微生物发酵农副产物特性及其应用研究
宁玮钰 商兆宇 冯建文
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宁玮钰 商兆宇 冯建文,. 微生物发酵农副产物特性及其应用研究[J]. 生物学报,20228. DOI:10.12721/ccn.2022.157080.
摘要: 农业对国家发展而言十分重要,近年来伴随国家经济快速发展,农作物产量逐渐提升。而农作物加工过程中会产生某些农副产物,如豆渣、 豆粕等。但目前我国农副产物加工水平较低,产物并没有得到合理应用。基于此,文章围绕微生物发酵农副产物特性及其应用进行探讨。先对发酵菌种以及取得的效果加以说明,之后深入分析不同的发酵方式,包括单菌种发酵、复合菌种发酵等,最后探究发酵过后产品具体应用,通过文章分析希望相关研究人员能够从中汲取经验。
关键词: 微生物;发酵;应用研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157080
基金资助:

如今几乎各个领域中都可以看到农副产品,譬如以稻壳为材料制备吸附剂、使用豆渣制作各种膨化食品、将米糠、麦麸等产品加入饲料中。严格来说农副产品并不利于人或动物吸收,但现有工艺手段难以降解产品纤维,正因如此这些产品并没有得到合理应用,推广受到制约。最近几年伴随科学技术水平不断提升,微生物发酵技术逐步用于不同领域内。通过该技术能够优化产品结构改善性能,分解传统工艺技术难以降解的成分,并且农副产品存储时间也会得到延长。

1发酵菌种及效果

1.1 发酵菌种

实际加工生产过程中,若想发酵农副产品必须加入合适的菌种,乳酸菌、酵母菌等均是常见发酵菌种。乳酸菌属于革兰氏阳性厌氧菌范畴,可凭借碳水化合反应生成的乳酸。发酵阶段加入该菌种之后会生成不同产物,包括有机酸、酶类成分等,而这一现象无疑会使环境ph值逐步下降,进而减少杂菌生成量,除此之外还可减少有害物质产生。通过深入探究发现麸皮经过发酵之后会产生乳酸菌,而原有抗氧因子会随发酵而减少,有效成分占比随之增多。除此之外,乳酸菌生成之后可使蛋白水解系统更为完善,满足水解所需一切条件,并产生游离氨基酸。使用乳酸菌发酵麦麸,通过观察发现,借助这一方式可提高苯丙氨酸、亮氨酸等成分占比。酵母菌在发酵阶段会释放大量酶类物质,进而增加产物含量提升质量。发酵过程中产生的物质会对细胞壁造成破坏,对麸皮而言,细胞壁中存在的物质因此得到释放,减少低植酸含量同时增加粗蛋白含量。基于酵母菌发酵麸皮,对其进行测定之后发现,植酸含量下降约50%,多酚物质提升50%左右。

1.2发酵效果

1.2.1改善膳食纤维的品质

农作物经过一系列加工处理之后定然会生出副产品,如大豆、米糠等,但这些产物不易被人体吸收,这也是其无法大范围应用的主要原因。通过微生物发酵农副产品,可以菌种作为媒介改变固有纤维结构,使产品容易被人或动物吸收。准备实验所需条件,借助枯草芽孢杆菌发酵米糠,经检测其中可消化膳食纤维占比达到12.8%,这说明可通过微生物发酵方式对农副产品进行优化。将嗜酸乳杆菌与植物乳杆菌相混合,利于两者生成的产物发酵米糠,测定结果显示可消化膳食纤维含量有明显增加。

1.2.2降解抗营养因子

农作物生长过程中会有一些物质随代谢析出,抗营养因子正是其中之一,该物质能够加强作物保护,减少病虫害造成的损失,但如果过量食用这类物质,肌体功能会受到影响,甚至会在人体内部遗留某些安全隐患。针对这种情况如今已经研发出多种解决方法,经过比较分析,微生物发酵法能够处理抗营养因子,且不会产生污染物,具有突出优势。

