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微生態(tài)發(fā)酵飼料是依靠酵母菌、芽孢桿菌等有益微生物的新陳代謝，將飼料中不利于動物消化吸收的一些大分子及抗營養(yǎng)物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化，形成一種富含高活性益生菌和營養(yǎng)活性物質(zhì)的生物飼料。微生態(tài)發(fā)酵飼料能有效改善動物消化吸收，調(diào)節(jié)動物的微生態(tài)平衡，抑制和殺死有害菌，提高機體免疫功 能，促進動物生長，還具有保護環(huán)境，原料廣泛存在，不受條件限制，投入少、產(chǎn)出多等優(yōu)勢。目前，微生物發(fā)酵飼料在肉羊上應用已有報道。研究顯 示，微生物發(fā)酵飼料能有效提高肉羊生長性能，提高生產(chǎn)效益等 。但目前市面上的微生物發(fā)酵飼料質(zhì) 量參差不齊、品質(zhì)不一，鑒于此，本試驗選取麩皮 、米糠 、玉米皮、棗渣等為發(fā)酵底物，以酵母菌與枯草芽孢桿菌為協(xié)同發(fā)酵菌，比較不同飼料組方和不同翻料工藝對發(fā)酵飼料品質(zhì)的影響，為今后肉羊微生物發(fā)酵飼料的研究和生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1   菌株

釀酒酵母菌XR4、BC 和枯草芽孢桿菌A15均 來自內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學獸醫(yī)學院反芻動物微生態(tài)制劑 課題組菌種庫。

1.2   菌株培養(yǎng)

將兩株釀酒酵母菌分別接種至自制液體培養(yǎng)基 中 ，180r/min 、30°C培 養(yǎng)48h ;枯草芽孢桿菌接種到營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基中，180r/min、37°C培養(yǎng)24h 。

1.3   固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基配方設(shè)計

結(jié)合內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學獸醫(yī)學院反芻動物微生態(tài)制劑課題組前期試驗結(jié)果，參照肉羊飼養(yǎng)標準NY/T816—2004設(shè)計試驗日糧。本試驗選取麥麩、玉米、米糠、玉米皮、玉米渣 、棉粕、糖渣、棗渣粉8種飼料為發(fā)酵底物，利用DPS軟件進行8因子24處理，離心系數(shù)0.5的 “具附加線性約束的混料試驗設(shè)計”設(shè)計飼料組合 ，從中選取了8個組方進行發(fā)酵試驗，其中無機鹽添加量為2.6%，其組成和比例為(NH4)2 SO4∶KH2PO4∶MgSO4=20∶5∶1。

1.4   試驗設(shè)計

在內(nèi)蒙古某生物科技有限公司的車間進行固態(tài)發(fā)酵試驗，以表1中的8個組方為8個試驗組，控制各組發(fā)酵料均為500kg，初始含水量為45% ，將培養(yǎng)的釀酒酵母菌(BC、XR4)和枯草芽孢桿菌 (A15)按 2∶2∶1 (總接種量為8% )的比例，分別接種到固態(tài)發(fā)酵料中進行發(fā)酵，不同時間點多點取樣檢測。

1.5   測定指標與方法

1.5.1   組方篩選

選取8個組方0、24、36、45、55h的樣品，測定其活菌數(shù) 、β-葡聚糖 、 甘露聚糖、多肽等營養(yǎng)活性物質(zhì)的含量 ，固態(tài)發(fā)酵料中的活菌計數(shù)采用平板浸注法;β-葡聚糖、甘露聚糖采用液相色譜—示差折光檢測器測定;多肽采用紫外吸收法測定。

1.5.2   固態(tài)飼料發(fā)酵

品質(zhì)翻料工藝試驗以組方篩選試驗中篩選出的最優(yōu)組方為發(fā)酵基質(zhì)，分為3組進行發(fā)酵試驗，其中對照組不翻料，試驗1組在料溫達到35°C (即發(fā)酵42h)時翻料一次，試驗2組在發(fā)酵42和53h分別進行一次翻料，各組選取0、42、53、59、68h的樣品測定其活菌數(shù)及β-葡聚糖、甘露聚糖、多肽含量，測定方法同1.5.1。

