唐慶鳳　彭開(kāi)屏　韋升菊　梁　辛　李麗莉　鄒彩霞

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西水牛研究所，南寧530001)

不同微生物添加劑組合固態(tài)發(fā)酵對(duì)木薯渣品質(zhì)的影響

唐慶鳳彭開(kāi)屏韋升菊梁辛李麗莉鄒彩霞*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西水牛研究所，南寧530001)

摘要：本試驗(yàn)旨在研究布氏乳桿菌(LAB)、黑曲霉(AN)、熱帶假絲酵母(CT)、枯草芽孢桿菌(BS)與植物乳桿菌(LAP)組合對(duì)木薯渣品質(zhì)的影響，篩選出發(fā)酵效果最優(yōu)的混合菌組合。試驗(yàn)以木薯渣為發(fā)酵原料，對(duì)LAB、AN、CT、BS與LAP進(jìn)行不同菌種的菌液以1∶1體積比組合，共設(shè)5個(gè)不同組合，組合1：LAB+AN+CT+LAP；組合2：LAB+AN+BS+LAP；組合3：LAB+CT+BS+LAP；組合4：AN+CT+BS+LAP；組合5：LAB+AN+CT+BS+LAP；各組合分別添加1%尿素或者1%尿素+0.6%紅糖，空白組不添加任何添加劑，對(duì)照組Ⅰ添加1%尿素；對(duì)照組Ⅱ添加1%尿素+0.6%紅糖，各組均用生理鹽水調(diào)制含水量為65%左右，于聚乙烯薄膜袋中真空發(fā)酵10 d。結(jié)果表明：1)不同微生物添加劑組合發(fā)酵木薯渣對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分改善效果5菌組合優(yōu)于4菌組合。其中，LAB+AN+CT+BS+LAP+尿素+紅糖組合發(fā)酵木薯渣效果最好，與空白組相比顯著降低了發(fā)酵木薯渣pH(P<0.05)，提高了乙酸和丙酸含量；中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量均為最低，顯著低于空白組和對(duì)照組(P<0.05)；粗蛋白質(zhì)(CP)含量最高，顯著高于空白組和對(duì)照組(P<0.05)。2)添加相應(yīng)的菌種+尿素+紅糖發(fā)酵木薯渣有利于產(chǎn)生丙酸。3)在發(fā)酵培養(yǎng)基中添加尿素能顯著提高木薯渣CP含量(P<0.05)。4)在木薯渣發(fā)酵過(guò)程中添加尿素+紅糖比只添加尿素對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分改善效果好。綜上所述，LAB、AN、CT、BS與LAP組合添加尿素和紅糖固態(tài)發(fā)酵木薯渣，可以有效改善木薯渣品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：木薯渣；混合菌種；固態(tài)發(fā)酵

