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乳桿菌酵母菌及混菌對(duì)發(fā)酵飼料品質(zhì)的影響

2021-05-31 09:36:08      點(diǎn)擊:

摘要:該研究分別用乳桿菌和酵母菌單菌及混菌對(duì)哺乳母豬全價(jià)飼料進(jìn)行固體發(fā)酵,通過(guò)測(cè)定發(fā)酵飼料pH值、活菌數(shù)、總酸含量和酸溶蛋白含量,篩選出適宜哺乳母豬全價(jià)料發(fā)酵的乳酸桿菌BLCC2-0015、BLCC2-0092和酵母菌BLCC4-0021、BLCC4-0042,并對(duì)篩選出的乳酸桿菌和酵母菌復(fù)配發(fā)酵進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,以BLCC2-0015+BLCC4-0021(3:2)復(fù)配組效果最優(yōu),發(fā)酵24h時(shí),乳桿菌活菌數(shù)可達(dá)67.00×108CFU/g,粗蛋白含量高出對(duì)照組45.41%,酸溶蛋白含量高出對(duì)照組23.41%,總酸含量可達(dá)20.68mg/g。


近年來(lái),利用微生物發(fā)酵技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)新型飼料資源越來(lái)越受到人們的重視。通過(guò)微生物發(fā)酵,可使飼料或者飼用原料中含有更多的活性益生菌菌體、各種消化酶及代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物及活性小肽、抑菌物質(zhì),同時(shí)使飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量降低,起到促進(jìn)生長(zhǎng)、維持動(dòng)物健康的作用。

常用的微生物發(fā)酵菌種主要是乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和霉菌。乳酸菌發(fā)酵飼料可以降低仔豬胃內(nèi)的酸度,增加仔豬的采食量,從而提高其生產(chǎn)性能,同時(shí),能有效抑制有害細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖,控制仔豬的腹瀉,減少抗生素的使用,具有良好的生產(chǎn)和應(yīng)用價(jià)值;酵母菌富含蛋白質(zhì)、氨基酸(粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)50%)及多種維生素,同時(shí)含有多種動(dòng)物所需的消化酶(α-淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶等)和其他代謝產(chǎn)物,在提高動(dòng)物的免疫、生長(zhǎng)和繁殖能力方面具有顯著功效,是天然綠色生物飼料添加劑,價(jià)格低廉并有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,市場(chǎng)需求旺盛,具有很好的應(yīng)用前景;酸溶蛋白即分子質(zhì)量較低的蛋白水解物,包括肽和游離氨基酸,使用酸溶蛋白含量指標(biāo)評(píng)價(jià)發(fā)酵酶解粕類(lèi)蛋白質(zhì)品質(zhì),既可以反映其中抗原蛋白質(zhì)和其他蛋白質(zhì)抗?fàn)I養(yǎng)因子被水解的程度,進(jìn)而揭示該類(lèi)抗?fàn)I養(yǎng)因子活性被消除的程度,又可一定程度上反映肽含量的高低,表明畜禽生長(zhǎng)必需氨基酸含量增加,發(fā)酵飼料中氨基酸組成在向優(yōu)質(zhì)化方向轉(zhuǎn)化。

目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)微生物發(fā)酵飼料在畜禽飼養(yǎng)中的應(yīng)用和理論研究較多。但國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)酵飼料的研究主要集中在發(fā)酵菌株類(lèi)型、生理功能、飼喂效果上,對(duì)影響發(fā)酵飼料品質(zhì)的發(fā)酵方式、生產(chǎn)工藝條件、發(fā)酵眾多代謝物質(zhì)的活性成分分析等研究相對(duì)較少,對(duì)發(fā)酵飼料眾多代謝產(chǎn)物的有效成分缺乏較深入的研究。本試驗(yàn)旨在研究適宜哺乳母豬全價(jià)飼料發(fā)酵的乳桿菌和酵母菌的篩選和復(fù)配發(fā)酵方式對(duì)發(fā)酵飼料pH、活菌數(shù)、總酸含量、粗蛋白和酸溶蛋白含量的影響,為乳桿菌和酵母菌發(fā)酵全價(jià)飼料提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 發(fā)酵基料和菌株

