不同生物处理方式对木薯渣发酵品质的影响

不同生物处理方式对木薯渣发酵品质的影响

甘薯是世界上最重要的食品之一。与甘薯和甘薯一起，它被称为世界三大甘薯作物，产量在粮食总量中排名第七。当前全球约有90个国家种植木薯,面积约为1400万ha,总产量约为1.3亿t。我国木薯主要种植区在广西、广东、海南、云南、福建等地,全国年产木薯1000多万t。目前,木薯主要用于制取淀粉,生产后有大量的木薯渣残余,木薯渣与淀粉之比为1∶2(以干物质计),即每年木薯渣产量约有30万t。经化学成分分析,在木薯渣中非氮化合物的含量最高,达78.7%,其主要成分是可溶性淀粉化合物(如单糖和淀粉),是很好的碳源;此外,还含有大量的其他营养成分,包括多种对动物体有益的微量元素。当前,国内外对木薯渣的研究,仅限于生产单细胞蛋白、酒精、植酸酶、柠檬酸或栽培平菇等方面[5~11],且利用量较少,而作为饲料原料研究利用的更少。在生产实践中,有少部分木薯渣被用于直接饲喂牲畜,饲喂效果很差,而极少一部分经过简单处理后用作饲料原料。大量的木薯渣被废弃,不仅造成资源浪费,而且严重污染环境。近几年来,新饲料资源的开发与利用备受重视,以木薯渣作为饲料原料的研究也将成热点之一。本研究选用鲜湿木薯渣为主要原料,添加吸水剂和N源,考察黑曲霉、啤酒酵母、产脘假丝酵母的不同组合对木薯渣饲料的发酵效果,比较其营养价值的变化,以期寻找提高木薯渣营养价值适宜的生物处理方法。1材料和方法1.1饲料及硫酸铵分级鲜湿木薯渣取自南宁市武鸣一淀粉厂;麦麸购于市场,为饲料级;硫酸铵为分析级;黑曲霉、啤酒酵母、产脘假丝酵母、植物乳酸菌均为广西大学动物科学技术学院动物营养教研室提供。1.2鲜湿马铃薯干的测定和接种的菌种试验设6个处理,3个重复。其中,处理1(CK)由70%鲜湿木薯渣、28%麦麸、2%硫酸铵组成,不接种菌种,测定水分后制成风干样,待测定相关指标;而另外5个处理的鲜湿木薯渣、麦麸、硫酸铵的用量与处理1(CK)相同,但接种的菌种组合不同,每种菌种的接种量为1亿cfu/g-DM。详见表1(打有△表示接种相应的菌种)。按表1设计调制后,放进28~31℃的恒温培养箱静止培养48h,再接入植物乳酸菌A6,青贮30d后开封检测。1.3测量项目对青贮30d的木薯渣发酵饲料进行质量评定,包括品质评定、营养成分测定。1.3.1感官评定的评定青贮30d后开封,从色泽、气味、质地和霉变等方面进行感官评定。按青贮饲料质量评定程序(农业部畜牧兽医司,1996)制取浸提液,测定pH值。1.3.2原料、真蛋白含量用快速水分测定仪测定原料、青贮饲料的干物质(DM),按常规法(AOAC,1990)测定原料、青贮饲料的粗蛋白(CP)、真蛋白(TP)含量,采用参考文献的方法测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)。1.4数据计算采用Excel处理数据,按SAS8.0单因素分析其差异显著性。试验数据结果以均数加减标准误差(x±s)表示。2结果与分析2.1鲜木薯渣的吸持试验所用的木薯渣、麦麸的化学成分见表2。由表2可知,鲜木薯渣的水分含量较高,不宜直接进行发酵、青贮,需加入吸水剂吸收部分水分,以利于微生物生长发酵。本试验加入麦麸一方面作为吸水剂,一方面作为发酵疏松剂。2.2ph值的变化不同处理的木薯渣饲料贮藏30d后的品质评定结果见表3。各处理组的发酵料从气味、色泽、质地看均为优等。在水分含量方面,处理1(CK)的最低,为63.60%,而其他处理均有不同程度的上升,且差异显著(P<0.05);此外,处理2与其他处理也存在显著差异性(P<0.05),而处理3与处理5、处理4与处理6无显著差异性(P>0.05)。