1.6   數(shù)據(jù)分析

利用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行初步整理 ，用SAS9.1.3軟件中的GLM過程進行方差分析，采用Duncan氏法進行多重比較，最后采用 Topsis法對數(shù)據(jù)進行多 試驗、多指標綜合分析，評選出最優(yōu)的試驗組。

2 結(jié)果與分析

2.1.1   8個不同組方發(fā)酵料活菌數(shù)測定

由表2可知，從0到55h整個發(fā)酵過程中，8個發(fā)酵料中的活菌數(shù)都表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢 ，從起點到活菌數(shù)最高值時，活菌數(shù)的增長率分別為 : 1285%、134%、220%、1120%、510%、1066%、 2056% 及2400% ，組方7和8增長率較大，同時組方7在36h時達到37.30×105CFU/g，顯著高于其他組 (P<0.05)，在55h發(fā)酵結(jié)束時，組方1活菌數(shù)為12.37×105CFU/g顯著高于其他組 (P<0.05)。 

2.1.2   8個不同組方發(fā)酵料β-葡聚糖含量

由表3可知，整個發(fā)酵過程中，8個配方的β-葡聚糖含量都表現(xiàn)出不同程度的增長。與0時相比，發(fā)酵至55h時，8個組方中β-葡聚糖含量增長率分別為 184%、132%、130%、161%、180%、139%、168%及153%，組方1增長率最高，在55h時其β-葡聚糖含量 為93.88mg/100mg，發(fā)酵結(jié)束時組方7 的β-葡聚糖含量達到97.41mg/100 mg。 

2.1.3   8個不同組方發(fā)酵料甘露聚糖含量

由表4可知，發(fā)酵過程中8個配方的甘露聚糖含量都表現(xiàn)出不同程度的增長，與0時相比，8個組方發(fā)酵至55h時，其甘露聚糖含量增長率分別為113%、94%、103% 、70%、103% 、86%、123%及109%，組方7增長率最高;發(fā)酵結(jié)束時組方7含量最高，達到37.66mg/100mg。

2.1.4    8個不同組方發(fā)酵料多肽含量

由表5可知，在發(fā)酵過程中，8個配方的多肽含量都表現(xiàn)出不同程度的上升趨勢，與0時相比，發(fā)酵至55h時，其增長率分別為17%、22%、23%、18%、27%、29%、37%及28%，組方7增長率高于其他組;且在55h時，組方7多肽含量達到20.17μg/100mg，顯著高于其他組(P<0.05)。

2.1.5   8個不同組方各指標綜合評定

依據(jù)以上試驗結(jié)果使用 DPS14.10軟件Topsis法對數(shù)據(jù)進行多試驗、多指標綜合分析，結(jié)果見表6。由表6可知，組方7為最優(yōu)組方，其發(fā)酵最高點活菌數(shù)增長率為2056%，達到了37.30×105CFU/g，發(fā)酵結(jié)束時β-葡聚糖、甘露聚糖、多肽增長率分別為168% 、123%、37%，含量分別為97.41mg/100mg、37.66mg/100mg及20.17μg/100mg。 

2.2    翻料工藝對固態(tài)發(fā)酵料品質(zhì)的影響

2.2.1   翻料工藝對固態(tài)發(fā)酵料中溫度變化的影響

以組方7為基礎(chǔ)進行翻料工藝的研究。由圖1可知，在0到42h，3個組的發(fā)酵料溫度逐漸上升達到35°C左右。對照組在42到59h過程中的溫度繼續(xù)上升達到44°C，之后溫度保持不變;而試驗1組在42h測溫后進行了翻料，此時料溫 降至25.5°C，隨著發(fā)酵的進行料溫又逐 漸升高，到53h時溫度為36°C，顯著低于對照組 (P<0.05)，在53到68h過程中溫度不斷上升到43°C;試驗2組在 42h第1次翻料后溫度下降到25°C，從42.5到53h這個階段，其溫度逐漸上升到35.5°C，顯著低于對照組(P<0.05 )，在53h第2次翻料后溫度下降到30°C，從53.5到68h這個階段，溫度逐漸上升到43°C，但該過程溫度明顯低于試驗1組。

