幼參發(fā)酵飼料的制備及其養(yǎng)殖效果評價

孫 　 興，　張 春 曉，　郭 　 航，　黃 忠 剛，　肖 　 珊，　王 際 輝

(1.大連工業(yè)大學 生物工程學院, 遼寧 大連　116034；2.大連工業(yè)大學 食品學院, 遼寧 大連　116034；3.大連博仕奧生物科技有限公司， 遼寧 大連　116085 )

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幼參發(fā)酵飼料的制備及其養(yǎng)殖效果評價

孫 興1，張 春 曉2，郭 航2，黃 忠 剛3，肖 珊1，王 際 輝1

(1.大連工業(yè)大學 生物工程學院, 遼寧 大連116034；2.大連工業(yè)大學 食品學院, 遼寧 大連116034；3.大連博仕奧生物科技有限公司， 遼寧 大連116085 )

利用酵母菌、芽孢桿菌和乳酸菌混合固態(tài)發(fā)酵幼參飼料，對發(fā)酵前后營養(yǎng)成分變化進行測定及養(yǎng)殖效果進行評價。結果表明，與未發(fā)酵飼料相比，粗蛋白含量和粗灰分含量無顯著性變化；可溶性還原糖含量顯著升高，提高了3.48倍；粗纖維含量降低了5.00%。進行50 d的養(yǎng)殖實驗，發(fā)酵飼料組海參比空白組增重率提高了18.30%，發(fā)酵飼料組刺參的生長性能優(yōu)于未發(fā)酵飼料組。發(fā)酵飼料組養(yǎng)殖水體中氨氮、亞硝酸鹽、硫化物濃度并無顯著變化，表明發(fā)酵飼料對水質沒有顯著的改善。

海參；發(fā)酵飼料；營養(yǎng)品質；養(yǎng)殖

0　引　言

刺參(Apostichopusjaponicus)是名貴的水產(chǎn)品，具有豐富的營養(yǎng)價值和藥用價值[1]。近年來，隨著海參養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，有限的天然餌料已經(jīng)不能滿足實際生產(chǎn)的需要。由于海區(qū)污染、過度利用等因素，鼠尾藻等優(yōu)質原料已近枯竭，造成海參飼料價格較高，質量良莠不齊[2]。刺參飼料原料主要來自于海洋，與刺參生長的環(huán)境相似，加之處理不當，會更容易存留、傳播刺參病原[3]。目前，海參飼料產(chǎn)品的營養(yǎng)成分不穩(wěn)定且市場相對混亂，已成為影響海參養(yǎng)殖生產(chǎn)發(fā)展的潛在因素[4]。對飼料進行發(fā)酵成為解決以上問題的有效方法之一。固態(tài)發(fā)酵具有微生物易生長、對設備構造要求簡單、后處理簡單等優(yōu)點，在實際生產(chǎn)中優(yōu)勢明顯[5]。本研究利用3種有益菌對幼參飼料進行混合固態(tài)發(fā)酵，并對制備的幼參發(fā)酵餌料進行營養(yǎng)研究和養(yǎng)殖效果評價，以期為發(fā)酵飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的應用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

餌料配方：馬尾藻粉20%，海青粉20%，發(fā)酵豆粕4%，魚粉3%，蝦粉4%，扇貝邊粉2%，脫膠海帶粉32%，玉米粉6%，破壁啤酒酵母粉5%，預混料4%。

發(fā)酵菌種：芽孢桿菌，從海參腸道中篩選并經(jīng)16s rDNA鑒定[6]；釀酒酵母2144和干酪乳酸菌均為實驗室保藏菌種。

YPD培養(yǎng)基：葡萄糖20 g，蛋白胨20 g，酵母膏10 g，蒸餾水1 000 mL，自然pH。

LB肉湯培養(yǎng)基：胰蛋白胨10 g，酵母浸粉5 g，氯化鈉10 g，蒸餾水1 000 mL，pH 6.9±0.1。

MRS乳酸培養(yǎng)基：葡萄糖20 g，蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母膏5 g，K2HPO42 g，乙酸鈉5 g，檸檬酸銨2 g，MgSO40.2 g，MnSO40.05 g，吐溫80 1 mL，蒸餾水1 000 mL，pH 6.2～6.4。

