不同发酵时间对复合益生菌发酵饲料品质的影响

2020-04-21王腾浩袁文华张佩发章亭洲

饲料博览 2020年2期

王腾浩，袁文华，张佩发，沈炜，章亭洲*

（1.浙江科峰生物技术有限公司，浙江海宁 314423；2.上海新农饲料股份有限公司，上海 201600）

随着欧盟、日本和韩国等国家和地区全面禁止抗生素类添加剂在动物饲料中的应用，我国将于2020年7月1日起全面禁止饲料中促生长抗生素的使用。行业科研人员逐渐把目光转向了微生物发酵饲料的研究，以期为生产安全可靠、无残留、无抗药性的肉食品开辟一条新的途径[1]。

微生物发酵饲料即是在人为可控制的条件下，以植物性农副产品为主要原料，通过微生物的代谢作用，降解部分多糖、蛋白质和脂肪等大分子物质，生成有机酸、可溶性多肽等小分子物质，形成营养丰富、适口性好、活菌含量高的物质[2]。微生物的生长存在一定的阶段性，根据微生物的生长速率常数可以把微生物的生长情况分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期，处在稳定期的微生物可以产生大量的发酵代谢产物，大大提高发酵饲料中的营养成分[3]。随着微生物的不断生长繁殖，饲料中能被微生物利用的营养物质随之减少，且菌体开始衰亡，毒素等有害代谢产物不断积累，所以生产上要防止积累更多的代谢毒物，必须把握好时间，适时中止发酵。因此，本试验通过在复合饲料原料中添加一定比例的乳酸菌和酵母菌进行发酵，研究其在不同发酵时间下对发酵饲料中的粗蛋白、酸溶蛋白、总酸等的影响，旨在为发酵饲料行业能够根据产品要求合理安排发酵时间，从而提高生产效率，减少生产成本提供科学依据和理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用玉米购于建德市顺成农业开发有限公司，麸皮购于上海福新面粉有限公司，低粕购于舟山良海粮油有限公司，试验所用酵母菌为产阮假丝酵母，乳酸菌为粪肠球菌均由本公司实验室提供。

1.2 培养基

酵母菌用土豆培养基（PDA）培养，乳酸菌用本公司实验室优化后的乳酸菌培养基。所用培养基在接种前均在0.1 mol·L-1Pa灭菌30 min。

1.3 试验设计

试验设3个平行，每个平行20 kg，发酵初始水分控制在39%～40%，将玉米、麸皮、低粕按60%、30%、10%的比例配制经粗粉碎后（30目）混合均匀，然后进行高压蒸汽灭菌，待物料冷却至室温后将培养活化的液体酵母菌和乳酸菌按1∶1比例添加到物料中，菌液接种量为5%，然后将混合料放入呼吸袋中在发酵车间进行固态发酵，发酵温度控制在30℃。以发酵时间为变量分别在发酵24、36、48及60 h取样，样品在45℃下烘干后，测定样品的水分、总酸、粗蛋白质及酸溶蛋白含量，根据测定指标选出合适的发酵时间。

1.4 指标测定

根据GB/T 6432-2018测定样品的粗蛋白质含量；根据GB/T 6435-2014测定样品的水分含量；根据GB/T 22142-2008-2014测定样品总酸含量；根据QB/T2 653-2004测定样品的酸溶蛋白含量。

2 结果与分析

2.1 混菌固态发酵24 h对物料各营养指标的影响

混菌固态发酵24 h对物料各营养指标的影响见表1。

由表1可知，物料经混菌固态发酵24 h后在平均烘干水分与未发酵混合料水分相当时，其平均粗蛋白质含量比未发酵混合料增加了1.99%；平均酸溶蛋白含量比未发酵混合料增加了7.78%；平均总酸含量比未发酵混合料增加了1.44%。

2.2 混菌固态发酵36 h对物料各营养指标的影响

菌固态发酵36 h对物料各营养指标的影响见表2。

由表2可知，物料经混菌固态发酵36 h后在平均烘干水分与发酵24 h平均烘干水分相当时，其平均粗蛋白质含量比发酵24 h物料的平均粗蛋白质含量增加了0.58%；平均酸溶蛋白含量比发酵24 h物料的平均酸溶蛋白含量增加了0.97%；平均总酸含量比发酵24 h物料的平均总酸含量增加了0.21%。

