山东九通生物工程有限公司为您详情介绍： 
      木薯产业是中国广西壮族自治区的支柱产业之一,木薯的种植面积、产量均占全国的70%以上,中国每年木薯渣的产量约为30 万t,而且每年以30%左右的比例增长。木薯渣是木薯加工淀粉和酒精后的副产物,干物质的主要成分为淀粉、纤维素及少量的粗蛋白质(CP),碳水化合物含量高,矿物质、微量元素和氨基酸含量丰富,而且价格低廉,是一种有开发潜力的新型饲料资源,但木薯渣在实际应用过程中存在水分含量高(新鲜木薯渣水分含量为80%~90%)、不易贮存、CP 含量低及适口性差等问题,导致其一直没有得到很好的利用。
     目前,部分木薯渣用于生产酒精、饲料、栽培平菇等,绝大部分的木薯渣被丢弃,不仅浪费资源,而且对环境造成严重的污染。应用微生物混合固态发酵木薯渣,通过微生物和相关化学物质发生一系列复杂的生物化学反应,不仅可以**木薯渣中的CP 含量,改善其适口性,还可以全面的**木薯渣的营养价值。Okpoko 等研究表明利用鼠李糖乳杆菌、黑曲霉及两者混合分别发酵木薯渣,与没有发酵的木薯渣相比,发酵后的木薯渣粗纤维(CF)、粗灰分(Ash)和水分含量均显著**,而碳水化合物和粗脂肪(EE)含量有所降低;黄达明发现采用酵母菌和霉菌混合培养,通过菌种间的协同效应**了对发酵底物的利用率,同时发酵底物的营养价值也得到了显著的**;赵华等研究黑曲霉固态发酵对甘薯渣品质的影响,甘薯渣接种黑曲霉孢子1×106 个/g,料水比1:1.3,发酵温度38 ℃,发酵4 d 时,CP 含量从6.37% **至9.14%;发酵后还原性糖含量从4.42% **至7.34%;EE 含量从2.71%升高至4.75%。应用微生物发酵木薯渣,菌株的选择非常关键。许多研究表明,混合菌种发酵木薯渣比单一菌种效果好,菌种的选择由单一菌种向混合菌种方向发展。目前研究的微生物品种及搭配非常有限,布氏乳杆菌、黑曲霉、热带假丝酵母、枯草芽孢杆菌与植物乳杆菌3 菌组合处理木薯渣的研究鲜有报道。本试验以木薯渣为发酵原料,添加1% 尿素作为氮源,添加0.6%红糖调节木薯渣的可溶性糖浓度,用3 菌混合固态发酵木薯渣,探索**佳木薯渣发酵条件,为木薯渣在饲料行业中的广泛应用奠定基础。
1材料与方法
1.材料
     新鲜木薯渣由广西水牛研究所水牛种畜场提供,经65 ℃ 干燥成风干样,干物质(DM)含量为25.95%,CP 含量为2.59%,中性洗涤纤维(NDF)含量为24.29%,酸性洗涤纤维(ADF)含量为20.04%。热带假丝酵母(Candida tropicalis ,CT)、黑曲霉(Aspergillus niger ,AN)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis ,BS)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum ,LAP)及布氏乳杆菌(Lactobasillus buchneri ,LAB)均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心;尿素为市购。
MRS 的液体培养基(用于LAP、LAB 活化和菌液培养);MRS 固体培养基(用于LAP 和LAB 涂板计数);MEB 液体培养基(用于AN 和CT 的活化和菌液培养);MEB 固体培养基(用于AN 和CT 涂板计数);葡萄糖营养液(用于BS 的菌种活化和菌液培养)及葡萄糖营养琼脂(用于BS 的涂板计数)。

