宋高杰，崔艷紅，李瑞珍，潘耀謙，劉興友,2

(1.河南科技學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003； 2.新鄉(xiāng)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

蚯蚓粉的加工工藝研究

宋高杰1，崔艷紅1，李瑞珍1，潘耀謙1，劉興友1,2

(1.河南科技學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003； 2.新鄉(xiāng)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

研究在相同光照，不同的環(huán)境溫度條件下，溫度與時(shí)間對(duì)蚯蚓排雜率的影響；采用不同的溫度對(duì)排雜后的蚯蚓進(jìn)行烘干、制粉，以蚯蚓粉的養(yǎng)分含量、胃蛋白酶消化率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并通過感官評(píng)定進(jìn)行工藝條件的優(yōu)化。結(jié)果表明，蚯蚓在環(huán)境溫度25～30℃時(shí)，排雜率最高且不會(huì)導(dǎo)致蚯蚓死亡；增加了清洗工序生產(chǎn)的蚯蚓粉其粗蛋白質(zhì)、氨基酸含量和胃蛋白酶消化率均高于其它組(P<0.05)，且外觀品質(zhì)及氣味與未設(shè)清洗工序、烘干溫度為60℃的組差異不顯著(P>0.05)，與其它組差異均顯著(P<0.05)，該工藝可以很好地保證蚯蚓粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、胃蛋白酶消化率、外觀品質(zhì)和氣味。

蚯蚓粉；營(yíng)養(yǎng)成分；排雜率；胃蛋白酶消化率；感官評(píng)定

近年來，我國(guó)畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)魚粉、豆粕等蛋白飼料需求量越來越大，而我國(guó)飼料用魚粉、豆粕等蛋白飼料大多依賴進(jìn)口，使得蛋白質(zhì)飼料的價(jià)格大幅度上升，而且供不應(yīng)求。蛋白質(zhì)飼料是我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，蚯蚓粉的粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)55%～70%，與魚粉的含量相當(dāng)，其中氨基酸比例平衡，能夠滿足畜禽、水產(chǎn)等動(dòng)物的17種氨基酸的需要。孫茂紅等[1]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加蚯蚓粉能夠提高雞生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率，還具有降血脂的功效。張泳楨等[2]研究發(fā)現(xiàn)，用蚯蚓粉替代基礎(chǔ)日糧中3%～5%的豆粕，可明顯提高生長(zhǎng)豬的生產(chǎn)性能，提高血液中白蛋白的含量和總超氧化物歧化酶的活性。在仔豬日糧中添加3%的蚯蚓粉，可提高仔豬的生長(zhǎng)性能，增加經(jīng)濟(jì)效益[3]。蚯蚓粉的質(zhì)量受很多因素影響，其中以加工工藝對(duì)蚯蚓粉質(zhì)量的影響尤為重要，目前已有大量對(duì)蚯蚓營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究，但對(duì)蚯蚓粉加工工藝卻鮮見報(bào)道。為了探究不同加工工藝對(duì)蚯蚓粉品質(zhì)的影響，通過對(duì)不同工藝條件下蚯蚓粉的養(yǎng)分含量、胃蛋白酶消化率指標(biāo)來評(píng)價(jià)其品質(zhì)差異，以期為更好地加工高品質(zhì)的蚯蚓粉提供參考。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1原料

蚯蚓，由河南科技學(xué)院蚯蚓試驗(yàn)田養(yǎng)殖。

1.1.2試劑與儀器設(shè)備

氫氧化鈉、硼酸銨、硼酸、鹽酸、濃硫酸、氫氧化鋰、檸檬酸鈉、L-色氨酸和茚三酮均為國(guó)產(chǎn)分析純，DHG-9420A型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱，UDK149型凱氏定氮儀，DU800型紫外分光光度計(jì)，BL610型分析天平，SX-12-9型馬弗爐。

1.2方法

1.2.1工藝流程

A工藝流程：蚯蚓挑選→25～30℃排雜→濾干→烘干(不同溫度)→粉碎→成品

B工藝流程：蚯蚓挑選→25～30℃排雜→清洗→濾干→烘干(60℃)→粉碎→成品

1.2.2工藝說明

(1)蚯蚓挑選。挑選蚯體色澤健康、活潑及同一生長(zhǎng)期的蚯蚓，并剔除偏大和偏小的個(gè)體。

(2)排雜。蚯蚓全身的剛毛和黏液是用來進(jìn)行呼吸作用的，如果離開土壤，體表過于干燥無黏液經(jīng)行呼吸作用，就會(huì)從腹部吐出泥土及黏液，利用這一特性，可以將腹部的雜質(zhì)排出來。

