菌糠飼料的發酵菌株篩選、營養成分及抑菌性能分析

孫中超

（上海源耀農牧科技有限公司，上海201317）

近年來，我國畜牧業蓬勃發展，“人畜爭糧”問題日益突出，優質飼料資源的開發迫在眉睫。菌糠是食用菌生產中栽培料經出菇采收后所留下的廢棄料。據統計，我國為世界第一大菌菇生產國，菌菇總產量占世界的70%，菌糠年產量高達700萬t，其中僅有少量能夠得到合理利用，不僅造成了資源的浪費，而且不合理的處置方式如焚燒、隨意堆放等還會對環境造成巨大的負面影響[1-2]。眾多研究表明，菌糠中富含粗蛋白、多糖和有機酸等營養物質，但也含有大量的纖維素和木質素等抗營養物質，無法被動物直接消化利用[3-5]。通過微生物發酵技術將其轉化為動物可消化利用的飼料，變廢為寶，具有重大的現實意義。目前，關于菌糠發酵的研究主要集中在工藝優化和動物試驗效果上，而較少關注其發酵菌株的篩選。本試驗旨在探究不同種類乳酸菌對菌糠發酵效果的影響，并分析了菌糠發酵前后營養成分和抑菌性能的變化，以期為菌糠發酵飼料的實際應用提供理論依據。

1 材料

1.1 菌糠

試驗所用菌糠由上海光明森源生物科技有限公司提供，為金針菇出菇采收后的廢棄料。

1.2 菌種及試劑

菌糠發酵用乳酸菌（嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）、鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamno?sus）、干酪乳桿菌（Lactobacillus casei）、副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）、植物乳桿菌（Lactobacil?lus plantarum）和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bul?garicus），上海源耀農業股份有限公司產品；大腸桿菌K99，中國工業微生物菌種保藏管理中心保存；其他試劑均為國產分析純。

1.3 儀器與設備

LRG-250型生化培養箱、電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司產品；立式壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實業有限公司醫療設備廠產品；PHS-3E酸度計，上海儀電科學儀器股份有限公司產品；K1100型全自動凱氏定氮儀，濟南海能儀器股份有限公司產品；呼吸袋，溫州創佳包裝材料有限公司產品。

2 方法

2.1 菌糠發酵試驗

取適量烘干后的菌糠干料，按照料水比1∶1加入水，再加入2%葡萄糖，分別接種10%的嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、植物乳桿菌和保加利亞乳桿菌，混勻，置于呼吸袋中，200 g·袋-1，排出多余空氣后燙口密封厭氧發酵。對照組為相同的配比和處理，但不接種乳酸菌菌劑。37℃恒溫培養箱中靜置培養72 h后，取部分濕料樣品進行乳酸菌菌落總數的測定，另取樣品烘干，進行總酸、酸溶蛋白、粗蛋白等指標的測定，測定結果均以干基計。

2.2 營養成分分析

2.2.1 營養指標及測定方法

總酸含量：參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的含量》中的pH電位法進行測定。

粗蛋白含量：參照GB/T 6432—2018《飼料中粗蛋白的測定》進行測定。

酸溶蛋白含量：參照GB/T 22492—2008《大豆肽粉國家標準》附錄B中的方法進行測定。

粗纖維含量：參照GB/T 6434—2006《飼料中粗纖維的含量測定》進行測定。

2.2.2 乳酸菌菌落總數測定

取濕料進行測定，測定方法參照GB 4789.35—2010《食品衛生微生物學檢驗食品中乳酸菌檢驗》進行測定。

2.2.3 抑菌性能的測定

采用牛津杯法，以大腸桿菌K99為指示菌株，以無菌水和未發酵菌糠作為對照，測試菌糠發酵飼料的抑菌性能。步驟如下：

（1）樣品前處理：將樣品和無菌水在無菌條件下按1∶2充分混合，搖床振蕩后離心（4 000 r·min-1，4℃，10 min），取上清液，調節pH到7.0。

（2）取培養好的大腸桿菌K99均勻涂布于干燥的培養基上。

（3）將滅菌的牛津杯等距離放置在培養基表面，吸取100μL樣品的加入到牛津杯中。

（4）于37℃的恒溫培養箱里培養24 h左右，觀察樣品的抑菌情況，測量抑菌圈直徑。

2.3 統計方法

試驗數據利用SPSS 22.0軟件進行統計分析，進行單因素方差分析（ANOVA），運用Tukey檢驗進行組間比較，P＜0.05時表示差異顯著，P＜0.01時表示差異極其顯著。結果的表現形式為“平均值±標準差（mean±SD）”。

