复合益生菌固态发酵对豆粕营养品质影响的研究

侯楠楠，谢全喜， 雷春红， 杨 枭， 谷 巍

（山东宝来利来生物工程股份有限公司，山东泰安 271000）

豆粕是世界上应用最为广泛的植物性蛋白原料，具有蛋白质含量高，氨基酸较为平衡（Mukul，2017），动物消化吸收利用好等优势；但因其蛋白分子较大以及多种抗营养因子的存在等，限制了其在动物特别是幼龄动物中的应用。

益生菌发酵饲料是指利用有益菌发酵单一或混合饲料原料，去除抗营养因子，同时产生多种微生物代谢功能活性物质的新型生物饲料 （朱新强等，2016）。大量研究表明，益生菌发酵饲料具有平衡饲料营养结构，改善饲料适口性，提高饲料效率；降低动物肠道病原微生物数量，减少肠道疾病的发生等作用 （Van，2002）。此外微生物发酵饲料，减少了抗生素的使用，是一种绿色环保型饲料，是当今动物研究的热点。豆粕发酵后可显著降低或钝化其中的抗营养因子，能将大分子蛋白质分解为小肽或氨基酸，提高豆粕的消化率，降低饲料成本（郑裴等，2009）。本研究旨在利用复合益生菌对豆粕进行固态发酵，对比其发酵前后营养成分的变化，为发酵豆粕的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

1.1.1 复合益生菌 由乳酸菌和酿酒酵母等组成，其活菌总数≥1.0×109cfu/g，乳酸菌和酿酒酵母均由山东宝来利来生物工程股份有限公司提供。

1.1.2 试验原料 国产去皮豆粕 （市场采购）：黄色、无霉变、无结块和异味，粉碎后过筛；玉米粉、麸皮粉，市场采购。

1.2 试验方法

1.2.1 发酵豆粕的制备 按38∶1∶1准确称取粉碎豆粕、玉米粉和麸皮粉，充分混合均匀，料水比为5∶4，接种量2.0‰，以不接种任何菌株的空白料为对照，32℃恒温密封发酵72 h后，65℃烘干粉碎得到发酵豆粕样品，备用。

1.2.2 发酵豆粕感官性状评价 在光线正常且无异味的环境中，称取发酵豆粕样品于平皿中，通过眼观、鼻闻及手捻等方法对发酵豆粕颜色、气味和手感特征等进行评价。评价标准参照中华人民共和国农业行业标准：NY/T 2218-2012饲料原料发酵豆粕中对发酵豆粕感官性状的要求。

1.2.3 pH测定 取10 g样品加入90 mL灭菌后的生理盐水中，搅拌均匀后直接采用玻璃电极pHS-3C型pH计测定。

1.2.4 发酵豆粕中微生物含量的检测 分别按中华人民共和国农业行业标准：GB 4789.35-2010食品微生物学检验乳酸菌和GB 4789.15-2010食品食品微生物学检验酵母菌计数测定发酵豆粕中乳酸菌和酵母菌的含量。

1.2.5 发酵豆粕中水分、粗蛋白质、酸溶蛋白和总酸含量的检测 水分按国标（GB/T 6435-2014）测定；粗蛋白质按国标（GB/T 6432-1994）凯氏定氮法测定，以干物质为基础计算测定结果；酸溶蛋白含量采用三氯乙酸（TCA）法测定；总酸（以乳酸计）含量的测定方法，参照GB/T 12456-2008进行。

1.2.6 发酵豆粕中粗纤维和灰分含量的检测 发酵豆粕中粗纤维的含量参考中华人民共和国农业行业标准：GB/T 6434-2006饲料中粗纤维测定方法，粗灰分的含量参考中华人民共和国农业行业标准：GB/T 6438-2007饲料中粗灰分测定方法。以干物质为基础计算测定结果。

1.2.7 发酵豆粕中大肠杆菌、霉菌和挥发性盐基氮含量的检测 大肠杆菌按国标 （GB/T 18869-2002）饲料中大肠菌群的测定，霉菌数量按GB 4789.15-2010食品微生物学检验测定，挥发性盐基氮测定方法参照GB5009.44-2003进行。

1.3 数据处理与分析 试验数据用Excel软件进行初步处理后，采用SPSS 13.0进行统计分析，采用One-way ANOVA进行方差分析，LSD法进行组间多重比较，结果以“平均值±标准差”表示，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 复合益生菌固态发酵对发酵豆粕感官性状的影响 复合益生菌固态发酵72 h后取样观察，外观呈浅黄色至浅棕色，色泽均匀一致，无结块，无异物，无异臭味，且有淡的酵香味，符合优质发酵豆粕标准。

