乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀和茶多酚復(fù)配對袋裝液態(tài)飼料貯存特性的影響

何余湧 馬 鵬 王仁華 劉曉蘭 陸 偉

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，南昌 330045)

給哺乳仔豬飼喂液態(tài)飼料能更好地滿足其福利要求和攝食習(xí)性，從而提高采食量，促進(jìn)仔豬胃腸道的健康發(fā)育［1-2］，但傳統(tǒng)的液態(tài)飼料目前還存在使用不方便和保存時間短等方面的不足，限制了其在生產(chǎn)中的全面推廣與應(yīng)用，因此，有必要加強(qiáng)對各種液態(tài)飼料貯存技術(shù)的研究，以延長液態(tài)飼料的貨架壽命并提高其安全性，為液態(tài)飼料的全面推廣應(yīng)用奠定堅實(shí)基礎(chǔ)，這將對進(jìn)一步提高哺乳和早期斷奶仔豬的生產(chǎn)性能與成活率起到積極作用。有關(guān)液態(tài)飼料保存的研究主要集中在使用酸化劑和添加有益微生物這2個方面，主要研究了酸化劑或有益微生物對液態(tài)飼料中細(xì)菌和霉菌生長及霉菌毒素去除的影響。有研究認(rèn)為在液態(tài)飼料中添加酸化劑能夠有效抑制病原微生物的生長和促進(jìn)有益菌的增殖［3］，從而提高了液態(tài)飼料的營養(yǎng)價值［4-6］，延長了液態(tài)飼料的貨架壽命［7-8］;也有研究發(fā)現(xiàn)，在液態(tài)飼料中添加乳酸菌等有益微生物進(jìn)行發(fā)酵，促進(jìn)了有益微生物的繁殖并吸附或降解了液態(tài)飼料中的霉菌毒素［9-11］，進(jìn)一步提高了液態(tài)飼料的安全性;有關(guān)在液態(tài)飼料中添加乳酸鏈球菌素或茶多酚對液態(tài)飼料保存和品質(zhì)影響的報道很少［6］。袋裝液態(tài)飼料是一種新型液態(tài)飼料，作者先后進(jìn)行了生產(chǎn)工藝和飼喂效果等方面的研究［12-14］，但在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，袋裝液態(tài)飼料還存在保質(zhì)期短和外觀易液化等方面的問題［13］。根據(jù)已有的酸化液態(tài)飼料研究成果，本試驗(yàn)在選用乳酸作為酸化劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀和茶多酚3種添加劑的組合與劑量效應(yīng)對袋裝液態(tài)飼料保存時間和飼料品質(zhì)影響的研究。以期通過試驗(yàn)初步解決袋裝液態(tài)飼料在實(shí)際使用過程中存在的保質(zhì)期短和外觀液化等實(shí)際問題，同時探索這3種添加劑在提高袋裝液態(tài)飼料安全性、防止糊化淀粉老化和脹袋等方面的效果，最終為袋裝液態(tài)飼料的規(guī)模生產(chǎn)與推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

選擇乳酸鏈球菌素(因素A)、山梨酸鉀(因素B)和茶多酚(因素C)作為試驗(yàn)因素，每個因素設(shè)3個添加水平，因素A的3個添加水平100、200和300 mg/kg分別記作A1、A2和A3，因素B的3個添加水平200、600和1 200 mg/kg分別記作 B1、B2和 B3，因素 3的 3個添加水平 100、200和300 mg/kg分別記作 C1、C2和 C3。采用 L9(34)正交表安排試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計見表1。每組在0、15、30、45和60d各設(shè)3個重復(fù)樣品。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計Table 1 L9(34)experimentaldesign mg/kg

