不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)益生菌發(fā)酵飼料營養(yǎng)成分和品質(zhì)的影響
摘要:為了研究不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)益生菌發(fā)酵飼料營養(yǎng)成分、體外消化率及飼料品質(zhì)的影響，試驗(yàn)按照27.5%豆粕、50%酒糟粉、15%菜籽粕和7.5%血粉將飼料原料混合均勻，接種5%益生菌發(fā)酵液和35%水分，30℃密封發(fā)酵，測(cè)定在不同發(fā)酵時(shí)間時(shí)發(fā)酵飼料的營養(yǎng)成分、體外消化率、干物質(zhì)回收率、乳酸菌數(shù)量、乳酸含量和pH值。結(jié)果表明:隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，飼料中粗蛋白(CP)含量持續(xù)顯著升高(P＜0.05)，發(fā)酵第10天與發(fā)酵第15天比較差異不顯著(P＞0.05);發(fā)酵第15天真蛋白率顯著低于發(fā)酵第30分鐘(P＜0.05);銨態(tài)氮(NH3－N)含量和CP體外消化率均隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)極顯著增加(P＜0.01);與發(fā)酵第30分鐘相比，各時(shí)間點(diǎn)干物質(zhì)回收率均顯著降低(P＜0.05);飼料中乳酸菌數(shù)量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)先上升后下降，發(fā)酵第10天乳酸菌數(shù)量最高;乳酸含量隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)持續(xù)極顯著升高(P＜0.01);pH值隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)持續(xù)極顯著降低(P＜0.01)。說明在此次發(fā)酵條件下，最佳發(fā)酵時(shí)間為6d，飼料營養(yǎng)成分含量、體外消化率、乳酸含量和乳酸菌數(shù)量均處于較好水平，干物質(zhì)回收率較高。
益生菌發(fā)酵飼料是一種利用有益微生物對(duì)飼料原料進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵處理，獲得含活性益生菌、酶、礦物質(zhì)和多種未知促生長(zhǎng)因子等活性組分的高品質(zhì)生物飼料，并且發(fā)酵飼料中含有低分子質(zhì)量多肽、寡糖、有機(jī)酸(丁酸)等活性物質(zhì)，發(fā)酵處理可降解飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)成分，提高其消化率，從而顯著提高其營養(yǎng)品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵可提高飼料粗蛋白(CP)含量，如徐文俊等以稻草、玉米芯、麥稈為主料，經(jīng)金鳳菇菌種發(fā)酵后其CP含量分別由4.1%提高到10.7%、1.1%提高到21.1%、2.7%提高到10.3%;同樣以稻草、玉米芯、麥稈為主料，經(jīng)鳳尾菇菌種發(fā)酵后其CP含量分別由4.10%提高到6.74%、1.10%提高到5.52%、2.70%提高到5.67%。蔡興旺等研究發(fā)現(xiàn)，用秸稈發(fā)酵處理玉米秸，發(fā)酵后玉米秸中CP含量由4.91%提高到6.09%。肖連冬等用日本酵素菌發(fā)酵飼料，結(jié)果其CP含量由20.01%提高到28.29%。動(dòng)物試驗(yàn)也證實(shí)，飼喂益生菌發(fā)酵飼料可顯著提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，改善動(dòng)物腸道消化功能和健康水平。陳鑫珠等研究發(fā)現(xiàn)，菌糠青貯發(fā)酵飼料的發(fā)酵時(shí)間不宜過長(zhǎng)，發(fā)酵時(shí)間過長(zhǎng)，青貯飼料中的不良產(chǎn)物銨態(tài)氮(NH3－N)、乙酸丁酸等的含量會(huì)顯著升高。