表1 混菌固态发酵24 h物料各营养成分与未发酵混合料的比较 %

2.3 混菌固态发酵48 h对物料各营养指标的影响

混菌固态发酵48 h对物料各营养指标的影响见表3。

由表3可知，物料经混菌固态发酵48 h后在平均烘干水分与发酵36 h平均烘干水分相当时，其平均粗蛋白质含量比发酵36 h物料的平均粗蛋白质含量增加了0.41%；平均酸溶蛋白含量比发酵36 h物料的平均酸溶蛋白含量增加了0.54%；平均总酸含量与发酵36 h物料的平均总酸含量基本持平。

2.4 混菌固态发酵60 h对物料各营养指标的影响

混菌固态发酵60 h对物料各营养指标的影响见表4。

表2 混菌固态发酵36 h与24 h物料各营养成分的比较 %

表3 混菌固态发酵48 h与36 h物料各营养成分的比较 %

表4 混菌固态发酵60 h与48 h物料各营养成分的比较 %

由表4可知，物料经混菌固态发酵60 h后在平均烘干水分与发酵48 h平均烘干水分相当时，其平均粗蛋白质含量与发酵48 h物料的平均粗蛋白质含量几乎持平；平均酸溶蛋白含量与发酵48 h物料的平均酸溶蛋白含量几乎持平；平均总酸含量比发酵48 h物料的平均总酸含量减少了0.17%。

3 讨论

本试验使用的混合菌种为粪肠球菌和产阮假丝酵母，均为《饲料添加剂品种目录》中允许使用益生菌[1]。乳酸菌代谢产物和活菌液对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌都有很强的抑菌效果，随着pH的降低抑菌作用逐渐变强，活菌体内和代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶（SOD），能增强动物的体液免疫和细胞免疫能力[4]。酵母是一类非丝状真核微生物，一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌，酵母菌体中含有非常丰富的蛋白质、B族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分。酵母在提高动物免疫力、提高动物生产性能和减少应激等方面均发挥良好作用。饲用酵母的主要种类有啤酒酵母和产朊假丝酵母。产朊假丝酵母能发酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖，能同化硝酸盐，产朊假丝酵母的蛋白质含量和维生素B含量均高于啤酒酵母。其能以尿素和硝酸盐为氮源，不需任何生长因子。特别重要的是其能利用五碳糖和六碳糖，还能利用造纸工业的亚硫酸、木材水解液及糖蜜等生产人畜食用的蛋白质[5]。

饲料原料经乳酸菌等多种产酸菌发酵能够产生乳酸、柠檬酸、乙酸、丁酸等多种有机酸，这些有机酸被动物摄食后进入动物消化道内可有效抑制病原菌的生长，促进消化道内的微生态平衡，保护消化道并可以提高消化酶活性。酸溶蛋白即分子量较低的蛋白水解物，包括小肽和游离氨基酸，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]。饲料行业常常使用酸溶蛋白指标来评价发酵、酶解粕类蛋白质品质的好坏[7]。使用酸溶蛋白含量指标评价发酵、酶解粕类蛋白质品质，即可以反映其中抗原蛋白质和其他蛋白质抗营养因子被水解的程度，进而揭示该类抗营养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]。

本试验研究发现，混合物料经乳酸菌和酵母菌联合作用24 h后，物料中的粗蛋白质、酸溶蛋白及总酸含量均大幅增加，在发酵36 h后这些指标含量较发酵24 h也有增加但增幅有所减少，物料发酵到48 h后粗蛋白质、酸溶蛋白及总酸含量已经达到峰值，待发酵到60 h物料中的总酸含量开始降低。分析原因，可能是乳酸菌和酵母菌被接种到物料中后，在发酵前24 h，物料中可被乳酸菌和酵母菌利用的营养物质充足，益生菌在此期间大量生长繁殖并产生有机酸、消化酶等营养物质。随后随着发酵时间的延长，物料中可被乳酸菌和酵母菌利用的营养物质逐渐减少，益生菌的生长速度逐渐减弱，代谢活动降低，待发酵到48 h后发酵饲料中的营养物质含量已经达到顶峰，且此时乳酸菌和酵母菌活力开始衰退，益生菌分泌有机酸的速度低于益生菌自己消耗及挥发的速度，所以出现了60 h物料中的总酸含量低于发酵48 h的情况。