乳酸菌對固態飼料發酵效果的影響

2021-06-01 09:57:58 點擊：

摘要：研究在固態飼料發酵過程中，添加乳酸菌對飼料的水分、氣味、松散度，以及酵母和黑曲霉生長的影響。在發酵24h時添加乳酸菌，比在初始發酵時添加效果要好，飼料的氣味、松散度、酵母數、蛋白含量均較高。

生物飼料是指通過發酵工程、酶工程、蛋白質工程等生物工程技術開發的產品，生物飼料包括發酵飼料，其中發酵飼料是通過微生物自身的代謝活動，將植物性、動物性和礦物性物質中的抗營養因子分解或轉化，產生更能被畜禽采食、消化、吸收且無毒害作用的飼料。發酵飼料具有眾多優點，其中最突出的優點是為動物提供額外益生菌，從而達到調節腸道菌群，維持腸道健康，預防疾病的目的。

固態發酵飼料常選用的益生菌菌種有乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和小型絲狀真菌等。國內開發和利用的益生菌主要是乳酸菌類。乳酸菌是一大類的革蘭氏陽性細菌，無芽袍，桿菌或球菌，乳酸菌可以增強動物體免疫力。降低發酵飼料的酸度，增加飼料適口性。

固態發酵飼料過程中，乳酸菌急劇增殖，乳酸大量產生，迅速降低體系pH，抑制其他細菌的活動，減少貯藏過程中干物質和營養物質的損失。乳酸菌固態發酵飼料產酸條件非常重要，直接影響發酵周期與發酵飼料的品質。

飼料經乳酸菌發酵后，淀粉和蛋白質等大分子物質轉化成葡萄糖、氨基酸和肽類等小分子物質，縮短了消化、轉化反應鏈，使各種有效成分能迅速、高效地被吸收利用，在采食量增加的同時，飼料轉化效率也得到提高。

大量研宄表明，飼用發酵飼料可以顯著提高畜禽動物的生產性能、養分表觀消化率與免疫性能。乳酸菌固態發酵飼料，富含乳酸菌、有機酸、天然抑菌物質與酸香風味物質，體外發酵無污染、低成本、低風險，體內應用因發酵預消化而有利于動物采食消化吸收，因益生菌的定植與有機酸的調節而抑制有害菌，提高機體免疫性能，是目前研宄較多的一種替代抗生素的飼養策略。隨著動物飼養與飼料生產的逐漸規模化規范化，乳酸菌固態發酵飼料一定會有更大更廣闊的應用潛力。

本文以木薯酒糟為原料，在固態飼料發酵過程中，添加乳酸菌對飼料的水分、氣味、松散度，以及酵母和黑曲霉生長的影響。

1 材料和設備

1.1 材料

木薯酒糟（廣西某生物質能源有限公司提供）、尿素、豆粕（購買自市場）。

1.2 設備儀器

250mL三角瓶3個；

500mL三角瓶5個；

1000mL三角瓶5個；

天平；搖床；恒溫培養箱；滅菌鍋；烘箱；電爐；凱氏定氮儀；超凈工作臺；水分測定儀等。

2 實驗方法

2.1 菌種的培養

2.1.1 黑曲霉F1培養方法

（1）菌種活化：配制麩皮培養基，250mL三角瓶中裝50g，滅菌冷卻至至25 ℃，接斜面菌種3～4環，33℃培養至黑曲霉孢子數1億個/g（約培養4～5d）。

（2）一級放大培養：配制麩皮培養基1瓶，0.5L三角瓶中裝100g，滅菌冷卻至25℃，接種黑曲霉活化孢子1%，35℃培養至黑曲霉孢子數1億個/g（約培養4d）。

（3）二級放大培養：取廢醪液200g，添加1%麩皮，裝至500mL三角瓶中，接一級菌種1%，35℃，搖床180rpm培養3d，獲得黑曲霉菌液（纖維素酶活達到120U/mL）。

2.1.2 酵母Z4培養方法

（1）一級放大培養：配制YPD液體培養基，500mL三角瓶裝200g，滅菌冷卻至室溫后，接活化菌種3～4環，35℃，160rpm，搖床培養至酵母數2億個/mL。

（2）二級放大培養：取培養液200g，添加20%糖化醪和0.3%尿素（按糖化醪量算）后，裝至500mL三角瓶中，接一級菌種5%，35℃，160rpm，搖床培養至酵母數>1億個/mL。

（3）一代酵母泥菌種：取清液1L，分裝2瓶，每個1000mL三角瓶裝500g，接二級菌種5%，35℃，160rpm，搖床培養1d。發酵結束，將菌液放到1L量筒中靜置分層3h，倒掉3/4上清液，獲得一代酵母泥菌種250g，酵母數＞1億/mL。

（4）二代酵母泥菌種：取清液1L，分裝2瓶，每個1000mL三角瓶裝500g，接種一代酵母泥菌種5%，35℃，160rpm，搖床培養1d。發酵結束，將菌液放到1L量筒中靜置分層3h，倒掉3/4上清液，獲得二代酵母泥菌種250g，酵母數＞1億/mL。