1.2 樣品的的準(zhǔn)備、處理與抽樣

準(zhǔn)備135個透明蒸煮袋，每個蒸煮袋內(nèi)裝入100 g未添加抗生素和益生菌的哺乳仔豬全價粉料和200 g自來水。將135袋液體飼料分成9組，每組15袋，用記號筆標(biāo)上相應(yīng)的組號，每袋加入4.7 mL乳酸并根據(jù)表2中的安排往袋內(nèi)加入相應(yīng)劑量的乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀和茶多酚，人工排盡袋內(nèi)空氣后用封口機(jī)封口，搖動蒸煮袋，使添加劑充分溶解，最后將所有蒸煮袋放入蒸箱內(nèi)，通入蒸氣，在90℃下蒸煮30 min，取出，在室溫下貯存60d，同時用自動溫度記錄儀記錄每天的室內(nèi)溫度。分別在0、15、30、45 和60d對各組抽樣，每個處理每個時間點(diǎn)3個重復(fù)樣品。

1.3 評價與測定方法

1.3.1 不同貯存時間袋裝液態(tài)飼料感官性狀的評價

根據(jù)袋裝液態(tài)飼料的形態(tài)、顏色、氣味和口感等指標(biāo)進(jìn)行綜合評分，具體標(biāo)準(zhǔn)如下。

0～5分:表示狀態(tài)很稀、分層明顯，顏色變黃，異味較濃已發(fā)酸，適口性差;6～7分:表示狀態(tài)變稀、固形物沉淀，顏色變黃，異味較淡稍帶發(fā)酸，適口性一般;8～10分:表示狀態(tài)黏稠、顏色為黃白色，清香無異味，適口性好。

1.3.2 pH 測定

先用pH分別為4.0和7.0的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液對梅特勒-托利多LP115FK型pH計進(jìn)行校準(zhǔn)，然后將樣品混勻并把pH計的探頭插入樣品中，待顯示屏中的數(shù)值穩(wěn)定后記錄其數(shù)值。

1.3.3 微生物含量測定

根據(jù) GB/T 13093—2006、GB/T 4789.3—2003和GB/T 13091—2002分別測定樣品中細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌數(shù)和沙門氏菌數(shù)。

1.3.4 黃曲霉毒素B1和玉米赤霉烯酮含量測定

黃曲霉毒素B1(aflatoxins B1，AFB1)和玉米赤霉烯酮(zearalenone，ZEN)的含量采用酶聯(lián)免疫試劑盒測定，試劑盒購自南昌博恒生物有限責(zé)任公司。

1.3.5 淀粉糊化度測定

參照熊易強(qiáng)［15］的方法。

1.4 數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析

細(xì)菌總數(shù)用 lg(CFU/g)表示，采用 SPSS 17.0統(tǒng)計軟件中的單因素方差分析(one-way ANOVA)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，并對第45天各項指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行正交分析。

2 結(jié)果

2.1 液態(tài)飼料貯存期感觀性狀和pH變化

貯存期間，室內(nèi)的平均溫度為 13.7～24.9℃，不同時間點(diǎn)各組的感觀評分變化見圖1。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，在第0～30天，各組的綜合評分均為10分，在第31～60天，各組的感觀評分出現(xiàn)了差異，在第60天，5組的感觀性狀評分最高，而8組的最低。在第31～60天，同一組袋裝液態(tài)飼料感觀性狀的評分均隨貯存時間的延長而呈下降趨勢。

圖1 貯存期感觀評分變化Fig.1 Changes of sensory scoresduring storage period

貯存期間，相同時間點(diǎn)不同組之間或不同時間點(diǎn)相同組之間的pH均未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性變化，所有pH均在4.30～4.50之間波動(圖2)。

圖2 貯存期pH變化Fig.2 Changes of pHduring storage period

2.2 袋裝液態(tài)飼料貯存期微生物數(shù)量和霉菌毒素含量

由圖3可見，隨著貯存時間的延長，各組的細(xì)菌總數(shù)呈增加的趨勢，其中，第0～45天期間，6組的細(xì)菌總數(shù)增加最少，9組的細(xì)菌總數(shù)增加最多;第0～60天期間，6組的細(xì)菌總數(shù)增加最少，3組的細(xì)菌總數(shù)增加最多。在整個貯存期，9個組均未檢測出大腸桿菌和沙門氏菌。

