复方植物精油与脱氢醋酸钠抑制玉米霉菌效果的对比研究

◆作者：周鹏 董小英 高乐程 唐胜球

◆单位：韶关学院英东生物与农业学院

据统计，全世界平均每年因霉变而损失的粮食约占总产量的10%。因此，粮食的防霉储存尤为重要。在饲料行业中普遍使用化学合成品如苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类等作为防霉剂，但一定程度上会对饲料风味产生不良影响。此类防霉剂的残留还会对人体产生毒副作用。此外，合成类防霉剂效果易受溶解度、饲料微生物种类、pH 值等因素的影响，防霉效果下降。因此，开发新型高效安全的饲料防霉剂十分必要。

研究发现，天然防霉剂具有合成防霉剂无法比拟的优点，例如抗菌性强、安全无毒、水溶性好、热稳定性好、作用范围广等。为此，开发安全、无毒、高效和低成本的植物精油饲料防霉剂已逐渐成为该领域研究的热点之一。部分植物中的天然精油成分可以成为降低霉菌毒素的功能活性物质，同时植物的性质温和，且含有较多的营养物质，更有利于动物的健康成长。但这方面的研究目前还不够深入和系统化，如何开发植物精油饲料防霉剂已成为亟待解决的难题。

早在公元前4500 年，古埃及人萃取出精油，并发现了该物质具有杀菌、防腐、医疗、保健等特性。机理研究认为，植物精油所含的挥发性物质可以抑制微生物的丁二酸脱氢酶以及还原酶的活性，从而影响微生物的初生能量代谢；另外精油中挥发性物质可以通过抑制微生物呼吸过程中电子的传递及氧化磷酸过程，破坏微生物的呼吸作用及细胞膜功能实现抑菌的目的。由此可见，若将植物精油应用于饲料防霉，预期可取得非常好的抑制效果。据报道，丁香、小茴香、大蒜、香菜、山苍子和八角等植物都具有较强的抑菌作用，且具有诸多的药理作用。如丁香和小茴香可抑制致病性真菌及葡萄球菌、痢疾和大肠杆菌等。其中山苍子是消除黄曲霉毒素最有效、最安全的物质，因其含有柠檬醛等活性成分，其中柠檬醛易与黄曲霉毒素等有害物质发生分解、氧化等化学反应。前期研究发现，小茴香和山苍子（1∶5）抑菌效果最佳，本研究拟将小茴香和山苍子复合精油与无机防霉剂蒙脱石相结合，探讨以上处理对饲料霉菌的抑制效果。

1 材料和方法

1.1 实验材料

饲料：玉米粉

复合精油：小茴香精油：山苍子精油=1∶5。

市场防霉剂：脱氢醋酸钠新型防霉剂。

无机防霉剂蒙脱石。

1.2 实验仪器和设备

分析天平、电子台秤、生化恒温培养箱、超净工作台、高精密温度计、电热干燥箱

1.3 试验方法

试验一：取12 袋1 kg 的饲料。试验分为四组：A 组（复合精油0 mg/kg）、B 组（复合精油100 mg/kg）、C 组（复合精油200 mg/kg）、D 组（复合精油300 mg/kg）。各组饲料添加植物精油后充分摇匀后封闭好，置于27～28 ℃、相对湿度75%的培养箱中。观察每组发霉的情况，记录好数据，出现菌落时间最晚的一组取为最佳抑制浓度，方可进行试验二。

试验二：设对照组D（无防霉剂添加）、E 组（脱氢醋酸钠500g/t）和F 组（复合植物精油200 mg/kg）。每个处理组分别设3 个重复，共9 袋，每袋30 kg。将9 袋饲料放在自然环境中，温度16～28 ℃、湿度70%左右。饲料存放20 天后，取出作第一次观察，快速观察后密封放回原处，此后各5 天作一次同样观察，观察时应避免污染样品。存放55天后严格按照“中华人民共和国国家标准GB/T 13092-2006 饲料中霉菌总数的测定”测定各处理组饲料中霉菌总数。抽样之前把饲料均匀，结块饲料需粉碎，充分均匀后抽取。

1.4 测定的内容与方法

1.4.1 最佳抑制玉米粉霉变浓度

采用观察法，观察每组发霉的情况，记录好数据，出现菌落时间最晚的一组取为最佳抑制浓度。

1.4.2 饲料温度

用精密温度计分别测定饲料温度（取平均值）。

1.4.3 饲料水分测定

参照GB/T 6435-2014 步骤进行饲料水分测定。

1.4.4 饲料变化的感官评定

包括饲料的气味、发热情况、结块情况、发霉变质情况，以及出现霉味天数为开始霉变天数。饲料处于不同存放阶段的特征见表1。

表1 饲料处于不同存放阶段的状态

1.4.5 饲料霉菌数的测定方法

从各袋饲料中用取样器按均匀原则取样，样品放入已编号的灭菌塑料袋，带回实验室检测霉菌数量，具体方法如下：

（1）PDA 培养基的配置

取新鲜马铃薯200 g，葡萄糖20 g，琼脂20 g，蒸馏水1000 mL。先将马铃薯洗净，去皮后切成0.5 cm3的小块煮沸15～20 min，然后用四层纱布过滤，加入葡萄糖、琼脂和蒸馏水至1000 mL，高温灭菌20 min，做好备用。