木薯渣是生產(chǎn)木薯淀粉和酒精后的副產(chǎn)物，目前主要用作動(dòng)物飼料，主要成分是纖維素，含有少量的蛋白質(zhì)，是常用的粗飼料之一，但因木質(zhì)化程度高，適口性差，動(dòng)物消化利用率低，而且新鮮木薯渣水分含量高，在儲(chǔ)存過(guò)程中容易變黑、發(fā)酸變質(zhì)，現(xiàn)在仍有大量的木薯渣被丟棄，既是一種資源浪費(fèi)，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染破壞，隨著木薯渣產(chǎn)量的不斷增加，木薯渣的處理和利用已成為一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。微生物發(fā)酵處理木薯渣不僅可以提高木薯渣的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值如提高粗蛋白質(zhì)(CP)含量，降低纖維含量，改善適口性，同時(shí)還有利于解決貯存時(shí)發(fā)霉變質(zhì)等問(wèn)題[1-2]。趙華等[3]利用曲霉類、木霉類、芽孢桿菌類和酵母類共4類菌株對(duì)木薯渣進(jìn)行發(fā)酵，研究發(fā)現(xiàn)4類菌株混合發(fā)酵效果優(yōu)于其他發(fā)酵組合，當(dāng)發(fā)酵溫度38 ℃、料水比1.0∶1.3、發(fā)酵時(shí)間4.5 d、接種比例黑曲霉(Aspergillusniger，AN)∶里氏木霉∶枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis,BS)∶釀酒酵母=1∶1∶2∶1時(shí)發(fā)酵效果最佳，以干物質(zhì)(DM)為基礎(chǔ)，木薯渣CP含量從6.37%提高至9.75%，粗脂肪含量從2.71%提高至4.92%，還原糖含量達(dá)到8.22%，濾紙酶、羧甲基纖維素酶、淀粉酶和β-葡萄糖苷酶活性分別為3.29、4.26、5.15和3.75 U/g DM，其原因可能為多菌組合發(fā)酵發(fā)揮了各個(gè)菌種相互之間的協(xié)同效應(yīng)。Kumar等[4]研究報(bào)道，黑曲霉與里氏木霉混合發(fā)酵可以彌補(bǔ)里氏木霉生產(chǎn)β-葡萄糖苷酶活性比較低的不足，可以提高酶解的效率，讓基質(zhì)得到充分發(fā)酵。湯小朋等[5]開(kāi)展了黑曲霉固態(tài)發(fā)酵改善木薯渣品質(zhì)的研究，結(jié)果顯示：當(dāng)黑曲霉接種量為3×106個(gè)/g、發(fā)酵時(shí)間為4 d、發(fā)酵溫度36 ℃、添加菜籽粕15%、料水比1∶1.5時(shí)發(fā)酵效果最好，與對(duì)照組相比，CP含量由8.67%提高至13.48%，粗纖維(CF)含量由22.26%降低到17.71%。許多研究表明，采用單一菌種處理木薯渣，使其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提高不多，實(shí)際應(yīng)用不理想，混合菌發(fā)酵可以利用菌種之間的協(xié)調(diào)互作關(guān)系，擴(kuò)大對(duì)發(fā)酵底物的適應(yīng)性和生產(chǎn)菌的防雜菌能力，處理效果較為理想?；旌暇l(fā)酵木薯渣選擇菌種是關(guān)鍵，有益微生物菌種品種繁多但是目前研究的品種及搭配非常有限，黑曲霉降解淀粉、纖維素的能力比較強(qiáng)，可產(chǎn)淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、植酸酶、果膠酶等復(fù)合酶系，能很好地利用培養(yǎng)料中的纖維素、淀粉等生成糖，熱帶假絲酵母(Candidatropicalis,CT)可利用發(fā)酵底物中的糖進(jìn)行生長(zhǎng)代謝，產(chǎn)生飼料酵母，可以提高發(fā)酵飼料的蛋白質(zhì)含量，枯草芽孢桿菌能夠分泌堿性蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、糖化酶、纖維素酶等多種酶系，它與黑曲霉等有很好的協(xié)同發(fā)酵作用，另外，布氏乳桿菌(Lactobasillusbuchneri,LAB)和植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum,LAP)在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生乳酸，降低pH，提高飼料的適口性，但布氏乳桿菌、植物乳桿菌、黑曲霉、熱帶假絲酵母和枯草芽孢桿菌這5種菌之間組合處理木薯渣的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以木薯渣為發(fā)酵原料，由于木薯渣含氮量較低，而微生物生長(zhǎng)需要充足的氮源，因此，添加1%尿素作為氮源，同時(shí)，木薯渣可溶性糖濃度低，但木薯渣發(fā)酵時(shí)乳酸菌迅速增殖又需要一定濃度的可溶性糖，因此添加0.6%紅糖調(diào)節(jié)木薯渣可溶性糖濃度，用不同組合的混合菌發(fā)酵，通過(guò)測(cè)定發(fā)酵料的CP、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)和干物質(zhì)回收率(DMR)等研究布氏乳桿菌、黑曲霉、熱帶假絲酵母、枯草芽孢桿菌與植物乳桿菌組合添加尿素和紅糖對(duì)木薯渣品質(zhì)的影響，以篩選出發(fā)酵效果最優(yōu)的混合菌組合，旨在改善木薯渣品質(zhì)，提高其適口性，為木薯渣的開(kāi)發(fā)及利用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

新鮮木薯渣由廣西水牛研究所水牛種畜場(chǎng)提供，營(yíng)養(yǎng)成分如表1所示。

表1　木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))

熱帶假絲酵母、黑曲霉、枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、布氏乳桿菌購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心；尿素購(gòu)自四川美豐化工股份有限公司，總氮(以干基計(jì))≥46.4%，縮二脲≤0.9%，水分≤0.4%，粒度(φ1.18～3.35 mm)≥93；紅糖購(gòu)自廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團(tuán)股份有限公司，營(yíng)養(yǎng)素含量為每100 g含：能量1.63 MJ，碳水化合物96.6 g，CP 0.7 g，水分1.9 g，粗灰分0.8 g。

