1 14 广东农业科学2012年第8期 微生物发酵白酒糟的研究 郭素环 ,周碧君 --,刘 鑫 ,李晓丹 ,文 明1,2,程振涛 ,王开功 (1.贵州大学动物科学学院,贵州贵阳550025;2.贵州省动物疫病研究室,贵州贵阳夏先林 550025) 摘要:为探索班图酒香酵母(酵)、枯草芽孢杆菌(枯)、绿色木霉(木)、嗜酸乳杆菌(乳)发酵白酒糟的最佳条件及组合,通过 十字交叉法进行拮抗试验,采用厌氧和有氧两种方式发酵,辅以单因子对比试验观察绿色木霉生长情况。结果表明,4种菌之间不 存在拮抗效应。有氧发酵比厌氧发酵活菌数含量高,嗜酸乳杆菌和班图酒香酵母发酵第9 d的活菌数最高。嗜酸乳杆菌为有氧发 酵的乳+酵+木组最高,比厌氧发酵高一个数量级。班图酒香酵母为有氧发酵的SL+酵组最高.比厌氧发酵提高47.95% 各组枯草芽 孢杆菌发酵到第6 d活菌数最高,有氧发酵的乳+枯组最高,比厌氧发酵高11.73%。绿色木霉活菌数均为0。经过单因子对比试验 发现绿色木霉不适合发酵白酒糟 关键词:微生物:发酵:白酒糟 中图分类号:TS261.9 文献标识码:A 文章编号:1004—874X(2012)08一O114—03 Study on microbial fermentation of distiller GUO Su-huan’,ZHOU Bi-jun 一,LIU Xin ,LI Xiao-dan ,WEN Ming 一, CHENG Zhen-tao1,2 WANG Kai-gong:1,2 XIA Xian-lin ’ (1.College ofAnimal Science,Guizhou University,Guiycmg 550025,China; 2.Key Laboratoryfor A mimol Epidemic Disease of Guizhou.Guiyang 550025,China) Abstract:The experiment was conducted to get the optimum conditions an(1 combination of the Brettanomyces custersiarlus,Bacillus subtilis(Ehrenberg)Cohn,Trichoderma viride and Lactobacillu. ru:idophilus for fermentation distiller by using the antagonistic test of cross method tinder the anaerobic and aerobic fermentation condition.'File growth of hoderma viride was observed by the single factor experiment.The results showed that there were no antagonist responses between the four kinds of bacteria.The number of living bacteria getting from the aerobic termentation was higher than anaerobic fermentation,and it eould get the highest number off the ninth(1ay for Lactobaeill ̄s aeidophilus and Brettanomyces custersianus fermentation.The aerobic rmentation group which the combination was Lactobcwillus az.idophilus with Brettanomyces custersiauus and Trichoderma virides got the best result for Lt ̄:'tobacillus ̄u=idophilus,which was an order of magnitude higher than the anaerobic fermentation.The