不同发酵时间对乳酸菌发酵饲料中主要营养物质、乳酸菌和乳酸含量的影响

饲用抗生素替代品产业战略联盟 2018-08-12 12:05:14


导读

随着人们对滥用抗生素以及动物产品安全愈来愈深切的关注,微生态制剂作为抗生素替代物越来越广泛地应用于畜禽饲料中。传统的使用方法是将微生态制剂拌料直接饲喂畜禽。近几年,利用微生态制剂体外发酵饲料,给畜禽饲喂发酵饲料的方法,越来越引起重视。植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌作为天然绿色饲料添加剂,均能刺激家禽免疫器官的发育,增强家禽免疫性能,提高家禽成活率,改善家禽生产性能,提高日增重,降低料重比。刘海燕报道,乳酸杆菌固态制备发酵豆粕的最佳条件是:接种量3%,含水量40%,蛋白酶添加量0.15%,37℃密闭发酵48h。朱风华等用植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌发酵混合饲料,发酵条件是:含水量40%,20℃密闭发酵15d。将发酵混合饲料按照一定比例置换蛋鸡配合日粮,饲喂蛋鸡后其生产性能和蛋品质明显提高,但是蛋鸡体重呈现明显下降趋势,可能与饲料能量不足有关。孙合美等报道,植物乳杆菌和戊糖片球菌的混合菌种发酵配合饲料,在48h内,乳酸菌含量呈迅速上升趋势,pH呈迅速下降趋势,进一步延长发酵时间,发酵饲料中乳酸菌的含量趋势尚未报道。因此,探明植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌发酵对混合饲料中营养物质含量的影响及发酵时间对发酵饲料中植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌含量和乳酸含量的影响,对于科学使用乳酸菌发酵饲料具有重要的意义。

本试验采用植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌发酵由玉米、菜籽粕和棉籽粕组成的混合饲料,研究乳酸菌发酵饲料营养物质、乳酸菌和乳酸含量的动态变化规律,明确乳酸菌发酵饲料营养成分背景值,为配制含乳酸菌发酵饲料的蛋鸡配合饲料提供依据。

1材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验原料

玉米、菜籽粕、棉籽粕购自山东某公司,经检测均不含乳酸菌。


1.1.2 试验菌种

植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。


1.1.3 试验动物

63只22周龄健康的海兰蛋鸡购自青岛某蛋鸡场。


1.1.4 主要仪器与试剂

KDN一102C定氮仪;WZR一1A微电脑自动热量计;氨基酸分析仪;等离子体发射光谱仪。


1.2 发酵饲料制备及主要营养物质检测

1.2.1 发酵菌液的制备

用接种铲刮取少量保存的菌种冻干粉接种到MRS肉汤培养基中活化,在37℃、160 r/min的摇床中培养16 h后,用接种环挑取培养后的菌液,接入装有6 mL MRS肉汤培养基的15 mL试管中,置于37 ℃、160 r/min摇床中培养16 h,4℃保存备用。


1.2.2 发酵饲料的制作

将玉米、棉籽粕、菜籽粕按照4:3:3的比例混合,制成500 g饲料。取一定量的植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌混合菌液,加入到蒸馏水中,摇匀。将其加入到500g饲料中混匀(饲料中乳酸菌达到10CFU/kg、水分达到40%),放入发酵袋中,抽真空,密封。制作35袋,32℃培养箱中发酵。


1.2.3 检测指标及方法

分别在0、5、10、15、20、25、30d,随机抽取5袋,检测各项指标。粗蛋白测定采用凯氏定氮法;钙测定采用高锰酸钾滴定法;非植酸磷采用总磷减去植酸磷的方法;氨基酸采用氨基酸分析仪测定;氯测定采用饲料中水溶性氯化物快速测定法;钠测定采用电感耦合等离子体法;总能采用WZR-1A微电脑自动热量计测定;乳酸菌采用MRS固体培养基进行培养并计数;乳酸含量采用南京建成生物公司提供的试剂盒检测。