1 .2　方法
1.2.1　试验设计
     将LAB、AN、CT、BS 与LAP中3 种菌以1∶1∶1 体积比组合,共设5 个不同组合,分别为组合1:LAB+AN+LAP;组合2:LAB+CT+LAP;组合3:LAB+BS+LAP;组合4:AN+CT+LAP;组合5:CT+BS+LAP;本试验除对照组设4 个重复(其中2 个重复用于测定发酵前木薯渣混合料的DM 含量),其他每个组设2 个重复,每个重复以100 g 干木薯渣为发酵原料,添加0.6%红糖,调节木薯渣的可溶性糖浓度,1%尿素作为氮源,各混菌组分别添加5% (占木薯渣干物质的质量百分比)。试验分组情况:空白组:木薯渣;对照组Ⅰ:木薯渣+尿素;对照组Ⅱ:木薯渣+尿素+红糖;试验组Ⅰ:Ⅰ1:对照组Ⅰ+组合1 混合菌;Ⅰ2:对照组Ⅰ+组合2 混合菌;Ⅰ3:对照组Ⅰ+组合3 混合菌;Ⅰ4:对照组Ⅰ+组合4 混合菌;Ⅰ5:对照组Ⅰ+组合5 混合菌;试验组Ⅱ:Ⅱ1:对照组Ⅱ+组合1 混合菌;Ⅱ2:对照组Ⅱ+组合2 混合菌;Ⅱ3:对照组Ⅱ+组合3 混合菌;Ⅱ4:对照组Ⅱ+组合4 混合菌;Ⅱ5:对照组Ⅱ+组合5 混合菌,各组微生物添加剂菌落单位情况见表1。
     各组均用生理盐水调制含水量为65%左右,混合均匀,装入聚乙烯薄膜袋中,用真空泵抽出袋内的空气至真空状态,密封,置于室温下贮藏。从开始发酵之日算起,第10 天每组各开封2 袋,进行感官评定、pH、干物质回收率(DMR)、CP、NDF、ADF 等测定,以评价混合菌种发酵的效果。

1.2.2　试验菌种的活化及扩培
     安瓿管冻干菌种,活化,按5%添加量接种到相应的液体培养基中,CT、AN 和BS 在30 ℃、150 r/min 摇床条件下培养,LAP 和LAB 37 ℃静态培养。采用涂板对各菌种接种液进行计数。
1 .3　样品采集与预处理
     开袋后,每袋取出35 g 样品,放至250 mL 广口瓶中,再添加150 mL 的超纯水,放于4 ℃冰箱提取24 h,然后用2 层纱布过滤,滤液用于pH 和挥发性脂肪酸(VFA)的测定。剩余的木薯渣在65 ℃下烘干、粉碎(过40 目筛)制成风干样,用于常规营养成分的测定。
1 .4　测定指标及方法
1.4.1　木薯渣发酵品质指标测定
1.4.1.1　pH
采用pH 计(HANNA HI 8424)进行测定。

1.4.1.2 　VFA 的测定
     取1.3 获得的滤液0.5 mL,加入0.5 mL 8.2%偏磷酸,13 000 r/min离心10 min,再取上清液加入巴豆酸后,用气相色谱仪(Agilent 7890A 型)测定样品中乙酸、丙酸、丁酸的含量。毛细管柱:HP-INNOWAX (19091N-133);毛细管柱的规格:30 m×0.25 mm×0.25 μm。