(3)清洗和濾干。用水將蚯蚓排出的雜質(zhì)清洗干凈，然后濾干水分。

(4)烘干。將濾干水分的蚯蚓放置到干燥箱里進(jìn)行烘干。

(5)粉碎。烘干的蚯蚓，粉碎過40目篩，然后包裝成品。

1.2.3不同溫度和時(shí)間對(duì)蚯蚓排雜率的影響

每組挑選100 g同一生長(zhǎng)期、健康、活潑的蚯蚓，每組3個(gè)重復(fù)。在相同光照，環(huán)境溫度15、20、25、30、35℃的條件下，每隔5 min測(cè)定一次排雜量。

1.2.4不同工藝流程對(duì)蚯蚓粉品質(zhì)和消化率的影響

A工藝流程蚯蚓體分別在60、70、80、90、100℃的條件下烘干，生產(chǎn)的蚯蚓粉分別設(shè)為A1組、A2組、A3組、A4組和A5組； B工藝流程生產(chǎn)的蚯蚓粉設(shè)為B組，B組烘干溫度是取A工藝流程優(yōu)化出的最佳烘干溫度；每組取120 g樣本，粉碎過40目篩，每組3個(gè)重復(fù)。粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、水分和氨基酸成分測(cè)定分別按照相應(yīng)的國(guó)標(biāo)法進(jìn)行；蛋白質(zhì)體外消化率依據(jù)動(dòng)物性蛋白質(zhì)胃蛋白酶消化率的測(cè)定(GB/T 17811-2008)方法進(jìn)行。

1.2.5感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

選聘3位有資質(zhì)的評(píng)委，對(duì)6組蚯蚓粉的色澤、氣味、組織狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定，各個(gè)評(píng)委綜合得分的平均值，即為蚯蚓粉感官評(píng)定最后得分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 蚯蚓粉感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS V 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1不同溫度對(duì)蚯蚓排雜率的影響

蚯蚓是畏光動(dòng)物，并且靠濕潤(rùn)的體壁進(jìn)行呼吸，若暴露在日光下或較強(qiáng)光照下，蚯蚓會(huì)通過消化道排雜及體表的腺細(xì)胞排出黏液維持體壁濕潤(rùn)來保護(hù)自己。而在相同光照下，溫度是影響蚯蚓呼吸率的重要因子。利用此特征可達(dá)到蚯蚓排雜的目的。

不同溫度和時(shí)間對(duì)蚯蚓排雜率的影響見圖1。

圖1 不同溫度和時(shí)間對(duì)蚯蚓排雜率的影響

由圖1可知，蚯蚓在相同光照，環(huán)境溫度15～35℃的范圍內(nèi)，前5 min排雜迅速，排雜率均超過50%，其中在環(huán)境溫度35℃的條件下，排雜率上升最快；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，排雜率呈緩慢上升趨勢(shì)；在環(huán)境溫度為20～35℃，排雜時(shí)間持續(xù)到25 min時(shí)，蚯蚓排雜率達(dá)95%以上，其中以25～35℃時(shí)排雜率最高；蚯蚓在環(huán)境溫度35℃，排雜時(shí)間超過25 min以后，排雜率處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2A工藝流程各組蚯蚓粉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量分析

A生產(chǎn)線各組蚯蚓粉營(yíng)養(yǎng)成分含量見表2。

表2 A生產(chǎn)線各組蚯蚓粉營(yíng)養(yǎng)成分含量(干物質(zhì)基礎(chǔ))

注：同列數(shù)據(jù)肩注小寫字母不同者表示差異顯著(P<0.05)，無肩注或肩注字母相同者表示差異不顯著(P>0.05)。

由表2可見，A5組的粗蛋白質(zhì)含量最高，A4組的含量最低，A1組與A5組差異不顯著(P>0.05)，A2組與A3組、A4組的含量差異不顯著(P>0.05)；A4組粗脂肪含量最高，A3組含量最低；A1組的灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低為17.20%，與其它組差異均顯著(P<0.05)；A1組氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高達(dá)43.85%，并且與其它4組相比差異均顯著(P<0.05)。蚯蚓粉中游離脂肪酸、高不飽和脂肪酸、醛類物質(zhì)等會(huì)隨烘干溫度的升高，揮發(fā)量上升，并且高溫和較長(zhǎng)氧化時(shí)間能使油脂氧化產(chǎn)物含量增加。蛋白質(zhì)和氨基酸隨烘干溫度和烘干時(shí)間的增加會(huì)發(fā)生蛋白質(zhì)變性和美拉德反應(yīng)等，這些會(huì)影響到養(yǎng)分的品質(zhì)和含量。因此，挪威等國(guó)家烘干魚粉使用的溫度一般不高于80℃[4]。此外，蚯蚓粉營(yíng)養(yǎng)成分含量的變化除與烘干溫度有關(guān)外，還會(huì)因灰分含量的變化而引起其他營(yíng)養(yǎng)成分含量的變化，灰分含量改變的主要原因在于蚯蚓的排雜率和排雜后蚯蚓體上黏附的雜質(zhì)的量。蛋白質(zhì)和氨基酸含量隨著烘干溫度的升高，出現(xiàn)了先降低后升高的現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有待進(jìn)一步的研究。