乳酸細(xì)菌(MRS)液體培養(yǎng)基用于植物乳桿菌、布氏乳桿菌活化和菌液培養(yǎng)；MRS固體培養(yǎng)基用于植物乳桿菌和布氏乳桿菌涂板計(jì)數(shù)；麥芽浸粉肉湯(MEB)液體培養(yǎng)基用于黑曲霉和熱帶假絲酵母的活化和菌液培養(yǎng)；MEB固體培養(yǎng)基用于黑曲霉和熱帶假絲酵母涂板計(jì)數(shù)；葡萄糖營(yíng)養(yǎng)液體使用于枯草芽孢桿菌的菌種活化和菌液培養(yǎng)；葡萄糖營(yíng)養(yǎng)瓊脂使用于枯草芽孢桿菌的涂板計(jì)數(shù)。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)菌種的活化及擴(kuò)培

安瓿管凍干菌種→活化→按5%添加量接種到相應(yīng)的液體培養(yǎng)基中，熱帶假絲酵母、黑曲霉和枯草芽孢桿菌的培養(yǎng)條件為溫度30 ℃，150 r/min搖床培養(yǎng)，植物乳桿菌和布氏乳桿菌的培養(yǎng)條件為溫度37 ℃，靜態(tài)厭氧培養(yǎng)。

接種液計(jì)數(shù)：采用涂板對(duì)各菌種接種液進(jìn)行計(jì)數(shù)。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)布氏乳桿菌、植物乳桿菌、黑曲霉、熱帶假絲酵母和枯草芽孢桿菌進(jìn)行不同菌種的菌液以1∶1體積比組合。共設(shè)5個(gè)不同組合，分別為組合1:布氏乳桿菌+黑曲霉+熱帶假絲酵母+植物乳桿菌；組合2:布氏乳桿菌+黑曲霉+枯草芽孢桿菌+植物乳桿菌；組合3:布氏乳桿菌+熱帶假絲酵母+枯草芽孢桿菌+植物乳桿菌；組合4:黑曲霉+熱帶假絲酵母+枯草芽孢桿菌+植物乳桿菌；組合5:布氏乳桿菌+黑曲霉+熱帶假絲酵母+枯草芽孢桿菌+植物乳桿菌。

試驗(yàn)除對(duì)照組設(shè)4個(gè)重復(fù)(其中2個(gè)重復(fù)用于測(cè)定發(fā)酵前木薯渣混合料的DM含量)外，其他每個(gè)組設(shè)2個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)以100 g干木薯渣為發(fā)酵原料，紅糖添加量為0.6%(占木薯渣DM的質(zhì)量百分比)調(diào)節(jié)木薯渣的可溶性糖濃度，尿素添加量為1%(占木薯渣DM的質(zhì)量百分比)作為氮源，各混菌組分別以木薯渣DM的5%的量進(jìn)行添加；分組情況如下。

空白組：木薯渣。

對(duì)照組Ⅰ：木薯渣+尿素。

對(duì)照組Ⅱ：木薯渣+尿素+紅糖。

試驗(yàn)組Ⅰ：Ⅰ1(木薯渣+尿素+組合1混合菌)；Ⅰ2(木薯渣+尿素+組合2混合菌)；Ⅰ3(木薯渣+尿素+組合3混合菌)；Ⅰ4(木薯渣+尿素+組合4混合菌)；Ⅰ5(木薯渣+尿素+組合5混合菌)。

試驗(yàn)組Ⅱ：Ⅱ1(木薯渣+尿素+紅糖+組合1混合菌)；Ⅱ2(木薯渣+尿素+紅糖+組合2混合菌)；Ⅱ3(木薯渣+尿素+紅糖+組合3混合菌)；Ⅱ4(木薯渣+尿素+紅糖+組合4混合菌)；Ⅱ5(木薯渣+尿素+紅糖+組合5混合菌)。

各組均用生理鹽水調(diào)制含水量為65%左右，混合均勻，裝入聚乙烯薄膜袋中，用真空泵抽出袋內(nèi)的空氣至真空狀態(tài)，密封，置于室溫下貯藏。從開(kāi)始發(fā)酵之日算起，第10天對(duì)每組各開(kāi)封2袋。進(jìn)行感官評(píng)定、pH、DMR及CP、NDF、ADF含量等測(cè)定，以評(píng)價(jià)混合菌種發(fā)酵的效果。

表2　各組微生物添加劑菌落單位

以上數(shù)值為平板計(jì)數(shù)有效值。

The microbial populations above were determined by plate count.

