復合益生菌固態發酵對豆粕營養品質影響的研究

2018-08-07 11:24:35

復合益生菌固態發酵對豆粕營養品質影響的研究

阜旺飼料 6月11日

導讀

豆粕是世界上應用最為廣泛的植物性蛋白原料,具有蛋白質含量高,氨基酸較為平衡,動物消化吸收利用好等優勢;但因其蛋白分子較大以及多種抗營養因子的存在等,限制了其在動物特別是幼齡動物中的應用。益生菌發酵飼料是指利用有益菌發酵單一或混合飼料原料,去除抗營養因子,同時產生多種微生物代謝功能活性物質的新型生物飼料。大量研究表明,益生菌發酵飼料具有平衡飼料營養結構,改善飼料適口性,提高飼料效率;降低動物腸道病原微生物數量,減少腸道疾病的發生等作用。此外微生物發酵飼料,減少了抗生素的使用,是一種綠色環保型飼料,是當今動物研究的熱點。豆粕發酵后可顯著降低或鈍化其中的抗營養因子,能將大分子蛋白質分解為小肽或氨基酸,提高豆粕的消化率,降低飼料成本。本研究旨在利用復合益生菌對豆粕進行固態發酵,對比其發酵前后營養成分的變化,為發酵豆粕的推廣應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 復合益生菌

由乳酸菌和釀酒酵母等組成,其活菌總數≥1.0×109 cfu/g,乳酸菌和釀酒酵母均由山東某公司提供。


1.1.2 試驗原料

國產去皮豆粕(市場采購):黃色、無霉變、無結塊和異味,粉碎后過篩;玉米粉、麩皮粉,市場采購。


1.2 試驗方法

1.2.1 發酵豆粕的制備

按38∶1∶1 準確稱取粉碎豆粕、玉米粉和麩皮粉,充分混合均勻,料水比為5∶4,接種量2.0‰,以不接種任何菌株的空白料為對照,32 ℃恒溫密封發酵72 h 后,65 ℃烘干粉碎得到發酵豆粕樣品,備用。


1.2.2 發酵豆粕感官性狀評價

在光線正常且無異味的環境中,稱取發酵豆粕樣品于平皿中,通過眼觀、鼻聞及手捻等方法對發酵豆粕顏色、氣味和手感特征等進行評價。評價標準參照中華人民共和國農業行業標準:NY/T 2218-2012 飼料原料發酵豆粕中對發酵豆粕感官性狀的要求。


1.2.3 pH 測定

取10 g 樣品加入90 mL 滅菌后的生理鹽水中, 攪拌均勻后直接采用玻璃電極pHS-3C 型pH 計測定。


1.2.4 發酵豆粕中微生物含量的檢測

分別按中華人民共和國農業行業標準:GB 4789.35-2010食品微生物學檢驗乳酸菌和GB 4789.15-2010 食品微生物學檢驗酵母菌計數測定發酵豆粕中乳酸菌和酵母菌的含量。


1.2.5 發酵豆粕中水分、粗蛋白質、酸溶蛋白和總酸含量的檢測

水分按國標(GB/T 6435-2014)測定;粗蛋白質按國標(GB/T 6432-1994)凱氏定氮法測定,以干物質為基礎計算測定結果;酸溶蛋白含量采用三氯乙酸(TCA)法測定;總酸(以乳酸計)含量的測定方法,參照GB/T 12456-2008 進行。


1.2.6 發酵豆粕中粗纖維和灰分含量的檢測

發酵豆粕中粗纖維的含量參考中華人民共和國農業行業標準:GB/T 6434-2006 飼料中粗纖維測定方法, 粗灰分的含量參考中華人民共和國農業行業標準:GB/T 6438-2007 飼料中粗灰分測定方法。以干物質為基礎計算測定結果。


1.2.7 發酵豆粕中大腸桿菌、霉菌和揮發性鹽基氮含量的檢測

大腸桿菌按國標(GB/T 18869-2002) 飼料中大腸菌群的測定, 霉菌數量按GB 4789.15- 2010 食品微生物學檢驗測定,揮發性鹽基氮測定方法參照GB 5009.44-2003 進行。


1.3 數據處理與分析

試驗數據用Excel 軟件進行初步處理后,采用SPSS 13.0 進行統計分析,采用One-way ANOVA 進行方差分析,LSD 法進行組間多重比較,結果以“平均值±標準差”表示,P <0.05 表示差異顯著。

