微生物发酵马铃薯渣制备高蛋白饲料的营养价值与应用

微生物发酵马铃薯渣制备高蛋白饲料的营养价值与应用

陈必琴1 赵云飞2

1.定西市农产品质量安全监测检测站 甘肃省743000

2.甘肃蓝天马铃薯产业发展有限公司  甘肃省743000

摘要：随着全球畜牧业的发展，世界各国针对对高品质蛋白饲料实际需求越来越高，传统的动物饲料主要依赖谷物和大豆等资源，然而，这些资源在全球范围内的供给有限，且与人类食品生产竞争。马铃薯渣富含淀粉、纤维素和一定量的蛋白质，具有很高的再利用潜力，其粗纤维含量较高、蛋白质含量低，直接使用马铃薯渣效果具有一定限制。因此，如何有效提升马铃薯渣的营养价值，尤其是制备高蛋白饲料的含量，成为相关人员的重点研究方向。

关键词：微生物发酵；马铃薯；高蛋白饲料；营养价值

前言

马铃薯渣是马铃薯深加工的副产品，含有丰富的淀粉、纤维素等物质，但马铃薯中蛋白含量偏少，制约了饲料的直接应用。科学合理应用微生物发酵技术，选择适宜的菌株，优选适宜的工艺参数，使其具有较高的蛋白含量，并能有效地优化其营养成分。将马铃薯渣用于畜禽养殖，既可为畜禽生产提供优质的蛋白资源，又可减轻畜禽粪便带来的污染。相关人员将马铃薯渣加工成高蛋白饲料，既能实现对资源的有效开发，又能缓解对环境的污染。本文以发酵马铃薯渣为例，从其营养成分、发酵工艺及应用等方面进行研究，旨在为我国马铃薯加工副产物的高效利用提供参考。

1微生物发酵马铃薯渣制备高蛋白饲料的营养价值

马铃薯渣作为马铃薯加工期间所产生的副产物，其中含有丰富的淀粉和纤维素等多种糖类物质，尽管有些成分针对动物饲料具有较高的营养价值，但是其蛋白质含量相对较低，而且有些多糖很难被畜禽直接消化和吸收，因此制约了其在饲料中的使用。在微生物发酵过程中，适宜的微生物种类非常重要，常见的有酵母、乳酸菌以及米曲霉、黑曲霉等，这些微生物能够利用马铃薯渣中的淀粉、纤维素等碳水化合物作为营养来源，进行生长繁殖，同时合成自身所需的蛋白质。微生物发酵还能够有效分解马铃薯渣中的纤维素和半纤维素，将其转变成更易被畜禽消化的碳水化合物或有机酸，降低马铃薯渣中的抗营养因子，如酚类物质和抗原性蛋白质，减少对动物消化吸收的负面影响，进一步提高饲料的消化率和能量利用率。

2 微生物发酵马铃薯渣制备高蛋白饲料的方法

2.1 微生物发酵技术概述

微生物发酵技术将微生物应用于特定物质转化，能够增强或改变其营养成分，该技术通过利用微生物的代谢功能，将复杂的生物大分子分解为更容易被吸收的小分子，同时合成出富含营养的代谢产物，提升原料的整体营养价值。微生物将马铃薯渣中的多糖类物质转化为简单糖类、氨基酸及其他代谢产物，这些代谢产物不仅改善了马铃薯渣的营养结构，还增加了其蛋白质含量，使其更加适合用作动物饲料[1]。微生物发酵温度控制在30-40℃之间，适宜的有氧环境有利于好氧微生物的增殖与代谢，而水分调控又有利于保持其活力与效能，发酵时间的长短取决于所选用的微生物菌种和目标产物的积累程度，一般在3天到一周不等，适宜的微生物发酵环境条件下，有利于提高马铃薯渣的营养价值，还实现了资源的高效利用。

2.2 马铃薯渣的前处理方法

马铃薯渣是马铃薯在加工过程中产生的副产物，其中含有大量的淀粉、纤维素及少量蛋白质，为了更好地利用马铃薯渣进行微生物发酵制备高蛋白饲料，预先处理是必不可少的步骤，有效的预先处理不仅能提高发酵效率，能改善饲料的营养价值和适口性。马铃薯加工过程中，由于其含水量高，且存在大量的土壤、砂石及残留的植株组织等，因此，对其进行预处理，主要是通过对其进行脱水和排出，以减少其含水量[2]。相关人员针对杂质的去除，需要使用筛分或漂洗的方法，以确保马铃薯渣中不含影响发酵过程的固体杂物。另外，对薯渣进行破碎、碾磨，使其形成更细的粉体或浆料，增加比表面积，增强其与底物的结合与利用，实现马铃薯渣物性与化学组成的最佳组合，极大地提高了其作为发酵基质的适用性。

