全 文 ：第 7卷第 4期 水土保持研究 Vol. 7　 No. 4
2000年 12月 Resea rch o f Soil and Wa ter Conserv ation Dec. , 2000

醋糟发酵菌种的筛选及其发酵条件研究
张建新 ,岳文斌 ,丛日晨
(山西农业大学 ,太谷 030801)
摘　要: 为了充分利用废弃糟渣 ,缓解山西省黄土残塬区饲料粮供需矛盾 ,减轻土地负担 ,促进绿色生态的改善与
恢复 ,课题组对山西省醋糟资源进行了充分调查 ,并对高活性纤维素菌—— 霉菌、担子菌进行了筛选及其发酵条件
研究、组合配伍研究、初步确定适合醋糟发酵的优良菌种。
关键词: 醋糟 ;发酵菌种 ;发酵条件
中图分类号: S816. 6　　　　文献标识码: A　　　　文章编号: 1005-3409( 2000) 04-0085-04
The Screening of the Fermentation Strains of Vinegar Grains and
Research on the Fermentation Condition of the Strains
ZHANG Jian-xin, YUE Wen-bin, CON G Ri-chen
( Shanx i Agricultural University , Taigu　 030801,P RC )
Abstract: To make good use of the dispo sed g rains, to lessen the conf lict betw een supply and needs on feed-
ing g rains in the gul ly region on lo ess plateau of Shanxi province, to reduce the burden of soi l, to promote
the bet tering and resto ration of the g reen ecological ba lance, the resea rch g roup have made a full inv estig a-
tion and study on the vinega r g rains resource of Shanxi , screened the super activ e cellulo lytic st rains in-
cluding t richoderma, basidiomycetes and yeasts, made a study on the fermentation condi tion and associa-
tiv e effect , and finally screened the fine fungi w hich are fi t for the fermentation of vinegar g rains.
Key words: vinegar g rains; fermentation st rains; fermentation condi tion
　　山西省农副产品十分丰富 ,年产各类秸秆糟渣
近 1 000万 t,其中醋糟 300万 t。糟渣不经处理适口
性差 ,营养价值低 ,直接饲喂利用效果很差 ,如果废
弃不仅浪费潜在的饲料资源 ,而且造成环境污染。基
于此 ,课题组以醋糟为底物 ,对木霉、曲霉、担子菌进
行筛选及产酶条件研究 ,旨在优选出适合醋糟的菌
种发酵的菌种或组合 ,探索一种符合山西实际、切实
可行的醋糟发酵方法。
1　材料与方法
1. 1　菌种和原料来源
1. 1. 1　菌种　 ( 1)木霉 T:来自中国农科院土肥研
究所。 ( 2)曲霉 F:来自山西农业大学微生物实验室。
( 3)担子菌 A: 来自山西农业大学微生物实验室。
( 4)担子菌 C:来自中国科学院微生物研究所。 ( 5)酵
母菌 Y:来自山西省生物研究所。
1. 1. 2　原料来源及营养含量　醋糟来自隰县某醋
