含水率對發(fā)酵飼料品質(zhì)的影響

四川農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院 周夢佳 李濤 曾燕 吳海燕 孫彥

四川農(nóng)業(yè)大學動物疫病與人類健康四川省重點實驗室 倪學勤＊ 曾 東

微生物發(fā)酵飼料是指在人為可控制的條件下，以植物性農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料，通過有益微生物的代謝作用，降解部分多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等大分子物質(zhì)，生成有機酸、可溶性多肽等小分子物質(zhì)，形成營養(yǎng)豐富、適口性好、活菌含量高的生物飼料（孫汝江和呂月琴，2012）。在發(fā)酵過程中生成的微生物菌體蛋白、酶類、生物活性小肽、氨基酸、有機酸、活性益生菌等，可提高畜禽的生產(chǎn)性能（陸文清和胡起源，2008），還能通過調(diào)節(jié)動物體內(nèi)的微生態(tài)平衡，防止腹瀉，增進動物健康（Tara等，2006）。但目前對發(fā)酵飼料的研究主要集中在發(fā)酵產(chǎn)品對畜禽生長性能及免疫水平影響等方面 （張騰飛，2011；金樁等，2010），而對發(fā)酵過程的工藝參數(shù)及發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)的研究相對較少。本試驗研究了不同含水率對發(fā)酵飼料pH、乳酸含量、干物質(zhì)回收率及乳酸桿菌數(shù)量變化的影響，為發(fā)酵飼料生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 發(fā)酵基料 玉米-豆粕型配合飼料。

1.1.2 發(fā)酵菌種 植物乳桿菌F，由四川農(nóng)業(yè)大學動物微生態(tài)研究中心分離保存，活菌數(shù)為1×109CFU/mL。

1.2 試驗方法 試驗共設A、B、C、D和E共5個處理，發(fā)酵飼料含水率分別為25%、30%、35%、40%和45%，每個處理3個重復。菌種添加量為1×106CFU/g飼料，以蒸餾水調(diào)節(jié)水分，混合均勻后用密閉發(fā)酵袋分裝，30℃培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 樣品pH測定 用蒸餾水調(diào)節(jié)樣品含水率為80%，攪拌均勻后直接測定。

1.3.2 乳酸含量測定 采用羥基聯(lián)苯比色法測定發(fā)酵飼料中乳酸含量（羅建等，2012）。

1.3.3 干物質(zhì)回收率測定 發(fā)酵飼料配制后立即稱重， 此后在發(fā)酵第 1、3、5、7、10 天采樣，105 ℃烘干稱重。計算發(fā)酵飼料干物質(zhì)回收率（DMR）。

1.4 乳酸桿菌數(shù)量測定 準確稱取發(fā)酵飼料10.0 g，用生理鹽水10倍遞增稀釋至10～7，取適當稀釋度的樣品滴種到MRS培養(yǎng)基中，37℃厭氧培養(yǎng)24～36 h，根據(jù)菌落數(shù)計算樣品中乳酸桿菌數(shù)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析 用SPSS19.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，結(jié)果用“平均值±標準差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分對發(fā)酵飼料pH變化的影響 由表1可知，在發(fā)酵的各個時間點，A組和B組pH均極顯著高于其余各組（P＜0.01）。發(fā)酵第1天，各組發(fā)酵飼料pH均迅速降低至5.0左右，且水分含量越高，降幅越大；在第3天，pH進一步降低，且各組之間差異均極顯著（P＜0.01）。到第5天，pH下降速率明顯減緩，D組pH最低，為4.52，極顯著低于其余各組（P＜0.01）。第7天和第10天，D組pH最低。

表1 水分對發(fā)酵飼料pH變化的影響

2.2 水分對發(fā)酵飼料乳酸含量變化的影響 由表2可知，隨著發(fā)酵時間的延長，各組乳酸含量先升高，5 d后達峰值，之后緩慢降低。在第1天和第3天，C組和D組乳酸含量均極顯著高于A組和B組（P＜0.01）。第5～10天，C組和D組乳酸含量顯著高于A組（P＜0.05），但與B組和E組差異不顯著（P＞0.05）。

表2 水分對發(fā)酵飼料乳酸含量變化的影響mmol/g

2.3 水分對發(fā)酵飼料干物質(zhì)回收率變化的影響由表3可知，隨著發(fā)酵時間的延長，各組干物質(zhì)回收率均逐漸降低，且降幅與水分含量呈正相關。在第1天，E組干物質(zhì)回收率顯著低于A組和B組（P＜0.05），而與 C組和 D組差異不顯著 （P＞0.05）。在第3天和第5天，B組干物質(zhì)回收率均顯著低于A組 （P＜0.05），C、D組和E組均極顯著低于A組（P＜0.01）。到第7天，A組與B組干物質(zhì)回收率差異不顯著（P＞0.05），C、D組和E組均極顯著低于A組（P＜0.01）。D組和E組顯著低于C組（P＜0.05），極顯著低于 B組（P＜0.01）。到第10天，相鄰兩組間差異均不顯著（P＞0.05）。