玉米豆粕型配合飼料:山東某飼料有限公司。

6株乳桿菌菌株(BLCC2-0001、BLCC2-0015、BLCC2-0038、BLCC2-0092、BLCC2-0111、BLCC2-0114;4株酵母菌菌株(BLCC4-0048、BLCC4-0021、BLCC4-0044、BLCC4-0042):由山東某生物工程股份有限公司研究院保存。

1.1.2 培養(yǎng)基

MRS培養(yǎng)基:葡萄糖20g/L,蛋白胨10g/L,牛肉膏8g/L,酵母膏4g/L,硫酸鎂0.5g/L,硫酸錳0.3g/L,檸檬酸銨2g/L,乙酸鈉5g/L,吐溫-801mL/L,pH值6.0,121℃滅菌20min。

酵母浸出粉胨葡萄糖(yeast extract peptone dextrose,YEPD)培養(yǎng)基:葡萄糖20g/L,蛋白胨10g/L,酵母膏0.5g/L,磷酸二氫鉀2.0g/L,pH自然,121℃滅菌20min。

1.1.3 化學(xué)試劑

葡萄糖:山東某藥業(yè)有限公司;

蛋白胨:北京某生物技術(shù)有限責(zé)任公司;

牛肉膏、酵母膏:天津市某生化試劑有限公司;

硫酸鎂、硫酸錳:濟(jì)南某化工有限公司;

檸檬酸銨:上海某有限公司;

乙酸鈉:青島某生物科技有限公司;

吐溫-80、氫氧化鈉:天津某化學(xué)試劑有限公司;

磷酸二氫鉀:天津市某化學(xué)試劑有限公司;

氯化鈉:天津某化工股份有限公司;

LBS瓊脂培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基:青島某有限公司。

所用實(shí)驗(yàn)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DHP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱:上海某科技有限公司;

THZ-C恒溫振蕩器:揚(yáng)州某實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;

HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋:某電器有限公司;

KDN-103F自動(dòng)定氮儀、HYP-1008八孔消化爐:上海某儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 酵母菌和乳桿菌發(fā)酵液的制備

將4℃條件下保存的酵母斜面活化,轉(zhuǎn)接到裝有50mL YEPD培養(yǎng)基的三角瓶中,30℃搖床振蕩培養(yǎng)16h備用;將4℃條件下保存的乳桿菌斜面活化,轉(zhuǎn)接到裝有100mL MRS培養(yǎng)基的鹽水瓶中,37℃培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)24h備用。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

(1)乳桿菌的篩選

稱(chēng)取一定量的基料按料水比1∶0.4(g∶mL),以裝袋量為100g/袋裝袋,每個(gè)樣品設(shè)3個(gè)平行,分別按照2%接種量接入培養(yǎng)好的乳桿菌發(fā)酵液,以不接種任何菌株的空白料為對(duì)照,壓實(shí)后于37℃培養(yǎng)箱進(jìn)行生料厭氧發(fā)酵,分別于發(fā)酵24h、48h和72h取樣,測(cè)定pH值、活菌數(shù)和總酸含量。

(2)酵母菌的篩選

稱(chēng)取一定量的基料于500mL三角瓶中,料水比為1∶0.4(g∶mL),裝量50g/瓶,按2%接種量分別接入培養(yǎng)好的酵母菌種子液,每個(gè)樣品設(shè)3個(gè)平行,以不接種任何菌株的空白料為對(duì)照,置于30℃培養(yǎng)箱進(jìn)行需氧發(fā)酵,分別于發(fā)酵24h、48h和72h取樣,測(cè)定活菌數(shù)和粗蛋白含量。