1.3.1 试验方法

将63只海兰蛋鸡随机分成7组,每组3个重复,每个重复3只,分别饲喂发酵0、5、10、15、20、25、30 d的发酵饲料。预试期3 d,饲喂全价料,最后一次喂供试料;禁食,排空48 h;然后,连续饲喂发酵饲料7 d,每个重复每天饲喂150 g。饲喂发酵饲料后,开始收集粪便;停止饲喂发酵饲料,再连续48 h收集粪便。全程自由饮水。


1.3.2 检测指标及方法

检测食总能、排泄物总能及表观代谢能,计算方法如下:

食入总能=食入总干物质量(kg)×干物质能量(MJ/kg);

排泄物总能=排泄物干物质量(kg)×排泄物干物质能量(MJ/kg);

表观代谢能(MJ/kg)=(食入总能-排泄物总能)/食入全部发酵饲料(kg)。


1.4 统计与分析

试验数据用Excel软件进行初步处理后,采用SAS 9.20软件进行单因素方差分析。分析各指标与发酵时间之间的回归关系。试验数据用(平均值±标准差)表示。

2结果与分析

2.1 不同发酵时间对乳酸菌发酵饲料营养成分的影响

不同发酵时间对乳酸菌发酵饲料营养成分的影响见表1。由表1可知,饲料发酵5、10、15、20、25、30 d后,粗蛋白、氨基酸、赖氨酸、蛋氨酸、钙、非植酸磷、氯和钠等营养成分含量均显著高于尚未发酵的饲料(P<0.05)。随着发酵时间的变化,粗蛋白、蛋氨酸、蛋基酸、赖氨酸含量显著变化(P<0.05),而钙、非植酸磷、氯、钠含量无显著变化(P>0.05)。饲料发酵5、10、15、20、25、30 d后,饲料中的总能和代谢十能显著低于尚未发酵的饲料(P<0.05),且随着发酵时间的延长,呈显著下降的趋势(P<0.05)。随发酵时间(x)增加:发酵饲料中粗蛋白含量(y)与其呈二次曲线关系(y=0.00321x2-0.14467x+20.928,P=0.0472,R2=0.8694),发酵饲料中氨基酸含量(y)与其呈二次曲线关系(y=-0.0005x2-0.0002x+15.464,P=0.0452,R2=0.4109),发酵饲料中蛋氨酸含量(y)与其呈二次曲线关系(y=-7.142857x2-0.00053x+0.2163,P=0.0330,R2=0.8971),发酵饲料总能(y)与其呈二次曲线关系(y=0.00012857x2-0.01399x+11.326,P<0.0001,R2=0.9988),发酵饲料代谢能(y)与其呈二次曲线关系(y=0.00020714x2-0.01359x+6.25 1,P=0.0003,R2=0.9957)。


2.2 不同发酵时间对乳酸菌发酵饲料乳酸菌计数及乳酸含量的影响

不同发酵时间对乳酸菌发酵饲料乳酸菌计数及乳酸含量的影响见表2。由表2可知:饲料发酵5、10、15、20、25、30 d后,饲料中的乳酸菌计数和乳酸含量显著高于尚未发酵的饲料(P<0.05),发酵5 d后,饲料中乳酸菌计数显著高于发酵10~30 d(P<0.05)。随着发酵时间的延长,发酵饲料中乳酸菌计数呈下降趋势,乳酸含量呈增加趋势。随发酵时间(x)增加:发酵饲料中乳酸菌活菌计数(y)与其呈二次曲线关系(y=0.02862x2-1.76004x+27.215,P<0.0001,R2=0.9979),发酵饲料中乳酸含量(Y)与其呈二次曲线关系(y=0.03739x2+2.0025x+129.042,P=0.0037,R2=0.9762)。