圖3 貯存期細(xì)菌總數(shù)變化Fig.3 Changes of total microbe countduring storage period

各組的AFB1和ZEN含量在貯存期未呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性變化，但2組和3組的AFB1和ZEN含量在第30～45天內(nèi)均有下降趨勢(圖4和圖5)。

圖4 貯存期黃曲霉毒素B1含量變化Fig.4 Changes of FAB1 contentduring storage period

圖5 貯存期玉米赤霉烯酮含量變化Fig.5 Changes of ZEN contentduring storage period

2.3 袋裝液態(tài)飼料貯存期淀粉糊化度

由圖6可見，隨著貯存時間的增加，各組的淀粉糊化度呈下降趨勢，與第0天相比，第30天和第45天6組的淀粉糊化度下降幅度最小，而2組的淀粉糊化度下降幅度最大。從第60天各組淀粉糊化度的絕對值來看，5組的淀粉糊化度最高，而8組的淀粉糊化度最低。

圖6 貯存期淀粉糊化度變化Fig.6 Changes of starch gelatinizationdegreeduring storage period

2.4 第45天各指標(biāo)正交試驗(yàn)綜合分析結(jié)果

因各個指標(biāo)所選出的最佳添加劑組合不完全一致，且第30天以后，各組外觀有不同程度的改變，因此，用多指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計綜合平衡分析法對第45天的所有試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行綜合平衡分析，以確定最適宜的添加劑組合。

進(jìn)行本試驗(yàn)的目的是要延長袋裝液態(tài)飼料液化的時間和提高其安全性及品質(zhì)，為此，6個指標(biāo)的重要性排列如下:外觀評分＞毒素含量＞細(xì)菌總數(shù)＞淀粉糊化度＞pH。

由表2和表3可見，乳酸鏈球菌素(因素A)是影響感官評分、pH、AFB1和ZEN這4個指標(biāo)的第1因素，山梨酸鉀(因素B)則是影響細(xì)菌總數(shù)和淀粉糊化度的第1因素，所以，3種添加劑的主次順序?yàn)?乳酸鏈球菌素＞山梨酸鉀＞茶多酚(因素C)。在控制6個指標(biāo)最適值的較優(yōu)水平中，3種添加劑添加量水平出現(xiàn)次數(shù)最多的是A2、B1和C3。

3 討論

3.1 添加劑的選擇

為了延長食物的貨架壽命并提高其安全性，乳酸鏈球菌素、山梨酸鉀和茶多酚等一些新的天然綠色添加劑正越來越受到關(guān)注。乳酸鏈球菌素對葡萄球菌等革蘭氏陽性菌具有明顯的抑制作用，但對革蘭氏陰性菌、酵母和霉菌等作用不明顯［16］，常用于食物的貯存保鮮［17］，其穩(wěn)定性受 pH和溫度的影響，在pH＞4時對高溫較敏感，其活性有一定程度的降低［18］;山梨酸鉀的熱穩(wěn)定性好，270℃才開始出現(xiàn)分解［19］，它能抑制沙門氏菌、霉菌和酵母菌等的生長，與乳酸鏈球菌素配合使用可以擴(kuò)大抑菌范圍;茶多酚是一種無毒無害的天然抗氧化劑，其抗氧化能力優(yōu)于二丁基羥基甲苯(BHT)和維生素 E［20］，用于食品加工時，在100 ℃下加熱時間不宜超過30 min，否則，其作用效果會受到影響［21］。在食品生產(chǎn)實(shí)踐中常用多種防腐劑的協(xié)同效應(yīng)來延長食物的貨架壽命并提高其安全性［22］。因此，本試驗(yàn)選用茶多酚、乳酸鏈球菌素和山梨酸鉀3種添加劑來探索它們的組合與劑量效應(yīng)對袋裝液態(tài)飼料貯存特性的影響。