表3 水分對發(fā)酵飼料干物質(zhì)回收率的影響%

2.4 水分對發(fā)酵飼料乳酸桿菌數(shù)量變化的影響由表4可知，各組乳酸桿菌數(shù)量在發(fā)酵前3 d均逐漸增加，之后開始緩慢減少。在第1天，C和D組乳酸桿菌數(shù)量極顯著高于A、B組和E組 （P＜0.01）。在第3天，D組極顯著高于A、B組和E組（P＜0.01），C組顯著高于 B組和 E組 （P＜0.05）。第5天時，B組和C組極顯著高于A組（P＜0.01），D組和E組極顯著高于A、B組和C組（P＜0.01）。到第7天時，B、C組和D組極顯著高于A組和E組 （P＜0.01），E組顯著高于A組（P＜0.05），B、C組和 D組組間差異不顯著 （P＞0.05）。到第10天，各組乳酸桿菌數(shù)量均下降至108CFU/g數(shù)量級。B、C、D組和E組均極顯著高于A組 （P＜0.01），B、C組和D組組極顯著高于E組，B、C組和D組間差異不顯著（P＞0.05）。

表4 水分對發(fā)酵飼料乳酸桿菌數(shù)量變化的影響 lg CFU/g

3 討論

3.1 水分對發(fā)酵飼料pH變化的影響 魏愛彬等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌發(fā)酵飼料1 d后pH呈明顯下降趨勢，在發(fā)酵10 d時pH趨于穩(wěn)定，達4.2左右。李升和等（2011）研究報道，含水率為37%的發(fā)酵飼料，其pH在發(fā)酵的各個時期均低于含水率為31%～35%的發(fā)酵飼料。本試驗結(jié)果顯示，C組和D組pH降低迅速，顯著低于其余各組，這與以往的研究結(jié)果基本一致，說明水分對發(fā)酵飼料pH變化有顯著影響，含水率過高或過低均不利于pH的降低。

3.2 水分對發(fā)酵飼料乳酸含量變化的影響 研究報道，乳酸發(fā)酵飼料中乳酸含量與pH呈顯著負相關關系 （李龍等，2010）。 黃俊等 （2008）以40%～70%含水率對啤酒糟與統(tǒng)糠進行長期混合發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)含水率為60%時，乳酸含量最高。李紹章等（2010）分別采用液態(tài)、固態(tài)和液態(tài)轉(zhuǎn)固態(tài)三種工藝對飼料進行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)液態(tài)發(fā)酵組中乳酸含量最高，其次是液態(tài)轉(zhuǎn)固態(tài)發(fā)酵組；在發(fā)酵5 d后，乳酸含量逐漸降低。本試驗結(jié)果顯示，在發(fā)酵初期（1～3 d），各組乳酸含量均迅速增加，之后增加速率變慢。在同一時間，C組和D組乳酸含量均高于其余各組。

3.3 水分對發(fā)酵飼料干物質(zhì)回收率變化的影響由于乳酸菌發(fā)酵過程中部分養(yǎng)分因分解產(chǎn)生氣體釋放熱量而損失，可用DMR來表示發(fā)酵過程中養(yǎng)分的損失程度，其數(shù)值越高，說明發(fā)酵損失越小，能耗越低（席興均，2002）。 李龍等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，DMR隨水分的升高和發(fā)酵時間的延長而降低。本試驗結(jié)果與之一致。這可能是由于過低的水分抑制了飼料中乳酸桿菌的生長，養(yǎng)分分解速率降低，所以DMR較高。

3.4 水分對發(fā)酵飼料乳酸桿菌數(shù)量變化的影響賈鵬輝等（2009）研究報道，發(fā)酵飼料乳酸菌數(shù)量在48 h后達到最大值，隨后逐漸下降。這是由于微生物發(fā)酵糖類產(chǎn)酸、厭氧程度的逐漸加強以及pH降低，使乳酸桿菌大量增殖；當pH下降到一定程度時，乳酸桿菌本身也受到抑制，所以數(shù)量又逐漸下降（王旭明等，2002）。 李龍等（2010）分別以30%、40%和50%的含水率發(fā)酵飼料，發(fā)現(xiàn)乳酸菌數(shù)量隨水分升高先增加后減少，各組間差異極顯著（P＜0.01）。本試驗結(jié)果顯示，隨著發(fā)酵時間的延長，各組乳酸桿菌數(shù)量先升高，到第3天達峰值，之后緩慢降低；C組和D組乳酸桿菌數(shù)量在各時期均高于其余組。說明含水率對乳酸桿菌數(shù)量有顯著影響，發(fā)酵飼料含水率為35%～40%時，乳酸桿菌生長速率最快。

4 結(jié)論

綜上所述，水分對發(fā)酵飼料pH、乳酸含量、干物質(zhì)回收率及乳酸桿菌數(shù)量的變化均有顯著影響。本試驗條件下，發(fā)酵飼料最適含水率為35%～40%。

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