2.2.2   翻料工藝對固態(tài)發(fā)酵料中活菌數(shù)的影響

由表7可知，發(fā)酵過程中，酵母活菌數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢 ;在42h時 各組之間差異不顯著 (P>0.05)，此 對 照組的酵母活菌數(shù)達到最大值，隨后快速下降，到68h時達到最低值。試驗1組在42h時進行了翻料后，隨著發(fā)酵時間的延長酵母活菌數(shù)繼續(xù)增長，到53h時達到最大值，之后逐漸下降，到68h時 降至6.50×105CFU/g，仍顯著高于照組(P<0.05);而試驗2組在42和53h經(jīng)過 2次翻料處理，在53h時酵母活菌數(shù)達 到最大，在53到68h過程中活菌數(shù)下降速度明顯比對照組和試驗1組緩慢，59和68h的活菌數(shù)均顯著高于對照組和試驗1組 (P<0.05)。

2.2.3   翻料工藝對固態(tài)發(fā)酵料中β-葡聚糖、甘露聚糖含量的影響

由表8、9可知，從0到42h，固態(tài)發(fā)酵料中β-葡聚糖和甘露聚糖含量不斷增加，3組間無顯著差異 (P>0.05)，試驗1組在 42h進行翻料，發(fā)酵結(jié)束時其β-葡聚糖和甘露聚糖含量顯著高于對照組 (P<0.05 );試驗2組分別在42和53h進行了2次翻料，在68h時兩種多糖含量顯著高于其他組 (P<0.05)，特別是第2次翻料后，試驗2組的β-葡聚糖和甘露聚糖含量出現(xiàn)明顯增加。發(fā)酵結(jié)束 時，試驗2組兩種多糖含量比對照組分別提高了7.53%和7.63%;比試驗1組提高了 4.67%和3.56%。此外，從42到53h，3組β-葡聚糖的增長率分別為4.7%、9.0%、8.4%，試驗組高于對照組，從53到68h，試驗1組提高4.0%，試驗2組 提高8.9%、試驗2組明顯高于試驗1組。從42到53h，3組甘露聚糖分別提高3.6%、7.9%、8.4%;從53到68h，試驗1組提高6.25% ，試驗2組提高 8.9%，試驗2組明顯高于試驗1組。

2.2.4   翻料工藝對固態(tài)發(fā)酵料中多肽含量的影響

由表10可知，隨著發(fā)酵時間的延長，固態(tài)發(fā)酵多肽含量不斷增加，0和42h時3組間多肽含量無 顯 著 差 異 (P>0.05 );試驗1組在42h翻料后發(fā)酵至53h時，多肽含量明顯增加，顯著高于對照組 (P <0.05 );試 驗2組在42和53h分別進行了2次翻料，發(fā)酵結(jié)束時其多肽含量顯著高于其他兩組 (P<0.05)，比對照組提高了3.00% ，比試驗1組提高了1. 2 % 。此外，42到53h，3組多肽含量分別提高5.6%、10.2%及10.2% ，試驗組增長率高于對照組;53到68h，試驗1組增長率為3.9% ，試驗2組增長率為4.2% ，試 驗2組較高于試驗1組。

3 討   論

3.1   8組發(fā)酵料活菌數(shù)及營養(yǎng)物質(zhì)起點值不同的原因分析

本試驗在測定物料活菌數(shù)及3種營養(yǎng)物質(zhì)含量時發(fā)現(xiàn)，即使在試驗的起始點，8個組方也存在明顯 差異，造成這種現(xiàn)象的原因可能有:同以往實驗室條 件下進行的研究不同，本次試驗在工廠較大生產(chǎn)規(guī)模 下進行，每一個組方一次性配料達500kg，物料在混合機混拌時均質(zhì)性存在一定的差異性，此外本試驗組方中的棗渣、糖渣等原料的濕度和黏性較大， 也使物料不易混合均勻，這就造成取樣時樣品的組 成差異較大;由于工廠鍋爐的壓力存在一定偏差，使 每批配料時水溫存在一定的差異，這種溫度差異會 直接影響酵母菌的活性;此外每批次試驗菌種的濃 度和活性也有所不同，有的試驗菌種處在對數(shù)生長 期，有的放置時間較長，活性下降，這些因素等都會 導致起始點活菌數(shù)及營養(yǎng)物質(zhì)的含量差異較大，因 此本試驗選擇增長率來衡量各指標的優(yōu)劣。

