菌糠飼料的發(fā)酵菌株篩選、營養(yǎng)成分及抑菌性能分析

孫中超

（上海源耀農(nóng)牧科技有限公司，上海201317）

近年來，我國畜牧業(yè)蓬勃發(fā)展，“人畜爭糧”問題日益突出，優(yōu)質(zhì)飼料資源的開發(fā)迫在眉睫。菌糠是食用菌生產(chǎn)中栽培料經(jīng)出菇采收后所留下的廢棄料。據(jù)統(tǒng)計，我國為世界第一大菌菇生產(chǎn)國，菌菇總產(chǎn)量占世界的70%，菌糠年產(chǎn)量高達(dá)700萬t，其中僅有少量能夠得到合理利用，不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且不合理的處置方式如焚燒、隨意堆放等還會對環(huán)境造成巨大的負(fù)面影響[1-2]。眾多研究表明，菌糠中富含粗蛋白、多糖和有機(jī)酸等營養(yǎng)物質(zhì)，但也含有大量的纖維素和木質(zhì)素等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，無法被動物直接消化利用[3-5]。通過微生物發(fā)酵技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為動物可消化利用的飼料，變廢為寶，具有重大的現(xiàn)實意義。目前，關(guān)于菌糠發(fā)酵的研究主要集中在工藝優(yōu)化和動物試驗效果上，而較少關(guān)注其發(fā)酵菌株的篩選。本試驗旨在探究不同種類乳酸菌對菌糠發(fā)酵效果的影響，并分析了菌糠發(fā)酵前后營養(yǎng)成分和抑菌性能的變化，以期為菌糠發(fā)酵飼料的實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料

1.1 菌糠

試驗所用菌糠由上海光明森源生物科技有限公司提供，為金針菇出菇采收后的廢棄料。

1.2 菌種及試劑

菌糠發(fā)酵用乳酸菌（嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）、鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamno?sus）、干酪乳桿菌（Lactobacillus casei）、副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）、植物乳桿菌（Lactobacil?lus plantarum）和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bul?garicus），上海源耀農(nóng)業(yè)股份有限公司產(chǎn)品；大腸桿菌K99，中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心保存；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.3 儀器與設(shè)備

LRG-250型生化培養(yǎng)箱、電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；立式壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠產(chǎn)品；PHS-3E酸度計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司產(chǎn)品；K1100型全自動凱氏定氮儀，濟(jì)南海能儀器股份有限公司產(chǎn)品；呼吸袋，溫州創(chuàng)佳包裝材料有限公司產(chǎn)品。

2 方法

2.1 菌糠發(fā)酵試驗

取適量烘干后的菌糠干料，按照料水比1∶1加入水，再加入2%葡萄糖，分別接種10%的嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、植物乳桿菌和保加利亞乳桿菌，混勻，置于呼吸袋中，200 g·袋-1，排出多余空氣后燙口密封厭氧發(fā)酵。對照組為相同的配比和處理，但不接種乳酸菌菌劑。37℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)72 h后，取部分濕料樣品進(jìn)行乳酸菌菌落總數(shù)的測定，另取樣品烘干，進(jìn)行總酸、酸溶蛋白、粗蛋白等指標(biāo)的測定，測定結(jié)果均以干基計。

2.2 營養(yǎng)成分分析

2.2.1 營養(yǎng)指標(biāo)及測定方法

總酸含量：參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的含量》中的pH電位法進(jìn)行測定。

粗蛋白含量：參照GB/T 6432—2018《飼料中粗蛋白的測定》進(jìn)行測定。

酸溶蛋白含量：參照GB/T 22492—2008《大豆肽粉國家標(biāo)準(zhǔn)》附錄B中的方法進(jìn)行測定。

粗纖維含量：參照GB/T 6434—2006《飼料中粗纖維的含量測定》進(jìn)行測定。

2.2.2 乳酸菌菌落總數(shù)測定

取濕料進(jìn)行測定，測定方法參照GB 4789.35—2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗食品中乳酸菌檢驗》進(jìn)行測定。

2.2.3 抑菌性能的測定

采用牛津杯法，以大腸桿菌K99為指示菌株，以無菌水和未發(fā)酵菌糠作為對照，測試菌糠發(fā)酵飼料的抑菌性能。步驟如下：

（1）樣品前處理：將樣品和無菌水在無菌條件下按1∶2充分混合，搖床振蕩后離心（4 000 r·min-1，4℃，10 min），取上清液，調(diào)節(jié)pH到7.0。

（2）取培養(yǎng)好的大腸桿菌K99均勻涂布于干燥的培養(yǎng)基上。

（3）將滅菌的牛津杯等距離放置在培養(yǎng)基表面，吸取100μL樣品的加入到牛津杯中。

（4）于37℃的恒溫培養(yǎng)箱里培養(yǎng)24 h左右，觀察樣品的抑菌情況，測量抑菌圈直徑。

2.3 統(tǒng)計方法

試驗數(shù)據(jù)利用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），運(yùn)用Tukey檢驗進(jìn)行組間比較，P＜0.05時表示差異顯著，P＜0.01時表示差異極其顯著。結(jié)果的表現(xiàn)形式為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（mean±SD）”。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同種類乳酸菌發(fā)酵對菌糠總酸和酸溶蛋白含量的影響