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1常規(guī)項(xiàng)目評(píng)定

采用常規(guī)測(cè)定方法[6]測(cè)定樣品中的DM、CP、NDF和ADF含量。

1.3.2木薯渣發(fā)酵料感官評(píng)定

感官評(píng)定參考我國(guó)農(nóng)業(yè)部1996年發(fā)布的《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(試行)》進(jìn)行，通過(guò)氣味、色澤、質(zhì)地和霉變等情況進(jìn)行評(píng)定，再以乙酸和丁酸的含量來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)酵飼料等級(jí)[7]。

1.3.3木薯渣發(fā)酵料pH及品質(zhì)項(xiàng)目分析

1.3.3.1樣品預(yù)處理

開(kāi)袋后，每袋取出35 g樣品，放至250 mL廣口瓶中，再添加150 mL的超純水，放于4 ℃冰箱提取24 h，然后用2層紗布進(jìn)行過(guò)濾，濾液用于木薯渣發(fā)酵料pH和揮發(fā)性脂肪酸(VFA)含量的測(cè)定。剩余的木薯渣在65 ℃下烘干、粉碎(過(guò)40目篩)制成風(fēng)干樣，用于常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定。

1.3.3.2木薯渣發(fā)酵料pH的測(cè)定

采用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定，pH計(jì)型號(hào)：HANNA HI-8424。

1.3.3.3VFA含量的測(cè)定

取1.3.3.1獲得的濾液0.5 mL，加入0.5 mL 8.2%偏磷酸，13 000 r/min離心10 min，再取上清液加入巴豆酸后，用Agilent-7890A型氣相色譜儀測(cè)定樣品中乙、丙、丁酸的含量。

毛細(xì)管柱：HP-INNOWAX(19091N-133)，毛細(xì)管的柱規(guī)格為：30 m×0.25 mm×0.25 μm，柱溫箱升溫程序：起始柱溫80 ℃保持1 min，然后以15 ℃/min的速度升至170 ℃，保持2 min；載氣為氮?dú)?N2)，載氣壓力程序：壓力96.52 kPa，流速1.19 mL/min，平均速率31 cm/s，保持時(shí)間9 min；燃?xì)鉃闅錃?，流量?40 mL/min；輔助燃?xì)鉃榭諝?，流量?00 mL/min；尾吹氣(N2)流量為25 mL/min。進(jìn)樣口溫度為200 ℃，進(jìn)樣方式為分流進(jìn)樣，分流比為50∶1；火焰離子化檢測(cè)器(FID)氫火焰檢測(cè)器：溫度為220 ℃；進(jìn)樣量為2 μL。

1.3.3.4DMR的測(cè)定

DMR(%)=(開(kāi)封時(shí)木薯渣質(zhì)量×木薯渣

DM率)/(裝袋時(shí)裝入木薯渣的質(zhì)量×

木薯渣原料DM率)×100。

1.4數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)先使用Excel軟件進(jìn)行處理，單因子方差分析和Duncan氏法多重比較檢驗(yàn)使用SPSS 17.0軟件，試驗(yàn)結(jié)果差異顯著性以P<0.05作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤的方法來(lái)表示。

2結(jié)果與分析

2.1不同微生物添加劑組合對(duì)木薯渣發(fā)酵pH的影響

由表3可知，各試驗(yàn)組的pH均低于空白組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ。其中，Ⅰ5組pH最低，與空白組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ相比，分別降低了11.17%(P<0.05)、10.40%(P<0.05)和10.14%(P<0.05)。另外，5菌組合的pH均低于相應(yīng)試驗(yàn)組的4菌組合各組，說(shuō)明5菌組合比4菌組合更能降低發(fā)酵底物的pH。

2.2不同微生物添加劑組合對(duì)木薯渣發(fā)酵VFA含量的影響

2.3不同微生物添加劑組合對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分的影響

由表4可知，各試驗(yàn)組的DMR均顯著低于空白組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ(P<0.05)，

其中，Ⅱ5組的DMR最低，與空白組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ相比，分別降低了5.93%(P<0.05)、5.08%(P<0.05)和4.73%(P<0.05)。說(shuō)明Ⅱ5組在發(fā)酵過(guò)程中DM損失相對(duì)較多。對(duì)照組Ⅱ的DMR顯著低于對(duì)照組Ⅰ(P<0.05)，降低了0.36%，可見(jiàn)在木薯渣發(fā)酵過(guò)程中添加尿素+紅糖比只添加尿素DM損失稍多。

