尾梢发酵饲料新工艺。通过精粗分级发酵方式提高甘蔗尾梢饲料整体营养水平，在提高甘蔗尾梢发酵饲料粗蛋白含量的同时降解部分粗纤维，改善甘蔗尾梢饲料适口性，生产出可直接饲用的高品质甘蔗尾梢发酵饲料。本研究与常规发酵模式有所区别，为广西甘蔗尾梢饲料品种多样化提供新思路，同时为高品质甘蔗尾梢饲料快速制备和长期贮存以解决越冬期牛羊草料短缺问题提供技术支撑。

　　1 材料与方法

　　1.1材料

　　1.1.1材料与试剂

　　甘蔗尾梢来自广西某甘蔗试验基地。发酵菌剂，即甘蔗副产物饲料化专用复合微生态制剂，由广西某产品加工研究所农产品增值利用研究室自主研发，主要组成为产朊假丝酵母、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、米曲霉等。其他辅料如豆粕、玉米粉、麦麸、米糠、矿物质元素等均为市售饲料原料。试剂氢氧化钠、浓硫酸、浓盐酸、硫酸铜、硫酸钾、硼酸、甲基红、溴甲酚绿、蔗糖均为化学纯。

　　1.1.2仪器与设备

　　KDN型凯氏定氮仪、F800型纤维测定仪、SX2-8-10A型箱式电阻炉、WGLL-230BE型电热鼓风干燥箱、VM-220高频水分测定仪、SOX406全自动粗脂肪测定仪。

　　1.2方法

　　1.2.1发酵底物

　　一级发酵底物由玉米粉、麦麸、米糠、豆粕组成，粗蛋白含量为16.20%。二级发酵底物由一级发酵底物与甘蔗尾梢按一定比例混合均匀。

　　1.2.2精粗分级固态发酵

　　用清水将糖蜜浓度调整为28 Bx，接种发酵菌剂，活化30min，随后接种于一级发酵底物中，调整水分，装入单向透气发酵袋，常温固态发酵一定时间，得到一级发酵料，将发酵好的一级发酵底物与新鲜甘蔗尾梢混合均匀，压实密封进行二级固态发酵，一定时间后即成甘蔗尾梢发酵饲料。

　　1.2.3一级发酵单因素实验

　　以粗蛋白含量为评价指标，采用单因素变量法对一级发酵工艺进行初步优化。在前期预实验基础上，设置发酵菌剂接种量分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%；水分含量分别为35%、40%、45%、50%、55%；发酵时间分别为2、3、4、5、6、7d；

　　1.2.4一级发酵工艺正交优化

根据一级发酵单因素结果，设置L9(33)正交实验进一步优化一级发酵工艺，正交因素和水平如表1所示。

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　　1.2.5二级发酵工艺

　　采用较优工艺生产一级发酵料，将其与新鲜甘蔗尾梢混合进行二级发酵，分别考察在精粗比1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5和发酵时间为7、14、21、28、35d 情况下二级发酵底物中粗蛋白和粗纤维含量变化情况。

　　1.2.6分析指标测定