不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)復(fù)合益生菌發(fā)酵飼料品質(zhì)的影響

王騰浩，袁文華，張佩發(fā)，沈 煒，章亭洲*

（1.浙江科峰生物技術(shù)有限公司，浙江 海寧 314423；2.上海新農(nóng)飼料股份有限公司，上海 201600）

隨著歐盟、日本和韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)全面禁止抗生素類添加劑在動(dòng)物飼料中的應(yīng)用，我國(guó)將于2020年7月1日起全面禁止飼料中促生長(zhǎng)抗生素的使用。行業(yè)科研人員逐漸把目光轉(zhuǎn)向了微生物發(fā)酵飼料的研究，以期為生產(chǎn)安全可靠、無(wú)殘留、無(wú)抗藥性的肉食品開辟一條新的途徑[1]。

微生物發(fā)酵飼料即是在人為可控制的條件下，以植物性農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料，通過微生物的代謝作用，降解部分多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等大分子物質(zhì)，生成有機(jī)酸、可溶性多肽等小分子物質(zhì)，形成營(yíng)養(yǎng)豐富、適口性好、活菌含量高的物質(zhì)[2]。微生物的生長(zhǎng)存在一定的階段性，根據(jù)微生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)可以把微生物的生長(zhǎng)情況分為延滯期、指數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期，處在穩(wěn)定期的微生物可以產(chǎn)生大量的發(fā)酵代謝產(chǎn)物，大大提高發(fā)酵飼料中的營(yíng)養(yǎng)成分[3]。隨著微生物的不斷生長(zhǎng)繁殖，飼料中能被微生物利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨之減少，且菌體開始衰亡，毒素等有害代謝產(chǎn)物不斷積累，所以生產(chǎn)上要防止積累更多的代謝毒物，必須把握好時(shí)間，適時(shí)中止發(fā)酵。因此，本試驗(yàn)通過在復(fù)合飼料原料中添加一定比例的乳酸菌和酵母菌進(jìn)行發(fā)酵，研究其在不同發(fā)酵時(shí)間下對(duì)發(fā)酵飼料中的粗蛋白、酸溶蛋白、總酸等的影響，旨在為發(fā)酵飼料行業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品要求合理安排發(fā)酵時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用玉米購(gòu)于建德市順成農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，麩皮購(gòu)于上海福新面粉有限公司，低粕購(gòu)于舟山良海糧油有限公司，試驗(yàn)所用酵母菌為產(chǎn)阮假絲酵母，乳酸菌為糞腸球菌均由本公司實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 培養(yǎng)基

酵母菌用土豆培養(yǎng)基（PDA）培養(yǎng)，乳酸菌用本公司實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化后的乳酸菌培養(yǎng)基。所用培養(yǎng)基在接種前均在0.1 mol·L-1Pa滅菌30 min。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)平行，每個(gè)平行20 kg，發(fā)酵初始水分控制在39%～40%，將玉米、麩皮、低粕按60%、30%、10%的比例配制經(jīng)粗粉碎后（30目）混合均勻，然后進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，待物料冷卻至室溫后將培養(yǎng)活化的液體酵母菌和乳酸菌按1∶1比例添加到物料中，菌液接種量為5%，然后將混合料放入呼吸袋中在發(fā)酵車間進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵溫度控制在30℃。以發(fā)酵時(shí)間為變量分別在發(fā)酵24、36、48及60 h取樣，樣品在45℃下烘干后，測(cè)定樣品的水分、總酸、粗蛋白質(zhì)及酸溶蛋白含量，根據(jù)測(cè)定指標(biāo)選出合適的發(fā)酵時(shí)間。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

根據(jù)GB/T 6432-2018測(cè)定樣品的粗蛋白質(zhì)含量；根據(jù)GB/T 6435-2014測(cè)定樣品的水分含量；根據(jù)GB/T 22142-2008-2014測(cè)定樣品總酸含量；根據(jù)QB/T2 653-2004測(cè)定樣品的酸溶蛋白含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 混菌固態(tài)發(fā)酵24 h對(duì)物料各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響

混菌固態(tài)發(fā)酵24 h對(duì)物料各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響見表1。

由表1可知，物料經(jīng)混菌固態(tài)發(fā)酵24 h后在平均烘干水分與未發(fā)酵混合料水分相當(dāng)時(shí)，其平均粗蛋白質(zhì)含量比未發(fā)酵混合料增加了1.99%；平均酸溶蛋白含量比未發(fā)酵混合料增加了7.78%；平均總酸含量比未發(fā)酵混合料增加了1.44%。

2.2 混菌固態(tài)發(fā)酵36 h對(duì)物料各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響

菌固態(tài)發(fā)酵36 h對(duì)物料各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響見表2。

由表2可知，物料經(jīng)混菌固態(tài)發(fā)酵36 h后在平均烘干水分與發(fā)酵24 h平均烘干水分相當(dāng)時(shí)，其平均粗蛋白質(zhì)含量比發(fā)酵24 h物料的平均粗蛋白質(zhì)含量增加了0.58%；平均酸溶蛋白含量比發(fā)酵24 h物料的平均酸溶蛋白含量增加了0.97%；平均總酸含量比發(fā)酵24 h物料的平均總酸含量增加了0.21%。

表1 混菌固態(tài)發(fā)酵24 h物料各營(yíng)養(yǎng)成分與未發(fā)酵混合料的比較 %

2.3 混菌固態(tài)發(fā)酵48 h對(duì)物料各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響

混菌固態(tài)發(fā)酵48 h對(duì)物料各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響見表3。

