復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵對豆粕營養(yǎng)品質(zhì)影響的研究

侯楠楠，謝全喜， 雷春紅， 楊 梟， 谷 巍

（山東寶來利來生物工程股份有限公司，山東泰安 271000）

豆粕是世界上應(yīng)用最為廣泛的植物性蛋白原料，具有蛋白質(zhì)含量高，氨基酸較為平衡（Mukul，2017），動物消化吸收利用好等優(yōu)勢；但因其蛋白分子較大以及多種抗營養(yǎng)因子的存在等，限制了其在動物特別是幼齡動物中的應(yīng)用。

益生菌發(fā)酵飼料是指利用有益菌發(fā)酵單一或混合飼料原料，去除抗營養(yǎng)因子，同時產(chǎn)生多種微生物代謝功能活性物質(zhì)的新型生物飼料 （朱新強等，2016）。大量研究表明，益生菌發(fā)酵飼料具有平衡飼料營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，改善飼料適口性，提高飼料效率；降低動物腸道病原微生物數(shù)量，減少腸道疾病的發(fā)生等作用 （Van，2002）。此外微生物發(fā)酵飼料，減少了抗生素的使用，是一種綠色環(huán)保型飼料，是當今動物研究的熱點。豆粕發(fā)酵后可顯著降低或鈍化其中的抗營養(yǎng)因子，能將大分子蛋白質(zhì)分解為小肽或氨基酸，提高豆粕的消化率，降低飼料成本（鄭裴等，2009）。本研究旨在利用復(fù)合益生菌對豆粕進行固態(tài)發(fā)酵，對比其發(fā)酵前后營養(yǎng)成分的變化，為發(fā)酵豆粕的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1 復(fù)合益生菌 由乳酸菌和釀酒酵母等組成，其活菌總數(shù)≥1.0×109cfu/g，乳酸菌和釀酒酵母均由山東寶來利來生物工程股份有限公司提供。

1.1.2 試驗原料 國產(chǎn)去皮豆粕 （市場采購）：黃色、無霉變、無結(jié)塊和異味，粉碎后過篩；玉米粉、麩皮粉，市場采購。

1.2 試驗方法

1.2.1 發(fā)酵豆粕的制備 按38∶1∶1準確稱取粉碎豆粕、玉米粉和麩皮粉，充分混合均勻，料水比為5∶4，接種量2.0‰，以不接種任何菌株的空白料為對照，32℃恒溫密封發(fā)酵72 h后，65℃烘干粉碎得到發(fā)酵豆粕樣品，備用。

1.2.2 發(fā)酵豆粕感官性狀評價 在光線正常且無異味的環(huán)境中，稱取發(fā)酵豆粕樣品于平皿中，通過眼觀、鼻聞及手捻等方法對發(fā)酵豆粕顏色、氣味和手感特征等進行評價。評價標準參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準：NY/T 2218-2012飼料原料發(fā)酵豆粕中對發(fā)酵豆粕感官性狀的要求。

1.2.3 pH測定 取10 g樣品加入90 mL滅菌后的生理鹽水中，攪拌均勻后直接采用玻璃電極pHS-3C型pH計測定。

1.2.4 發(fā)酵豆粕中微生物含量的檢測 分別按中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準：GB 4789.35-2010食品微生物學檢驗乳酸菌和GB 4789.15-2010食品食品微生物學檢驗酵母菌計數(shù)測定發(fā)酵豆粕中乳酸菌和酵母菌的含量。

1.2.5 發(fā)酵豆粕中水分、粗蛋白質(zhì)、酸溶蛋白和總酸含量的檢測 水分按國標（GB/T 6435-2014）測定；粗蛋白質(zhì)按國標（GB/T 6432-1994）凱氏定氮法測定，以干物質(zhì)為基礎(chǔ)計算測定結(jié)果；酸溶蛋白含量采用三氯乙酸（TCA）法測定；總酸（以乳酸計）含量的測定方法，參照GB/T 12456-2008進行。

1.2.6 發(fā)酵豆粕中粗纖維和灰分含量的檢測 發(fā)酵豆粕中粗纖維的含量參考中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準：GB/T 6434-2006飼料中粗纖維測定方法，粗灰分的含量參考中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準：GB/T 6438-2007飼料中粗灰分測定方法。以干物質(zhì)為基礎(chǔ)計算測定結(jié)果。

