含水率對發酵飼料品質的影響

四川農業大學動物醫學院 周夢佳 李濤 曾燕 吳海燕 孫彥

四川農業大學動物疫病與人類健康四川省重點實驗室 倪學勤＊ 曾 東

微生物發酵飼料是指在人為可控制的條件下，以植物性農副產品為主要原料，通過有益微生物的代謝作用，降解部分多糖、蛋白質和脂肪等大分子物質，生成有機酸、可溶性多肽等小分子物質，形成營養豐富、適口性好、活菌含量高的生物飼料（孫汝江和呂月琴，2012）。在發酵過程中生成的微生物菌體蛋白、酶類、生物活性小肽、氨基酸、有機酸、活性益生菌等，可提高畜禽的生產性能（陸文清和胡起源，2008），還能通過調節動物體內的微生態平衡，防止腹瀉，增進動物健康（Tara等，2006）。但目前對發酵飼料的研究主要集中在發酵產品對畜禽生長性能及免疫水平影響等方面 （張騰飛，2011；金樁等，2010），而對發酵過程的工藝參數及發酵產品品質的研究相對較少。本試驗研究了不同含水率對發酵飼料pH、乳酸含量、干物質回收率及乳酸桿菌數量變化的影響，為發酵飼料生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 發酵基料 玉米-豆粕型配合飼料。

1.1.2 發酵菌種 植物乳桿菌F，由四川農業大學動物微生態研究中心分離保存，活菌數為1×109CFU/mL。

1.2 試驗方法 試驗共設A、B、C、D和E共5個處理，發酵飼料含水率分別為25%、30%、35%、40%和45%，每個處理3個重復。菌種添加量為1×106CFU/g飼料，以蒸餾水調節水分，混合均勻后用密閉發酵袋分裝，30℃培養箱靜置培養。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 樣品pH測定 用蒸餾水調節樣品含水率為80%，攪拌均勻后直接測定。

1.3.2 乳酸含量測定 采用羥基聯苯比色法測定發酵飼料中乳酸含量（羅建等，2012）。

1.3.3 干物質回收率測定 發酵飼料配制后立即稱重， 此后在發酵第 1、3、5、7、10 天采樣，105 ℃烘干稱重。計算發酵飼料干物質回收率（DMR）。

1.4 乳酸桿菌數量測定 準確稱取發酵飼料10.0 g，用生理鹽水10倍遞增稀釋至10～7，取適當稀釋度的樣品滴種到MRS培養基中，37℃厭氧培養24～36 h，根據菌落數計算樣品中乳酸桿菌數量。

1.5 數據分析 用SPSS19.0軟件對數據進行統計分析，結果用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 水分對發酵飼料pH變化的影響 由表1可知，在發酵的各個時間點，A組和B組pH均極顯著高于其余各組（P＜0.01）。發酵第1天，各組發酵飼料pH均迅速降低至5.0左右，且水分含量越高，降幅越大；在第3天，pH進一步降低，且各組之間差異均極顯著（P＜0.01）。到第5天，pH下降速率明顯減緩，D組pH最低，為4.52，極顯著低于其余各組（P＜0.01）。第7天和第10天，D組pH最低。

表1 水分對發酵飼料pH變化的影響

2.2 水分對發酵飼料乳酸含量變化的影響 由表2可知，隨著發酵時間的延長，各組乳酸含量先升高，5 d后達峰值，之后緩慢降低。在第1天和第3天，C組和D組乳酸含量均極顯著高于A組和B組（P＜0.01）。第5～10天，C組和D組乳酸含量顯著高于A組（P＜0.05），但與B組和E組差異不顯著（P＞0.05）。

表2 水分對發酵飼料乳酸含量變化的影響mmol/g

2.3 水分對發酵飼料干物質回收率變化的影響由表3可知，隨著發酵時間的延長，各組干物質回收率均逐漸降低，且降幅與水分含量呈正相關。在第1天，E組干物質回收率顯著低于A組和B組（P＜0.05），而與 C組和 D組差異不顯著 （P＞0.05）。在第3天和第5天，B組干物質回收率均顯著低于A組 （P＜0.05），C、D組和E組均極顯著低于A組（P＜0.01）。到第7天，A組與B組干物質回收率差異不顯著（P＞0.05），C、D組和E組均極顯著低于A組（P＜0.01）。D組和E組顯著低于C組（P＜0.05），極顯著低于 B組（P＜0.01）。到第10天，相鄰兩組間差異均不顯著（P＞0.05）。