2結果與分析

2.1 復合益生菌固態發酵對發酵豆粕感官性狀的影響

復合益生菌固態發酵72 h 后取樣觀察,外觀呈淺黃色至淺棕色,色澤均勻一致,無結塊,無異物,無異臭味,且有淡的酵香味,符合優質發酵豆粕標準。


2.2 復合益生菌固態發酵豆粕對pH 和有益微生物的影響

復合益生菌固態發酵豆粕對pH 和有益微生物的影響結果見表1,由表1 可知,復合益生菌組的pH 低于對照組1.98 個單位, 差異顯著(P < 0.05);復合益生菌發酵豆粕顯著提高了乳酸菌和酵母菌數量, 其中乳酸菌活菌數在109 水平,酵母菌活菌數在108 水平,發酵前后乳酸菌、酵母菌活菌數提高3 ~ 4 個數量級。

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2.3 復合益生菌固態發酵豆粕對營養指標變化的影響

由表2 可知, 豆粕經復合益生菌發酵后,顯著提高了粗蛋白質、酸溶蛋白和總酸的含量, 其中, 粗蛋白質含量顯著高出空白對照組6.07%(P < 0.05), 發酵后酸溶蛋白含量和總酸含量分別是對照的3.87 倍和5.23 倍。對水分、粗纖維和灰分影響無顯著性差異(P > 0.05)。

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2.4 復合益生菌固態發酵豆粕對大腸桿菌、霉菌和揮發性鹽基氮的影響

由表3 可知, 豆粕經復合益生菌發酵后降低了大腸桿菌和霉菌的數量,均低于10 cfu/g; 揮發性鹽基氮的含量高出對照組155.80%,差異顯著(P < 0.05)。


3討 論

3.1 復合益生菌固態發酵豆粕對pH 和有益微生物的影響

本試驗結果表明,復合益生菌發酵豆粕,能夠促進豆粕中有益微生物的生長繁殖, 降低pH,這與前人的研究結果是一致的(付亭亭,2014);在發酵前期,酵母菌作為兼性厭氧菌利用豆粕提供營養物質得以大量繁殖(姜丹,2011),消耗氧氣造成厭氧環境,為乳酸菌的生長提供有利條件;同時乳酸菌在發酵過程中,能夠產生一些酶類將發酵基質中的葡萄糖或乳糖轉化成乳酸等有機酸,進而降低飼料的pH(吳逸飛等,2016;李永凱等,2009)。


3.2 復合益生菌固態發酵豆粕對營養指標變化的影響

益生菌發酵飼料及原料, 能夠改善其營養結構。益生菌在繁殖過程中能夠將培養基中的非蛋白氮、無機氮轉化成營養價值更高的菌體蛋白,Stale 等(2005)研究發現,使用乳酸菌發酵豆粕,粗蛋白質含量提高8.71%,脲酶抑制劑含量降低80.64%。同時微生物發酵能夠產生一些酶類將大分子的蛋白質,轉化成小分子肽,小分子的肽具有特殊的營養性能,其能夠被動物直接吸收,參與機體生理活動, 部分小肽還能促進幼小動物腸道的提早成熟,刺激消化酶的分泌,提高機體免疫力(吳勝華等,2008)。Song 等(2010)研究發現,釀酒酵母菌發酵豆粕總蛋白含量提高23.4%, 游離氨基酸提高21 倍。本試驗結果表明,發酵豆粕粗蛋白質含量提高6.07%, 發酵后酸溶蛋白含量和總酸含量分別是對照的3.87 倍和5.23 倍。


3.3 復合益生菌固態發酵豆粕對大腸桿菌、霉菌和揮發性鹽基氮的影響

復合益生菌發酵豆粕由于大量乳酸菌的生長繁殖,pH 顯著降低, 從而抑制了大腸桿菌和霉菌等有害微生物的生長。馮杰等(2007)研究表明,發酵豆粕較高的乳酸菌含量能夠抑制大腸桿菌的繁殖, 降低仔豬的腹瀉指數以及料重比,提高飼料消化吸收率,同時仔豬排泄物中氨氮減少,對環境起到一定改善作用;王龍昌等(2010)在肉雞上也有類似發現。揮發性鹽基氮(TNB-N) 是衡量動物性蛋白質飼料新鮮度的理化指標,是由于細菌的生長繁殖和酶的作用,使蛋白質分解而產生胺類以及氮等具有揮發性的堿性含氮物質(彭楊思等,2016;劉雪云,2014)。發酵豆粕中揮發性鹽基氮通常要求≤100 mg/100 g。本試驗結果表明, 復合益生菌組由于益生菌作用使得蛋白質分解,揮發性鹽基氮含量升高,這與測定的粗蛋白質含量升高結果一致。

4結 論

復合益生菌發酵豆粕能夠促進豆粕中有益微生物的生長繁殖, 顯著抑制有害微生物大腸桿菌和霉菌的生長,顯著提高粗蛋白質、酸溶蛋白和總酸含量,具有較好發酵效果。


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