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發酵時間對益生菌類飼料品質與營養的作用
發布時間:2020-02-06

  摘    要: 為了研究不同發酵時間對益生菌發酵飼料營養成分、體外消化率及飼料品質的影響,試驗按照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%益生菌發酵液和35%水分,30℃密封發酵,測定在不同發酵時間時發酵飼料的營養成分、體外消化率、干物質回收率、乳酸菌數量、乳酸含量和pH值。結果表明:隨著發酵時間的延長,飼料中粗蛋白(CP)含量持續顯著升高(P<0.05),發酵第10天與發酵第15天比較差異不顯著(P>0.05);發酵第15天真蛋白率顯著低于發酵第30分鐘(P<0.05);銨態氮(NH3-N)含量和CP體外消化率均隨著發酵時間延長極顯著增加(P<0.01);與發酵第30分鐘相比,各時間點干物質回收率均顯著降低(P<0.05);飼料中乳酸菌數量隨著發酵時間的延長先上升后下降,發酵第10天乳酸菌數量最高;乳酸含量隨著發酵時間延長持續極顯著升高(P<0.01);pH值隨著發酵時間延長持續極顯著降低(P<0.01)。說明在此次發酵條件下,最佳發酵時間為6 d,飼料營養成分含量、體外消化率、乳酸含量和乳酸菌數量均處于較好水平,干物質回收率較高。

  關鍵詞: 益生菌; 發酵飼料; 發酵時間; 營養成分; 營養品質; 干物質回收率;

  Abstract: To study the effects of different fermentation time on the nutrient composition, digestibility in vitro and feed quality of probiotics fermented feed, the feed materials were mixed evenly according to the proportions of 27.5% soybean meal, 50% vinasse powder, 15% rapeseed meal, and 7.5% blood meal. It was then inoculated with 5% probiotic broth and 35% water and fermented at 30 ℃ in a sealed container. The nutrient composition, digestibility in vitro, recovery rate of dry matter, lactic acid bacteria number, lactic acid content, and pH value were determined at different fermentation time. The results showed that the crude protein content in the feed increased significantly with the prolongation of fermentation time(P<0.05). There was no significant difference between the 10th day and 15th day(P>0.05). True protein rate on the 15th day was significantly lower than that on the 30th min(P<0.05). The content of ammonium nitrogen and in vitro digestibility of crude protein were significantly increased with the prolongation of fermentation time(P<0.01). Compared with the 30th min, the recovery rate of dry matter was significantly decreased in each group(P<0.05). The number of lactic acid bacteria increased first and then decreased with the prolongation of fermentation time, which was the highest on the 10th day. Lactic acid content was significantly increased with the fermentation time(P<0.01). The pH value was significantly decreased with the prolongation of fermentation time(P<0.01). Our data indicated that the best fermentation time was 6 days; the nutrient composition, in vitro digestibility, lactic acid content, and lactic acid bacteria number were at a good level; and the recovery rate of dry matter was higher under this fermentation conditions.

  Keyword: probiotics; fermented feed; fermentation time; nutrient composition; nutrient quality; recovery rate of dry matter;

  益生菌發酵飼料是一種利用有益微生物對飼料原料進行固態發酵處理,獲得含活性益生菌、酶、礦物質和多種未知促生長因子等活性組分的高品質生物飼料,并且發酵飼料中含有低分子質量多肽、寡糖、有機酸(丁酸)等活性物質,發酵處理可降解飼料原料中的抗營養成分,提高其消化率,從而顯著提高其營養品質[1,2,3]。研究發現,發酵可提高飼料粗蛋白(CP)含量,如徐文俊等[4]以稻草、玉米芯、麥稈為主料,經金鳳菇菌種發酵后其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,經鳳尾菇菌種發酵后其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[5]研究發現,用秸稈發酵處理玉米秸,發酵后玉米秸中CP含量由4。91%提高到6。09%。肖連冬等[6]用日本酵素菌發酵飼料,結果其CP含量由20。01%提高到28。29%。動物試驗也證實,飼喂益生菌發酵飼料可顯著提高動物的生長性能,改善動物腸道消化功能和健康水平[7,8]。陳鑫珠等[9]研究發現,菌糠青貯發酵飼料的發酵時間不宜過長,發酵時間過長,青貯飼料中的不良產物銨態氮(NH3-N)、乙酸丁酸等的含量會顯著升高。