表3 水分對發酵飼料干物質回收率的影響%

2.4 水分對發酵飼料乳酸桿菌數量變化的影響由表4可知，各組乳酸桿菌數量在發酵前3 d均逐漸增加，之后開始緩慢減少。在第1天，C和D組乳酸桿菌數量極顯著高于A、B組和E組 （P＜0.01）。在第3天，D組極顯著高于A、B組和E組（P＜0.01），C組顯著高于 B組和 E組 （P＜0.05）。第5天時，B組和C組極顯著高于A組（P＜0.01），D組和E組極顯著高于A、B組和C組（P＜0.01）。到第7天時，B、C組和D組極顯著高于A組和E組 （P＜0.01），E組顯著高于A組（P＜0.05），B、C組和 D組組間差異不顯著 （P＞0.05）。到第10天，各組乳酸桿菌數量均下降至108CFU/g數量級。B、C、D組和E組均極顯著高于A組 （P＜0.01），B、C組和D組組極顯著高于E組，B、C組和D組間差異不顯著（P＞0.05）。

表4 水分對發酵飼料乳酸桿菌數量變化的影響 lg CFU/g

3 討論

3.1 水分對發酵飼料pH變化的影響 魏愛彬等（2012）研究發現，植物乳桿菌發酵飼料1 d后pH呈明顯下降趨勢，在發酵10 d時pH趨于穩定，達4.2左右。李升和等（2011）研究報道，含水率為37%的發酵飼料，其pH在發酵的各個時期均低于含水率為31%～35%的發酵飼料。本試驗結果顯示，C組和D組pH降低迅速，顯著低于其余各組，這與以往的研究結果基本一致，說明水分對發酵飼料pH變化有顯著影響，含水率過高或過低均不利于pH的降低。

3.2 水分對發酵飼料乳酸含量變化的影響 研究報道，乳酸發酵飼料中乳酸含量與pH呈顯著負相關關系 （李龍等，2010）。 黃俊等 （2008）以40%～70%含水率對啤酒糟與統糠進行長期混合發酵，發現含水率為60%時，乳酸含量最高。李紹章等（2010）分別采用液態、固態和液態轉固態三種工藝對飼料進行發酵，發現液態發酵組中乳酸含量最高，其次是液態轉固態發酵組；在發酵5 d后，乳酸含量逐漸降低。本試驗結果顯示，在發酵初期（1～3 d），各組乳酸含量均迅速增加，之后增加速率變慢。在同一時間，C組和D組乳酸含量均高于其余各組。

3.3 水分對發酵飼料干物質回收率變化的影響由于乳酸菌發酵過程中部分養分因分解產生氣體釋放熱量而損失，可用DMR來表示發酵過程中養分的損失程度，其數值越高，說明發酵損失越小，能耗越低（席興均，2002）。 李龍等（2010）研究發現，DMR隨水分的升高和發酵時間的延長而降低。本試驗結果與之一致。這可能是由于過低的水分抑制了飼料中乳酸桿菌的生長，養分分解速率降低，所以DMR較高。

3.4 水分對發酵飼料乳酸桿菌數量變化的影響賈鵬輝等（2009）研究報道，發酵飼料乳酸菌數量在48 h后達到最大值，隨后逐漸下降。這是由于微生物發酵糖類產酸、厭氧程度的逐漸加強以及pH降低，使乳酸桿菌大量增殖；當pH下降到一定程度時，乳酸桿菌本身也受到抑制，所以數量又逐漸下降（王旭明等，2002）。 李龍等（2010）分別以30%、40%和50%的含水率發酵飼料，發現乳酸菌數量隨水分升高先增加后減少，各組間差異極顯著（P＜0.01）。本試驗結果顯示，隨著發酵時間的延長，各組乳酸桿菌數量先升高，到第3天達峰值，之后緩慢降低；C組和D組乳酸桿菌數量在各時期均高于其余組。說明含水率對乳酸桿菌數量有顯著影響，發酵飼料含水率為35%～40%時，乳酸桿菌生長速率最快。

4 結論

綜上所述，水分對發酵飼料pH、乳酸含量、干物質回收率及乳酸桿菌數量的變化均有顯著影響。本試驗條件下，發酵飼料最適含水率為35%～40%。

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