（2）霉菌数的测定

测定方法采用平板稀释法：称取样品10 g 于盛100 mL 无菌水的三角瓶中，摇动约5 min，取菌悬液1 mL 放入9 mL 无菌水的试管中，配成10-1浓度的菌悬液，再从中吸取1 mL 加入另一只9 mL 无菌水当中，配成10-2浓度的菌悬液。以此类推，配出10-3浓度的菌悬液。选择浓度为10-2和10-3两个浓度，分别取1 mL 加入无菌培养皿中，每个稀释组做3 个重复，然后倒入经溶解后温度为45℃的PDA 培养基中，摇匀，冷凝后于28℃恒温箱中培养，到第三天长出小米大小的白色菌落时进行记录。

（3）霉菌数的计算

选择菌落数均匀的平皿进行计数，同稀释度的3 个平皿的菌落平均数乘以稀释倍数，即为每克（或每毫升）检样中所含霉菌数。

2 结果与分析

2.1 不同植物精油添加量对饲料保存时间的影响

为探讨复合植物精油对饲料保存时间的影响，分别在饲料中添加复合精油0 mg/kg、100 mg/kg、200 mg/kg、300 mg/kg。表2 结果显示，四组出现霉菌的时间分别为25d、33d、42d、39d，说明添加200 mg/kg 复合精油的霉菌出现时间最晚，提示饲料最佳复合精油的抑菌浓度为200 mg/kg。

表2 饲料温度测定结果

2.2 复合植物精油对饲料温度的变化影响

为探讨复合植物精油对饲料保存的影响，在饲料中添加复合植物精油200 mg/kg（F 组），并设E 组（脱氢醋酸钠500g/t）和对照组D（无防霉剂添加）。由表3 可以看出，饲料保存的55d 内，饲料温度高于室温。处理组E 和F 的饲料温度基本上都低于对照组，而处理组E 的温度略低于处理组F，与室温较接近。

2.3 复合植物精油对饲料水分含量的影响

当对照组达到温度变化最高点（保存第55 天时），对照组（D 组）、E 组、F 组取样，测定水分，结果见表4。由表4 可知，三试验组的饲料水分在实验过程中均增加，增加量分别为1.81%、0.92%、1.25%。D 组与E组水分增加量均小于对照组，添加脱氢醋酸钠效果略高于复合植物精油。结合表3 各组温度变化情况，我们发现在本次试验中，各实验组在一定范围内水分增加量与温度升高量成正相关。

表4 饲料水分分析表

2.4 复合植物精油对饲料外观的影响

由表5 可以看出，对照组D组饲料在第30 天开始隐约发霉，处理组D 组与F 组饲料均在第45 天隐约发霉。总体上看，处理D、F 组比对照组延长20 天发霉。由上述结果可知，植物精油对饲料防霉有一定作用，与防霉剂脱氢醋酸钠的防霉效果相当。

表5 各处理组不同存放阶段的观察结果

2.5 复合植物精油对饲料中的菌落数的影响

由表6 可以看出，没添加防霉剂对照组的菌落总数（5.03×105个/g）远远超过其他处理组，而添加了脱氢醋酸钠新型复合防霉剂的处理组E 的霉菌最少（1.47×105个/g），略低于复合精油处理组F（1.76×105个/g）。由此可知，添加植物精油的饲料在延长保质期上具备脱氢醋酸钠新型复合防霉剂的优势，可用于饲料防霉。

表6 各处理组饲料存放至55 天后的菌落总数（个/g）

3 讨论

饲料中的霉菌有很多种，最常见的有青霉菌和曲霉菌等霉菌，影响动物的生长发育，重则破坏机体免疫系统致死，甚至危害人类健康。因此，开发饲料防霉剂是必要的。究表明，植物精油具有抗菌杀菌、抗氧化以及增强机体免疫力等生物学功能。本实验证实，复合植物精油效果与脱氢醋酸钠新型复合防霉剂相当，植物精油能抗菌杀菌，延长饲料保质期。另外，植物精油的特殊香味，能刺激动物味觉，增加采食量，促动物快速生长。

水分含量是影响饲料变质的重要因素。饲料中含量为13%～14%时，有利于微生物的繁殖。霉菌在代谢中会产生一定的水分，使得贮存后期水分增加，又进一步加快了饲料霉变。本研究结果与以上学者的研究结果很相似：结合三组处理组的水分分析及不同阶段中的观察结果我们发现，霉菌在生长过程中，如呼吸作用时，会释放热量与产生水分，且在一定范围内，实验中的水分增加量与温度升高量、饲料霉变程度呈正相关。由此可见，在周遭环境较稳定的情况下，霉菌生长繁殖代谢越活跃，实验组饲料的水分含量及温度越高，故饲料样品温度和饲料样品含水量的变化均为霉菌生长活跃程度的重要指标。

饲料温度的变化是由于饲料霉变而引起的，由于霉菌的新陈代谢，会产生热量，从而改变饲料的温度。温度对饲料贮藏十分重要，大多数霉菌的最适温度是24℃～32℃。广东的天气多变，一日内空气湿度和温度变化较大，对饲料防霉也会有较大的影响，虽然防霉剂能延长饲料的保质期，但防霉剂也会受环境因素影响而变质。综上所述，本实验研制的复合精油防霉剂效果与市场防霉剂脱氢醋酸钠新型复合防霉剂相当，对霉菌的抑制作用明显。

参考文献：(略)