aerobic fermentation group which the combination was Lactobacillus acidophilus with Brettanomyces custersianus got the best result for Brettanomyces custersianus.Which was 47.95%higher than the anaerobic fermentation.Each group of Bacillus subtilis(Ehrenberg)Cohn fermentation got the highest number of living haeteria on the sixth day and the aerobic fermentation group which the eombination was Lactobacillus aeidophilus with Bacillu ̄s subtilis (Ehrenberg)Cohn got the highest number,which was 1 1.73%higher than anaerobic fermentation.The number of living bacteria for Trichoderma viride was all zero.And we found that Trichoderlna viride was not suitable for the rmentation of distiller by the the single factor experiment. Key words:microbes;fermentation;distiller 微生物饲料是以微生物、复合酶为生物饲料发酵剂 547.43万t、2002年为543.42万tftl 2003年以来年产量明 显增加,达到了700万t左右。由于白酒发酵生醇过程巾 加入一定比例的谷壳,导致了酒糟内粗纤维含量高、家畜 适口性差、消化率低,严重地影响了酒糟的饲用价值和饲 菌种,将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽 类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体的生物 发酵饲料。该产品不但可以弥补常规饲料中容易缺乏的 氨基酸,而且能使其他粗饲料原料营养成分迅速转化.达 到增强消化吸收利用的效果。 养效果。加上酒糟水份大、酸度高、易腐烂变质,不易保管 和运输使酒糟的利用更受。但是白酒糟中含有7%~ 酒糟是传统的饲料原料,也是数量比较大、来源比较 集中的饲料资源。一般每产1 kg白酒将有1 酒糟。我国 2OOl一20o2年期间全国白酒处于稳定状态。2001年为 收稿日期:2012—02—27 l1%淀粉、5%糖分、8%蛋白质等[21,营养成分丰富。目前,酒 糟除极少部分被用于饲料外,大多数被当作废物抛弃,形 成较大的环境污染压力。利用微生物发酵的方法处理酒 糟.提高营养价值.发展生物饲料是酒糟利用的有效途径。 基金项目:贵州省重大科技专项(黔科合重大专项字[201116021—4 号);贵州省动物疫病与兽医公共卫生重点实验室培育项目(黔科合计 Z字1201114008号) Ezeonu嘲曾报道厌氧发酵的酒糟纤维素和木质素降解率分 别接近60%和40%。13本大阪市的田金公司在啤酒糟内 加入部分乳酸菌,发酵后成为牛的“上等食品”,吃了这种 饲料.牛就可以长出脂肪均匀的“五花上等肉”I41。在国内, 作者简介:郭素环(1986一),女,在读硕士生,E—mail:SHSU.923126 @163.corn 通讯作者:王开功(1959一),男,教授,E—mail:kaigongwang@yahoo. 蔡治华等[51用微贮啤酒糟饲喂黑白花奶牛,经过30 d的试 验.结果表明:添加微贮啤酒糟的试验组奶牛比添加鲜啤 115 酒糟的对照组的Et均产乳量提高了4.43%,差异显著,乳 脂率提高了2.34%。本试验将班图酒香酵母(酵)、枯草芽 孢杆菌(枯)、绿色木霉(木)、嗜酸乳杆菌(乳)这4种菌进 行不同组合,发酵以新鲜酒糟、玉米粉及菜籽粕为基质的 原料.