■田 昕 趙紅月 蔡鳳英 孫 普 殷海成 劉來亭
(1.河南工業(yè)大學(xué),河南鄭州 450001;2.河南淮源飼料有限公司,河南桐柏 474750)
近年來,隨著肉乳品霉菌含量超標(biāo)、毒素超標(biāo)等問題頻繁發(fā)生,飼料霉變問題也逐漸成為飼料行業(yè)關(guān)注的熱點。使用霉變的原料生產(chǎn)飼料會造成成品飼料適口性差、色澤暗淡、感官質(zhì)量降低等問題,而霉變飼料中的霉菌毒素會引起動物肝、腎等內(nèi)臟組織壞死,免疫力下降等問題。飼料發(fā)霉由多種原因引起,例如原料中霉菌含量超標(biāo)、儲藏條件不佳、生產(chǎn)管理不當(dāng)、包裝質(zhì)量不好等。其中,飼料中原料的霉菌總數(shù)超標(biāo)是成品飼料產(chǎn)生霉變的直接原因。
花生粕、豆粕是兩種重要的植物蛋白原料。本試驗通過研究比較3個不同含水量條件下花生粕和豆粕的霉菌生長規(guī)律,尋找花生粕和豆粕儲藏過程中,造成霉變的主要危害菌,為花生粕、豆粕保藏提供依據(jù)。
花生粕與豆粕,均為市購。
1.2.1 花生粕與豆粕試驗樣品處理
將花生粕和豆粕2種飼料蛋白原料粉碎過40目篩后,經(jīng)高壓蒸汽滅菌(115℃、30 min),以排除原料原始帶菌量的影響。測定花生粕和豆粕的原始含水量。根據(jù)兩者初始含水量的高低,采用烘干或者適量噴灑無菌水的方式,將花生粕和豆粕的含水量分別調(diào)整至12%、14%和17%,4℃層析柜中水分平衡24 h。實際測得花生粕的初始含水量分別為12.19%、14.67%、17.42%;豆粕的初始含水量分別為11.84%、14.16%、17.14%。將同一含水量的花生粕和豆粕分別等量均勻地裝入2個密封完好的保鮮盒中,作為平行樣,放置在實驗室自然儲藏。
1.2.2 試驗時間和測定指標(biāo)
試驗起止時間為2012年8月1日~2012年9月18日,每天記錄實驗室的溫度和濕度。試驗期間,每5 d取樣1次,用于測定樣品的含水量、霉菌種類和數(shù)量,每次取樣和稱量均采用已滅菌的藥匙和稱量紙。
1.2.3 指標(biāo)測定方法
①水分含量的測定采用GB 50093—2010的方法進(jìn)行。
②帶菌量檢測方法為標(biāo)準(zhǔn)平板菌落計數(shù)法。
試驗數(shù)據(jù)采用SAS9.0軟件進(jìn)行單因素和多因素方差分析。
圖1 含水量12%的花生粕儲藏過程中霉菌生長趨勢
由圖1和圖2可知,含水量12%的花生粕在49 d的儲藏過程中主要有3種霉菌生長:局限曲霉、灰綠曲霉和青霉;含水量12%的豆粕在49 d的儲藏過程中始終未見霉菌生長。含水量12%的花生粕局限曲霉為生長的優(yōu)勢菌,在21~29 d緩慢生長,29 d以后,直線快速生長,第49 d數(shù)量升高至6.0×105cfu/g;青霉在第13 d出現(xiàn),數(shù)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,第37 d數(shù)量最高至3.5×104cfu/g;灰綠曲霉第29 d出現(xiàn),數(shù)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,第41 d數(shù)量最高至8.0×103cfu/g。黃曲霉和禾谷鐮刀菌在含水量12%的花生粕和豆粕49 d的儲藏過程中均未生長。
由圖3和圖4可知,含水量14%的花生粕在49 d的儲藏時間內(nèi),灰綠曲霉生長呈現(xiàn)2次起伏,最高點數(shù)量達(dá)到1.5×103cfu/g;含水量14%的豆粕在儲藏期的9~41 d灰綠曲霉數(shù)量一直保持在1.5×103cfu/g上下,41~49 d呈現(xiàn)直線上升趨勢,第49 d數(shù)量為6.5×103cfu/g。局限曲霉、青霉、黃曲霉、禾谷鐮刀菌在含水量14%的花生粕和豆粕49 d的儲藏過程中未有生長。
圖3 含水量14%的花生粕儲藏過程中霉菌生長趨勢
圖4 含水量14%的豆粕儲藏過程中霉菌生長趨勢
圖5 含水量17%的花生粕儲藏過程中霉菌生長趨勢
圖6 含水量17%的花生粕儲藏過程中灰綠曲霉生長趨勢