NDF和ADF含量各試驗(yàn)組的組間差異不顯著(P>0.05)，但各試驗(yàn)組的NDF和ADF含量均顯著低于空白組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ(P<0.05)，其中，Ⅱ5組的NDF和ADF含量均最低，其NDF含量與空白組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ相比，分別降低了20.12%(P<0.05)、19.31%(P<0.05)和18.60%(P<0.05)。ADF含量與空白組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ相比，分別降低了23.10%(P<0.05)、21.73%(P<0.05)和22.28%(P<0.05)。從表4中還可知，5菌組合的NDF和ADF含量均低于相應(yīng)試驗(yàn)組的4菌組合各組，說(shuō)明5菌組合降解木薯渣NDF和ADF的效果比4菌組合好。另外，對(duì)照組

Ⅱ的NDF含量低于對(duì)照組Ⅰ，而且試驗(yàn)組Ⅱ各組的ADF含量也均低于試驗(yàn)組Ⅰ的各組，試驗(yàn)組Ⅱ的各組NDF含量在總體上也呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì)，表明尿素+紅糖降解木薯渣NDF和ADF的效果優(yōu)于只添加尿素。

表3　不同微生物添加劑對(duì)木薯渣發(fā)酵品質(zhì)的影響

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無(wú)字母表示差異不顯著(P>0.05)?！啊北硎疚礄z出。下表同。

In the same column, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). ‘—’ mean undetected. The same as below.

試驗(yàn)組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ的CP含量均顯著高于空白組(P<0.05)，為空白組CP含量的1.7～2.0倍，說(shuō)明添加尿素能顯著提高發(fā)酵木薯渣蛋白質(zhì)含量。各試驗(yàn)組的CP含量也均顯著高于對(duì)照組Ⅰ(P<0.05)，其中，Ⅱ5組的CP含量最高，與空白組、對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ相比，分別提高了102.33%(P<0.05)、15.74%(P<0.05)和12.74%(P<0.05)。對(duì)照組Ⅱ的CP含量顯著高于對(duì)照組Ⅰ(P<0.05)，與對(duì)照組Ⅰ相比升高了2.66%，可見(jiàn)，在木薯渣發(fā)酵過(guò)程中添加尿素+紅糖比只添加尿素更容易提高蛋白質(zhì)含量。另外，5菌組合的CP含量均高于相應(yīng)試驗(yàn)組的4菌組合各組，說(shuō)明5菌組合提高木薯渣CP含量的效果比4菌組合好。

綜合分析，在木薯渣發(fā)酵過(guò)程中添加尿素+紅糖比只添加尿素對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分改善效果好，5菌組合+尿素+紅糖對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分的改善效果最好，另外，4菌組合能有效改善木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分，5菌組合效果又優(yōu)于4菌組合。

2.4木薯渣發(fā)酵品質(zhì)的評(píng)定

由表5可知，發(fā)酵10 d后，空白組感官質(zhì)量最差，開(kāi)袋時(shí)有刺鼻酒酸味，色澤偏褐黃色，質(zhì)量評(píng)分為28分，其他各組感官評(píng)分均高于空白組，且開(kāi)袋時(shí)均有甘酸香味，呈亮黃色，結(jié)構(gòu)良好，但各試驗(yàn)組感官評(píng)分均比對(duì)照組Ⅰ和對(duì)照組Ⅱ高，且評(píng)分均為49分。從表6得出的評(píng)定來(lái)看，各組發(fā)酵木薯渣品質(zhì)均達(dá)到1級(jí)水平。

智慧鄉(xiāng)村是農(nóng)業(yè)、農(nóng)村智能化建設(shè)的重要路徑之一，代表著我國(guó)鄉(xiāng)村未來(lái)發(fā)展的新方向。智慧鄉(xiāng)村作為一種新興的概念體，是以現(xiàn)代化的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，提高農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)力水平，改善人地關(guān)系，以提高農(nóng)民的生活水平和建立智能化文化、產(chǎn)業(yè)價(jià)值體系為目標(biāo)，打造以休閑旅游、文化體驗(yàn)、農(nóng)耕養(yǎng)殖等多種生產(chǎn)生活方式的新農(nóng)村，使農(nóng)村地區(qū)的生產(chǎn)生活方式處于“智慧”的狀態(tài)。智慧鄉(xiāng)村的建設(shè)已成為廣大農(nóng)村地區(qū)干部群眾的迫切需求和期待，將在鄉(xiāng)村發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

表4　不同微生物添加劑對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分的影響(風(fēng)干基礎(chǔ))