表2 第45天各指標(biāo)結(jié)果Table 2 Results of all indexes onday 45

表3 第45天各指標(biāo)正交試驗(yàn)分析Table 3 Orthogonal analysis of all indexes onday 45

3.2 不同添加劑組合與劑量效應(yīng)對袋裝液態(tài)飼料貯存期感觀性狀和pH變化的影響

以前在進(jìn)行袋裝液態(tài)飼料的工藝及飼養(yǎng)試驗(yàn)研究時，沒有在飼料中添加有機(jī)酸或其他防腐抗氧化添加劑，高溫季節(jié)放置2個星期左右后，飼料開始變稀，顏色變黃，開袋后有異味［13］，這一現(xiàn)象可能是由于淀粉老化和高油脂含量所引起的(袋裝液態(tài)飼料中含30%的全脂大豆)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，9組的飼料在整個貯存期均未出現(xiàn)脹袋和顏色變黃的現(xiàn)象，飼料變稀的時間大大延遲，開袋后也未聞到哈味，另外，整個試驗(yàn)期未出現(xiàn)脹袋現(xiàn)象，其中的原因可能有以下幾方面:一是添加了乳酸，延緩了糊化淀粉的老化過程，使水分和油脂的析出減少。研究表明，乳酸在防止糊化淀粉的老化方面具有重要作用［7］。二是添加了茶多酚，它具有良好的抗氧化效果，有效地防止了脂肪的氧化酸敗，減少了哈味的形成。張振聲等［23］研究發(fā)現(xiàn)，在大豆原油中添加茶多酚，對前60天豆油脂肪的氧化具有明顯的抑制作用。三是使用了乳酸鏈球菌素和山梨酸鉀，抑制了微生物的繁殖速度，減輕了飼料顆粒的破壞程度。四是較好地抑制了酵母菌的繁殖，減少了CO2的形成(酵母菌等產(chǎn)氣菌在生長過程中能將淀粉轉(zhuǎn)化為CO2［2，4-5］) ，減少了養(yǎng)分的損失和脹袋現(xiàn)象。9組飼料的pH在整個貯存期無明顯的上升或下降現(xiàn)象，這說明在現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝下，這3種添加劑的組合與劑量效應(yīng)對乳酸菌等產(chǎn)酸菌的生長繁殖無明顯的增效作用，從而使袋裝液態(tài)飼料的 pH維持在4.3～4.5之間。

3.3 不同添加劑組合與劑量效應(yīng)對袋裝液體飼料貯存期微生物數(shù)量和霉菌毒素含量

9組液態(tài)飼料中的細(xì)菌總數(shù)隨貯存時間的延長均呈現(xiàn)出增加的趨勢，特別是從第30天到45天期間，細(xì)菌總數(shù)增加明顯，但與第30天的pH相比，第45天9組的pH均無明顯下降的趨勢(圖3)，這似乎說明乳酸菌等產(chǎn)酸菌的增殖不顯著。De Barros等［24］研究也表明，乳酸鏈球菌素會抑制香腸中乳酸菌的生長，袋裝液態(tài)飼料在貯存期細(xì)菌種類的變化與增殖情況還有待在今后進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)來研究。研究表明，山梨酸鉀可用來延長高水分玉米的保持期并能有效抑制玉米中黃曲霉毒素的產(chǎn)生［25］，Lee 等［26］也證實(shí)，在玉米水分含量低或把玉米裝在密封容器內(nèi)的情況下添加山梨酸鉀，其保存效果更好，添加0.5%的山梨酸鉀可完全抑制高水分玉米中鐮刀菌的生長繁殖并降低黃曲霉毒素的產(chǎn)量，但在本試驗(yàn)中，添加山梨酸鉀并未使袋裝液態(tài)飼料中的黃曲霉毒素含量呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢，這可能與山梨酸鉀的用量、添加劑互作、含水量和原料組成等因素有關(guān)。