厂 (营养含量见表 1)。
表 1　醋糟有效成分含量分析表 (风干基础 )　　%
成分 干物质 粗蛋白 真蛋白 粗纤维 粗灰分 钙 磷
92 11. 45 11. 41 29. 63 14. 59 0. 42　 0. 19
1. 2　发酵菌种筛选及发酵条件、研究
1. 2. 1　培养基
( 1)斜面母种培养基: 每 100 m l水加马铃薯
20 g ,葡萄糖 2 g ,磷酸氢二钾 0. 3 g ,硫酸镁 0. 15 g,
收稿日期: 2000-10-13
国家“九五”科技攻关项目黄土高原水土流失区农业综合发展技术研究第 6专题——晋西残塬区高产型农业综合发展研究 (96-004-05-06)
的内容。
V B微量 ,琼脂 1. 5 g , pH= 6. 5;常规方法制备。
( 2)培养皿平板培养基:每 100 m l水加醋糟 20
g ,麸皮 10 g ,葡萄糖 2 g ,琼脂 2 g;常规方法制备。
( 3)原种、生产种培养基 (% ): 棉籽壳 30,醋糟
30,麸皮 25,玉米粉 12,硫铵 2,白糖 1,磷酸氢二钾
0. 2,硫酸镁 0. 5, pH= 6. 5;常规方法制备。
( 4)醋糟发酵培养基 (% ): 醋糟 75,麸皮 20,玉
米粉 4,尿素 1,磷酸氢二钾 0. 2,硫酸镁 0. 3,常规方
法制备。
1. 2. 2　初筛
( 1)供试菌株分别在不同温度、 pH梯度的平板
培养基上接种 ,从菌落长速、长势初步确定各菌最适
生长条件及特性。
( 2)菌种间组合拮抗试验 ,旨在选择优良菌种组
合。
1. 2. 3　复筛　以初筛确定的菌株在各自最适温度 ,
pH条件下转接原种、生产种 ,生产种以 10%接种量
在水分梯度为 55% 、 60%、 65%、 70%的醋糟培养基
上接种培养 ,培养期为 8 d。
( 1)对比长速、长势。
( 2)营养含量测定。
( 3)各菌株酶活力比较。
通过以上测定比较 ,确定优良菌种。
1. 2. 4　最佳配方试验　 菌株萌发初期 ,需要从培
养基中获得可溶性碳 /氮源作为菌丝增殖的营养 ,合
适的营养组成既有利于菌丝体的大量增殖 ,加快发
酵进程 ,又有利于降低原料成本 ,对发酵生产至关重
要。通过对表 2中 4种配方的培养基接种发酵 ,从菌
丝长速、长势、发酵料营养含量确定最佳培养基配
方。
表 2　醋糟发酵培养基配方营养组成　　%
配方 醋糟 麸皮 玉米面 尿素　　　 K2HPO4　　 Mg SO 4
Ⅰ 75 20 4 0. 5 0. 2 0. 3
Ⅱ 79 20 - 0. 5 0. 2 0. 3
Ⅲ 79. 5 15 4 1. 0 0. 2 0. 3
Ⅳ 83. 5 15 - 1. 0 0. 2 0. 3
1. 2. 5　营养分析与生化测定方法
( 1)营养分析参照杨胜主编的《饲料分析及饲料
质量检测技术》。
( 2)生化指标测定。酶液制备: 称取样品 4 g,用
pH= 6的磷酸缓冲液定容至 50 ml , 20℃浸提 40
min, 3 000 r离心 ,上清液为酶浸提液。
羧甲基纤维素酶的测定 ( CMC):
0. 2 ml酸缓冲液 ( p H= 6. 0)+ 0. 2 m l0. 5%
CMC+ 0. 1 ml酶液 , 40℃ 30 min后加 1 mlDN S煮
沸 5 min,冷却至室温加 2. 5 ml蒸馏水 ,测定 550
nm光密度值 ,酶活单位定义为: 在上述反应条件
下 ,每分钟酶解 CMC释放 1umol还原糖所需酶量
为一个酶活力单位。
1. 2. 6　试验数据处理方法　由于醋糟经真菌发酵
后失重程度不同 ,难以比较 ,因而按照微生物发酵有
关技术资料 ,粗纤维降解率与真蛋白提高率要换算
成发酵前培养基重量基础上进行比较。
发酵料 CF或 TP百分含量=
发酵料重×样品分析 CF或 T P百分含量× 100%
发酵前培养基重量
CF降解率或 T P提高率=
发酵料 CF或 T P百分含量 -对照 CF或 TP百分含量× 100%发酵料
对照中 CF或 TP百分含量