2.3发酵效果的影响分析

在微生物发酵过程中，发酵效果的优劣直接取决于多个关键因素的综合作用，包括微生物菌种的选择、发酵条件的控制、马铃薯渣的前处理质量，以及发酵过程中的环境因素等。微生物菌种的选择是影响发酵效果的首要因素，不同的微生物具有不同的代谢途径和酶系，能转化的底物类型和产物种类也各不相同，一般选择具有高蛋白质合成能力的菌种，如酵母菌、乳酸菌和某些曲霉菌等，这些微生物不仅能够有效利用马铃薯渣中的碳水化合物，还能通过代谢活动积累大量蛋白质，进而增加其蛋白含量。一般而言，发酵温度在30℃至40℃之间能够提供适宜的环境，为微生物的生长和代谢创造了有利的生长和代谢环境，大部分的微生物适应于中性或微酸的环境，所以必须对其进行实时监控和调节。马铃薯渣预处理后，其颗粒大小、淀粉及纤维素降解等均直接关系到其对微生物活性的发挥，因此，如何实现预处理工艺的规范化与优化，是实现高效发酵的关键。

2.4 智能化发酵装备的应用

在微生物发酵马铃薯渣制备高蛋白饲料的过程中，科学引入智能化发酵装备，能够切实提升生产效率、产品品质和技术应用的稳定性，采用先进的发酵装置进行自动化控制、重点监测和信息分析，能够将发酵条件进行优化，以减少人为操作出现的食物，提高发酵过程的准确性。相关人员对装备预设发酵参数，如温度、pH值、氧气浓度和搅拌速度，装备能够在发酵过程中自动调节设置参数，保证微生物始终处于最佳生长状态[3]。智能控制系统可以实时监测发酵罐内的环境变化，并根据设定的反馈机制迅速调整各项参数，这种自动化的调控机制大大减少了发酵过程中的波动，保证了最终产物的质量和稳定性。通过 互联网或专用网络，操作人员能够在任何时间、任何地点通过手机或计算机接入到发酵过程中，对其进行监测，并根据需要对其进行相应的调节，并使其具有更大的灵敏性。

2.5 工艺评价与优化

在微生物发酵马铃薯渣制备高蛋白饲料的过程中，工艺评价与优化是确保产品质量、提高生产效率、降低成本的关键步骤。发酵后的马铃薯渣应具有较高的蛋白质含量，并且氨基酸组成应趋于平衡，以满足动物营养需求，精准分析发酵产物的营养成分，特别是蛋白质含量的提升程度，能够直观反映发酵工艺的有效性。工艺优化是在工艺评价的基础上进行的，主要通过调整发酵条件、改进设备或采用更优的菌种等手段实现，优化的目标是进一步提高蛋白质产量、缩短发酵周期、降低成本，并提升发酵过程的稳定性。具体方法包括优化微生物菌种的选择和组合，以提高其对马铃薯渣的利用率；调整发酵温度、pH值和通气量，以更好地满足微生物生长的需要；以及通过智能化发酵装备的应用，实现自动化控制和实时监测，从而提高发酵过程的精确性和效率。

结束语：总而言之，微生物发酵不仅提高了马铃薯渣的蛋白质含量，还改善了其营养结构和消化吸收性能，智能化发酵装备的应用进一步提升了发酵过程的自动化和精确度，使得生产过程更加稳定、经济。相关人员需要继续探索新的菌种和发酵条件，进一步提高资源利用效率，加强对发酵产品安全性和环境影响的研究，也将为行业的健通过系统的工艺评价与优化，能够实现高蛋白饲料的高效生产，为饲料行业的可持续发展提供了新的解决方案。

参考文献

[1]彭劲松,张薇.微生物发酵马铃薯渣对畜禽生产和经济效益影响的研究进展[J].饲料研究,2023,46(12):181-185.

[2]申瑞瑞.微生物发酵剂对马铃薯渣与玉米秸秆和大豆秸秆混贮效果的研究[D].河北农业大学,2018.

[3]袁惠君,赵萍,巩慧玲.微生物发酵对马铃薯渣膳食纤维得率及性质的影响[J].兰州理工大学学报,2005,(05):75-77.

课题名称：定西市科技计划项目（DX2022XZ05 ）《马铃薯渣生产蛋白饲料关键技术研发和装备创制及产业化应用》