乳酸菌是畜禽腸道內(nèi)的正常菌群。近年來，它作為一種益生菌被廣泛應(yīng)用在發(fā)酵飼料中。乳酸菌發(fā)酵可產(chǎn)生大量乳酸，使pH值降低，從而改變有害菌嗜中性的生長(zhǎng)環(huán)境，抑制或殺死有害菌，此外大量益生菌形成優(yōu)勢(shì)菌群與有害菌爭(zhēng)奪空間和養(yǎng)料，對(duì)其產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制。J．A．Missotten等研究發(fā)現(xiàn)，從豬回腸和盲腸食糜中分離出的10種乳酸菌對(duì)沙門氏桿菌都表現(xiàn)出高度的頡頏性，用這些乳酸菌發(fā)酵飼料48h后乳酸產(chǎn)量在100mmol/L以上，飼料pH值降到4.50以下。孫合美等研究發(fā)現(xiàn)，用植物乳桿菌和戊糖片球菌的混合菌種發(fā)酵配合飼料，48h內(nèi)乳酸菌含量呈迅速上升趨勢(shì)，pH值呈迅速下降趨勢(shì)，進(jìn)一步延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，發(fā)酵飼料中乳酸菌含量的變化趨勢(shì)尚未報(bào)道。因此，探明發(fā)酵時(shí)間對(duì)益生菌發(fā)酵飼料中營養(yǎng)成分含量和品質(zhì)的影響對(duì)于科學(xué)使用益生菌發(fā)酵飼料具有重要意義。
1材料與方法
1.1 材料
發(fā)酵用飼料豆粕、酒糟粉、菜籽粕和血粉均從市場(chǎng)采購;益生菌發(fā)酵液由上海創(chuàng)博生態(tài)工程有限公司提供，其主要成分為芽孢桿菌、乳酸桿菌、酵母菌等，活菌數(shù)≥5.0×109cfu/mL，其中乳酸菌數(shù)=1.2×109cfu/mL。
1.2 方法
1.2.1 發(fā)酵工藝
將各原料組分豆粕、酒糟粉、菜籽粉和血粉粉碎后按照27.59%、50%、15%和7.5%比例混合均勻，接種5%益生菌發(fā)酵液和35%水分，用錫箔袋裝好15袋并密封，每袋裝飼料約500g，分為5組，每組3袋，分別置30℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵培養(yǎng)30min和3、6、10、15d。
1.2.2 營養(yǎng)成分、體外消化率、干物質(zhì)回收率、乳酸含量、乳酸菌數(shù)量以及pH值的測(cè)定
當(dāng)發(fā)酵至第30分鐘和第3、6、10、15天時(shí)，從培養(yǎng)箱中取出錫箔袋，采用烘干法測(cè)定水分含量，凱氏定氮法測(cè)定CP和真蛋白含量，苯酚次氯酸鈉比色法測(cè)定NH3－N含量、南京建成生物工程研究所試劑盒測(cè)定乳酸含量、pH計(jì)測(cè)定pH值，平板計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)乳酸菌數(shù)量，胃蛋白酶－胰蛋白酶兩步法測(cè)定CP體外消化率，并按照飼料發(fā)酵前后重量和干物質(zhì)含量計(jì)算干物質(zhì)回收率。
1.2.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析
采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用單因素方差分析和鄧肯氏多重比較法進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。
2結(jié)果與分析
2.1發(fā)酵時(shí)間對(duì)飼料營養(yǎng)成分、體外消化率和干物質(zhì)回收率的影響
結(jié)果見表1。
由表1可知:CP含量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，第15天時(shí)比第30分鐘時(shí)增加了2.43%，差異顯著(P＜0.05);真蛋白率隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)降低，第3，6，10天與第30分鐘相比差異不顯著(P＞0.05)，第15天與第30分鐘相比真蛋白率顯著降低(P＜0.05);NH3－N含量隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)而極顯著增加(P＜0.01);CP體外消化率隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而極顯著提高，且第15天比第30分鐘提高了13.02%(P＜0.01);與發(fā)酵第30分鐘時(shí)相比，飼料干物質(zhì)回收率隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減低，到第15天時(shí)回收率為97.46%(P＜0.05)。
2.2發(fā)酵時(shí)間對(duì)飼料中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量及pH值的影響
結(jié)果見表2
3討 論
3.1發(fā)酵提高飼料CP含量和體外消化率