表5　不同微生物添加劑處理木薯渣發(fā)酵品質(zhì)的感官評(píng)定

3討論

3.1不同微生物添加劑組合對(duì)木薯渣發(fā)酵產(chǎn)物的影響

在飼料發(fā)酵過(guò)程中，pH是決定發(fā)酵飼料是否成功的關(guān)鍵性因素之一，低pH能抑制其他有害微生物的繁殖，降低蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解，使養(yǎng)分的損失盡可能的減少，從而保證發(fā)酵飼料的品質(zhì)[8]，一般優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料的pH小于4.2[9]，在本試驗(yàn)中，各組pH均為4.2以下，均達(dá)到優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料的標(biāo)準(zhǔn)，單從pH下降來(lái)看，添加尿素、紅糖和不添加尿素、紅糖，接種和不接種微生物各組的pH均能達(dá)到發(fā)酵飼料的要求，只是添加尿素、紅糖和菌種更有利于降低發(fā)酵木薯渣的pH，而且5菌組合比4菌組合更能降低發(fā)酵底物的pH。

表6　以乙酸和丁酸含量評(píng)價(jià)木薯渣品質(zhì)

試驗(yàn)中添加5菌組合+尿素+紅糖發(fā)酵木薯渣時(shí)乙酸和丙酸含量均最高，可能因?yàn)檫@些菌類在發(fā)酵過(guò)程中大量生長(zhǎng)繁殖且分泌出相應(yīng)的水解酶系，導(dǎo)致發(fā)酵底物中產(chǎn)生較多的VFA，張濤等[10]也表明異型發(fā)酵乳桿菌如布氏乳桿菌在發(fā)酵過(guò)程中，除生成乳酸外，還生成乙酸、二氧化碳(CO2)、乙醇，乙酸有利于降低發(fā)酵底物的pH，提高有氧穩(wěn)定性，對(duì)防止飼料有氧變質(zhì)有至關(guān)重要的作用。馬靜靜等[2]在木薯渣中接種乳酸菌復(fù)合系SFC-2，同時(shí)添加不同濃度的蔗糖進(jìn)行發(fā)酵，結(jié)果表明可以提高木薯渣中乳酸的含量，降低丁酸、甲胺和氰化物等有害物質(zhì)的含量，從而改善木薯渣的適口性，提高其飼料轉(zhuǎn)化率，與本試驗(yàn)結(jié)果不一致，本試驗(yàn)中試驗(yàn)組Ⅱ的丁酸含量普遍高于空白組、對(duì)照組Ⅰ、對(duì)照組Ⅱ和試驗(yàn)Ⅰ組，但含量均不高，不影響整體品質(zhì)，可能因?yàn)樘砑拥木N不同及發(fā)酵條件不同等原因造成。

3.2不同微生物添加劑組合對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分的影響

木薯渣蛋白質(zhì)含量低，纖維含量高，適口性差，因此，要改善木薯渣的品質(zhì)首先要提高木薯渣的蛋白質(zhì)含量，降低其纖維含量。黃金華等[11]用黑曲霉、釀酒酵母、米曲霉、益生素(由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、植物乳桿菌和蠟樣芽孢桿菌組成)的不同組合發(fā)酵木薯渣，結(jié)果表明，以黑曲霉、釀酒酵母、米曲霉、益生素組成的混合菌發(fā)酵木薯渣效果最好，CP含量顯著高于其他組，CF含量和pH均為最低。Hang等[12]和Okpako等[13]也有同樣的研究結(jié)果。本試驗(yàn)結(jié)果也表明：添加5菌組合+尿素+紅糖發(fā)酵木薯渣效果最好，CP含量顯著高于其他組，NDF和ADF含量均最低，本試驗(yàn)揭示布氏乳桿菌、黑曲霉、熱帶假絲酵母、枯草芽孢桿菌與植物乳桿菌具有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同提高木薯渣發(fā)酵效果的作用。因?yàn)楹谇菇到獾矸奂袄w維素的能力比較強(qiáng)，可產(chǎn)生糖化酶、淀粉酶、植酸酶、纖維素酶等復(fù)合酶系，另外，黑曲霉也能產(chǎn)酸降低飼料的pH，而該pH范圍有利于酵母菌的生長(zhǎng)[14]。熱帶假絲酵母在固態(tài)發(fā)酵飼料中能產(chǎn)生飼料酵母，有利于提高發(fā)酵飼料的CP含量?？莶菅挎邨U菌能夠分泌纖維素酶、淀粉酶、脂肪酶、堿性蛋白酶、糖化酶等多種酶系，它與黑曲霉等有很好的協(xié)同發(fā)酵的作用[15]。布氏乳桿菌在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生醋酸菌和異型乳酸，有利于降低飼料pH和提高有氧穩(wěn)定性。植物乳桿菌為厭氧或兼性厭氧菌，能夠產(chǎn)生乳酸和乳酸桿菌素，降低pH，提高飼料的適口性，而乳酸桿菌素是一種生物型的防腐劑，有利于避免飼料變質(zhì)，因此，布氏乳桿菌、黑曲霉、熱帶假絲酵母、枯草芽孢桿菌與植物乳桿菌混合發(fā)酵木薯渣，不但能降低NDF和ADF含量，還能通過(guò)相互之間所產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成菌體蛋白，從而提高木薯渣的CP含量。