1.2.7 發(fā)酵豆粕中大腸桿菌、霉菌和揮發(fā)性鹽基氮含量的檢測 大腸桿菌按國標 （GB/T 18869-2002）飼料中大腸菌群的測定，霉菌數(shù)量按GB 4789.15-2010食品微生物學檢驗測定，揮發(fā)性鹽基氮測定方法參照GB5009.44-2003進行。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析 試驗數(shù)據(jù)用Excel軟件進行初步處理后，采用SPSS 13.0進行統(tǒng)計分析，采用One-way ANOVA進行方差分析，LSD法進行組間多重比較，結(jié)果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵對發(fā)酵豆粕感官性狀的影響 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵72 h后取樣觀察，外觀呈淺黃色至淺棕色，色澤均勻一致，無結(jié)塊，無異物，無異臭味，且有淡的酵香味，符合優(yōu)質(zhì)發(fā)酵豆粕標準。

2.2 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對pH和有益微生物的影響 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對pH和有益微生物的影響結(jié)果見表1，由表1可知，復(fù)合益生菌組的pH低于對照組1.98個單位，差異顯著（P＜0.05）；復(fù)合益生菌發(fā)酵豆粕顯著提高了乳酸菌和酵母菌數(shù)量，其中乳酸菌活菌數(shù)在109水平，酵母菌活菌數(shù)在108水平，發(fā)酵前后乳酸菌、酵母菌活菌數(shù)提高3～4個數(shù)量級。

表1 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對p H和有益微生物的影響

2.3 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對營養(yǎng)指標變化的影響 由表2可知，豆粕經(jīng)復(fù)合益生菌發(fā)酵后，顯著提高了粗蛋白質(zhì)、酸溶蛋白和總酸的含量，其中，粗蛋白質(zhì)含量顯著高出空白對照組6.07%（P＜0.05），發(fā)酵后酸溶蛋白含量和總酸含量分別是對照的3.87倍和5.23倍。對水分、粗纖維和灰分影響無顯著性差異（P＞0.05）。

表2 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對營養(yǎng)指標的影響

2.4 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對大腸桿菌、霉菌和揮發(fā)性鹽基氮的影響 由表3可知，豆粕經(jīng)復(fù)合益生菌發(fā)酵后降低了大腸桿菌和霉菌的數(shù)量，均低于10 cfu/g；揮發(fā)性鹽基氮的含量高出對照組 155.80%，差異顯著（P＜0.05）。

表3 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對大腸桿菌、霉菌和揮發(fā)性鹽基氮的影響

3 討論

3.1 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對pH和有益微生物的影響 本試驗結(jié)果表明，復(fù)合益生菌發(fā)酵豆粕，能夠促進豆粕中有益微生物的生長繁殖，降低pH，這與前人的研究結(jié)果是一致的（付亭亭，2014）；在發(fā)酵前期，酵母菌作為兼性厭氧菌利用豆粕提供營養(yǎng)物質(zhì)得以大量繁殖（姜丹，2011），消耗氧氣造成厭氧環(huán)境，為乳酸菌的生長提供有利條件；同時乳酸菌在發(fā)酵過程中，能夠產(chǎn)生一些酶類將發(fā)酵基質(zhì)中的葡萄糖或乳糖轉(zhuǎn)化成乳酸等有機酸，進而降低飼料的pH（吳逸飛等，2016；李永凱等，2009）。

3.2 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對營養(yǎng)指標變化的影響 益生菌發(fā)酵飼料及原料，能夠改善其營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。益生菌在繁殖過程中能夠?qū)⑴囵B(yǎng)基中的非蛋白氮、無機氮轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)價值更高的菌體蛋白，Stale等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，使用乳酸菌發(fā)酵豆粕，粗蛋白質(zhì)含量提高8.71%，脲酶抑制劑含量降低80.64%。同時微生物發(fā)酵能夠產(chǎn)生一些酶類將大分子的蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)化成小分子肽，小分子的肽具有特殊的營養(yǎng)性能，其能夠被動物直接吸收，參與機體生理活動，部分小肽還能促進幼小動物腸道的提早成熟，刺激消化酶的分泌，提高機體免疫力（吳勝華等，2008）。 Song 等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，釀酒酵母菌發(fā)酵豆粕總蛋白含量提高23.4%，游離氨基酸提高21倍。本試驗結(jié)果表明，發(fā)酵豆粕粗蛋白質(zhì)含量提高6.07%，發(fā)酵后酸溶蛋白含量和總酸含量分別是對照的3.87倍和5.23倍。