为生产酒糟生物饲料提供基础。 配分为14组,每组3个重复,按相等比例,接种量为6%rn的 比例接种到酒糟饲料发酵培养基中。绿色木霉接种摇菌后 第36 h的菌种量达7.0x10 CFU/mL,酵母菌接种摇菌后第 32 h的菌种量达3.5xlO“CFU/mL,乳酸菌接种摇菌后第16 h的菌种量达2.1xlO' ̄CFU/mL,枯草芽孢杆菌接种摇菌后 第22 h的菌种量达1.33x10“CFU/mL。接种后分别用2种 1材料与方法 1.1试验材料 方式发酵:一种完全厌氧,另一种为1~4 d有氧、4 ̄12 d厌 氧.温度都为30℃。分别于发酵后的3、6、9、12 d取样检测 (Trichoderma viride)、嗜酸乳杆菌 活菌数.计数方法采用平板计数法罔。 1.2.3单因子试验针对绿色木霉不生长的问题对培养 基做了单因子对比试验,变量为酒糟,2种培养基除了一 供试菌种:枯草芽孢杆菌[Bacillus subtilis(Ehrenberg) Cohn]、绿色木霉(Lactobacillus acidophilus)、 班图酒香酵母菌 (Brettanomyces custersianus)均为贵州大学动物科学学院 试验室保存菌种。 嗜酸乳杆菌培养基:MRS培养基,班图酒香酵母培养 个加酒糟另一个不加酒糟外,其他营养成分都相同。对照 组培养基成分如下:20%马铃薯汁1 000 mL、玉米粉100 g、菜籽粕100 g、葡萄糖20 g、磷酸氢二钾3 g、硫酸镁1.5 g、硫胺素8 mg,pH6.0;试验组培养基在对照组的基础上 加酒糟200 g。用这2种培养基培养绿色木霉,观察其生 长情况.按GB 4789.28—2010采用平板稀释涂布法观察。 基:YPD培养基,绿色木霉培养基:综合马铃薯培养基,枯 草芽孢杆菌培养基:普通肉汤培养基t61。酒糟饲料发酵培 养基:湿酒糟60%、玉米粉10%、菜籽粕10%、水20%,另 每100 g培养基加硫酸亚铁15 mg、硫酸锌12 mg、硫酸锰 10 mg、硫酸铜15 mg、磷酸氢钙2 g,pH 6.0,0.1 Mpa条件 高温灭菌30 rain。 2结果与分析 2.1拮抗试验 湿酒糟由贵州省青酒集团提供。玉米粉、菜籽粕购于 正大饲料公司 1.2试验方法 各组菌种十字交叉处均未出现菌落萎缩和消失的现 象。表明各菌间均不存在拮抗效应,适合组合发酵白酒糟。 2.2.1 不同组合中嗜酸乳杆菌不同时间段厌氧和有氧发 将班图酒香酵母、枯草芽孢杆菌、绿色 1.2.1拮抗试验酵情况由表1可知,在有氧和厌氧发酵2种条件下,嗜 木霉、嗜酸乳杆菌4种菌两两组合分组,将每组的其中一 种菌以10 mm的间隔划线接种于普通培养基上.然后取 另外一种菌垂直划一条直线,30℃培养24 h,观察十字交 叉处是否有被抑制而发生菌落萎缩和消失的现象。 1.2.2酒糟微生物发酵将班图酒香酵母、枯草芽孢杆菌、 绿色木霉、嗜酸乳杆菌4种菌分别接种一环斜面菌于100 mL液体培养基中,150 r/min、30qc摇菌。摇菌后将4种菌搭 酸乳杆菌都从第3 d开始大量增殖.生长到第9 d达到高 峰.第12 d有所减少:第6 d前厌氧发酵比有氧发酵含菌 量高,尤其第6 d厌氧发酵比有氧发酵含菌量高了一个数 量级。发酵到第9 d,有氧发酵比厌氧发酵含菌量高,有氧 发酵的乳+酵+木组最高,含量达到5.30x10 CFU/g,而厌 氧发酵的嗜酸乳杆菌组为2.04x10 CFU/g,有氧发酵的最 高含菌量比厌氧发酵的高了1个数量级。 表1 不同组合中嗜酸乳杆菌不同时间段厌氧和有氧发酵结果 2.2.2 不同组合中班图酒香酵母不同时间段厌氧和有氧 发酵情况 由表3可知,在有氧和厌氧2种条件下.枯草 芽孢杆菌都从第3 d开始大量增殖.生长到第6 d达到高 峰,第9 d开始逐渐减少;有氧发酵比厌氧发酵含菌量高, 发酵到第6 d有氧发酵的乳+枯组最高.含量达到9.63x 10 CFU/g,而厌氧发酵的乳+枯组为8.50x10 CFU/g.有氧 发酵最高含菌量比厌氧发酵的高了11.73%。 