管軍軍等[16]選用酵母菌單菌種、霉菌單菌種及二者混菌種為試驗(yàn)菌種，添加7%的尿素，對(duì)木薯渣進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵后木薯渣的蛋白質(zhì)含量與試驗(yàn)用木薯渣原料蛋白質(zhì)含量相比，分別提高了4.94倍、4.32倍和5.72倍，混菌種發(fā)酵效果要優(yōu)于單菌種發(fā)酵，此外，木薯渣含氮量較低，而微生物的生長(zhǎng)則需要充足的氮源，在發(fā)酵的培養(yǎng)基中添加無(wú)機(jī)氮源，能顯著提高產(chǎn)物中蛋白質(zhì)含量。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，5菌組合改善木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分的效果優(yōu)于4菌組合；試驗(yàn)組和對(duì)照組的CP含量均顯著高于空白組，為空白組CP含量的1.7～2.0倍，該試驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)果基本一致。

Yang等[17]試驗(yàn)結(jié)果表明，在飼料發(fā)酵時(shí)乳酸菌迅速增殖需要可溶性糖的濃度達(dá)到一定的水平。要通過(guò)接種微生物的方式加快木薯渣發(fā)酵進(jìn)程，從而改善其發(fā)酵品質(zhì)時(shí)，保證一定濃度的可溶性糖對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)發(fā)酵飼料非常重要。本試驗(yàn)研究結(jié)果也表明在木薯渣發(fā)酵時(shí)添加1%尿素+0.6%紅糖比只添加1%尿素發(fā)酵效果好。

本試驗(yàn)中Ⅱ5組的DMR最低，在發(fā)酵過(guò)程中DM損失相對(duì)較多。這與黃金華等[11]研究結(jié)果一致。主要原因是微生物在發(fā)酵過(guò)程中，會(huì)使用發(fā)酵底物所提供的碳源和氮源進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖，消耗掉部分底物，所以會(huì)導(dǎo)致底物DMR降低，從而使CP、粗灰分及粗脂肪等含量相對(duì)提高，微生物生長(zhǎng)、繁殖越旺盛，發(fā)酵效果越好，消耗的底物相應(yīng)就會(huì)越多。

3.3木薯渣發(fā)酵品質(zhì)評(píng)定研究

黃金華等[18]以啤酒酵母、黑曲霉和產(chǎn)脘假絲酵母的不同組合對(duì)木薯渣進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵30 d后進(jìn)行品質(zhì)評(píng)定，各組的發(fā)酵木薯渣從色澤、氣味及質(zhì)地來(lái)看均為優(yōu)等。這表明適當(dāng)添加相關(guān)微生物有利于提高木薯渣的酸度。馬靜靜等[2]報(bào)道，只接種SFC-2的木薯渣發(fā)酵后感官評(píng)定得9分，接種SFC-2同時(shí)又添加合適濃度的蔗糖時(shí)，能夠獲得較佳的品質(zhì)，本試驗(yàn)除空白組外，其他各組發(fā)酵木薯渣從色澤、氣味及質(zhì)地來(lái)看也均為優(yōu)等，對(duì)照組和試驗(yàn)組得分均高于空白組說(shuō)明添加有關(guān)微生物、尿素和紅糖有利于改善木薯渣發(fā)酵感官品質(zhì)。本試驗(yàn)的感官評(píng)定是參照我國(guó)農(nóng)業(yè)部1996年發(fā)布的《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(試行)》來(lái)進(jìn)行，該參考具有很大的局限性，且主觀因素較強(qiáng)，而Kaiser等[7]提出按照乙酸和丁酸的含量來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)酵飼料品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)不考慮pH、乳酸及氨態(tài)氮含量，因?yàn)閜H不僅與青貯的牧草品種和化學(xué)成分有關(guān)，還與青貯發(fā)酵過(guò)程有關(guān)系。因此，該標(biāo)準(zhǔn)的提出對(duì)于不同青貯飼料添加劑的研究具有一定的意義。本試驗(yàn)通過(guò)乙酸和丁酸含量評(píng)價(jià)木薯渣品質(zhì)，得出各組發(fā)酵木薯渣品質(zhì)均達(dá)到1級(jí)水平，表明各組雖然均檢測(cè)出丁酸含量，但因含量低，不影響木薯渣品質(zhì)。