3.3 復(fù)合益生菌固態(tài)發(fā)酵豆粕對大腸桿菌、霉菌和揮發(fā)性鹽基氮的影響 復(fù)合益生菌發(fā)酵豆粕由于大量乳酸菌的生長繁殖，pH顯著降低，從而抑制了大腸桿菌和霉菌等有害微生物的生長。馮杰等（2007）研究表明，發(fā)酵豆粕較高的乳酸菌含量能夠抑制大腸桿菌的繁殖，降低仔豬的腹瀉指數(shù)以及料重比，提高飼料消化吸收率，同時仔豬排泄物中氨氮減少，對環(huán)境起到一定改善作用；王龍昌等（2010）在肉雞上也有類似發(fā)現(xiàn)。揮發(fā)性鹽基氮（TNB-N）是衡量動物性蛋白質(zhì)飼料新鮮度的理化指標，是由于細菌的生長繁殖和酶的作用，使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生胺類以及氮等具有揮發(fā)性的堿性含氮物質(zhì)（彭楊思等，2016；劉雪云，2014）。發(fā)酵豆粕中揮發(fā)性鹽基氮通常要求≤100 mg/100 g。本試驗結(jié)果表明，復(fù)合益生菌組由于益生菌作用使得蛋白質(zhì)分解，揮發(fā)性鹽基氮含量升高，這與測定的粗蛋白質(zhì)含量升高結(jié)果一致。

4 結(jié)論

復(fù)合益生菌發(fā)酵豆粕能夠促進豆粕中有益微生物的生長繁殖，顯著抑制有害微生物大腸桿菌和霉菌的生長，顯著提高粗蛋白質(zhì)、酸溶蛋白和總酸含量，具有較好發(fā)酵效果。

[1]馮 杰，劉 欣，盧亞萍，等.微生物發(fā)酵豆粕對斷奶仔豬生長、血清指標及腸道形態(tài)的影響[J].飼料博覽，2007，19（1）：61 ～ 62.

[2]付亭亭.不同微生物源固態(tài)發(fā)酵對豆粕營養(yǎng)品質(zhì)的影響[D].河南科技大學，2014.

[3]姜丹.微生物發(fā)酵對豆粕中營養(yǎng)物質(zhì)和抗營養(yǎng)因子影響的研究[D].吉林大學，2011.

[4]李永凱，毛勝勇，朱偉云.益生菌發(fā)酵飼料研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].畜牧與獸醫(yī)，2009，41（3）90 ～ 93.

[5]劉雪云.揮發(fā)性鹽基氮檢測方法的現(xiàn)狀及研究方向[J].農(nóng)產(chǎn)品加工：學刊，2014，1：51 ～ 53.

[6]彭楊思，劉培.肉與肉制品揮發(fā)性鹽基氮測定方法的比較[J].食品研究與開發(fā)，2016，37（4）152 ～ 153.

[7]王龍昌，孫亞楠，溫超，等.新型發(fā)酵豆粕在肉仔雞生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].中國糧油學報，2010，25（6）：81 ～ 85.

[8]吳勝華，李呂木，張邦輝，等.多菌種固態(tài)發(fā)酵豆粕生產(chǎn)小肽飼料[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34（10）113 ～ 115.

[9]吳逸飛，孫宏，李園成，等.微生物固態(tài)發(fā)酵對飼料營養(yǎng)特性的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學報，2016，28（12）2014 ～ 2020.

[10]鄭裴，呂峰，徐玉霞，等.植物乳桿菌發(fā)酵豆粕及其抗營養(yǎng)因子的研究[J].安徽農(nóng)學通報，2009，15（10）63 ～ 64.

[11]朱新強，魏清偉，王永剛，等.固態(tài)發(fā)酵豆渣、葡萄渣和蘋果渣復(fù)合蛋白飼料的研究[J].飼料研究，2016，4：54～59.

[12]Mukul Sharma，Bijender Kumar Bajaj.Optimization of bioprocess variables for production of a thermostable and wide range pH stable carboxymethyl cellulase from Bacillussubtilis MS 54 under solid state fermentation[J].Environ.Prog.Sustainable Energy，2017，36（4）212～227.

[13]Song Y S，Prez V G，Pettigrew JE，et al．Fermentation of soybean meal and its inclusion in diets for newly weaned pigs reduced diarrhea and measures of immunoreactivity in the plasma[J]．Animal Feed Science and Technology，2010，159：41 ～ 49．

[14]Stale R，Stefan S，Er；and B，et al．Lactic acid fermentation eliminates indigestible carbohydrates and antinutritional factors in soybean meal for Atlantic salm on （Salmo salar）[J]．Aquaculture，2005，246：331～345．

[15]Van Winsen R L，Keuzenkamp D，Urlings B A P，et al.Effect of fermented feed on shedding of Enterobacteriaceae by fattening pigs[J]．Veterinary Microbiology,2002,87（3）：267 ～ 276．