(3)混菌發(fā)酵

將上述篩選得到的乳桿菌和酵母菌進(jìn)行混菌發(fā)酵,發(fā)酵方式為厭氧發(fā)酵,料水比為1∶0.4(g∶mL),以裝袋量為100g/袋裝袋,接種量2%,乳桿菌:酵母菌(3∶2),生料發(fā)酵,30℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)。以不接種任何菌株的空白料為對(duì)照,分別于發(fā)酵24h、48h和72h取樣,測(cè)定pH值、活菌數(shù)、總酸、粗蛋白和酸溶蛋白含量。

1.3.3 測(cè)定方法

pH測(cè)定:取10g樣品加入90mL滅菌后的生理鹽水中,攪拌均勻后直接測(cè)定。

乳桿菌和酵母菌活菌數(shù)的測(cè)定:準(zhǔn)確稱(chēng)取發(fā)酵飼料10.0g,用生理鹽水10倍遞增稀釋?zhuān)∵m當(dāng)稀釋度的樣品分別至LBS培養(yǎng)基和孟加拉紅培養(yǎng)基中,分別于37℃和30℃培養(yǎng)48h,根據(jù)菌落數(shù)計(jì)算樣品中乳桿菌和酵母菌數(shù)量,結(jié)果用CFU/g表示。

總酸含量的測(cè)定:參照國(guó)標(biāo)GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》中的酸堿滴定法測(cè)定。粗蛋白含量:參照國(guó)標(biāo)GB/T 6432—1994《飼料中粗蛋白測(cè)定方法》測(cè)定。

酸溶蛋白含量:參照QB/T 2653—2004《大豆肽粉》中酸溶蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品2.00g,加入15%三氯乙酸溶液25mL,混合均勻,靜置30 min。將溶液定量轉(zhuǎn)移,在4000 r/min條件下離心10min后,取全部上清液,以下按照上述粗蛋白的測(cè)定方法。結(jié)果為占粗蛋白的百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳桿菌發(fā)酵對(duì)飼料品質(zhì)的影響

乳桿菌發(fā)酵對(duì)飼料品質(zhì)的影響見(jiàn)表1。


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由表1可知,發(fā)酵24h時(shí)除菌株BLCC2-0038發(fā)酵pH較高外,其余均在5以下,均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),其中以菌株BLCC2-0015最低;48h和72h時(shí),各pH值均有所下降,以菌株BLCC2-0015和菌株BLCC2-0092較低,菌株BLCC2-0015在發(fā)酵48h時(shí)pH值達(dá)到最低,僅為4.12。各菌株發(fā)酵活菌數(shù)均在109CFU/g水平,各取樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)均以菌株BLCC2-0015和菌株BLCC2-0092活菌數(shù)較高,其中菌株BLCC2-0092發(fā)酵48h活菌數(shù)達(dá)到81×108CFU/g。各菌株發(fā)酵料總酸含量均逐漸升高,以菌株BLCC2-0015和菌株BLCC2-0092的總酸含量一直處于較高水平,均顯著高于其他組(P<0.05)。其中以菌株BLCC2-0015發(fā)酵72h時(shí)最高,為24.84mg/g。

綜合考慮,選擇適宜哺乳母豬全價(jià)料發(fā)酵的乳桿菌為菌株BLCC2-0015和菌株BLCC2-0092。

2.2 酵母菌發(fā)酵對(duì)飼料品質(zhì)的影響


酵母菌發(fā)酵對(duì)飼料品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。

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由表2可知,菌株BLCC4-0048在發(fā)酵24 h、48h和72h時(shí)活菌數(shù)均在108CFU/g水平,其余菌株均在109CFU/g水平。24h以菌株BLCC4-0021發(fā)酵活菌數(shù)最高,其次是菌株BLCC4-0042;48h和72h時(shí)均以菌株BLCC4-0021發(fā)酵活菌數(shù)最高,72h時(shí)為53.50×108CFU/g;其次是菌株BLCC4-0042,兩者間差異不顯著(P>0.05)。由粗蛋白含量來(lái)看,各菌株間差異均不顯著(P>0.05),其中以菌株BLCC4-0021和菌株BLCC4-0042發(fā)酵時(shí)稍高。綜合考慮,選擇適宜作為發(fā)酵哺乳母豬全價(jià)飼料的酵母菌為BLCC4-0021和BLCC4-0042。