4結(jié)論

① 當(dāng)?shù)孜锖繛?5%左右、尿素比例為1%、紅糖比例為0.6%、混合菌接種比例為5%、發(fā)酵時(shí)間為10 d時(shí)，發(fā)酵木薯渣效果最好，能顯著降低發(fā)酵木薯渣pH，提高乙酸和丙酸含量，顯著降低NDF和ADF含量，顯著提高CP含量。

② 添加相應(yīng)的菌種+尿素+紅糖發(fā)酵木薯渣有利于產(chǎn)生丙酸。

③ 不同微生物添加劑組合發(fā)酵木薯渣，對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分改善效果5菌組合優(yōu)于4菌組合。

④ 添加尿素能顯著提高發(fā)酵木薯渣CP含量。

⑤ 在木薯渣發(fā)酵過(guò)程中添加尿素+紅糖比只添加尿素對(duì)木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分改善效果好。

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(責(zé)任編輯武海龍)

Effects of Solid-State Fermentation with Different Combinations of Mixed Strains on Quality of Cassava Residue

TANG QingfengPENG KaipingWEI ShengjuLIANG XinLI LiliZOU Caixia*

(Buffalo Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530001, China)

Abstract:The current experiment was carried out to investigate effects of combinations of Lactobasillus buchneri (LAB), Aspergillus niger (AN), Candida tropicalis (CT), Bacillus subtilis (BS) and Lactobacillus plantarum (LAP) on quality of cassava residue, and to find the best strains combination. In this study，cassava residue were used for fermentative raw material, LAB, AN, CT, BS and LAP were combined in accordance with different strains by 1∶1, there were five different combinations in this experiment. Combination 1: LAB+AN+CT+LAP；combination 2: LAB+AN+BS+LAP；combination 3: LAB+CT+BS+LAP; combination 4: AN+CT+BS+LAP; combination 5: LAB+AN+CT+BS+LAP；1% urea or 1% urea+0.6% brown sugar was added to each combination, the blank group was not added any additives, 1% urea was added to the control group Ⅰ, 1% urea+0.6% brown sugar was added to the control group Ⅱ, water content in each group was about 65% by modulating with physiological saline, each group was fermented in the vacuum of polyethylene film bag for 10 days. The results showed as follows: 1) the effects of different microbial inoculants on the nutrition composition of cassava residue, the result showed the combination of LAB+AN+CT+BS+LAP+urea+brown sugar was superior to the four strains combination. The combination 5 get the best quality improvement of cassava residue, compared with the blank group, the pH was significantly reduced (P<0.05), the acetic acid and propionic acid contents were significantly improved (P<0.05), the neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) contents were the lowest, and significantly lower than those in blank group and control groups (P<0.05), the crude protein content was the highest, and significantly higher than those in blank group and control groups (P<0.05). 2) It was favorable to propionic acid production by adding the corresponding strains+urea+brown sugar to the cassava residue fermented by the mixed strains. 3) When the urea was added into the fermentation medium, the crude protein content in cassava residue was significantly increased (P<0.05). 4) Urea and brown sugar were added into cassava residue for improving the nutrition composition during the fermentation process of cassava residue which was better than that only urea was added into cassava residue. In conclusion, solid-state fermentation using LAB, AN, CT, BS, LAP, urea and brown sugar can offer an effective alternative to improve the quality of cassava residue.[Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(6)：1965-1974]

Key words:cassava residue; mixed microbe strains; solid-state fermentation

doi：10.3969/j.issn.1006-267x.2016.06.040

收稿日期：2015-12-20

基金項(xiàng)目：廣西水牛研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(水?；?504013)

作者簡(jiǎn)介：唐慶鳳(1983—)，女，廣西桂林人，畜牧師，從事反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料研究。E-mail: 899qinghui@163.com *通信作者：鄒彩霞,研究員,碩士生導(dǎo)師,E-mail: caixiazou2002@hotmail.com

中圖分類號(hào)：S816.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-267X(2016)06-1965-10

*Corresponding author, professor, E-mail: caixiazou2002@hotmail.com