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玉米皮是玉米淀粉加工的主要副產(chǎn)物之一， 大約占玉米總質(zhì)量的12%， 但玉米皮并未得到充分利用。發(fā)展微生物飼料蛋白是滿足其需要的有效途徑之一，并且玉米皮是該產(chǎn)業(yè)的首選原材料。利用酵母菌將玉米皮轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)飼料， 旨在有效利用玉米皮的營(yíng)養(yǎng)成分， 為菌體蛋白飼料研究奠定基礎(chǔ)。

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗(yàn)原料

玉米皮購(gòu)于市場(chǎng)。

1.1.2 菌種

畢赤酵母菌。

1.1.3 儀器與設(shè)備

高效液相色譜Water 1515；色譜柱：Aminex HPX-87H（300 mm×7.8 mm id，9 μm）；RI 示差檢測(cè)器；流動(dòng)相：8 mmol/L H₂SO₄；進(jìn)樣體積：20 μL； 流動(dòng)相流速：0.5 mL/min；柱溫：40 ℃。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 玉米皮成分的測(cè)定

纖維素、半纖維素含量、木質(zhì)素含量、粗蛋白質(zhì)含量、淀粉含量、脂肪含量以及酸水解法的測(cè)定。

1.2.2 酵母菌發(fā)酵玉米皮制備飼料蛋白

厭氧培養(yǎng)需取24 個(gè)30 mL 西林瓶， 稱(chēng)取0.6 g 玉米皮，加入30 mL 蒸餾水； 好氧培養(yǎng)需取24 個(gè)100 mL三角瓶（提前洗凈，烘干），均稱(chēng)取0.6 g 玉米皮，加入30 mL 蒸餾水，蓋膠塞，壓鋁蓋后放入1.5 MPa，121 ℃壓力鍋中滅菌。在操作前，需先在超凈工作臺(tái)內(nèi)殺菌30 min，再接入1.5 mL 酵母菌液（5%接菌量）， 置于25 ℃，150 r/min 的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)菌種。每24 個(gè)瓶培養(yǎng)一個(gè)時(shí)間梯度，分別為24、48 h。觀察不同培養(yǎng)時(shí)間和需氧情況對(duì)畢赤酵母菌體的影響。

1.2.3 微生物飼料中菌體濃度測(cè)定

將培養(yǎng)好的菌液置于振蕩器上振蕩5 min， 使菌落脫離玉米皮。再將菌液倒入離心管中，3000 r/min 離心5 min。然后取上清液倒入比色皿中，置于分光光度計(jì)內(nèi)，測(cè)定OD560。

1.2.4 微生物飼料中菌體數(shù)測(cè)定

由于原菌液濃度太大，給計(jì)數(shù)帶來(lái)極大不便，故需預(yù)先稀釋。本次所采用的稀釋方法為： 準(zhǔn)備數(shù)個(gè)裝有9 mL 蒸餾水30 mL 西林瓶， 取1 mL 菌液添加到一個(gè)西林瓶中，依此梯度稀釋5 個(gè)濃度，考慮到在操作過(guò)程中容易染菌，所以使用壓過(guò)蓋的西林瓶稀釋?zhuān)缓笤倮醚虬逵?jì)數(shù)（沈萍等，2007）。

1.2.5 乙醇產(chǎn)量的測(cè)定

1.2.5.1 流動(dòng)相配制

先用抽濾瓶抽取少量二次水，清洗抽濾瓶?jī)?nèi)壁，將清洗后的水倒出。再用抽濾瓶抽取約1000 mL 二次水后，再用超聲波清洗器超聲0.5 h，之后將其內(nèi)的屈臣氏水加入到儀器儲(chǔ)液瓶中。

1.2.5.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品的配置

乙醇2 g，72%的硫酸溶液5 mL，最后用二次水稀釋到1 L。

1.2.5.3 樣品溶液的配制

取培養(yǎng)好的菌液上清液950 μL 和50 μL 的10%的硫酸溶液加入到離心管中，4 ℃、15000 r/min 冷凍離心3 min。取出上清液置于另一離心管中， 在上述同樣的條件下再離心3 min， 同樣取出上清液經(jīng)0.22 μm 水相過(guò)濾頭過(guò)濾后置于進(jìn)樣瓶中，開(kāi)始測(cè)樣。

2.1 玉米皮組分的分析

纖維素含量約為24.80%、半纖維素含量為47.68%、蛋白質(zhì)含量為11.49%、淀粉含量為15.50%、脂肪含量為2.73%以及木質(zhì)素含量為5.41%。這與Palmarola-Adrados 等（2005）的研究近乎相同。

經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵， 玉米皮中纖維素含量由16.40%變到6.22%，半纖維素含量由47.68%變到33.45%，說(shuō)明畢赤酵母菌使玉米皮中的纖維素和半纖維素得以降解，供己所需，這可能是由于畢赤酵母菌產(chǎn)生某種可降解纖維素的酶。隨著營(yíng)養(yǎng)成分的不斷增加， 菌體濃度也會(huì)隨之上升， 與培養(yǎng)48 h 菌體濃度高于24 h 結(jié)論一致。

2.2.4 乙醇產(chǎn)量

經(jīng)高效液相色譜測(cè)定， 得到并無(wú)乙醇產(chǎn)生。

研究發(fā)現(xiàn)，玉米皮中含有豐富的纖維類(lèi)物質(zhì)， 其中包括有30% ～ 50%的半纖維、10% ～ 20%纖維素以及微量的木質(zhì)素。本試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米皮中的纖維類(lèi)物質(zhì)含量很高，其中纖維素含量為16.40%， 木質(zhì)素含量為5.41%，而半纖維素含量高達(dá)47.68%，淀粉含量為15.50%，蛋白質(zhì)含量為11.49%，在測(cè)量時(shí)會(huì)因原料的產(chǎn)地及種類(lèi)不同略有差異。另外， 畢赤酵母菌可以有效的發(fā)酵玉米皮， 通過(guò)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法和分光光度法均證實(shí)， 在以玉米皮為底物時(shí)， 厭氧培養(yǎng)48 h 以后的菌液濃度明顯高于24 h 的菌體濃度，厭氧條件下比好氧條件菌體濃度高， 這一現(xiàn)象可能是由于在起初接入畢赤酵母菌時(shí)， 首先會(huì)利用一部分木糖維持， 以致培養(yǎng)前期酵母處于延遲期生長(zhǎng)，菌體數(shù)目增加不明顯，同時(shí)木糖的消耗較少（陳曉萍，2009）； 培養(yǎng)后期酵母處于指數(shù)生長(zhǎng)期，酵母數(shù)急劇增加， 同時(shí)開(kāi)始消耗玉米皮中的纖維素。對(duì)剩余培養(yǎng)基成分進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)，玉米皮中纖維素含量由16.40%降到6.22%，半纖維素含量由47.68%降到33.45%，遠(yuǎn)高于喬君毅（2008）研究的纖維素和半纖維素的降解率水平， 達(dá)到了玉米皮成分得以轉(zhuǎn)化的效果， 在發(fā)酵過(guò)程中并未產(chǎn)生乙醇等影響飼料生產(chǎn)的有毒物質(zhì)， 符合其作為微生物飼料的基本要求。