儀器：KDY-9820半自動凱氏定氮儀，北京通潤源機電技術有限公司；CM-07水質測定儀，麥科儀(北京)科技有限公司。

1.2方法

1.2.1發(fā)酵菌株的制備

分別用YPD培養(yǎng)基、LB肉湯培養(yǎng)基和MRS乳酸培養(yǎng)基液態(tài)培養(yǎng)釀酒酵母2144、芽孢桿菌和干酪乳酸菌。培養(yǎng)結束后菌數(shù)均達到108～109cfu/mL。

1.2.2發(fā)酵飼料的制備

按餌料配方比例添加各組分并充分混合均勻。接種餌料5%的總菌液，3種菌質量比1∶1∶1。加水至餌料含水量達到40%～45%，混合均勻，達到手握成團、落地松散的程度。將混好的幼參餌料放入帶有單項透氣閥的包裝袋中密封，在25～30 ℃發(fā)酵7 d，期間每天翻轉一次。

1.2.3菌數(shù)的測定

采用稀釋涂布平板法測定發(fā)酵前后發(fā)酵菌種的活菌數(shù)。

1.2.4發(fā)酵飼料的評價

1.2.4.1感官評價

對發(fā)酵飼料進行取樣。觀察、記錄發(fā)酵后飼料的顏色、氣味、黏度的變化。

1.2.4.2營養(yǎng)品質的測定

粗蛋白的測定參照GB/T 6432—1994；粗纖維的測定參照GB/T 6434—2006，略加改動[7]；粗灰分的測定參照GB/T 6438—2007；可溶性還原糖的測定采用DNS(3,5-二硝基水楊酸)法測定。

1.2.5發(fā)酵飼料養(yǎng)殖效果試驗

1.2.5.1實驗原料

實驗用幼參為大連市長?？h小長山愛琴海海參養(yǎng)殖場人工培育的健康幼參，剔除大小差異較大、畸形的個體，每頭幼參的質量為(6.25±0.05) g。

1.2.5.2養(yǎng)殖條件

水溫16～25 ℃，海水鹽度3.0%～3.4%，每池海水體積為20 m3，每池投放20 kg幼參，養(yǎng)殖周期50 d。

1.2.5.3日常管理

每天投喂一次飼料，觀察上一次的幼參攝食情況，投喂幼參質量的3%～5%不等，但各處理組之間等量投喂。每10 d倒池1次，最后一次倒池時稱量幼參質量。

1.2.5.4投喂發(fā)酵飼料對水質的影響

在一個倒池周期內測定氨氮濃度、亞硝酸鹽濃度和硫化物的濃度變化情況。

1.2.6數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對實驗處理的數(shù)據(jù)進行單因子方差分析，當不同處理之間存在顯著性差異(P<0.05)時，采用Turkeys多重比較。

2　結果與討論

2.1發(fā)酵前后菌數(shù)的變化

從表1可以看出，3種益生菌繁殖良好，發(fā)酵后菌數(shù)均比發(fā)酵前增加。

表1　發(fā)酵前后菌種數(shù)量的變化

2.2發(fā)酵飼料的評價

2.2.1發(fā)酵飼料的感官評價結果

根據(jù)“1.2.1”的方法制備的發(fā)酵飼料與未發(fā)酵的飼料從感官角度觀察分析，結果如表1所示。發(fā)酵飼料顏色的變化可能是微生物發(fā)酵過程中有機物質轉化為小分子物質造成的；發(fā)酵飼料氣味的變化可能是微生物在代謝過程中產(chǎn)生芳香物質引起的，尤其是酸香味，很可能是干酪乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的，會對海參有一定的誘食作用；而發(fā)酵飼料的黏性增強可能是微生物發(fā)酵過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物及微生物本身具有黏性所導致的。發(fā)酵飼料的感官變化與姜燕等[8]的結果一致。