在pH值方面,则是处理1(CK)的最高,达到5.87,而其他处理均有不同程度的下降,且差异显著(P<0.05);处理3、4、5之间无显著差异性(P>0.05)。可见,适当添加有关微生物有利于提高木薯渣饲料贮藏后的水分和酸度。2.3不同处理对甘薯渣饲料化学成分的影响2.3.1dm含量测定由表4、表5可以看出,处理1(CK)的DM含量最高,达到36.40%,而其他处理较对照组均有不同程度的下降,下降最多的是处理5,其次是处理3,其下降率分别为14.15%和13.41%。处理1(CK)与其他处理间,均存在显著差异(P<0.05)。处理2的DM含量也明显高于处理3、4、5、6,亦存在显著差异(P<0.05)。处理3与处理5、处理4与处理6间无显著差异(P>0.05)。干物质含量下降,说明微生物发酵要消耗一定量的发酵底物,即干物质含量下降得越多,要消耗的底物越多。2.3.2p>0.05表达对应物的2.5接种微生物处理的CP含量与对照组相比较,均有不同程度的增加,且差异显著(P<0.05)。其中,CP含量最高的是处理4,达到32.54%,较对照增加了76.27%,处理4与其他处理间均存在显著差异(P>0.05)。粗蛋白含量增加率不同,说明不同微生物组合利用发酵底物合成粗蛋白的能力不同。2.3.3tp含量的变化接种微生物处理的TP含量与对照组相比较,均有不同程度的增加,且差异显著(P<0.05)。以处理4的TP含量最高,达到15.38%,较对照增加了36.11%,且与其他处理差异显著(P<0.05);其次是处理2,TP含量为14.18%,与其他处理相比也存在显著差异(P<0.05)。TP含量和CP含量增加趋势基本一致,但同一处理的TP含量增加率比CP含量增加率要低得多,这可能是微生物利用发酵底物合成真蛋白的速率和合成非蛋白氮物质的速率不一样造成。2.3.4不同微生物对ndf含量的影响接种微生物处理的NDF含量与对照组相比较,均有不同程度的下降,且差异显著(P<0.05),各处理组之间差异显著(P<0.05)。处理1(CK)的NDF含量最高,为57.57%;其次是处理6,为49.03%;而处理3的最低,仅有31.08%。NDF含量下降,说明本试验所用的微生物发酵木薯渣均能降低其中的NDF,但降低能力受微生物的种类和不同微生物组合的协调作用的影响。黑曲霉与产脘假丝酵母、黑曲霉与啤酒酵母组合,降低NDF的能力均要比这3种微生物单独使用时效果要好,其中黑曲霉与产脘假丝酵母组合的降解效果最佳。2.3.5微生物指标分析处理2的ADF含量与对照组比较略有增加(P>0.05),而其他接种微生物处理的ADF含量较对照组有显著增加(P<0.05)。各接种微生物处理之间差异显著(P<0.05),其中,处理4的ADF含量最高,达到17.37%,比对照组增加44.63%;其次是处理3,比对照组增加38.63%。根据VanSoest纤维素分析方案,中性洗涤纤维由酸性洗涤纤维和半纤维素组成。在本试验中,各个处理组的中性洗涤纤维含量均下降,而酸性洗涤纤维含量均增加,说明各个处理组的半纤维素得到降解。3接种黑曲霉、啤酒酵母、产哌假丝酵母复合发酵马铃薯渣对蛋白质含量的影响3.1木薯渣中含有大量的淀粉,但蛋白质含量低,因此,提高木薯渣的饲用价值首先要提高木薯渣的蛋白质含量。综合本试验结果分析,接种微生物处理的木薯渣饲料品质均为优等,粗蛋白和真蛋白都有不同程度的增加,说明青贮过程中接种黑曲霉、啤酒酵母、产脘假丝酵母都能有效提高木薯渣的蛋白质含量。3.2黑曲霉具有多种活性强大的酶系,如淀粉酶、蛋白酶、果胶酶以及能分解直链纤维素或处理过的纤维素的Cx酶。在本试验中,发现单独使用黑曲霉发酵木薯渣,蛋白质增加程度较高,与啤酒酵母、假丝产脘酵母分别