圖7 含水量17%的豆粕儲藏過程中霉菌生長趨勢
由圖5、圖6、圖7可知,含水量17%的花生粕在第41 d已嚴(yán)重霉變,其中花生粕霉變的主要菌種為灰綠曲霉,嚴(yán)重霉變時灰綠曲霉數(shù)量高達(dá)1.7×107cfu/g,而豆粕儲藏過程中灰綠曲霉的數(shù)量相對較少,最高達(dá)到2.5×104cfu/g。含水量17%的花生粕和豆粕在49 d的儲藏過程中,禾谷鐮刀菌均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,其中,花生粕中禾谷鐮刀菌的數(shù)量在第29 d達(dá)到最高點8.0×104cfu/g;豆粕中禾谷鐮刀菌的數(shù)量在第37 d達(dá)到最高點6.5×104cfu/g?;ㄉ芍杏悬S曲霉的生長,黃曲霉數(shù)量在5~21 d緩慢上升至2.5×103cfu/g,21~29 d又緩慢下降為0;豆粕中沒有黃曲霉的生長。青霉和局限曲霉在含水量17%的花生粕和豆粕中均未生長。
由圖1~圖7可知,12%含水量花生粕容易滋生青霉、局限曲霉和灰綠曲霉,14%含水量花生粕和豆粕都易滋生灰綠曲霉。17%含水量花生粕容易滋生灰綠曲霉、禾谷鐮刀菌和黃曲霉,17%含水量豆粕容易滋生灰綠曲霉和禾谷鐮刀菌。
綜上所述可知,灰綠曲霉危害12%含水量的花生粕,同時危害14%和17%含水量的花生粕及豆粕,禾谷鐮刀菌同時危害17%含水量的花生粕及豆粕;與豆粕相比,花生粕基質(zhì)更易滋生青霉、局限曲霉和黃曲霉;青霉和局限曲霉適宜在12%含水量花生粕中生長,黃曲霉適宜在17%含水量花生粕中生長。
結(jié)合試驗結(jié)果,經(jīng)單因素和多因素方差分析得到,含水量極顯著地影響禾谷鐮刀菌的生長(P<0.01),顯著影響青霉、局限曲霉的生長(P<0.05)。含水量和原料及其交互作用極顯著影響黃曲霉的生長(P<0.01)。
由圖8可知,含水量12%的花生粕和豆粕在49 d的儲藏過程中,花生粕霉菌數(shù)量在第25 d緩慢上升,29~49 d呈直線上升,達(dá)到6.1×105cfu/g。豆粕霉菌總數(shù)始終為0。
圖8 含水量12%的花生粕和豆粕霉菌總數(shù)變化趨勢
圖9 含水量14%的花生粕和豆粕霉菌總數(shù)變化趨勢
圖10 含水量17%的花生粕和豆粕霉菌總數(shù)變化趨勢
由圖9可知,含水量14%的花生粕,霉菌總數(shù)在1~13 d呈上升趨勢,第13 d最高達(dá)到1.5×103cfu/g,13~33 d又逐漸下降。含水量14%的豆粕霉菌總數(shù)在1~45 d緩慢上升,45 d之后直線上升,49 d霉菌數(shù)量達(dá)6.5×103cfu/g。
由圖10可知,含水量17%的花生粕霉菌總數(shù)在1~33 d保持在較低水平,33 d之后呈直線上升。41 d后花生粕嚴(yán)重霉變,霉菌總數(shù)高達(dá)1.6×107cfu/g。含水量17%豆粕在49 d的儲藏時間中,霉菌總數(shù)始終低于7.0×104cfu/g。
圖11 不同儲藏時間花生粕和豆粕含水量的變化
由圖11可知,12%含水量花生粕和豆粕,14%含水量花生粕和豆粕以及17%含水量豆粕,在1~13 d含水量均呈現(xiàn)降低趨勢,在13 d之后的儲藏期中水分整體呈現(xiàn)略微上升趨勢。起始含水量為12%的花生粕在37~49 d的含水量略微高于含水量12%的豆粕。含水量14%的豆粕實際測得的起始含水量低于花生粕,但在49 d的儲藏過程中整體逐漸升高,并在第49 d與花生粕含水量持平。起始含水量為17%的花生粕在第17 d之后含水量呈現(xiàn)明顯上升趨勢,29~41 d平均含水量為20.5%,而豆粕則始終保持在18.0%左右,第41 d花生粕已嚴(yán)重霉變,失去研究價值。
含水量12%的花生粕儲藏37 d后,局限曲霉生長旺盛,基質(zhì)含水量明顯升高。含水量14%的花生粕和豆粕儲藏過程中,灰綠曲霉為主要的優(yōu)勢菌,隨著灰綠曲霉的生長,花生粕和豆粕含水量均逐漸升高。且豆粕中灰綠曲霉的生長速度高于花生粕,其含水量升高速率也較花生粕快。含水量17%的花生粕儲藏過程中,灰綠曲霉、黃曲霉、禾谷鐮刀菌生長,基質(zhì)的含水量升高。含水量17%的豆粕儲藏過程中,灰綠曲霉和禾谷鐮刀菌生長,基質(zhì)含水量升高。經(jīng)單因素方差分析得到,局限曲霉、灰綠曲霉、黃曲霉和禾谷鐮刀菌生長均極顯著影響花生粕的含水量(P<0.01);灰綠曲霉和禾谷鐮刀菌生長均極顯著影響豆粕的含水量(P<0.01)。
