关键词 乳酸废渣；发酵；饲料；影响因子
以乳酸厂的主要副产物乳酸渣为主要原料，添加其它辅料，采用多菌种混合固态发酵生产高蛋白饲料的研究我们已作了大量工作，为了更进一步提高其蛋白质的含量，针对微生物生长和产酶的特点，以及蛋白质合成所需要的条件，我们从无机氮源和无机盐着手，研究影响蛋白质提高的因子。蛋白质提高所需的氮源有两方面，一方面是原辅料中的有机氮源，这部分氮源需经过发酵，由微生物分解后将其转化为可被微生物利用的氨基氮，且这部分氮源的利用率很高；另一方面是添加的氮源，这些氮源包括尿素、硫酸铵、硝酸铵等。由于硝酸铵易发生爆炸，货源也较少，所以一般选用尿素和硫酸铵，尿素加入后可使发酵培养基pH值上升，硫酸铵加入后可导致发酵培养基pH值下降，且尿素必须经尿素酶作用后分解出NH3才能为微生物利用，而硫酸铵能很快离解为SO2-4和NH+4，NH+4能直接为微生物利用。因此，我们提倡尿素和硫酸铵配合使用，以达到无机氮源利用率提高、蛋白质含量增加的目的。其它无机离子如Ca2+、Mg2+、PO3-4是菌体生长和产酶所必需的物质，这些离子的存在可加速菌体的生长及产酶量和酶活的提高[2]。
本文采用了正交试验方案，以细胞总数，蛋白质含量作为指标，确定了影响蛋白质提高的最佳因素水平组合，同时对添加的氮源的利用率作了分析，达到了较为满意的结果。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 菌种 黑曲霉、白地霉、德氏乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母。
1.1.2 原料 乳酸废渣由湖北孝感凯风生物化工有限公司提供；麸皮：市场购买，要求其淀粉含量较低；其它药品均为化学试剂商店购买。
1.2 工艺流程
1.3 分析方法
1.3.1 总氮的测定 凯氏定氮法[3]。
1.3.2 非蛋白氮的测定 反滴定法。
1.3.3 蛋白质的测定 （总氮-非蛋白氮）×6.25。
1.3.4 水分 恒重法。
1.3.5 细胞总数测定 血球计算板计算法[4]。
1.3.6 孢子数测定 血球计算板计算法[4]。
1.4 试验方法
1.4.1 种子的培养及制备 在4个300ml三角瓶中，加入黑曲霉、白地霉的最适培养基各60ml（每种菌种各两瓶），分别接入已活化的黑曲霉、白地霉，于30℃，180r/min培养36h；在另外4个300ml三角瓶中，加入枯草芽孢杆菌、德氏乳酸杆菌的最适培养基各60ml（每种菌种各两瓶），分别接入已活化的枯草芽孢杆菌、德氏乳酸杆菌，枯草芽孢杆菌于27℃，180r/min培养20h，德氏乳酸杆菌于47℃下培养20h；在2个300ml三角瓶中，加入60ml啤酒酵母的最适培养基，接入已活化的啤酒酵母，于27℃，180r/min培养16h。
1.4.2 固态发酵培养基中的影响因子最佳配比的优选 本试验采用的固态发酵培养基主要原料为：乳酸渣83%，麦麸皮17%，影响因子有（NH4）2SO4，尿素，KH2PO4、MgSO4、CaCl2，对影响因子按正交表L16（45）做正交试验，以蛋白质提高率为衡量指标，确定最佳影响因子配比。因素水平见表1。
1.5 扩大试验
按最佳影响因子的配比，配成发酵培养基，在正交试验相同的工艺条件下进行3批发酵试验，经低温干燥后测定产品的蛋白质含量，并计算蛋白质的提高率和无机氮源的利用率。
2 结果与分析
2.1 影响因子正交试验结果
由表2可知，以成品的真蛋白含量为指标，其最佳表观影响因子的组合为：A3B2C4D3E1，即硫酸铵加量为4%，尿素的加量为1.5%，磷酸二氢钾加量为1.2%，硫酸镁的加量为0.3%，氯化钙的加量为0.2%，产品真蛋白为40.26%；按正交试验极差分析可知，其最佳组合为：A3B4C4D3E1，即硫酸铵加量为4%，尿素加量为2.5%，磷酸二氢钾加量为1.2%，硫酸镁的加量为0.3%，氯化钙的加量为0.2%。因子的影响顺序为：A＞B＞D＞E＞C，两个最佳组合差别为尿素的加量，考虑到尿素加入的量过大，不仅会造成培养基pH值过高，影响微生物正常的代谢，而且增加成本。因此，选用最佳影响因子的组合为A3B2C4D3E1。
按因子的影响顺序可以知道，硫酸铵和尿素是影响蛋白质增加的主要因素，且硫酸铵更容易被微生物利用，因此，硫酸铵加量的影响最大；Mg2+和Ca2+都是酶的激活离子，它们有助于激发酶的活性，而PO3-4是合成菌体核酸骨架的物质。因此，相比之下，Mg2+，Ca2+对蛋白质提高的影响比PO3-4大，当然PO3-4的存在也是必不可少的。
2.2 验证试验
按最佳组合，在相同的条件下，作3批验证试验，计算成品收率，结果见表3；测定主要原料混合物（乳酸渣83％，麦麸皮17％）的蛋白质含量，最佳配方(主要原料加上无机因子最佳组合)含量，成品的粗蛋白的含量，成品的真蛋白的含量，计算出真蛋白的提高率，无机氮源的利用率[5]结果见表4。
由表3可知，产品收率平均为84.66％；由表4可知，成品真蛋白的提高率平均为40.86％，其主要来源有3个方面：其一为菌体利用无机氮源将其转化为有机氮即蛋白质，同时将原料中的有机氮源再利用，调整蛋白质的结构，有利于动物吸收；其二，通过去除原料中粗纤维，相对提高成品的真蛋白含量；其三，微生物代谢糖类物质，少部分产生CO2和H2O，减少了成品的绝对量，相对提高成品的真蛋白含量。从表4同时也可得到，微生物对无机氮源的平均利用率为76.21％，说明所用微生物对无机氮源的利用率较高。
3 结论与讨论
3.1 通过正交试验可知，最佳影响因子的组合为A3B2C4D3E1，即（NH4）2SO4加量为4％，尿素的加量为1.5％，KH2PO4的加量为1.2％，硫酸镁的加量为0.3％，氯化钙的加量为0.2％；因子的影响顺序为：（NH4）2SO4＞尿素＞MgSO4＞CaCl2＞KH2PO4。
3.2 最佳组合成品真蛋白的含量为40.26％，验证试验的平均真蛋白含量为41.76％。因此，采用该组合所得产品的真蛋白质含量比较稳定。
3.3 成品的平均收率为84.66％，成品真蛋白的提高率平均为41.19％。
3.4 无机氮源的利用率的平均值为76.21％。
3.5 微生物对无机氮源的利用率决定于菌种的性能，对筛选无机氮源利用率高的菌种有待于更进一步作工作。
参考文献（略）