2　结果分析
2. 1　初筛结果与分析
( 1)　生长情况:通过长速、长势观察可知 ,供试菌株
T、 F、 A、 C、 Y、分别在 温度 26℃、 28℃、 25℃、
26～ 28℃、 25～ 28℃ , p H5. 5～ 6. 5、 5. 5～ 6. 5、
7. 5、 6. 5～ 7. 5、 5. 0～ 6. 0生长良好 ,霉菌 T、 F长速
快于担子菌 A、 C,但菌丝细弱 ,易生孢子。
( 2)　菌种间组合拮抗试验 ,结果见表 3。
表 3　菌种 T、 F、 A、 C、 Y组合拮抗程度表
T F A C Y
T
F ○
A ○
C ○
　　○拮抗不明显 拮抗 拮抗。
由表 3可看出纤维素分解菌 T、 F、 A、 C之间存
在拮抗 ,不易混合发酵 ,纤维素分解菌同有利于提高
菌体蛋白的酵母菌 Y除 T外 ,均不拮抗 ,可混合发
酵。
2. 2　复筛结果与分析
菌株 T、 F、 A、 C、 FY、 AY、 CY分别制备原种、生
产种、生产种以 10%接种量在罐头瓶醋糟培养基上
接种发酵 ,结果如下:
2. 2. 1　长速、长势　 由表 4统计可得 ,在各菌适宜
水分、 pH、温度下 ,最大长速 T> F> FY> C> CY>
AY> A,长势 C、 CY> A、 AY> T、 F、 FY;木霉 T与
曲霉 F极易形成孢子 ,影响发酵料的色泽及适口
性。
最适水分条件分别为: C与 CY60% 、 A与
AY65%、 F与 FY65%、 T65%。
·86· 水 土 保 持 研 究 第 7卷
表 4　各菌株在醋糟发酵培养基上长速、长势对照表 cm
培养基水分 1% T F A C FY AY CY
55 7. 2+ + 6. 8+ 4. 0+ + 6. 1+ + 6. 5+ 4. 1+ + 6. 4+ +
60 8. 0+ + 7. 6+ + 4. 3+ + + 7. 8+ + + + 6. 9+ + 4. 6+ + + 7. 6+ + + +
65 8. 8+ + + 8. 2+ + + 4. 7+ + + 5. 8+ + 8. 1+ + + 4. 8+ + + 4. 8+ + +
70 8. 4+ + 8. 1+ + 1. 3+ 0- 7. 6+ + 0. 9+ 0-
注:①表内长速数字为 8天内菌丝下长深度。 ②菌丝粗壮程度: + (弱 )+ + (稍壮 )+ + + (特壮 ) - (不长 )。
表 5　菌种 A、 AY、 C、 CY、 F、 FY、 T发酵醋糟培养基营养变化
菌株 原料重 / g 失重 /g 失重率 /% CF /% CF降解率 /% T P /% T P提高率 /%
A 50 6. 6 13. 2 28. 14 10. 37 14. 59 16. 83
AY 50 6. 3 12. 6 27. 98 10. 26 14. 96 20. 62
C 50 6. 3 12. 6 27. 49 11. 83 15. 88 28. 04
CY 50 6. 5 13. 0 27. 75 11. 40 16. 93 35. 88
F 50 7. 5 15. 0 28. 84 10. 00 13. 64 6. 96
FY 50 7. 8 15. 6 29. 05 10. 02 13. 98 8. 85
T 50 7. 3 14. 6 28. 69 10. 09 13. 64 7. 46
CK 50 4. 4 8. 8 29. 88 11. 89
2. 2. 2　营养测定结果　表 5的营养分析结果表明:
发酵料粗纤维降解率 C> CY> A> AY> T> FY>
F,真蛋白提高率 CY> C> AY> A> FY> T> F, C
与 CY发酵料营养价值明显高于其它菌株发酵料。
C与 CY在醋糟培养基上生长旺盛 ,发酵料营
养价值高 ,有浓郁的蘑菇香味 , CY稍好于 C。
A与 AY长势也好 ,发酵料有蘑菇香味 ,但长速
太慢 ,不利于生产。
F、 FY、 T长速快 ,但菌丝细弱 ,易形成孢子或产
生不良气味。此外 ,菌丝易溶解 ,常导致发酵料黍占黑