本試驗結(jié)果顯示,12%含水量花生粕容易滋生青霉、局限曲霉和灰綠曲霉,14%含水量花生粕和豆粕都易滋生灰綠曲霉。17%含水量花生粕容易滋生灰綠曲霉、禾谷鐮刀菌和黃曲霉,17%含水量豆粕容易滋生灰綠曲霉和禾谷鐮刀菌。劉勇等指出青霉菌屬、曲霉菌屬和鐮刀菌屬是最易污染飼料的霉菌。本試驗與劉勇結(jié)論一致。含水量12%的花生粕儲藏過程中主要以局限曲霉為優(yōu)勢菌,還伴隨有少量青霉和灰綠曲霉的生長。而很多研究表明,局限曲霉是引起低水分糧食、谷物及其副產(chǎn)品品質(zhì)變化的主要危害菌。含水量14%的花生粕和豆粕儲藏過程中,灰綠曲霉生長,但數(shù)量增長較慢,豆粕中灰綠曲霉的生長特征符合儲糧真菌的生長特征,即孢子-菌絲-孢子。含水量17%的花生粕儲藏過程中,灰綠曲霉生長旺盛,是造成花生粕發(fā)霉變質(zhì)的主要危害菌。而灰綠曲霉也是引起各類農(nóng)產(chǎn)品及其加工副產(chǎn)品霉變的典型耐低氧型(O2<1%)、干生型(水活度<0.8)霉菌。含水量17%的花生粕還出現(xiàn)有黃曲霉的生長,表明高含水量適宜黃曲霉的生長。
本試驗結(jié)果顯示,灰綠曲霉危害12%含水量的花生粕,同時危害14%和17%含水量的花生粕及豆粕,禾谷鐮刀菌同時危害17%含水量的花生粕及豆粕。與豆粕相比,花生粕基質(zhì)更易滋生青霉、局限曲霉、黃曲霉等霉菌。早期Robert等和Mixon有研究發(fā)現(xiàn),花生是黃曲霉等霉菌生長產(chǎn)毒的最適基質(zhì)。造成花生粕與豆粕霉菌生長差異的主要原因可能在于花生粕與豆粕營養(yǎng)成分的顯著差異。與豆粕相比,花生粕粗蛋白含量≥48%,精氨酸含量高達(dá)5.2%,賴氨酸和蛋氨酸含量較低,其中賴氨酸含量僅是豆粕的50%左右。氨基酸組成不平衡直接導(dǎo)致花生粕氨基酸消化率低。另外,花生粕和豆粕中鉀、鐵、鋅、胡蘿卜素、維生素B1、維生素B2、維生素 B5、維生素B3、維生素 B9、膽堿、維生素B6、亞油酸的含量存在較大差異?;ㄉ珊投蛊沙煞值牟町愅瑫r引起這兩種原料在使用中的巨大差異。
試驗中17%含水量的花生粕在儲藏過程中還有少量黃曲霉的生長,但隨著儲藏時間的延長逐漸減少至最終消失。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因與儲藏環(huán)境缺氧相關(guān)。司紅麗等研究顯示,多數(shù)霉菌生長需要氧氣的供給。
試驗結(jié)果顯示,不同起始含水量的花生粕和豆粕,隨著儲藏時間的延長含水量均呈現(xiàn)先略微降低后逐漸增加的趨勢(除17%含水量的花生粕外)。魏金濤等對4種常用飼料原料做霉變后品質(zhì)變化規(guī)律的研究,結(jié)果顯示,4種原料的含水量都隨著儲藏時間的延長呈現(xiàn)先遞減再增加的趨勢。陳喜斌等研究顯示,在試驗的各種起始含水量條件下,豆粕的含水量均隨著霉菌數(shù)量的增加而逐漸升高。本試驗中,17%含水量的花生粕在第41 d即出現(xiàn)嚴(yán)重霉變,且整個過程中,花生粕的含水量隨著儲藏時間的延長和霉菌數(shù)量的增加,上升趨勢比較明顯。分析原因為17%含水量的花生粕能較好地滿足霉菌生長對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的需求,霉菌生長速度較快,產(chǎn)生的代謝水較多,所以花生粕含水量持續(xù)升高。
在密閉缺氧的環(huán)境中,不同含水量花生粕和豆粕的霉菌生長規(guī)律存在顯著差異。與豆粕相比,低含水量花生粕更易滋生青霉、局限曲霉和灰綠曲霉,高含水量花生粕更易滋生黃曲霉。高含水量條件下,花生粕比豆粕霉變速度快。含水量與禾谷鐮刀菌的生長極顯著相關(guān)(P<0.01),與青霉、局限曲霉的生長顯著相關(guān)(P<0.05)。含水量和原料及其交互作用與黃曲霉的生長極顯著相關(guān)(P<0.01)。