3 結果與分析

3.1 不同種類乳酸菌發酵對菌糠總酸和酸溶蛋白含量的影響

選取總酸及酸溶蛋白含量作為菌糠發酵效果的評價指標。總酸和酸溶蛋白是發酵過程中的重要參數[6-7]?？偹岷客鶗绊懓l酵類產品的風味和營養價值。酸溶蛋白是指低分子量的蛋白質水解物，大分子蛋白質只有降解為小分子物質才可被動物消化、吸收和利用，因此，酸溶蛋白含量越高，表明發酵效果越好[8]。不同種類乳酸菌發酵對菌糠總酸和酸溶蛋白含量的影響見表1和表2。

表1 不同種類乳酸菌發酵后的菌糠總酸含量

表2 不同種類乳酸菌發酵后的酸溶蛋白含量

由表1和表2可知，對照組總酸和酸溶蛋白含量均顯著低于試驗組（P＜0.05）。結果表明，菌糖發酵后總酸含量顯著上升，大分子蛋白質含量顯著降解。此外，對于發酵菌糠而言，嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌發酵菌糠產酸能力最強。嗜酸乳桿菌組、保加利亞乳桿菌組和植物乳桿菌組的酸溶蛋白含量略高于其他組，但各組間無顯著差異（P＞0.05）。

3.2 不同種類乳酸菌發酵對菌糠乳酸菌菌落總數的影響

眾多研究表明，乳酸菌在調節動物腸道菌群平衡、提高腸道健康等方面具有重要作用[9-11]。因此，測定發酵菌糠中的乳酸菌菌落總數具有重要意義。不同種類乳酸菌發酵對菌糠乳酸菌菌落總數的影響情況見表3。

表3 不同種類乳酸發酵后的菌糠乳酸菌菌落總數

由表3可知，使用植物乳桿菌發酵，可使發酵菌糠的乳酸菌菌落總數達到最大值。

綜合3.1和3.2可知，在6株乳酸菌中，使用植物乳桿菌發酵菌糠效果較好。因此接下來將對植物乳桿菌發酵的菌糠進行營養成分、衛生指標及抑菌性能的分析。

3.3 植物乳桿菌發酵菌糠發酵前后營養成分及感官指標的變化

植物乳桿菌發酵菌糠發酵前后營養成分等指標變化測定結果見表4。

表4 菌糠發酵前后的營養成分及感官指標

由表4可知，菌糠經植物乳桿菌發酵后，總酸含量大幅度上升（P＜0.05），發酵后達到發酵前的12.49倍；粗蛋白、酸溶蛋白較發酵前分別提高了21.14%、234.38%；益生菌總數高達16.12億·g-1；粗纖維含量下降了8.98%。此外，發酵還產生了濃郁的香味。表明菌糠經發酵后營養價值和感官指標均得到了較大提升。

3.4 植物乳桿菌發酵菌糠的衛生指標

對經植物乳桿菌發酵后的菌糠進行衛生指標測定，結果大腸桿菌、沙門氏菌、霉菌總數均未檢出，說明菌糠在發酵過程中未受到雜菌污染，衛生指標符合要求。結果見表5。

表5 菌糠發酵后衛生指標

3.5 植物乳桿菌發酵菌糠發酵前后抑菌性能的變化

植物乳桿菌發酵菌糠發酵前后抑菌性能的測定結果見圖1。

圖1 菌糠發酵后對大腸桿菌K99的抑菌效果

4 討論與結論

菌糖中含有豐富的纖維素、脂肪、蛋白質和多糖等營養物質，經過加工處理可作為畜禽良好的飼料來源，引起了業界廣泛的研究與關注[12-13]。

本試驗結果表明，在6株乳酸菌（嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、植物乳桿菌和保加利亞乳桿菌）中，植物乳桿菌發酵菌糠的效果較佳，總酸含量和酸溶蛋白含量、乳酸菌菌落總數綜合而言優于其余各組。此外，經發酵后，菌糠產生濃郁的發酵氣味，粗蛋白、總酸和酸溶蛋白等營養成分含量顯著提高，富含高活性益生菌，并產生抑菌性能，其營養性和功能性得到較大提升。