1.4.1.3　DMR 的测定
     DMR(%)=(开封时木薯渣质量×木薯渣干物质率)/(装袋时装入木薯渣的质量×木薯渣原料干物质率)×100%。

1.4.2 　常规营养成分评定
     采用常规测定方法[18]测定样品中的DM、CP、NDF 和ADF 含量。

1.4.3　木薯渣发酵料感官评定
     参考中国农业部1996 年发布的《青贮饲料质量评定标准(试行)》进行木薯渣发酵料感官评定,通过气味、色泽、质地和霉变等情况评定,感官评定标准见表2。按照Kaiser 等提出的新的青贮饲料发酵品质评定标准,以乙酸和丁酸的含量来评价发酵饲料等级,标准见表3。
1.5　数据分析
     试验数据先使用Excel 软件进行初步整理,使用SPSS 17.0 进行方差分析和Duncan 氏多重比较,试验数据采用平均值±标准误表示,以P <0.05作为差异显著性判断标准。
2结果与分析
2.1 不同微生物添加剂组合对木薯渣发酵品质的影响
     由表4 可知,各试验组的pH 均显著低于空白组和对照组(P <0.05)。其中,Ⅰ4 组pH **低,空白组pH **高,空白组与对照组差异不显著(P >0.05);各组乙酸含量差异均不显著(P >0.05),其中,Ⅱ1 组乙酸含量**高,对照组Ⅱ乙酸含量**低。空白组、对照组和试验组Ⅰ均未检出丙酸,试验组Ⅱ均检出丙酸,但组间差异不显著(P >0.05),其中Ⅱ2组丙酸含量**高,说明同时添加相应的菌种、尿素和红糖有利于产生丙酸。各组丁酸含量差异均不显著(P >0.05),其中,对照组Ⅰ丁酸含量**高,对照组Ⅱ丁酸含量**低。
2.2　不同微生物添加剂组合对木薯渣营养成分的影响
     由表5 可知,空白组DMR **高,显著高于其他组(P <0.05),对照组DMR 次之且显著高于试验组Ⅰ和Ⅱ(P <0.05),Ⅱ5 的DMR **低。各试验组的组间NDF 和ADF 含量差异均不显著(P >0.05),均显著低于空白组和对照组(P <0.05),其中,Ⅱ1组的NDF 和ADF 含量均**低,对照组Ⅱ的NDF和ADF 含量均低于对照组Ⅰ,但差异不显著(P >0.05);试验组和对照组的CP 含量均显著高于空白组(P <0.05),为空白组CP 含量的1.7~1.9 倍,说明添加尿素能显著**发酵木薯渣CP 含量。除Ⅰ1组外,各试验组的CP 含量也均显著高于对照组(P <0.05),其中,Ⅱ5 组的CP 含量**高。对照组Ⅱ的CP 含量显著高于对照组Ⅰ(P <0.05),表明在木薯渣发酵过程中添加尿素+红糖比只添加尿素更容易**CP 含量。
2.3　木薯渣发酵品质的评定
     不同微生物添加剂处理木薯渣发酵品质的感官评定结果见表6。由表6 可知,发酵10 d 后,空白组感官质量**差,开袋时有刺鼻酒酸味、色泽偏褐黄色,质量评分为28 分,其他各组感官评分均高于空白组,且开袋时均有甘酸香味,呈亮黄色,结构良好。除Ⅰ3 和Ⅱ3 组外,其他各试验组的评分均高于对照组,均为49 分。对照Ⅱ的感官评分低于对照组Ⅰ。乙酸反映发酵饲料有氧稳定性的高低,而丁酸则反映发酵饲料品质的优劣,以乙酸和丁酸含量评价木薯渣品质,结果见表7。由表7 可知,各组发酵木薯渣得分均为100 分,品质均达到1 级水平。
3讨　论
  不同微生物添加剂组合对木薯渣发酵产物的影响
本试验中各试验组的pH 均显著低于空白组和对照组,原因可能是这些菌类在发酵过程中大量生长繁殖且分泌出相应的水解酶系,导致发酵底物中产生大量的挥发性脂肪酸和醇类等,而这些挥发性脂肪酸基本都呈酸性,所以**终导致发酵底物pH显著下降,这与黄金华等的研究结果一致。pH会影响微生物的生长繁殖及代谢产物的合成,一般优质发酵饲料的pH<4.2,本试验各组的pH 均低于4.2,均达到优质发酵饲料的标准,只是添加尿素、红糖和菌种更有利于降低发酵木薯渣的pH。
     本试验中Ⅱ1 组即LAB+AN+LAP+尿素+红糖乙酸含量**高,可能因为AN 能够产生高活性复合酶系,能较好地降解发酵料中的淀粉和纤维等,为LAB 和LAP 的生长繁殖提供营养物质,红糖提供可溶性糖,促进LAB 和LAP 的发酵,而LAB 发酵会利用1 mol 葡萄糖或果糖产生等摩尔乳酸、乙酸(或乙醇)和CO2 。乙酸有利于降低发酵底物的pH,**有氧稳定性,且对防止饲料有氧变质有至关重要的作用。
     3.2　不同微生物添加剂组合对木薯渣营养成分的影响
不同的菌种产酶的能力及种类不同,而且菌种之间存在协同或颉颃作用,混合菌发酵主要是通过菌种之间的协同作用,扩大对发酵底物的适应性,从而起到改善发酵底物品质的效果,因此,菌种的选择及组合非常关键。龚仁认为AN 可产高活性淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶、果胶酶等复合酶系,因此在发酵过程中能够较好地降解发酵料中的淀粉和纤维等,为混合发酵的其他微生物提供营养物质。而酵母菌在发酵前期可以利用发酵底物中的游离氨基酸、单糖等合成蛋白质,同时产生乙醇等物质,使发酵饲料具有一定的酒香味。BS 是一种益生菌,与AN 等有很好的协同发酵的作用。Keles等研究表明,在饲料发酵过程中,同型发酵乳酸菌能够产生乳酸,降低pH,**有害微生物的生长,降低NDF 含量,增加CP 含量。但Lindsey等认为,异型发酵乳酸菌虽然会产乳酸,降低pH,但会增加WSC 的损失及降低DMR 含量。本试验结果表明,各试验组的NDF 和ADF 含量均显著低于空白组和对照组,CP 含量高于空白组和对照组,其中,Ⅱ1 组即LAB+AN+LAP+尿素+红糖降解木薯渣NDF 和ADF 的效果**好,Ⅱ5 组即CT+BS+LAP+尿素+红糖**木薯渣CP 含量的效果**好,但各试验组DMR 含量均显著低于空白组和对照组,可能是因为本试验所选的菌种相互之间存在较好的协同发酵作用。本试验研究结果与赵华等、黄金华等研究结果一致。但赵华等用AN 发酵甘薯渣后,CF 的含量没有降低,反而从9.64%升高到12.47%,这与本试验结果相反,可能是由于木薯渣生产淀粉的过程中,淀粉提取的程度不同,从而导致木薯渣中纤维含量差异比较大。木薯渣含氮量较低,但微生物生长繁殖需要充足的氮源,所以,有必要在发酵底物中添加氮源。在发酵底物中添加无机氮源,通过微生物代谢可以转化为菌体蛋白,能显著**产物中的CP 含量。
本试验除空白组外,其他各组均添加1%尿素,结果表明,添加了1%尿素各组的CP 含量均显著高于未添加尿素的空白组,且为空白组CP 含量的1.7 ~1.9 倍,说明添加尿素能显著**发酵木薯渣CP含量。
     饲料在发酵时微生物快速生长繁殖需要一定浓度的可溶性糖,因此保证一定浓度的可溶性糖对获得优质发酵饲料非常重要。邹彩霞等用微生物制剂和糖蜜来发酵木薯渣,结果表明5 kg 干木薯渣(调水分含量约60%)添加20 mL 菌液和40 g 糖蜜,发酵2 和3 d 后,香味较好,而且可消化有机物含量高。本试验结果也表明,在木薯渣发酵过程中添加尿素+红糖比只添加尿素对木薯渣营养成分改善效果好。