2.2.4不同组合中绿色木霉不同时间段厌氧和有氧发酵 情况不同组绿色木霉不同时间段厌氧和有氧发酵结果 发酵情况 由表2可知,在有氧和厌氧2种条件下,班图 酒香酵母菌都从第3 d开始大量增殖,生长到第9 d达到 高峰,第12 d有所减少;有氧发酵比厌氧发酵含菌量高, 发酵到第9 d有氧发酵的乳+酵组最高,含量达到9.03x 10 CFU/g,而厌氧发酵的酵+木+枯组为4.70xlO1 ̄CFU,g, 有氧发酵的最高含菌量比厌氧发酵的高了47.95% 2.2.3不同组合中枯草芽孢杆菌不同时间段厌氧和有氧 1l6 表2不同组合中班图酒香酵母不同时间段厌氧和有氧发酵结果 活菌数都为0。 2.3 白酒糟对绿色木霉生长的影响 绿色木霉产生的纤维素酶活性很高,现在已广泛用于 生产。所以本试验选择其来降解酒糟中的纤维素,但无论 是有氧还是厌氧发酵,它都不生长,经过单因子对比试验 后发现,酒糟不利于绿色木霉生长,这可能是因为酒糟中 的酒精含量太高不利于绿色木霉能生长,但经过摇菌扩 大培养后,其产物——纤维素酶是存在的,所以本试验采 用摇菌后直接添加 。今后,可以选择耐酒精绿色木霉进 行试验l11】,或者对酒糟进行处理,看其是否适合绿色木霉 生长,这都有待进一步研究。 参考文献: 绿色木霉经过2种不同培养基培养后,加酒糟的完全 不生长 不加酒糟的生长很旺盛。 3结论与讨论 本研究结果表明,嗜酸乳杆菌、班图酒香酵母、绿色木 霉、枯草芽孢杆菌这4种菌间不存在拮抗,适合混合发酵 白酒糟。 从以上有氧和厌氧发酵结果来看,各组合中嗜酸乳杆 菌和班图酒香酵母从第3 d开始大量增殖,生长到第9 d 达到高峰,第12 d有所减少;嗜酸乳杆菌有氧发酵的最高 含菌量比厌氧发酵提高了1个数量级,班图酒香酵母有氧 发酵的最高含菌量比厌氧发酵的高了47.95% 班图酒香 [1]王肇颖,肖敏.白酒酒糟的综合利用及其发展前景【Jj.酿酒科技, 2004,1(1):64—67. [2】高路.酒糟的综合利用『J1.酿酒科技,2004(5):101—102. [3]Ezeonu F C,Okaka A N C.Process kineticsand digestion eficifency of anaerobic batch fermentation of brewers spent 酵母12 d内有氧发酵比厌氧发酵含菌量高,嗜酸乳杆菌 有氧发酵刚开始的前6 d含菌量不如厌氧发酵高.但到第 9 d比厌氧发酵要好.可能是好氧菌大量繁殖为嗜酸乳杆 菌制造了很好的厌氧条件。更利于其繁殖。所以本研究认 gTains(BSG)[J].Process Biochemistry,1996,31(1):7—12. [41高路-/J、议啤酒副产物综合利用IJI.酿酒.2001,5(28):50-51. [51蔡治华,徐新建,郭亮.饲喂微 啤酒糟对黑自花奶牛产乳性能的 影响Ⅲ.安徽技术师花学院学报,2003,17(1):22—23. 『61陈天寿.微生物培养基的制造与应用[M].北京:中国农业出版社, 1996:494—495. 为,选择1~4 d有氧发酵使好氧菌繁殖含菌量增加,5~12 d厌氧发酵使厌氧茵繁殖、好氧菌发酵,这样效果会更好。 夏其伟等 采用好氧发酵、厌氧青贮、纤维降解酶酶解的 方法分别处理木薯酒精糟发现。好氧发酵营养成分提高 最多。如果一开始就厌氧发酵的话会导致嗜酸乳杆菌大 量繁殖,pH下降不利于枯草芽孢杆菌、班图酒香酵母的繁 殖。在有氧和厌氧2种条件下,各组枯草芽孢杆菌都是从 『71吴天祥.芭蕉芋、玉米生产燃料酒精及酒糟乳酸化饲料发酵工艺 的研究[D】.无锡:江南大学,2004. 【81无锡轻工业学院.微生物学【M】.北京:中国轻1二业出版社,1990: 546-549. f91夏其伟,田阳,成国祥.利用木薯酒精糟生产生物饲料的方法【Jj _饲料研究,2005,7(4):24—27. f10]宋安东,张世敏,宋崇义,等.绿色木霉T1纤维素酶在大曲酒丢糟 中应用的研究….酿酒,2001,28(4):45—51. 『111司振军,李玲,马玲琪,等.耐酒精绿色木霉与休哈塔假丝酵母偶 联固态发酵纤维素酒精的研究IJ1.食品与发酵科技,201l,47(4): 73-76. 第3 d开始大量增殖,生长到第6 d达到高峰.第9 d开始 逐渐减少:有氧发酵比厌氧发酵含菌量高,发酵到第6 d 有氧发酵最高,含菌量比厌氧发酵的高了l 1.73% 综上, 因整体各组发酵到第9 d最好,所以整个发酵时间定为 10 d,采用1~4 d有氧、5~10 d厌氧的方式发酵。