選取總酸及酸溶蛋白含量作為菌糠發(fā)酵效果的評價指標(biāo)?？偹岷退崛艿鞍资前l(fā)酵過程中的重要參數(shù)[6-7]?？偹岷客鶗绊懓l(fā)酵類產(chǎn)品的風(fēng)味和營養(yǎng)價值。酸溶蛋白是指低分子量的蛋白質(zhì)水解物，大分子蛋白質(zhì)只有降解為小分子物質(zhì)才可被動物消化、吸收和利用，因此，酸溶蛋白含量越高，表明發(fā)酵效果越好[8]。不同種類乳酸菌發(fā)酵對菌糠總酸和酸溶蛋白含量的影響見表1和表2。

表1 不同種類乳酸菌發(fā)酵后的菌糠總酸含量

表2 不同種類乳酸菌發(fā)酵后的酸溶蛋白含量

由表1和表2可知，對照組總酸和酸溶蛋白含量均顯著低于試驗組（P＜0.05）。結(jié)果表明，菌糖發(fā)酵后總酸含量顯著上升，大分子蛋白質(zhì)含量顯著降解。此外，對于發(fā)酵菌糠而言，嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌發(fā)酵菌糠產(chǎn)酸能力最強(qiáng)。嗜酸乳桿菌組、保加利亞乳桿菌組和植物乳桿菌組的酸溶蛋白含量略高于其他組，但各組間無顯著差異（P＞0.05）。

3.2 不同種類乳酸菌發(fā)酵對菌糠乳酸菌菌落總數(shù)的影響

眾多研究表明，乳酸菌在調(diào)節(jié)動物腸道菌群平衡、提高腸道健康等方面具有重要作用[9-11]。因此，測定發(fā)酵菌糠中的乳酸菌菌落總數(shù)具有重要意義。不同種類乳酸菌發(fā)酵對菌糠乳酸菌菌落總數(shù)的影響情況見表3。

表3 不同種類乳酸發(fā)酵后的菌糠乳酸菌菌落總數(shù)

由表3可知，使用植物乳桿菌發(fā)酵，可使發(fā)酵菌糠的乳酸菌菌落總數(shù)達(dá)到最大值。

綜合3.1和3.2可知，在6株乳酸菌中，使用植物乳桿菌發(fā)酵菌糠效果較好。因此接下來將對植物乳桿菌發(fā)酵的菌糠進(jìn)行營養(yǎng)成分、衛(wèi)生指標(biāo)及抑菌性能的分析。

3.3 植物乳桿菌發(fā)酵菌糠發(fā)酵前后營養(yǎng)成分及感官指標(biāo)的變化

植物乳桿菌發(fā)酵菌糠發(fā)酵前后營養(yǎng)成分等指標(biāo)變化測定結(jié)果見表4。

表4 菌糠發(fā)酵前后的營養(yǎng)成分及感官指標(biāo)

由表4可知，菌糠經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵后，總酸含量大幅度上升（P＜0.05），發(fā)酵后達(dá)到發(fā)酵前的12.49倍；粗蛋白、酸溶蛋白較發(fā)酵前分別提高了21.14%、234.38%；益生菌總數(shù)高達(dá)16.12億·g-1；粗纖維含量下降了8.98%。此外，發(fā)酵還產(chǎn)生了濃郁的香味。表明菌糠經(jīng)發(fā)酵后營養(yǎng)價值和感官指標(biāo)均得到了較大提升。

3.4 植物乳桿菌發(fā)酵菌糠的衛(wèi)生指標(biāo)

對經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵后的菌糠進(jìn)行衛(wèi)生指標(biāo)測定，結(jié)果大腸桿菌、沙門氏菌、霉菌總數(shù)均未檢出，說明菌糠在發(fā)酵過程中未受到雜菌污染，衛(wèi)生指標(biāo)符合要求。結(jié)果見表5。

表5 菌糠發(fā)酵后衛(wèi)生指標(biāo)

3.5 植物乳桿菌發(fā)酵菌糠發(fā)酵前后抑菌性能的變化

植物乳桿菌發(fā)酵菌糠發(fā)酵前后抑菌性能的測定結(jié)果見圖1。

圖1 菌糠發(fā)酵后對大腸桿菌K99的抑菌效果

4 討論與結(jié)論

菌糖中含有豐富的纖維素、脂肪、蛋白質(zhì)和多糖等營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過加工處理可作為畜禽良好的飼料來源，引起了業(yè)界廣泛的研究與關(guān)注[12-13]。

本試驗結(jié)果表明，在6株乳酸菌（嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、植物乳桿菌和保加利亞乳桿菌）中，植物乳桿菌發(fā)酵菌糠的效果較佳，總酸含量和酸溶蛋白含量、乳酸菌菌落總數(shù)綜合而言優(yōu)于其余各組。此外，經(jīng)發(fā)酵后，菌糠產(chǎn)生濃郁的發(fā)酵氣味，粗蛋白、總酸和酸溶蛋白等營養(yǎng)成分含量顯著提高，富含高活性益生菌，并產(chǎn)生抑菌性能，其營養(yǎng)性和功能性得到較大提升。