蛋白质饲料资源的不足已成为世界性问题,在我国尤其严重。随着畜牧业的高速发展,常规蛋白饲料已经远远不能满足畜牧业发展的需要,开发新的饲料蛋白资源成为我国饲料业的重要课题。采用微生物固态发酵非常规蛋白饲料生产优质蛋白饲料是国内外研究的主要方向。本研究试图从牛瘤胃中分离筛选出高产以蛋白酶为主并产多种复合酶的菌株,采用固态发酵的方法,发酵非常规蛋白原料（血粉、棉粕、羽毛粉）,并进行代谢试验。本研究主要包括如下四部分内容:
试验一,发酵菌种的分离与筛选:采用干酪素培养基进行初筛,从牛瘤胃内容物中分离和筛选出6株产透明圈较大的菌株,利用它们发酵非常规蛋白原料,最终确定菌株B1具有高效的发酵能力。利用B1固态发酵非常规蛋白原料,使可溶性蛋白质含量提高了66.24%,氨基氮含量提高了2.89倍,并且该菌高产蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶。经形态学初步鉴定为米曲霉。
试验二,米曲霉固态发酵产蛋白酶条件的优化及酶学性质研究:以中性蛋白酶的活性为优化指标,采用正交和单因素方差分析的方法,对米曲霉最适产酶的培养基组分和培养条件进行优化。结果表明:米曲霉产中性蛋白酶的最适培养基组成为:在麸皮∶豆粕粉为8∶2的基础培养基中,添加K2HPO4 0.5%、CaCl2 1%,培养基的含水率为40%。产酶最适培养条件为:pH值为6.0,接种量为4%,250 mL的三角瓶装10 g干的培养基,最佳培养时间为48 h。该酶的最适反应温度为55℃,最适pH值为7.2;该酶在40℃～50℃较稳定,pH值在3.0～7.0时比较稳定;Mg2+、K+、Na+、Ca2+、Mn2+对该酶有激活和稳定作用,而Zn2+、Cu2+、Fe2+不同程度的抑制酶活性,其中Cu2+强烈抑制酶的活性。在最佳发酵工艺下,蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶的活力分别为4211.57 U/g、3146.70 U/g、7278.14 U/g。
试验三、米曲霉固态发酵生产优质蛋白饲料工艺的优化:本试验采用正交及单因素方差分析的试验方法,以可溶性蛋白含量、氨基氮含量及酶活为考察指标进行综合评定,筛选出最优的发酵培养基配方和发酵条件。试验研究结果显示,最佳原料配方为:血粉30%、棉粕26%、羽毛粉4%、麸皮35%、玉米粉5%;最佳发酵条件:初始pH为6,含水率为50%,接种量为2%,发酵时间为60 h。在最佳发酵工艺的条件下,发酵产品的可溶性蛋白含量、氨基氮含量、粗蛋白含量及游离氨基酸总量分别达到了173.72 mg∕g、34.75 mg∕g、48.97%、100.945 mg/g ,比未发酵的产品分别提高了82.68%、379.97%、12.91%、570%;蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶的活力分别为2341.83 U/g、3678.08 U/g、6835.43 U/g。由此可见,利用米曲霉固态发酵非常规蛋白原料可以明显提高它们的利用率,为解决当前蛋白饲料资源的不足提供重要的理论依据。
试验四,发酵蛋白替代豆粕对AA肉鸡日粮代谢率、肠道菌群及消化酶活性的影响:按照体重、身体状况,把7周龄的AA肉鸡随机分成五组,每组5只,分别为对照组、发酵杂蛋白组（试验I、Ⅱ、Ⅲ组的发酵杂蛋白分别替代全价料中豆粕的90%、60%、30%）、未发酵杂蛋白组（试验Ⅳ组的未发酵杂蛋白替代全价料中豆粕的60%、）。研究结果表明:与对照组相比,试验Ⅱ、Ⅲ组（发酵蛋白组）的营养物质的表观代谢率差异不显著（P>0.05）,对肠道中乳酸菌的数量影响不显著（P>0.05）;但可以显著提高肠道中米曲霉的数量,显著降低肠道中大肠杆菌的数量（P<0.05）,显著提高小肠中消化酶的活性（P<0.05）。与试验Ⅳ组（未发酵蛋白组）相比,使用发酵蛋白能显著提高AA肉鸡日粮中粗蛋白、钙、磷的表观代谢率（P<0.05）,肠道中米曲霉和乳酸菌的数量显著增加,大肠杆菌的数量降低（P<0.05）,并能显著提高小肠中消化酶的活性（P<0.05）。