发臭。
2. 2. 3　各菌株纤维素酶活力测定结果比较　 木霉
T、曲霉 F、担子菌 C、 A分别培养 4 d、 6 d、 8 d、 10 d
取样 ,提取酶液分析。
表 6　菌株 T、 F、 C、 A纤维素酶活力测定
菌株 T F C A
酶活 (μ/ml ) 95 84 131 108
　　从产酶结果分析 ,在醋糟培养基上 ,菌株 C产
纤维素酶的活力最强。
从初筛、复筛结果综合分析 , CY为发酵醋糟的
最佳菌株。
3　醋糟发酵培养基最佳配方试验结果
与分析
　　利用菌种 CY在醋糟发酵培养基Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ、Ⅳ
上接种发酵 ,长速、长势及营养分析结果如下:
醋糟发酵培养基Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ发酵 10 d菌丝平
均下长深度分别为 8. 3 cm、 7. 4 cm、 8. 0 cm、 6. 0
cm ,Ⅰ 、Ⅲ菌丝非常粗壮 ,Ⅱ与Ⅳ菌丝也较粗壮 ,经
方差分析 ,Ⅰ与Ⅲ、Ⅱ与Ⅳ菌丝长速差异不显著 ,Ⅰ 、
Ⅲ显著快于Ⅱ、Ⅳ ( P< 0. 05)。
醋糟发酵培养基Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ发酵 10 d营养变
化见表 7营养分析结果表明 ,配方Ⅰ 与Ⅲ发酵效果
最好 ,碳氮比合适 ,粗纤维降解率分别为 13. 25% 、
13. 00%真蛋白提高率分别为 36. 14%、 35. 81%但
Ⅲ比Ⅰ节约了麸皮 ,提高了醋糟的比例 ,从而降低了
发酵料的成本 ,因此 ,优选配方Ⅲ为 CY发酵醋糟的
最佳配方。
表 7　醋糟发酵培养基Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ发酵 10 d营养变化对照表
培养基 原料重 / g 失重 /g 失重率 /% CF /% CF降解率 /% T P /% TP提高率 (% )
Ⅰ 50 8. 6 17. 2 26. 15 13. 25 17. 91 36. 14
CKⅠ 50 4. 8 9. 6 27. 61 12. 05
Ⅱ 50 7. 4 14. 8 27. 18 9. 61 16. 26 26. 90
CKⅡ 50 4. 4 8. 8 28. 09 11. 97
Ⅲ 50 8. 2 16. 4 26. 39 13. 00 17. 15 35. 81
CKⅢ 50 4. 0 8. 0 27. 96 11. 64
Ⅳ 50 7. 2 14. 4 27. 97 8. 16 15. 82 29. 91
CKⅣ 50 4. 2 8. 4 28. 46 11. 38
4　小结与讨论
利用微生物发酵醋糟生产发酵饲料必须选择菌
丝蛋白含量高 ,能高效降解醋糟粗纤维且生长增殖
快的菌株。能分解纤维素的菌种很多 ,如细菌 (纤维
杆菌 )、真菌 (霉菌、担子菌 )、放线菌等 ,但研究最多
且酶活性较高多为真菌。本试验通过琼脂培养法、固
体发酵法、酶活比较法对菌株 A、 C、 T、 F进行初筛、
·87·第 4期 张建新等: 醋糟发酵菌种的筛选及其发酵条件研究
复筛 ,结果表明 ,担子菌 C的长速、长势、粗纤维降
解率、真蛋白提高率都较高 ,且与酵母菌 Y有较好
的协调作用。通过最佳配方试验 ,选用固体发酵培养
基Ⅱ 为最佳发酵培养基 ,发酵料纤维降解率为
13. 00% 、真蛋白提高率为 35. 81% 。
4. 1　醋糟发酵效果感观识别
棕褐色的醋糟经 CY发酵后结成白色硬块 ,有
蘑菇香味 ,掰开菌块棱角分明 ,菌丝粗壮洁白。 若发
酵不当 ,发酵料不能结块 ,或者菌块蓬松 ,呈褐黄色 ,
有时带有发味。因此 ,从菌丝洁白粗壮程度、菌块硬
度、发酵料色泽、香味几方面即可判断发酵效果。
4. 2　醋糟发酵过程中水分、 pH、温度对发酵的影响
　　 ( 1)水分。担子菌 C发酵醋糟 ,培养基水分以
62%为宜 ,水分太小菌丝稀疏 ,生长缓慢 ;水分太大