3.3　木薯渣发酵品质评定研究
     从感官评分方面来看,对照组和试验组得分均高于空白组,说明添加有关微生物、尿素和红糖有利于改善木薯渣发酵品质。该试验结果与黄金华等研究结果一致。本试验感官评定是参照中国农业部1996 年发布的《青贮饲料质量评定标准(试行)》来进行,该标准将pH、乳酸、氨态氮、乙酸、丁酸等作为青贮评分指标,但郭旭生等认为,pH、乳酸和氨态氮不适宜作为评定青贮饲料发酵品质的标准,因青贮饲料中的pH 和氨态氮不仅与青贮的牧草品种和化学成分有关,还与青贮发酵过程有关系。而乳酸与青贮中乳酸菌的发酵类型相关。Kaiser等提出按照乙酸和丁酸的含量来评价发酵饲料品质的标准,该标准不考虑pH、乳酸及氨态氮的含量,其中乙酸反映发酵饲料有氧稳定性的高低,而丁酸则反映发酵饲料品质的优劣,本试验也通过Kaiser等提出的标准评价木薯渣品质,结果显示,各组发酵木薯渣品质均达到1 级水平,虽然各组均检测出丁酸含量,但因含量低,不影响木薯渣的整体品质。
4结　论

     ①当底物含水量为65%左右,尿素比例为1%,红糖比例为0.6%,混合菌(LAB∶AN∶LAP=1∶1∶1)接种比例为5%,发酵时间为10 d 时,乙酸含量**高,降解木薯渣NDF 和ADF 效果**好;
     ②当底物含水量为65%左右,尿素比例为1%,红糖比例为0.6%,混合菌(CT∶BS∶LAP=1 ∶1 ∶1)接种比例为5%,发酵时间为10 d 时,**木薯渣CP 含量效果**好;
     ③添加相应的菌种+尿素+红糖发酵木薯渣有利于产生丙酸;
     ④在木薯渣发酵过程中添加尿素+红糖比只添加尿素对木薯渣营养成分改善效果好,添加尿素,能显著**发酵木薯渣CP含量。
。
     山东九通生物工程有限公司欢迎您来咨询。