3.4 不同添加劑組合與劑量效應(yīng)對袋裝液態(tài)飼料貯存期淀粉糊化度的影響

糊化淀粉老化后會使食物變干變硬，影響其適口性并降低其品質(zhì)。Wu等［27］研究證實(shí)，在大米淀粉糊(水∶淀粉=2∶1)中添加茶多酚可以顯著抑制貯存期糊化淀粉的老化現(xiàn)象，吳躍等［28］也證實(shí)，茶多酚對秈米淀粉老化有顯著抑制作用，茶多酚能阻止糊化淀粉重新形成結(jié)晶，從而提高了樣品的持水性，減緩了樣品的液化程度。整個貯存期淀粉糊化度降低幅度較小的是1、4和5組，其中，1組＜4組＜5組，通過比較1、4和5組的添加劑用量可知，提高茶多酚的用量確實(shí)有助于抑制糊化淀粉的老化，這與前人的研究結(jié)果［27-28］基本一致。

4 結(jié)論

①應(yīng)用正交試驗(yàn)設(shè)計綜合平衡分析法得到影響袋裝液態(tài)飼料貯存特性的3種添加劑主次順序?yàn)?乳酸鏈球菌素＞山梨酸鉀＞茶多酚。

②最佳添加組合為:200 mg/kg乳酸鏈球菌素+200 mg/kg山梨酸鉀+100 mg/kg茶多酚，在此條件下，袋裝液態(tài)飼料的適宜貯存時間為45d。

［1］ BROOKS P H，BEAL J D，NIVEN S，et al.Liquid feeding of pigs.Ⅱ.Potential for improving pig health and food safety［C］//The conference of effect of genetic and non-genetic factors on carcass and meat quality of pigs.Siedlce:［s.n.］，2003:23-29.

［2］ PLUMED-FERRER C，VON WRIGHT A.Fermented pig liquid feed:nutritional，safety and regulatory aspects［J］.Journal of Applied Microbiology，2009，106:351-368.

［3］ MIKKELSEN L L，JENSEN B B.Effect of fermented liquid feed on the activity and composition of the microbiota in the gut of pigs［J］.Pig News and Information，2000，21:59-66.

［4］ CANIBE N，HOJBERG O，BADSBERG J H，et al.Effect of feeding fermented liquid feed and fermented grain on gastrointestinal ecology and growth performance in piglets［J］.Journal of Animal Science，2007，85:2959-2971.

［5］ OLSTORPE M，LYBERG K，LINDBERG J E，et al.Populationdiversity of yeasts and lactic acid bacteria in pig feed fermented with whey，wet wheatdistillers’grains，or water atdifferent temperatures［J］.Applied and Environmental Microbiology，2008，74:1696-1703.

［6］ PLUMED-FERRER C，VON WRIGHT A.Antimicrobial activity of weak acids in liquid feed fermentations，and its effects on yeasts and lactic acid bacteria［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2011，91:1032-1040.

［7］ OHISHI K，KASAI M，SHIMADA A，et al.Effects of acetic acid on the rice gelatinization and pasting properties of rice starchduring cooking［J］.Food Research International，2007，40:224-231.

［8］ GHASEMI E，MOSAVIAN M T H，KHODAPARAST M H H.The effect of acetic and lactic acid on the oil uptake，texture and color of rice(Sang Tarom)during cooking［J］.World Applied Science Journal，2008，4(2):183-187.

［9］ DALIéD K D，DESCHAMPS A M，RICHARD-FORGET F.Lactic acid bacteria-potential for control of mould growth and mycotoxins:a review［J］.Food Control，2010，21:370-380.