2发酵方式

2.1单一菌种发酵

增加了1.068倍,效果比单一菌种处理好很多。

2.2复合菌种发酵

复合菌种发酵的优势在于,可通过协作补充单一菌种的劣势,最终效果优于单一菌种发酵。基于枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母进行单菌种发酵与混合菌种发酵,对比分析两种发酵方式,结果证明复合菌种发酵速度更快,不仅如此这种方式还可分解抗营养因子,对膳食纤维结构做出适当调整。玉米秸秆发酵过程中加入复合菌种,无论是降解时间还是最终效果,都优于单一菌种发酵。另外,营养成分占比有明显提升。混合酵母菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌,利用三者发酵玉米秸秆,测定结果表明发酵之后玉米秸秆中粗蛋白含量明显增多。豆粕发酵阶段加入复合益生菌与外源蛋白酶,其结果表明菌酶协同发酵豆粕能更好地改善豆粕的蛋白质品质,显著降低大豆抗原蛋白的免疫原性。

3微生物发酵农副产物的应用

3.1发酵食品

3.1.1发酵饮品

发酵后的农副产物,不仅保留其原有营养成分,还产生了对人体有益的生物活性小分子,发酵能使农副产物产生独特的风味,用来制作饮品,能使人们更方便快捷地吸收各种营养素。有研究表明,在酸奶中添加从豆渣中提取的果胶和水溶性膳食纤维有着与明胶相似的作用效果,发酵后的酸奶保水性得到了提高,品质得到较大程度的改善,还能够促进双歧杆菌的增殖,从而使乳制品的营养价值更高,应用范围更广泛。在全脂乳的发酵过程中添加从豆渣中提取的豆渣膳食纤维,以低聚木糖为辅料,制成了一种膳食纤维保健酸奶。米糠、碎米、麦胚等农副产物发酵后能产生多种营养素,对于改善人体肠道健康等十分有用。利用乳酸菌发酵碎米,经过一定的工艺处理后得到的饮料,不仅口感顺滑,具有浓郁且独特的米香味和发酵醇香,乳酸菌在发酵过程中还可以改善和提高碎米的有效成分,产生对人体有益的物质。

3.1.2发酵调味品

大豆类副产物如豆渣经过发酵后,不仅其豆腥气等不良气味被改善,发酵过程中会产生具有独特风味的物质,且其中所含有的大分子物质能被分解为小分子物质。将发酵后的豆渣应用到调味品中如用来制作酱油,不仅能提高酱油的品质,改善香味,还利于人体对营养物质的吸收。

3.2发酵饲料

传统农副产物在饲料中的应用大部分采用未经处理直接添加的方式,这种处理方式对于农副产物中一些不利成分没有有效降解和去除,消化效果不好,且适口性差。经过发酵后的农副产物应用到饲料中可以很好地解决以上问题,并且在调节动物肠道菌群平衡及增强免疫力和抗氧化能力等方面成果显著。通过微生物发酵饲料饲喂动物可以有效改善肠道健康,提高营养消化率,进而提高动物的生长性能。研究表明玉米皮发酵饲料不仅适口性好,还能够使动物机体的新陈代谢得到提高,免疫功能得到增强,促进生长。通过在仔猪的基础饲粮中分别添加5%,10%,15%的发酵豆粕,结果表明发酵的豆粕作为饲料可以有效降低仔猪的腹泻率。研究发现,使用添加10%发酵麦麸的发酵饲粮饲喂肉鸡能够使肉鸡回肠绒毛高度及绒毛高度与隐窝深度比值很大程度的提高,回肠和盲肠内的产气荚膜梭菌、大肠杆菌数量降低,从而保障肉鸡肠道健康。

4结语

由上述内容可以看出,最近几年微生物发酵技术在农副产品中的应用受到高度重视,深入研究之后发现仍旧存在下述问题。现有发酵体系并不完善,整体流程较为松散,不利于后续研究,而且农副产品应用也受到不同程度限制,正因如此当前急需创建完整的农副产物发酵体系。另外当前发酵之后的农副产品仍旧没有得到合理应用,大多用于饲料生产、食品加工等方面,发酵后产品中黄酮类、多糖类成分含量有明显增加,可试用于医药产品加工,逐步开拓应用市场。

参考文献

[1]闫星月,王艳,王悦,等.微生物发酵农副产物特性及其应用研究[J].农产品加工,2022(2):6.

[2]杨健.探讨微生物发酵饲料的特性,作用机制及应用[J].2020.

[3]王佰涛,杨文玲,王一雯,等.微生物发酵饲料的特性,作用机制及应用研究[J].中国饲料,2020(11):7.