2.3 混菌發(fā)酵對(duì)飼料品質(zhì)的影響


利用篩選得到的乳桿菌BLCC2-0015、BLCC2-0092和酵母菌BLCC4-0021、BLCC4-0042混菌發(fā)酵哺乳母豬全價(jià)飼料,發(fā)酵方式為厭氧發(fā)酵(乳桿菌/酵母菌為3∶2,接種量2%),發(fā)酵溫度為32℃。以不接種任何菌株的空白料為對(duì)照,考察混菌發(fā)酵對(duì)飼料品質(zhì)的影響,結(jié)果見(jiàn)表3。

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由表3可知,R0015+J0021、R0015+J0042發(fā)酵各時(shí)間點(diǎn)的pH值均顯著低于R0092+J0021、R0092+J0042厭氧聯(lián)合發(fā)酵(P<0.05)。各復(fù)配組在各時(shí)間點(diǎn)的乳桿菌活菌數(shù)均在109CFU/g水平,且R0015復(fù)配發(fā)酵時(shí)乳酸桿菌活菌數(shù)較高;24h時(shí)R0015+J0021和R0015+J0042發(fā)酵活菌數(shù)顯著高于R0092+J0021和R0092+J0042復(fù)配發(fā)酵時(shí)(P<0.05)。且隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),活菌數(shù)呈下降趨勢(shì),發(fā)酵72h時(shí)酵母菌活菌數(shù)低于接種量。R0015+J0021和R0015+J0042發(fā)酵組粗蛋白含量均高于R0092+J0021和R0092+J0042復(fù)配發(fā)酵組,其中24h和48h時(shí)差異顯著(P<0.05)。酸溶蛋白含量和總酸含量結(jié)果一致,R0015+J0021和R0015+J0042復(fù)配發(fā)酵組均顯著高于R0092+J0021和R0092+J0042復(fù)配發(fā)酵組( P<0.05);R0015+J0021最高。

綜合考慮,選擇乳桿菌BLCC2-0015與酵母菌BLCC4-0021(3:2)聯(lián)合發(fā)酵哺乳母豬全價(jià)料效果最優(yōu)。發(fā)酵24h時(shí),乳桿菌活菌數(shù)可達(dá)67.00×108CFU/g,粗蛋白含量高出對(duì)照組45.41%,酸溶蛋白含量高出對(duì)照組23.41%,總酸含量可達(dá)到20.68 mg/g。

3 結(jié)論


本試驗(yàn)對(duì)菌種庫(kù)保存的性能優(yōu)良的乳酸桿菌和酵母菌發(fā)酵哺乳母豬全價(jià)料飼料,根據(jù)發(fā)酵后飼料pH值、活菌數(shù)、粗蛋白、酸溶蛋白和總酸等指標(biāo),篩選出適宜發(fā)酵的乳桿菌為BLCC2-0015和BLCC2-0092,適宜發(fā)酵的酵母菌為BLCC4-0021和BLCC4-0042?;炀l(fā)酵時(shí),以BLCC2-0015+BLCC4-0021(3:2)復(fù)配組效果最優(yōu),發(fā)酵24h時(shí),乳桿菌活菌數(shù)可達(dá)67.00×108CFU/g,粗蛋白含量高出對(duì)照組45.41%,酸溶蛋白含量高出對(duì)照組23.41%,總酸含量可達(dá)20.68mg/g。

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