[0029] 表3-2 复合菌发酵最佳接种量的优化结果
注：表中A，B，C代表试验因素，即分别代表枯草芽孢杆菌，酿酒酵母，屎肠球菌；表中数 字1，2, 3表示A，B，C三种因素的接种量，S卩1，2, 3分别代表接种量为5%，7%，9%。
[0030] 对可溶性糖含量的影响因素：酿酒酵母>屎肠球菌>枯草芽孢杆菌，系统给出的 最优组合为AiBfi，S卩：枯草芽孢杆菌接种量5%、酿酒酵母接种量7%、屎肠球菌接种量为5%。
[0031] 分析正交实验结果得出几组较好组合：A3BiC3、AiB2C3、AiB2C2、Apfi进行重复试验。
[0032] 根据正交实验结果，分别对实验得出的四种组合方案进行拉丁方实验，发现与 AiB2C3组相比，A3BA组由于影响糖含量因素最大的酵母接种量较少，而且枯草芽孢杆菌 接种量过大与酵母形成一定的竞争关系，导致酵母不能更好的生长使可溶性糖含量降低； AiB2C2与A忑义，由于屎肠球菌接种量较少，在发酵中后期增殖较慢未能迅速改变环境的pH 抑制枯草芽孢杆菌的生长，从而促进酿酒酵母的生长导致糖含量降低。所以确定酸最优组 即枯草芽孢杆菌接种量5%、酿酒酵母接种量7%、屎肠球菌接种量为9%为最佳实验方案。
[0033] 3. 2、复合发酵条件优化试验结果 表4-1复合发酵条件优化试验结果一可溶性糖
注：表中A，B，C代表试验因素，即分别代表时间、温度、水分；D为辅助因子对分析结果 无影响；表中数字1\2\34分别表示三种不同的发酵时间，即4811，6011，7211。表中数字18， 2 B，38分别表示三种不同的发酵温度间，即30°C，35°C，40°C。表中数字1G，2 G，3￡分别表示三 种不同的发酵所需物料与水分比例，即1:0. 45,1:0. 50,1:0. 55。
[0034]表4-2复合发酵条件优化试验结果一酸
注：表中A，B，C代表试验因素，即分别代表时间、温度、水分；D为辅助因子对分析结果 无影响；表中数字1\2\34分别表示三种不同的发酵时间，即4811，6011，7211。表中数字18， 2B，38分别表示三种不同的发酵温度间，即30°C，35°C，40°C。表中数字1 G，2G，3￡分别表示三 种不同的发酵所需物料与水分比例，即1:0. 45,1:0. 50,1:0. 55。
[0035] 根据分析结果，由极差可以看出，最优组合发酵为72h、35°C、料水比为1:0.55 ;对 可溶性糖含量的影响因素主要是发酵时间，其次为水分，而温度影响最小。
[0036] 由以上数据得出，对总酸的影响因素：温度 > 时间 > 水分，最佳发酵条件为60h、 35°C、料水比为1 :0. 55 ;而可溶性糖含量却不高只有39. 7%。
[0037] 根据正交实验结果，得出最佳发酵条件为发酵72h，发酵温度35°C，料水比为1: 0. 55,在该条件下发酵产物可溶性糖含量达到48. 6%，总酸含量能达到1. 52%。分析原因为 随发酵时间的延长对糖含量及酸度影响较大的屎肠球菌在厌氧条件下又进行了大量的增 殖，起始温度缩短了菌种生长的静止期，能迅速的适应环境并进行增殖代谢，同时随着环境 中温度的升高导致酿酒酵母部分死亡裂解细胞中的糖类释放到的周围环境中。
[0038] 4、淀粉酶对复合发酵影响的结果 4. 1经过方法2. 3. 1得出结果，从表5可以看出，添加量在10 - 20U/g玉米粉时，可溶 性糖含量随着高温a _淀粉酶的添加量增加而降低，在20 - 30U/g玉米粉时，可溶性糖含 量随着高温a -淀粉酶的添加量增加而升高，结合经济角度，高温a -淀粉酶添加量选为 10U/g玉米粉。
[0039] 表5高温a -淀粉酶添加量对可溶性糖含量的影响