影响透气 ,下层料厌氧发酵 ,腐黑变臭 ,菌丝呈波浪
式缓慢延伸 ;水分适中时菌丝生长旺盛 ,尖端整齐 ,
呈梳状。
( 2) pH值。担子菌 C生长最适 pH为 6. 5～
7. 0,但由于醋糟酸度大 ,调好 pH值后 ,在装料、灭
菌过程中 pH下降幅度较大 ,再加上发酵后菌丝呼
吸代谢分泌有机酸 ,固体发酵培养基 pH值以调到
7. 5～ 8. 0为宜。
( 3)温度。担子菌 C最适宜温度为 28℃ , 34℃
接近致死温度 ,在发酵初期 ,中期菌丝代谢强度逐渐
增大 ,菌丝会散发出一定热量 ,使料温升高 ,因此在
发酵过程中应注意翻瓶、翻袋、翻堆或控制料层厚
度。
4. 3　醋糟发酵料失重原因
菌丝分泌酶类分解粗纤维底物时 ,一种转化为
营养物质 ,一种转化为气体、水分、热能散失 ,因而发
酵料普遍失重。 而且培养基含水量不合适时失重更
大 ,培养基含水量太小时 ,菌丝分解纤维所得物质少
部分转化为营养物质供菌丝生长 ,而大部分转变为
代谢水使培养基含水量增加 ;培养基含水量太大时 ,
菌丝分解基质时消耗培养基中部分水分 ,分解基质
得到的物质除供菌丝生长外 ,相当一部分转化为气
体和热能散失 ,从而使基质含水量下降。
总之 ,通过利用微生物发酵醋糟提高其营养价
值的研究 ,我们初步确定了最佳发酵菌种和培养基
配方 ,以及发酵条件与发酵期 ,但是 ,要进一步提高
其酶活性与酶效率 ,要进一步在广大农区推广发酵
饲料 ,还需作许多具体的工作。
(上接第 66页 )
行测定 ,测点分别为离地表 5 cm和 50 cm处。
表 4　模拟微区与农田的气候对比
测定时间
测定高度 5cm
干球
微区 农田
湿球
微区 农田
测定高度 50cm
干球
微区 农田
湿球
干球 湿球
8月 30日 24. 3 25. 2 24. 1 24. 8 25. 1 25. 1 24. 2 24. 1
9月 2日 24. 4 25. 3 24. 2 24. 4 25. 8 25. 4 24. 0 24. 0
　　测定结果说明 (表 4):距地表 5 cm处 ,两次测
定干球读数 ,农田比微区高 0. 90℃ ,湿球读数 ,农田
比微区高 0. 2～ 0. 7℃ ,距地表 50 cm处的两次测
定 ,无论干球或湿球读数 ,微区与农田极为接近。说
明微区与农田小气候基本一致 ,用微区测定的农田
棵间蒸发能够代表农田的棵间蒸发量。
3. 2　中子微区模拟装置的优点
这套装置的主要优点在于能将农田棵间蒸发从
蒸散中分开来 ,有利于深入研究土壤作物大气系统
的水分运动与分配。但在研究农田作物蒸腾时 ,应与
农田蒸散测定同时进行 ,使试验更为完整。
3. 3　农田棵间蒸发测定研究表明
提高降水利用率是发展北方旱地农业的突破
口。 我国北方降水量偏少 ,干旱严重 ,是发展农业生
产的主要障碍。然而 ,在用中子微区模拟装置研究棵
间蒸发的过程中发现 ,农田棵间蒸发损耗土壤水分
数量较大。单产量 6 750 kg /hm2的玉米农田 ,其蒸
腾量为 234 mm;玉米棵间蒸发量为 270～ 280 mm,
占玉米农田蒸散量的 53. 9% 。试验基地常年降水量
510 mm ,玉米蒸腾耗水量只占降水量的 45. 8% 。这
一百分比说明作物对降水的利用率比较低 ,大部分
降水还未得到利用 ,作物产量与蒸腾量呈正相关。要
提高玉米产量 ,就必须提高蒸腾量或降水利用率 ,而
要提高降水利用率 ,必须减少棵间蒸发 ,促进作物蒸
腾 ,将蒸发耗水转为蒸腾耗水。为此 ,应采取措施充
分开发降水生产潜势 ,从而达到提高降水生产率和
粮食产量的要求。
参考文献
1　信乃诠 ,等 .旱地农田用水状况与调控技术 [M ].北京:农业出版社 , 1992
2　W.拉夏尔著 .植物生理生态学 [M ].北京:科学出版社 , 1980
3　晋凡生 ,等 ,旱塬地玉米降水生产潜势及提高途径研究 [ J].华北农学报 , 1995, ( 10): 35～ 40
·88· 水 土 保 持 研 究 第 7卷