  乳酸菌是畜禽腸道內的正常菌群。近年來,它作為一種益生菌被廣泛應用在發酵飼料中。乳酸菌發酵可產生大量乳酸,使pH值降低,從而改變有害菌嗜中性的生長環境,抑制或殺死有害菌,此外大量益生菌形成優勢菌群與有害菌爭奪空間和養料,對其產生競爭性抑制。J. A. Missotten等[10]研究發現,從豬回腸和盲腸食糜中分離出的10種乳酸菌對沙門氏桿菌都表現出高度的頡頏性,用這些乳酸菌發酵飼料48 h后乳酸產量在100 mmol/L以上,飼料pH值降到4.50以下。孫合美等[11]研究發現,用植物乳桿菌和戊糖片球菌的混合菌種發酵配合飼料,48 h 內乳酸菌含量呈迅速上升趨勢,pH值呈迅速下降趨勢,進一步延長發酵時間,發酵飼料中乳酸菌含量的變化趨勢尚未報道。因此,探明發酵時間對益生菌發酵飼料中營養成分含量和品質的影響對于科學使用益生菌發酵飼料具有重要意義。
 

發酵時間對益生菌類飼料品質與營養的作用
 

  1、 材料

  發酵用飼料豆粕、酒糟粉、菜籽粕和血粉均從市場采購;益生菌發酵液由上海創博生態工程有限公司提供,其主要成分為芽胞桿菌、乳酸桿菌、酵母菌等,活菌數≥5.0×109 cfu/mL,其中乳酸菌數=1.2×109 cfu/mL。

  2 、方法

  2.1、 發酵工藝

  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%益生菌發酵液和35%水分,用錫箔袋裝好15袋并密封,每袋裝飼料約500 g,分為5組,每組3袋,分別置30 ℃恒溫培養箱中發酵培養30 min和3,6,10,15 d。

  2.2、 營養成分、體外消化率、干物質回收率、乳酸含量、乳酸菌數量以及pH值的測定

  當發酵至第30分鐘和第3,6,10,15天時,從培養箱中取出錫箔袋,采用烘干法測定水分含量,凱氏定氮法測定CP和真蛋白含量,苯酚次氯酸鈉比色法測定NH3-N含量、南京建成生物工程研究所試劑盒測定乳酸含量、pH計測定pH值,平板計數法計數乳酸菌數量,胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步法測定CP體外消化率,并按照飼料發酵前后重量和干物質含量計算干物質回收率。

  2.3、 數據的統計分析

  采用SPSS 17.0統計軟件對試驗數據進行統計分析,試驗數據以“平均值±標準差”表示,采用單因素方差分析和鄧肯氏多重比較法進行顯著性分析, P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。

  3、 結果與分析

  3.1、 發酵時間對飼料營養成分、體外消化率和干物質回收率的影響

  結果見表1。

  表1 發酵時間對飼料營養成分、體外消化率和干物質回收率的影響(干物質基礎)的測定結果
表1 發酵時間對飼料營養成分、體外消化率和干物質回收率的影響(干物質基礎)的測定結果

  注:同行數據進行比較,大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01),小寫字母完全不同表示差異顯著(P<0.05),含相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。

  由表1可知:CP含量隨著發酵時間的延長而顯著增加,第15天時比第30分鐘時增加了2。43%,差異顯著(P<0。05);真蛋白率隨著發酵時間的延長降低,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含量隨著發酵時間延長而極顯著增加(P<0。01);CP體外消化率隨著發酵時間的延長而極顯著提高,且第15天比第30分鐘提高了13。02%(P<0。01);與發酵第30分鐘時相比,飼料干物質回收率隨著發酵時間的延長而逐漸減低,到第15天時回收率為97。46%(P<0。05)。