4.2 为提高试验效果，使目标菌株能迅速适应发酵环境，快速增殖，在复合菌种发酵 的基础上，结合最佳发酵条件为72h、35°C、料水比为1 :0. 55 ;考虑添加淀粉酶，添加的淀粉 酶为高温a -淀粉酶，添加量为l〇U/g玉米粉，灭菌方式采用100°C 20min，试验方案有三： 方案一：灭菌后按照3. 2的结果加入微生物发酵（即枯草芽孢杆菌、酿酒酵母及屎肠球 菌的接种量分别为5%、7%和9%，35°C发酵72h); 方案二：灭菌后添加高温a -淀粉酶l〇U/g玉米粉； 方案三：灭菌前添加高温a -淀粉酶l〇U/g玉米粉，且第一次添加的水量占总水体积量 的55%，然后混合灭菌，冷却至室温后补足水分，再按照3. 2的结果加入微生物发酵； 表6外源淀粉酶结合微生物发酵效果
结果分析：由三种方案中可溶性糖含量的变化可以看出，方案1为纯微生物发酵，方案 2为纯酶解，可溶糖含量可溶性糖含量分别由玉米粉的11. 5%提高到32. 3%和37. 8%，方案 3中，根据高温淀粉酶最适温度为90°C左右，结合灭菌和冷却过程，能充分发挥酶的活性， 故在灭菌前添加lOU/g玉米粉的高温a -淀粉酶，能达到最好的发酵效果，微生物发酵结合 酶解工艺，不仅将玉米淀粉绝大部分分解，为微生物生长提供必要的碳源，又避免了单纯灭 菌在升温过程与降温过程中热量的浪费。
[0040] 结论 试验通过研究确定了混菌固态发酵玉米粉的最佳培养条件与发酵工艺条件，使玉米粉 中的可溶性糖含量由原来的11. 5%提高到32. 3%，涨幅达到了 181%，同时又进一步探究并与 生物酶解工艺相结合，使可溶性糖含量又提高了 89%以上，总酸含量达到了 1. 5%。
[0041] 研究最终确定了最佳酶解工艺为：灭菌前添加l〇U/g玉米粉的高温a -淀粉酶，第 一次添加的水量占总水体积量的50 - 60%，混合后100°C灭菌酶解20min，冷却至室温后补 足剩余水分；最佳发酵工艺为：枯草芽孢杆菌接种量为5%、酿酒酵母接种量为7%、屎肠球菌 接种量为9%，发酵工艺条件为：35°C发酵72h，料水比1 ;0. 55。
[0042] 通过微生物发酵与生物酶解相结合，研究解决了固态发酵尤其是玉米淀粉固有的 营养物质单一、发酵利用率低、发酵产物存在感官差、气味不诱人的缺点。不仅使玉米粉中 的大颗粒淀粉降解为易吸收的葡萄糖、麦芽糖、糊精等可溶性糖，提高了玉米消化率，又减 少了外源菌种对发酵体系的影响，提高了产品质量又保证了产品的稳定性。另一方面通过 酿酒酵母与屎肠球菌的生长增殖不仅改善了玉米的适口性，提高了能量利用率，产品中所 含有的益生菌在一定程度上改善动物肠道环境，促进微生物的生长。
【主权项】
1. 一种低水分固态发酵玉米新工艺，其特征在于，包括如下步骤： 1) 取粉碎过的玉米粉，与高温Ct-淀粉酶及部分水混合后，于90 - KKTC灭菌酶解 20 - 30min，自然冷却至室温，补足余量的水，备用； 2) 将枯草芽孢杆菌、酿酒酵母及屎肠球菌接种至步骤1)所得产物中，于30 - 40°C发 酵48 - 72h，即得。2. 如权利要求1所述的低水分固态发酵玉米新工艺，其特征在于，步骤1)中，高温 a _淀粉酶的添加量为10 - 30 U/g玉米粉；玉米粉与水的重量比为1 :0. 50 - 0. 60,且第 一次添加的水量占总水体积量的50 - 60%。3. 如权利要求1所述的低水分固态发酵玉米新工艺，其特征在于，步骤2)中枯草芽孢 杆菌、酿酒酵母及屎肠球菌的接种量分别为3 - 5%、5 - 7%和5 - 9%。
【专利摘要】本发明涉及一种低水分固态发酵玉米新工艺，其包括如下步骤：1）取粉碎过的玉米粉，与高温α-淀粉酶及部分水混合后，于90－100℃灭菌酶解20－30min，自然冷却至室温，补足余量的水，备用；2）将枯草芽孢杆菌、酿酒酵母及屎肠球菌接种至步骤1）所得产物中，于30－40℃发酵48－72h，即得。该工艺可以使玉米粉中的可溶性糖含量由12%左右提高到61.2%，总酸含量提高到1.52%。
【IPC分类】A23K1/14, A23K1/165, A23K1/00
【公开号】CN105076675
【申请号】CN201510506421
【发明人】王潇, 卢富山, 尹清强, 程景伟, 柴红玉
【申请人】河南普爱饲料股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月18日