［10］ EL-NEZAMI H，POLYCHRONAKI N，SALMINEN S，et al.Binding rather than metabolism may explain the interaction of two food-grade Lactobacillus strains with zearalenone and itsderivative α-zearalenol［J］.Applied and Environmental Microbiology，2002，68:3545-3549.

［11］ TOPCU A，BULAT T，WISHAH R，et al.Detoxification of aflatoxin B1and patulin by enterococcus faecium strains［J］.International Journal of Food Microbiology，2010，139(3):202-205.

［12］ 何余湧，陸偉，謝國強(qiáng)，等.早期斷奶仔豬袋裝流質(zhì)飼料蒸煮加工參數(shù)研究［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，30(2):35-320.

［13］ 何余湧，陸偉，胡善輝，等.貯存時間和方法對乳豬袋裝流質(zhì)飼料中維生素和微生物含量影響研究初報［J］.飼料工業(yè)，2008，29(8):37-40.

［14］ 何余湧，陸偉，胡善輝，等.袋裝流質(zhì)飼料對早期斷奶仔豬胃腸功能和生產(chǎn)性能影影響研究初報［J］.飼料工業(yè)，2008，29(7):32-33.

［15］ 熊易強(qiáng).飼料淀粉湖化度(熟化度)的測定［J］.飼料工業(yè)，2000(3):30-31.

［16］ MURUGESH S，MOHANASRINIVASAN V，SUBATHRA D C，et al.Bio-preservation using Bacteriocin(NISIN)produced from Lactococcus lactis subsp lactis［J］.Indian Journal of Applied Microbiology，2003，3(1):23-26.

［17］ SUGANTHI V，SELVARAJAN E，SUBATHRADEVI C，et al.Lantibiotic nisin:natural preservative from Lactococcus lactis［J］.International Research Journal of Pharmacy，2012，3(1):13-17.

［18］ 孫來華，張志強(qiáng).乳酸鏈球菌素的特性及其在食品中的應(yīng)用［J］.食品研究與開發(fā)，2008，29(10):119-123.

［19］ 王國軍.山梨酸(鉀)的性能及其應(yīng)用［J］.中國食品，2011(11):56-58.

［20］ 吳天榮，張自力.茶多酚對油脂的抗氧化效果［J］.中國茶葉加工，1996(3):32-35.

［21］ 姜紹通，潘麗軍，汪國庭，等.食品抗氧化劑茶多酚熱穩(wěn)定性的研究［J］.合肥教院學(xué)報，1998，15(4):11-13.

［22］ 于見亮，賀家亮，于秀，等.Nisin、茶多酚、殼聚糖復(fù)合保鮮冷卻羊肉的配比優(yōu)化研究［J］.食品科學(xué)，2008，29(12):712-716.

［23］ 張振聲，馮松，白福軍，等.茶多酚對大豆原油和菜籽原油儲存過程中品質(zhì)變化的影響［J］.糧食儲藏，2012(2):30-33.

［24］ DE BARROS J R，KUNIGK L，JURKIEWICZ C H.Incrporation of nisin in natural casing for the conrol of spoilage microorganisms in vacuum packaged sausage［J］.Brazilian Journal of Microbiology，2010，41:1001-1008.

［25］ DANZIGER M T，STEINBERG M P，NELSON A I.Effect of CO2，moisture content and sorbate on safe storage for wet corn［J］.American Society of Agricultural and Biological Engineers，1975，16:679-682.

［26］ LEE S J，HANNA M A，BULLERMAN L B.Carbondioxide and aflatoxin production in high-moisture corn treated with potassium sorbate［J］.Cereal Chemistry，1986，63(2):82-85.

［27］ WU Y，CHEN Z X，LI X X，et al.Effect of tea polyphenols on the retrogradation of rice starch［J］.Food Research International，2009，42:221-225.

［28］ 吳躍，林親錄，陳正行，等.茶多酚對秈米淀粉回生抑制作用的研究［J］.食品工業(yè)科技，2011，(12):78-84.