表2　飼料的感官評價

2.2.2飼料發(fā)酵前后的營養(yǎng)變化

從表3中可以看出，對比未發(fā)酵飼料，發(fā)酵飼料的粗蛋白和可溶性還原糖質量分數(shù)都有所提高，其中可溶性還原糖含量的變化存在極顯著差異(P<0.01)，而粗蛋白含量變化并不顯著(P>0.05)。發(fā)酵飼料與未發(fā)酵飼料相比，粗纖維和粗灰分質量分數(shù)都有所下降，其中粗纖維質量分數(shù)的變化存在顯著差異(P<0.05)，而粗灰分質量分數(shù)的變化并不顯著。

表3　幼參發(fā)酵飼料的營養(yǎng)成分變化

發(fā)酵飼料中粗蛋白含量略微提高可能因為發(fā)酵前后飼料中含氮物質并不發(fā)生變化，增加部分僅為接種菌體及培養(yǎng)基中的含氮物質，但含量有限，所以提高不顯著；而發(fā)酵飼料可溶性還原糖的顯著性提高可能是由于接種培養(yǎng)基中含有部分可溶性還原糖，或者微生物在發(fā)酵過程中將飼料中和接種培養(yǎng)基中大分子的糖類降解為可溶性還原糖引起的；微生物對粗纖維的降解導致發(fā)酵飼料粗纖維含量下降。

2.3發(fā)酵飼料的養(yǎng)殖效果實驗

2.3.1發(fā)酵飼料對幼刺參生長的影響

分別對發(fā)酵飼料組和未發(fā)酵飼料組的生長性能進行測定。從表4可以看出，發(fā)酵飼料組終重顯著高于未發(fā)酵飼料組；發(fā)酵飼料組海參比空白組海參增重率提高18.30%；另外，發(fā)酵飼料組的臟壁比為0.16，顯著小于空白組。

表4　發(fā)酵飼料對幼參生長性能的影響

唐黎等[9]研究表明，刺參從8月上旬水溫達到18 ℃開始進入夏眠，消化道的蛋白酶、淀粉酶和褐藻酸酶的活力逐漸下降，為全年最低水平。劉永宏等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在60 d的夏眠期1齡刺參可減體質量52.8%。研究表明，在刺參養(yǎng)殖過程中亞硝酸鹽是影響刺參正常生長的重要因素，養(yǎng)殖水體中的亞硝酸鹽超過閾值0.1 mg/L時，海參就會受到毒害作用，表現(xiàn)為生長和發(fā)育緩慢，甚至死亡[11]。本研究中，空白組在10 d倒池周期內，第6天以后亞硝酸鹽的濃度超過閾值，而發(fā)酵組在第8天以后才超過閾值，受影響較小。因此，發(fā)酵飼料組在同樣的起始條件下增重14.35%，顯著高于空白組，說明發(fā)酵飼料對幼參生長有良好的促進作用。

刺參所攝食食物中的大分子營養(yǎng)物質，轉化為小分子物質才能被充分吸收利用[12]。初始原料在適宜條件下，經(jīng)發(fā)酵菌種的作用，飼料中的部分大分子蛋白降解成海參能直接消化吸收的小分子蛋白、肽、氨基酸等，提高了蛋白利用率。本研究利用3種有益菌發(fā)酵幼參飼料，酵母含有豐富的維生素，可以提高飼料中維生素含量，對提高海參的體質、提高防病抗病能力有明顯作用[13]。啤酒酵母及其代謝產(chǎn)物能促進腸道有益菌的繁殖、提高酶解作用，從而提高飼料的利用率。芽孢桿菌在動物腸道含量較少，但其產(chǎn)生的內生孢子具有很強的抗逆性，能耐受高膽鹽，低pH的環(huán)境，能夠定植在刺參的腸道內發(fā)酵作用。另外，芽孢桿菌還會產(chǎn)生淀粉酶、蛋白酶等消化酶提高刺參的消化能力。乳酸菌在發(fā)酵過程中能夠產(chǎn)生有機酸、各種酶類和乳酸菌素等多種物質。這些物質本身既是營養(yǎng)物質，又可以降低腸道pH[14]。此外，在飼料發(fā)酵過程中還會產(chǎn)生并積累大量的營養(yǎng)豐富的微生物及代謝產(chǎn)物，并降解一些大分子類物質，使飼料變軟變香，不僅改善了飼料的理化性質，而且提高了發(fā)酵飼料的適口性、消化率和營養(yǎng)價值。