  3.2、 發酵時間對飼料中乳酸菌數量、乳酸含量及pH值的影響

  結果見表2。

  表2 發酵時間對飼料中乳酸菌數量、乳酸含量及pH值的影響的測定結果
表2 發酵時間對飼料中乳酸菌數量、乳酸含量及pH值的影響的測定結果

  注:同行數據進行比較,大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01),字母相同表示差異不顯著(P>0.05)。

  由表2可知:隨著發酵時間的延長乳酸菌數量極顯著增加(P<0.01),發酵10天乳酸菌數量達到最大值,第3天乳酸菌數量極顯著低于第6天和第10天(P<0.01);飼料中乳酸含量隨著發酵時間的延長極顯著增加(P<0.01),第6天后變化趨于緩慢;pH值隨著發酵時間的延長極顯著降低(P<0.01),第6天后變化趨于緩慢,第10天與第15天之間差異不顯著(P>0.05)。

  4、 討論

  4.1、 發酵提高飼料CP含量和體外消化率

  發酵可提高飼料CP含量,本試驗使用復合益生菌發酵液發酵飼料至第15天時,CP含量增加了2。43%,差異顯著(P<0。05),這與多數研究報道結果相符。對于發酵是如何提高飼料CP含量的,張紅等[12]提出微生物在呼吸時要消耗一部分原料,使產物總量減少,導致產物中蛋白質含量的表觀值增加,這一現象被稱之為“濃縮效應”。王旭明等[13]研究發現,微生物發酵提高飼料CP含量是由于發酵過程中物料損失,增加的蛋白質絕大部分是菌體利用外加氮源合成自身蛋白質的絕對增長[6]。本試驗中,飼料CP含量增加了2。43%,真蛋白率下降2。59%,NH3-N含量在發酵初期迅速增加,說明微生物在早期劇烈生命活動中消耗掉了部分原料,因此隨著發酵時間的延長,飼料被消耗得越多,飼料干物質的回收率降低得越明顯,至發酵第15天時,干物質回收率只有97。46%。由此可見,采用該復合益生菌發酵液及本發酵工藝進行發酵,并不能使飼料的CP含量提高,其表面數字的增加只是“濃縮效應”造成的。

  研究發現,發酵可提高飼料蛋白質的消化率,如豆粕經少孢根霉RT-3發酵后,蛋白質消化率顯著提高[14],用復合益生菌發酵液飼料喂豬,飼料CP體外消化率提高了1.8%[15]。在本試驗中,CP體外消化率隨著發酵時間的延長而提高,發酵第15天時CP體外消化率比發酵30分鐘時提高了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行生長繁殖,使大分子蛋白質降解成小分子肽,蛋白質的品質得到改善,易于消化,但還有待進一步研究證明。

  4.2、 發酵提高飼料乳酸菌數量、增加乳酸含量同時降低pH值

  曹冬梅等[16]對乳酸菌HB02與黃曲霉進行共同培養,結果發現黃曲霉菌絲產量和黃曲霉毒素B1產量均比單獨培養黃曲霉時低。王小紅等[17]對保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和金黃色葡萄球菌進行混合培養,結果發現隨著培養時間的延長,pH值降低,而較強的酸性環境可增強乳酸菌發酵液對金黃色葡萄球菌的抑制作用。在本試驗中,隨著發酵時間的延長,發酵至第6天時,飼料中乳酸含量基本穩定,達到了71.88 mmol/g,pH值變化也較小,在4.50以下;發酵至第10天,乳酸菌數量達到最大值,為28.91×108cfu/g。可見,發酵6~10 d可以有效抑制有害菌的生長繁殖,有助于養殖動物的健康生長。

  5、 結論

  發酵可使飼料的蛋白質體外消化率得到提高,也就是說飼料蛋白質的利用率得到提高,節約成本。在發酵過程中益生菌快速生長繁殖,產生次級代謝產物,如乳酸和其他有機酸等,使飼料pH值降低,有助于抑制有害菌的生長及相關毒素的分泌。

  在本試驗發酵條件下,發酵至第6天與以后時間相比較,飼料CP體外消化率、乳酸含量及pH值變化較小。考慮到發酵時間越長飼料的回收率越低、所需的成本相應增加等因素,而且周期長不利于生產的快速運轉,因此選擇的最佳發酵時間是6 d。

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