2.3A工藝流程各組蚯蚓粉胃蛋白酶消化率分析

蚯蚓粉的胃蛋白酶消化率見表3。

表3 A生產(chǎn)線各組蚯蚓粉胃蛋白酶消化率

注：同行數(shù)據(jù)肩注小寫字母不同者表示差異顯著(P<0.05)，無肩注或肩注字母相同者表示差異不顯著(P>0.05)。

由表2和表3可見，A工藝流程在60～90℃的不同溫度下烘干，蚯蚓粉的胃蛋白酶消化率差異不顯著(P>0.05)。但在100℃條件下(A5)烘干時(shí)，蚯蚓粉的胃蛋白酶消化率下降至91.73%，與其它4組相比差異顯著(P<0.05)。試驗(yàn)結(jié)果表明蚯蚓粉胃蛋白酶消化率均在90 %以上，均達(dá)到國(guó)產(chǎn)魚粉特級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由表2和表3可知，A1工藝(60℃烘干)在A組中相對(duì)較好。

2.4A1組與B組營(yíng)養(yǎng)成分含量及胃蛋白酶消化率比較分析

A1組與B組營(yíng)養(yǎng)成分含量及胃蛋白酶消化率比較分析見圖2。

圖2 A1組與B組營(yíng)養(yǎng)成分含量及胃蛋白酶消化率比較分析

蚯蚓粉主要作為動(dòng)物性蛋白飼料來使用，因此蛋白質(zhì)和氨基酸是優(yōu)先考慮指標(biāo)。由表2可知，五組中，A1組和A5組蛋白質(zhì)含量最高，但兩組之間差異不顯著，但A1組氨基酸含量顯著高于A5組(P<0.05)；由表3可知，A1組胃蛋白酶消化率也顯著高于A5組。綜合上述因素，選擇A工藝流程中的A1組和B工藝流程的B組進(jìn)行比較分析。由圖2可知，A1組與B組的胃蛋白酶消化率差異顯著(P<0.05)，A1組的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比B組低22.30%(P<0.05)；A1組的灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)比B組高54.36%(P<0.05)；而B組的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)比A1組高23.51%(P<0.05)。A1組沒有清洗，雜質(zhì)可能會(huì)比較多，導(dǎo)致灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，而相應(yīng)降低了其他營(yíng)養(yǎng)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.5蚯蚓粉感官評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)6組蚯蚓粉進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，隨著加工溫度的升高，蚯蚓中還原糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，顏色由土黃色逐漸變成黑褐色；而氣味，由正常蚯蚓腥味逐漸變?yōu)榻刮叮泄僭u(píng)分值詳見表4。A1組和B組分值最高，差異不顯著(P>0.05)。A1組、B組和其他各組間組之間差異均顯著(P<0.05)。

表4 蚯蚓粉感官評(píng)價(jià)結(jié)果

注：同列數(shù)據(jù)肩注小寫字母不同者表示差異顯著(P<0.05)，無肩注或肩注字母相同者表示差異不顯著(P>0.05)。

3 討論

蚯蚓的排雜是蚯蚓粉生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。 利用蚯蚓畏光、呼吸等特性，可以將腹部的雜質(zhì)排出來，溫度是影響蚯蚓呼吸率的重要因子。但是，如果長(zhǎng)時(shí)間放置，會(huì)引起蚯蚓死亡，蚯蚓體發(fā)生尸解，直接影響蚯蚓粉的品質(zhì)和衛(wèi)生。蚯蚓在環(huán)境溫度20～35℃，排雜時(shí)間25 min時(shí)，排雜率均達(dá)到95%以上，其中25～30℃排雜率最高且不會(huì)導(dǎo)致蚯蚓死亡；而在環(huán)境溫度35℃時(shí)，排雜時(shí)間超過25 min以后，蚯蚓會(huì)出現(xiàn)大量死亡。