3小 结

3 讨论

3.1 乳酸菌发酵对混合饲料主要营养素含量的影响

本试验结果证明,在混合饲料中添加植物乳杆菌与嗜酸乳杆菌发酵5 d后饲料中粗蛋白、氨基酸、赖氨酸和蛋氨酸含量显著高于未发酵的混合饲料。樊振等在青贮玉米中添加植物乳杆菌发酵后,显著提高青贮玉米粗蛋白含量。刘晓明等也发现,猪全价配合饲料经微生物制剂(乳酸菌+酵母菌)发酵后,粗蛋白含量显著升高。同时,本试验也发现发酵组的氨基酸及蛋氨酸和赖氨酸的含量较发酵前显著提高,这与魏一星等利用植物乳杆菌发酵小麦胚芽的试验结果一致。吴伟伟发现,用复合微生物(黑曲霉和酿酒酵母)发酵棉籽粕,氨基酸、蛋氨酸、赖氨酸的含量显著提高。可以看出,发酵饲料粗蛋白和氨基酸同步增加,表明粗蛋白来源于菌体蛋白。本试验结果显示,饲料中粗蛋白含量、氨基酸含量、蛋氨酸含量与发酵时间呈二次曲线关系。根据拟合二次曲线计算出粗蛋白含量、氨基酸含量、蛋氨酸含量最高时,发酵时间均为5d。

刘晓明等在猪全价饲料中添加微生态制剂,发现发酵饲料的钙、磷含量与发酵前饲料中钙、磷含量相比有所提高,但差异不显著。朱万芹等在沙棘嫩枝叶中添加了自己分离培养的乳酸菌进行发酵,也发现发酵组的钙、磷含量有所提高。这与本试验的结果相吻合。造成这种现象是因为乳酸菌发酵消耗了饲料的有机物质,干物质减少,从而造成了钙、磷等矿物质成分在发酵饲料中比例提高。此外,本试验也发现发酵饲料中钠、氯含量与未发酵饲料相比显著提高。

朱风华等报道,用发酵饲料置换蛋鸡配合日粮饲喂60 d,发现发酵饲料置换组的蛋鸡日增重显著低于饲喂基础日粮组的蛋鸡日增重,可能与蛋鸡摄入能量减少有关。本试验发现,在饲料中添加乳酸菌进行发酵后,发酵饲料的总能和代谢能明显下降。乳酸菌发酵饲料能量下降与淀粉被降解产生乳酸有关。这与王园的试验结果相吻合。另外本试验发现,饲料中总能、代谢能与发酵时间呈二次曲线关系。根据拟合二次曲线计算出总能、代谢能最高时,发酵时间均为5d。


3.2 饲料发酵过程中乳酸菌活菌计数和乳酸含量的变化

范丽平等研究显示,将植物乳杆菌接种到白菜汁培养基中培养14h,乳酸菌达到对数末期,pH降到3.50以下。本试验发现在发酵5d时,乳酸菌活菌达到最大值,此后随着发酵时间的增加,乳酸菌活菌数开始减少。发酵5 d后,乳酸含量增加明显,随着发酵时间延长,乳酸含量呈增加趋势,增幅较小。闫征等体外试验证明,终产物乳酸的积累是抑制乳酸菌生长和导致乳酸产量下降的直接原因。熊素玉等报道,在pH 6.5~8.5、40℃培养时,乳酸菌生长良好,且发酵葡萄糖和乳糖产生乳酸,降低基质的pH。随着pH下降,乳酸菌生长受到抑制。本试验结果显示,饲料中乳酸菌活菌数、乳酸含量与发酵时间呈二次曲线关系。根据拟合二次曲线计算出乳酸菌活菌数最高、乳酸含量最低时,发酵时间均为5d。

4结 论

本试验条件下,乳酸菌发酵饲料应在发酵后5~25 d内使用完毕,最佳使用时间为发酵5~10 d。


来源:中国家禽

作者:王赫,朱风华,朱连勤等