針對以上問題，在今后的試驗中，應小批量配 料，并可將發(fā)酵料堆充分混合后分成幾個小堆作為 平行;嚴格控制菌株的培養(yǎng)條件，將接種量、菌種活 性及發(fā)酵環(huán)境等影響降到最低 ，將菌液充分混合后再投入生產(chǎn)，嚴格控制發(fā)酵起始點的水溫，同時采 樣時取更多的點以降低系統(tǒng)誤差。

3.2   不同組方對活菌數(shù)及3種營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

不同組方因養(yǎng)分(碳源、氮源、無機鹽)、溶氧量 和基質(zhì)的傳質(zhì)速率不同，導致微生物發(fā)酵效率產(chǎn)生 差異，代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量不同，適宜的培養(yǎng)基組成對于 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的微生物發(fā)酵飼料非常關(guān)鍵。本試驗中活菌數(shù)增長率最高的組方8中，麥麩、米糠、糖渣 、棉粕的含量較高，而棗渣、玉米、玉米渣、玉米皮含量較低，這可能是由于麩皮、米糠等原料的物理結(jié)構(gòu)較大而密度較小，有利于提高基質(zhì)的孔隙率， 進而提高溶氧量，降低水活度，糖渣和棉粕能提供豐 富的碳源和氮源，促進酵母菌的快速增殖，因此物料 中活菌數(shù)增長率較高。組方7的整體發(fā)酵效果最佳，其棗渣比例最高，可見除棗渣外各原料設(shè)定范圍均比較合理，棗渣能提供豐富的碳氮源，但同時也十分黏稠，使用過多則不利于發(fā)酵過程中氧氣和 熱量的傳遞，使發(fā)酵過程變慢，因此本試驗中組方7設(shè)計配方比較合理。

3.3   不同翻料工藝對固態(tài)發(fā)酵質(zhì)量的影響

物料的溫度、含水量、pH、通氣量等參數(shù)決定了 微生物發(fā)酵飼料的品質(zhì)。發(fā)酵料堆積太低時，發(fā)酵過程進行緩慢且占用空間較大，不利于生產(chǎn)，堆積太高又不利于物料通透性，而翻料能夠起到散熱、溶氧、代謝產(chǎn)物的擴散 、發(fā)酵料混合均勻等作用。對照組發(fā)酵至42h時料溫達到35°C，繼續(xù)發(fā)酵時由于大量熱量無法散出料溫迅速升高，此時的溫度已超過了酵母菌的耐受溫度，大量酵母菌死亡或溶解，物料中活菌數(shù)快速下降。而2個試驗 組在42h時進行翻料，料 溫明顯下降，發(fā)酵至53h時2個試驗組的活菌數(shù)均顯著高于對照組，且3種活性物質(zhì)增長率也高于對照組;試驗2組在53h第2次翻料后，溫度一直低于試驗1組，并能長時間保 持在適宜的溫度范圍內(nèi)，同時發(fā)酵料中的活菌數(shù)和 營養(yǎng)活性物質(zhì)含量也得到進一步提高。本試驗證明 了翻料對于發(fā)酵飼料的品質(zhì)有明顯的提高作用，但 由于翻料工藝加大了工作量，使生產(chǎn)流程更復雜，而翻料也會導致發(fā)酵料中水分的散失，過多翻料次數(shù) 可能會抑制發(fā)酵，因此建議實際生產(chǎn)中在溫度達到35°C時進行一到兩次翻料即可。

4  結(jié)  論

組方7為最優(yōu)組方，其組成為 :麥麩8.6% ，米糠 5.0%，玉米皮5.5%，玉米渣5.7%，無機鹽2.6% ，糖渣28.6%，棗渣粉26.0%，發(fā)酵產(chǎn)物中活菌數(shù) 為5.7×105CFU/g，β-葡聚糖含量97.41mg/10mg，甘露聚糖含量為37.6mg/10mg，多肽含量為20.17μg/100mg;在本試驗條件下，適宜的工藝為:分別在42和53h，當固態(tài)物料溫度到35°C時進行2次翻料，發(fā)酵產(chǎn)物中活菌數(shù)、β-葡聚 糖 、甘露聚糖、多肽含量比對照組分別提高了607%、7.5%、7.6%、3.0%。 

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