蚯蚓粉粗蛋白質(zhì)和氨基酸的含量并不能全面反映蚯蚓粉真實(shí)的品質(zhì)，通過體外消化試驗(yàn)胃蛋白酶消化率的測(cè)定，可初步評(píng)價(jià)蚯蚓粉中蛋白質(zhì)被動(dòng)物利用的的情況。林偉民等[5]研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓粉在溫度為20、30℃，濕度為50%條件下貯藏28 d后，蚯蚓粉胃蛋白酶消化率均在88%以上，達(dá)到魚粉一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。王德鳳等[6]用蚯蚓粉飼用生長(zhǎng)育肥豬時(shí)，測(cè)得蚯蚓粉的粗蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)消化率為91.98%，比魚粉高8.21%(P<0.05)；必需氨基酸為94.89%，比魚粉高17.51%(P<0.05)，均達(dá)到差異顯著性水平。馬世峰等[7]研究表明，當(dāng)飼料加工溫度較高時(shí)，飼糧中還原糖容易與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，影響蛋白質(zhì)的消化吸收和利用率，從而降低飼料的胃蛋白酶消化率，與本試驗(yàn)研究結(jié)果相似。

在相同光照下，蚯蚓在環(huán)境溫度25～30℃時(shí)，排雜率最高、最快且不會(huì)導(dǎo)致蚯蚓死亡。在本試驗(yàn)中，蚯蚓粉的胃蛋白酶消化率均達(dá)到90%以上，符合國(guó)產(chǎn)魚粉特級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍，從蚯蚓粉營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量和體外消化率的角度看，蚯蚓粉的飼用價(jià)值可以達(dá)到甚至超過魚粉，因此蚯蚓粉可以作為魚粉的替代品。B工藝流程加工的蚯蚓粉的養(yǎng)分含量和感官評(píng)價(jià)均高于A工藝流程加工的蚯蚓粉，因此，今后將選擇B工藝流程擴(kuò)大生產(chǎn)，進(jìn)一步評(píng)價(jià)B工藝流程的加工效果，以期為蚯蚓粉的生產(chǎn)提供品質(zhì)好、經(jīng)濟(jì)效益高的加工工藝流程。

[1] 孫茂紅,楊翠軍,葛 劍，等.蚯蚓粉對(duì)柴雞生長(zhǎng)性能、血清激素指標(biāo)和血脂的影響[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2015，19:134-136.

[2] 張泳楨,吳華東,吳武平，等.蚯蚓粉替代日糧中部分豆粕對(duì)生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能和免疫指標(biāo)的影響[J].飼料工業(yè),2016,37(3):22-25.

[3] 曾值虎.仔豬日糧中添加蚯蚓粉的增重試驗(yàn)[J].山東畜牧獸醫(yī),2013(6):15.

[4] KONING D.Properties of south african fish meal:a review:research in action[J].South African Journal of Science,2005,101:21-25.

[5] 林偉民,連曉東,霍偉倫，等.蚯蚓粉的營(yíng)養(yǎng)成分分析及貯藏性評(píng)價(jià)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,42(5):63-68.

[6] 王德鳳,吳 仙,李莉娜，等.蚯蚓蛋白飼料飼養(yǎng)生長(zhǎng)肥育豬的飼用價(jià)值評(píng)定研究[J].飼料工業(yè),2014,35(11):31-35.

[7] 馬世峰,李軍國(guó),于紀(jì)賓,等.不同工藝參數(shù)組合對(duì)肉雞顆粒飼料加工質(zhì)量、生長(zhǎng)性能和養(yǎng)分表觀消化率的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2017(4):1 148-1 158.

Processingtechnologyofearthwormpowder

SONG Gao-jie1,CUI Yan-hong1,LI Rui-zhen1,PAN Yao-qian1,LIU Xing-you1,2

(1.College of Animal Science and Veterinary Medicine,Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003,China; 2.Xinxiang University, Xinxiang 453000,China)

Under the same light intensity but different temperature,the influence of temperature and time on the earthworm excretion was studied.The earthworm excreted was dried up and milled.With the nutrient composition and pepsin digestibility of earthworm powder as the evaluation indexes, the technological conditions were optimized by the way of sensory evaluation.The results showed that the earthworm had the highest excretion rate and didn't die at the temperature of 25-30℃;the content of crude protein,animo acid and pepsin digestibility of earthworm in the group including cleaning process were higher than that of the other groups(P<0.05),and there was no significant difference in the appearance, quality and odor between the group including cleaning process and group without cleaning process and drying temperature of 60℃(P>0.05), but the difference was significant compared with other groups (P<0.05).The technological process can better ersure the nutritional value,pepsin digestibility,appearance quality and odor.

earthworm powder;nutrient composition;rejection rate; pepsin digestibility;sensory evaluation

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.10.010

2017-07-31；

2017-09-20

河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系-生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(S2012-06-02)；河南省基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目(122300410023)。

宋高杰(1988-)，男，碩士，研究方向?yàn)閯?dòng)物傳染病學(xué)與分子病原學(xué)。

通迅作者：劉興友(1963-)，男，教授，研究方向?yàn)閯?dòng)物傳染病學(xué)與分子病原學(xué)。

S816.9

A

1003-6202(2017)10-0045-04

(責(zé)任編輯梅竹)