2.1.3 乳酸菌的培養方法

（1）配置MRS液體培養基1瓶，500mL三角瓶中裝200g。

（2）接10%新鮮酸奶至MRS液體培養基中，35℃，靜置培養1d。

（3）培養結束，采用MRS固體培養基涂板法，在35℃，培養3d，計數菌落數。

2.2 固體飼料發酵實驗

按照不同的乳酸菌添加方式分別制備4種固體飼料進行同步發酵實驗，在發酵過程中觀察飼料的變化情況，進行比較，發酵結束后檢測飼料的水分、蛋白含量。發酵工藝如圖3

2.2.1 飼料樣品的發酵（1#樣品）

取新鮮濕糟（水分約70%）500g放入發酵塑料盒中，添加8%豆粕，1.8%尿素，磷酸二氫鉀0.05%，1%的黑曲霉F1菌液和5%的二代酵母泥菌液，添加1%的乳酸菌菌液，攪拌均勻，35℃，培養2d（輔料添加比例及接種量按濕糟的絕干重計）。

2.2.2 飼料樣品的發酵（2#樣品）

取新鮮濕糟（水分約70%）500g放入發酵塑料盒中，添加8%豆粕，1.8%尿素,磷酸二氫鉀0.05%，添加1%的黑曲霉F1菌液和5%的二代酵母泥菌液，攪拌均勻，35℃，培養24h。發酵24h后，添加1%的乳酸菌菌液，攪拌均勻，裝入密封塑料袋，35℃，厭氧發酵1d（輔料添加比例及接種量按濕糟的絕干重計）。

2.2.3 飼料樣品的發酵（3#樣品）

取新鮮濕糟（水分約70%）500g放入發酵塑料盒中，添加8%豆粕，1.8%尿素,磷酸二氫鉀0.05%，添加1%的黑曲霉F1菌液和5%的二代酵母泥菌液，攪拌均勻，35℃，培養24h。發酵24h后，添加1%的乳酸菌菌液，攪拌均勻，35℃，好氧發酵1d（輔料的添加比例及接種量按濕糟的絕干重計）。

2.2.4 飼料樣品的發酵（4#樣品）

取新鮮濕糟（水分約70%）500g放入發酵塑料盒中，添加8%豆粕，1.8%尿素，磷酸二氫鉀0.05%，添加1%的黑曲霉F1菌液和5%的二代酵母泥菌液，攪拌均勻，35℃，發酵培養48h（輔料的添加比例及接種量按濕糟的絕干重計）。發酵24h、48h時，攪拌物料，并觀察黑曲霉、酵母生長情況，及物料的水分、氣味變化。發酵結束，檢測粗蛋白、乳酸菌菌數、pH。

2.3 檢測方法

水分：快速水分測定儀法。

蛋白質：采用凱氏定氮法（參照國標GBT6432-1994）。

2.4 檢測結果及分析

四種樣品的發酵情況見表1。

為數據進行結果分析。整理如表1。

實驗結果表明：

（1）發酵初始時添加1%的乳酸菌，并進行好氧發酵（1#樣品）：

發酵過程，木薯渣蛋白 16.54%，物料水分維持在 56% 左右，沒有發現霉菌菌絲大量生長，物料pH4.5-5.5；發酵24h，有淡淡的霉味，酵母數達10億個/g；發酵48h，物料結塊，沒有乳酸味，乳酸菌未檢出，酵母數達16億個/g，產品蛋白24.79%，較原來提高了49.88%。

（2）發酵24h后添加1%的乳酸菌，并進行厭氧發酵（2#樣品）：

發酵過程，木薯渣蛋白16.54%，物料水分維持在56%左右，沒有發現霉菌菌絲大量生長，物料pH4.5-5.5；發酵24h，有淡淡的霉味，酵母數達14億個/g；發酵48h，物料松散且有明顯乳酸味，乳酸菌數6億個/g，酵母數達16億個/g，產品蛋白25.81%，較原來提高了56.04%。

（3）發酵24h后添加1%的乳酸菌，并進行好氧發酵（3#樣品）：

發酵過程，木薯渣蛋白16.54%，物料水分維持在56%左右，沒有發現霉菌菌絲大量生長，物料pH4.5-5.5；發酵24h，有淡淡的霉味，酵母數達14億個/g；發酵48h，物料輕微結塊，有輕微乳酸味，乳酸菌數3億個/g，酵母數10億個/g，產品蛋白27.68%，較原來提高了67.35%。

（4）發酵過程中沒有添加乳酸菌，并進行好氧發酵（4#樣品）：

發酵過程，木薯渣蛋白 16.54%，物料水分維持在 56% 左右，沒有發現霉菌菌絲大量生長，物料pH4.5-5.5；發酵24h，有淡淡的霉味，酵母數達14億個/g；發酵48h，物料結塊，沒有乳酸味，乳酸菌未檢出，酵母數5.8億個/g，產品蛋白24.6%，較原來提高了48.73%。

將表1所述實驗數據畫成折線圖以便于分析，得圖1。

由圖1可知，物料粘度隨淀粉比例的增加而增大，相同的溫度和剪切速率下，淀粉比例越大物料粘度越大，且淀粉比例大于15%時，粘度隨淀粉比例變化速度加快。

3 結論

綜上所述，發酵過程，木薯渣蛋白16.54%，物料水分維持在56%左右，沒有發現霉菌菌絲大量生長，物料pH4.5-5.5；發酵結束，添加乳酸菌的樣品蛋白提高率為 50% 以上，較空白樣（48.73%）高，酵母數都高于空白樣，且發酵24h添加乳酸菌的樣品，物料較疏松，乳酸菌數較多，有乳酸清香味，霉味較淡。

4 結論

通過本實驗分析，餐廚垃圾經初步固液分離后，淀粉比例對固液分離剩余物的粘度起到很大作用，比例大于15%時現象尤為顯著。所以，在餐廚垃圾固液分離剩余物的處理中，可通過適當降低漿料中淀粉比例以降低其粘度，提高固液分離效率及剩余物的處理效率。

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