2.3.2發(fā)酵飼料對水質的影響

由圖1可知，在10 d的倒池周期內，空白組和發(fā)酵飼料組養(yǎng)殖池海水中氨氮濃度、亞硝酸鹽濃度、硫化物濃度均呈上升趨勢。其中發(fā)酵飼料組氨氮濃度在前4 d高于空白組，后6 d低于空白組，但兩組同一時間點上無顯著性差異；發(fā)酵飼料組亞硝鹽濃度一直低于空白組，僅在第6天兩組存在顯著性差異；兩組中硫化物濃度變化都不明顯，且同一時間點均無顯著性差異。由此可見，發(fā)酵飼料并不會對養(yǎng)殖水體水質產(chǎn)生影響。

(a) 氨氮

(b) 亞硝酸鹽

(c) 硫化物

圖1養(yǎng)殖池海水中各組水質的變化情況

Fig.1Changes of water quality in each group

3　結　論

經(jīng)過酵母菌2144、芽孢桿菌和干酪乳酸菌混合固態(tài)發(fā)酵與未發(fā)酵的飼料相比，粗蛋白與粗灰分無顯著性變化，可溶性還原糖質量分數(shù)顯著升高，提高了3.84倍，粗纖維質量分數(shù)顯著性下降，由24.62%下降到19.62%。養(yǎng)殖實驗結果表明，發(fā)酵飼料組刺參的生長性能顯著優(yōu)于未發(fā)酵飼料組，但是發(fā)酵飼料并不會對水質起到顯著改善作用。本研究的結果表明，混菌固態(tài)發(fā)酵幼參飼料具有更高的營養(yǎng)價值，并對幼參生長具有良好的促進作用。

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The production of fermented juvenile sea cucumber feed and its feeding performance evaluation

SUNXing1,ZHANGChunxiao2,GUOHang2,HUANGZhonggang3,XIAOShan1,WANGJihui1

(1.School of Biological Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China；2.School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China；3.Dalian Boss-all Biological Science and Technology Limited Company, Dalian 116085, Chin )

JuvenileseacucumberfeedwasfermentedbyYeast2144, BacillusandLactobacillus caseitoproducehighqualityfeed.Theresultsshowedthatcrudeproteinandashcontentdidn’tchangesignificantly,whilereducingsugarincreased3.48timesandcrudefiberreducedby5.00%.Thegrowthrateoffermentedfeedgroupswere18.30%higherandhadbettergrowthperformancethanunfermentedgroups.Theconcentrationofammonia,nitriteandsulfideinaquaculturewaterhadnosignificantchange,indicatingthefermentedfeedhadnoadverseeffectonwaterquality.

sea cucumber; fermented feed; nutrition; aquaculture

孫興,張春曉,郭航,黃忠剛,肖珊,王際輝.幼參發(fā)酵飼料的制備及其養(yǎng)殖效果評價[J].大連工業(yè)大學學報,2016,35(4):239-242.

SUN Xing, ZHANG Chunxiao, GUO Hang, HUANG Zhonggang, XIAO Shan, WANG Jihui. The production of fermented juvenile sea cucumber feed and its feeding performance evaluation[J]. Journal of Dalian Polytechnic University, 2016, 35(4): 239-242.

2015-01-04.

國家星火計劃項目(2015GA651002)；國家海洋公益性行業(yè)科研專項項目(201405003)；遼寧省教育廳創(chuàng)新團隊項目(LT2014010)；遼寧省農(nóng)業(yè)領域青年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃項目(2015004).

孫 興(1989-)，男，碩士研究生；通信作者：王際輝(1970-)，男，教授.

TS254.2；S963.5

A

1674-1404(2016)04-0239-04