2.2 复合益生菌固态发酵豆粕对pH和有益微生物的影响 复合益生菌固态发酵豆粕对pH和有益微生物的影响结果见表1，由表1可知，复合益生菌组的pH低于对照组1.98个单位，差异显著（P＜0.05）；复合益生菌发酵豆粕显著提高了乳酸菌和酵母菌数量，其中乳酸菌活菌数在109水平，酵母菌活菌数在108水平，发酵前后乳酸菌、酵母菌活菌数提高3～4个数量级。

表1 复合益生菌固态发酵豆粕对p H和有益微生物的影响

2.3 复合益生菌固态发酵豆粕对营养指标变化的影响 由表2可知，豆粕经复合益生菌发酵后，显著提高了粗蛋白质、酸溶蛋白和总酸的含量，其中，粗蛋白质含量显著高出空白对照组6.07%（P＜0.05），发酵后酸溶蛋白含量和总酸含量分别是对照的3.87倍和5.23倍。对水分、粗纤维和灰分影响无显著性差异（P＞0.05）。

表2 复合益生菌固态发酵豆粕对营养指标的影响

2.4 复合益生菌固态发酵豆粕对大肠杆菌、霉菌和挥发性盐基氮的影响 由表3可知，豆粕经复合益生菌发酵后降低了大肠杆菌和霉菌的数量，均低于10 cfu/g；挥发性盐基氮的含量高出对照组 155.80%，差异显著（P＜0.05）。

表3 复合益生菌固态发酵豆粕对大肠杆菌、霉菌和挥发性盐基氮的影响

3 讨论

3.1 复合益生菌固态发酵豆粕对pH和有益微生物的影响 本试验结果表明，复合益生菌发酵豆粕，能够促进豆粕中有益微生物的生长繁殖，降低pH，这与前人的研究结果是一致的（付亭亭，2014）；在发酵前期，酵母菌作为兼性厌氧菌利用豆粕提供营养物质得以大量繁殖（姜丹，2011），消耗氧气造成厌氧环境，为乳酸菌的生长提供有利条件；同时乳酸菌在发酵过程中，能够产生一些酶类将发酵基质中的葡萄糖或乳糖转化成乳酸等有机酸，进而降低饲料的pH（吴逸飞等，2016；李永凯等，2009）。

3.2 复合益生菌固态发酵豆粕对营养指标变化的影响 益生菌发酵饲料及原料，能够改善其营养结构。益生菌在繁殖过程中能够将培养基中的非蛋白氮、无机氮转化成营养价值更高的菌体蛋白，Stale等（2005）研究发现，使用乳酸菌发酵豆粕，粗蛋白质含量提高8.71%，脲酶抑制剂含量降低80.64%。同时微生物发酵能够产生一些酶类将大分子的蛋白质，转化成小分子肽，小分子的肽具有特殊的营养性能，其能够被动物直接吸收，参与机体生理活动，部分小肽还能促进幼小动物肠道的提早成熟，刺激消化酶的分泌，提高机体免疫力（吴胜华等，2008）。 Song 等（2010）研究发现，酿酒酵母菌发酵豆粕总蛋白含量提高23.4%，游离氨基酸提高21倍。本试验结果表明，发酵豆粕粗蛋白质含量提高6.07%，发酵后酸溶蛋白含量和总酸含量分别是对照的3.87倍和5.23倍。

3.3 复合益生菌固态发酵豆粕对大肠杆菌、霉菌和挥发性盐基氮的影响 复合益生菌发酵豆粕由于大量乳酸菌的生长繁殖，pH显著降低，从而抑制了大肠杆菌和霉菌等有害微生物的生长。冯杰等（2007）研究表明，发酵豆粕较高的乳酸菌含量能够抑制大肠杆菌的繁殖，降低仔猪的腹泻指数以及料重比，提高饲料消化吸收率，同时仔猪排泄物中氨氮减少，对环境起到一定改善作用；王龙昌等（2010）在肉鸡上也有类似发现。挥发性盐基氮（TNB-N）是衡量动物性蛋白质饲料新鲜度的理化指标，是由于细菌的生长繁殖和酶的作用，使蛋白质分解而产生胺类以及氮等具有挥发性的碱性含氮物质（彭杨思等，2016；刘雪云，2014）。发酵豆粕中挥发性盐基氮通常要求≤100 mg/100 g。本试验结果表明，复合益生菌组由于益生菌作用使得蛋白质分解，挥发性盐基氮含量升高，这与测定的粗蛋白质含量升高结果一致。

4 结论

复合益生菌发酵豆粕能够促进豆粕中有益微生物的生长繁殖，显著抑制有害微生物大肠杆菌和霉菌的生长，显著提高粗蛋白质、酸溶蛋白和总酸含量，具有较好发酵效果。

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