由表3可知，物料經(jīng)混菌固態(tài)發(fā)酵48 h后在平均烘干水分與發(fā)酵36 h平均烘干水分相當(dāng)時(shí)，其平均粗蛋白質(zhì)含量比發(fā)酵36 h物料的平均粗蛋白質(zhì)含量增加了0.41%；平均酸溶蛋白含量比發(fā)酵36 h物料的平均酸溶蛋白含量增加了0.54%；平均總酸含量與發(fā)酵36 h物料的平均總酸含量基本持平。

2.4 混菌固態(tài)發(fā)酵60 h對(duì)物料各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響

混菌固態(tài)發(fā)酵60 h對(duì)物料各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的影響見表4。

表2 混菌固態(tài)發(fā)酵36 h與24 h物料各營(yíng)養(yǎng)成分的比較 %

表3 混菌固態(tài)發(fā)酵48 h與36 h物料各營(yíng)養(yǎng)成分的比較 %

表4 混菌固態(tài)發(fā)酵60 h與48 h物料各營(yíng)養(yǎng)成分的比較 %

由表4可知，物料經(jīng)混菌固態(tài)發(fā)酵60 h后在平均烘干水分與發(fā)酵48 h平均烘干水分相當(dāng)時(shí)，其平均粗蛋白質(zhì)含量與發(fā)酵48 h物料的平均粗蛋白質(zhì)含量幾乎持平；平均酸溶蛋白含量與發(fā)酵48 h物料的平均酸溶蛋白含量幾乎持平；平均總酸含量比發(fā)酵48 h物料的平均總酸含量減少了0.17%。

3 討 論

本試驗(yàn)使用的混合菌種為糞腸球菌和產(chǎn)阮假絲酵母，均為《飼料添加劑品種目錄》中允許使用益生菌[1]。乳酸菌代謝產(chǎn)物和活菌液對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌都有很強(qiáng)的抑菌效果，隨著pH的降低抑菌作用逐漸變強(qiáng)，活菌體內(nèi)和代謝產(chǎn)物中含有較高的超氧化物歧化酶（SOD），能增強(qiáng)動(dòng)物的體液免疫和細(xì)胞免疫能力[4]。酵母是一類非絲狀真核微生物，一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌，酵母菌體中含有非常豐富的蛋白質(zhì)、B族維生素、脂肪、糖、酶等多種營(yíng)養(yǎng)成分。酵母在提高動(dòng)物免疫力、提高動(dòng)物生產(chǎn)性能和減少應(yīng)激等方面均發(fā)揮良好作用。飼用酵母的主要種類有啤酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母。產(chǎn)朊假絲酵母能發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖，能同化硝酸鹽，產(chǎn)朊假絲酵母的蛋白質(zhì)含量和維生素B含量均高于啤酒酵母。其能以尿素和硝酸鹽為氮源，不需任何生長(zhǎng)因子。特別重要的是其能利用五碳糖和六碳糖，還能利用造紙工業(yè)的亞硫酸、木材水解液及糖蜜等生產(chǎn)人畜食用的蛋白質(zhì)[5]。

飼料原料經(jīng)乳酸菌等多種產(chǎn)酸菌發(fā)酵能夠產(chǎn)生乳酸、檸檬酸、乙酸、丁酸等多種有機(jī)酸，這些有機(jī)酸被動(dòng)物攝食后進(jìn)入動(dòng)物消化道內(nèi)可有效抑制病原菌的生長(zhǎng)，促進(jìn)消化道內(nèi)的微生態(tài)平衡，保護(hù)消化道并可以提高消化酶活性。酸溶蛋白即分子量較低的蛋白水解物，包括小肽和游離氨基酸，主要是可以溶于酸性（三氯乙酸）溶液的蛋白，故又名三氯乙酸可溶蛋白[6]。飼料行業(yè)常常使用酸溶蛋白指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)酵、酶解粕類蛋白質(zhì)品質(zhì)的好壞[7]。使用酸溶蛋白含量指標(biāo)評(píng)價(jià)發(fā)酵、酶解粕類蛋白質(zhì)品質(zhì)，即可以反映其中抗原蛋白質(zhì)和其他蛋白質(zhì)抗?fàn)I養(yǎng)因子被水解的程度，進(jìn)而揭示該類抗?fàn)I養(yǎng)因子活性被消除的程度，一定程度上可反映肽含量的高低[8]。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，混合物料經(jīng)乳酸菌和酵母菌聯(lián)合作用24 h后，物料中的粗蛋白質(zhì)、酸溶蛋白及總酸含量均大幅增加，在發(fā)酵36 h后這些指標(biāo)含量較發(fā)酵24 h也有增加但增幅有所減少，物料發(fā)酵到48 h后粗蛋白質(zhì)、酸溶蛋白及總酸含量已經(jīng)達(dá)到峰值，待發(fā)酵到60 h物料中的總酸含量開始降低。分析原因，可能是乳酸菌和酵母菌被接種到物料中后，在發(fā)酵前24 h，物料中可被乳酸菌和酵母菌利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，益生菌在此期間大量生長(zhǎng)繁殖并產(chǎn)生有機(jī)酸、消化酶等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。隨后隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，物料中可被乳酸菌和酵母菌利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸減少，益生菌的生長(zhǎng)速度逐漸減弱，代謝活動(dòng)降低，待發(fā)酵到48 h后發(fā)酵飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量已經(jīng)達(dá)到頂峰，且此時(shí)乳酸菌和酵母菌活力開始衰退，益生菌分泌有機(jī)酸的速度低于益生菌自己消耗及揮發(fā)的速度，所以出現(xiàn)了60 h物料中的總酸含量低于發(fā)酵48 h的情況。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)研究表明，乳酸菌和酵母菌聯(lián)合發(fā)酵于混合飼料物料的時(shí)間以發(fā)酵48 h最佳，此時(shí)物料中的粗蛋白質(zhì)、酸溶蛋白及有機(jī)酸含量最高。