發(fā)酵可提高飼料CP含量，本試驗(yàn)使用復(fù)合益生菌發(fā)酵液發(fā)酵飼料至第15天時(shí)，CP含量增加了2.43%，差異顯著(P＜0.05)，這與多數(shù)研究報(bào)道結(jié)果相符。對(duì)于發(fā)酵是如何提高飼料CP含量的，張紅等提出微生物在呼吸時(shí)要消耗一部分原料，使產(chǎn)物總量減少，導(dǎo)致產(chǎn)物中蛋白質(zhì)含量的表觀值增加，這一現(xiàn)象被稱之為“濃縮效應(yīng)”。王旭明等研究發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵提高飼料CP含量是由于發(fā)酵過程中物料損失，增加的蛋白質(zhì)絕大部分是菌體利用外加氮源合成自身蛋白質(zhì)的絕對(duì)增長(zhǎng)。本試驗(yàn)中，飼料CP含量增加了2.43%，真蛋白率下降2.59%，NH3－N含量在發(fā)酵初期迅速增加，說明微生物在早期劇烈生命活動(dòng)中消耗掉了部分原料，因此隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，飼料被消耗得越多，飼料干物質(zhì)的回收率降低得越明顯，至發(fā)酵第15天時(shí)，干物質(zhì)回收率只有97.46%。由此可見，采用該復(fù)合益生菌發(fā)酵液及本發(fā)酵工藝進(jìn)行發(fā)酵，并不能使飼料的CP含量提高，其表面數(shù)字的增加只是“濃縮效應(yīng)”造成的。
研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵可提高飼料蛋白質(zhì)的消化率，如豆粕經(jīng)少孢根霉RT－3發(fā)酵后，蛋白質(zhì)消化率顯著提高，用復(fù)合益生菌發(fā)酵液飼料喂豬，飼料CP體外消化率提高了1.8%。在本試驗(yàn)中，CP體外消化率隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，發(fā)酵第15天時(shí)CP體外消化率比發(fā)酵30分鐘時(shí)提高了13.02%且差異極顯著(P＜0.01)，其原因可能是益生菌利用飼料中的植物蛋白進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，使大分子蛋白質(zhì)降解成小分子肽，蛋白質(zhì)的品質(zhì)得到改善，易于消化，但還有待進(jìn)一步研究證明。
3.2發(fā)酵提高飼料乳酸菌數(shù)量、增加乳酸含量同時(shí)降低pH值
曹冬梅等對(duì)乳酸菌HB02與黃曲霉進(jìn)行共同培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃曲霉菌絲產(chǎn)量和黃曲霉毒素B1產(chǎn)量均比單獨(dú)培養(yǎng)黃曲霉時(shí)低。王小紅等對(duì)保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和金黃色葡萄球菌進(jìn)行混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，pH值降低，而較強(qiáng)的酸性環(huán)境可增強(qiáng)乳酸菌發(fā)酵液對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制作用。在本試驗(yàn)中，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)酵至第6天時(shí)，飼料中乳酸含量基本穩(wěn)定，達(dá)到了71.88mmol/g，pH值變化也較小，在4.50以下;發(fā)酵至第10天，乳酸菌數(shù)量達(dá)到最大值，為28.91×108cfu/g。可見，發(fā)酵6～10d可以有效抑制有害菌的生長(zhǎng)繁殖，有助于養(yǎng)殖動(dòng)物的健康生長(zhǎng)。
4結(jié) 論
發(fā)酵可使飼料的蛋白質(zhì)體外消化率得到提高，也就是說飼料蛋白質(zhì)的利用率得到提高，節(jié)約成本。在發(fā)酵過程中益生菌快速生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物，如乳酸和其他有機(jī)酸等，使飼料pH值降低，有助于抑制有害菌的生長(zhǎng)及相關(guān)毒素的分泌。
在本試驗(yàn)發(fā)酵條件下，發(fā)酵至第6天與以后時(shí)間相比較，飼料CP體外消化率、乳酸含量及pH值變化較小。考慮到發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)飼料的回收率越低、所需的成本相應(yīng)增加等因素，而且周期長(zhǎng)不利于生產(chǎn)的快速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此選擇的最佳發(fā)酵時(shí)間是。
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