乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究

乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究一：引言 tdj糖度计　来源：东海仪表　更新：2009-8-7 16:03:01　【字体：大 小】

木薯是世界七大作物之一，全球年产量在1.3亿t以上。中国是木薯生产大国，2004年木薯总产量420.2万，而且随着新能源开发的潮流木薯种植而积在逐年增加。木薯主要用于制取淀粉，淀粉提取后有大量的木薯渣残余，据初步统计每年约产生30万t(以干物质计)，是有开发潜力的生物质资源。目前对木薯渣的利用研究仅在生产单细胞蛋白、酒精等方而，还有很少一部分直接用作饲料，但其利用量有限，绝大部分被丢弃，每个木薯加工厂周围都形成几公顷至几十公顷的废渣池，不仅造成严重的环境污染，也浪费大量的有机物和能量资源。因此，开发木薯渣的利用技术对减轻环境污染和有效利用有机物资源都具有重要意义。木薯渣大部分成分是纤维素，直接饲喂适口性差，畜禽采食量极低，如能够增加适口性，可转化为较好的反当动物饲料。尤其是木薯产区位于南方，上地利用率高，饲料资源缺乏，主要从北方购进饲料来维持畜牧业，饲料成木较高。因此将废弃的木薯渣转化为饲料，将对地区饲料产业和畜牧业发展也具有重要意义。 在加工木薯过程中提取了绝大部分的易利用碳水化合物，木薯渣中剩下的成分单调，主要为难分解的木质纤维素，养分缺乏、适口性差。并且在这种不灭菌的环境中，纯培养的微生物难以定殖、发酵。因此，研究以少量糖来调节木薯渣的可溶性碳浓度，接种经过长时间定向筛选而构建的乳酸菌复合系SF C-2进行厌氧发酵，研究其发酵过程中各成分的变化、发酵参数的动态及木薯渣转化为发酵饲料的可行性，为开发木薯渣转化为安全饲料的技术和有效处理木薯渣减轻对环境的压力提供依据。   乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究二：供试材料 tdj糖度计　来源：东海仪表　更新：2009-8-20 14:58:38　【字体：大 小】 木薯渣：由广西明阳生化科技股份有限公司提供，-20℃冰箱贮存备用。经60℃干燥至恒重后测定可溶性糖总含量为1.22%。将材料的初始pH值用1 mol/L NaOH调到6.0。 接种用微生物：本实验室从发酵良好的发酵饲料中经过长期限制性培养筛选获得的一组稳定的乳酸菌复合系SFC-2，其主要组成菌分别为发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）、植物乳杆菌（Lactobacillusplantarum）和类干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）。将复合菌系接种至MRS-S（Man-Rosa-Sharpe）培养液，培养瓶气层充入N2，在30℃密封静止培养24 h后供本试验接种。 培养基：改良的MRS-S液体培养基：1 L中含牛肉膏10 g，蛋白胨10 g，酵母粉5 g，K2HPO42g，柠檬酸二铵2 g，蔗糖20 g，乙酸钠5 g，MgSO4.·7H2O 0.58 g，MnSO4.4 H2O 0.25 g，吐温1 mL，pH值调至6.4，115℃湿热灭菌15 min。 乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究三：试验处理与发酵方法 tdj糖度计　来源：东海仪表　更新：2009-9-2 14:23:01　【字体：大 小】 试验设接种和不接种对照(control)两组，每组分别添加材料干物重的0，4%，8%的蔗糖3个水平，共设6个处理。将蔗糖和预培养的菌液稀释于去离子水中，边搅拌边均匀喷洒在木薯渣材料中，使最终含水率达到80％乳酸菌数约为，处理后的木薯渣装满于80 mL的螺口瓶，用劲压入，密封后置于30℃培养。不接种对照中添加与菌液等量的液体培养基。6个处理每个处理样品分别设9瓶重复，在接种后立即（0 d）、发酵10 d、发酵20 d后分别取3瓶（3次重复），从发酵瓶的中部取样进行各项指标的测定。   乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究四：饲料发酵的指标测定 tdj糖度计　来源：东海仪表　更新：2009-9-14 13:09:40　【字体：大 小】 1.发酵品质的感官评定 每次取样时记录发酵物的色泽、手感（质地）和气味，然后参照德国农业协会青贮质量感官评分标准进行评定打分。 2. pH值测定 称取发酵瓶中部的发酵物5 g，加入45 mL去离子水，在涡旋器上充分混匀，静置15 min后用移液器吸取0.2 mL上清液滴入微量pH计（model B-212，HORIBA,Japan）上测定。 3.微生物数量测定 乳酸菌数量采用MRS-S琼脂培养基平板计数法测定。 4.可溶性糖测定 将发酵物60℃烘干至恒重，粉碎过60目筛子后，5.氰化物的测定将发酵物60℃烘干至恒重，粉碎过60目筛子后，用吡啶巴比妥酸法测定。 6.发酵前后营养成分测定 将发酵物60℃烘干至恒重，粉碎过60目筛子的样品用凯氏定氮法测定粗蛋白含量，用范氏洗涤法测定粗纤维、灰分含量。 7.挥发性发酵产物的测定 取发酵产物1 g，加入5 mL超纯水，在涡旋器上充分混匀，过0.22μm滤膜后，用气质联机（GC-MS，modelQP 2010,Shimadzu,Japan）测定。 测定条件：分析柱：CP-Chirasil-Dex CB（25 m×0.25mm）毛细管柱；柱箱温度程序：60℃保持1 min以7℃/min升温到100℃保持1 min，然后以18℃/min升温至195℃保持2 min共15 min；进样口温度190℃；检测器温度200℃；载气为氦气（75 kPa），流量34 mL/min；进样量1μL，分流比1/20；检测器电压1.5 kV。对GC-MS测定数据，利用NIST（National Institute ofStandards and Technology）数据库检索进行定性分析。再根据出峰物的定性分析结果，配制相应标准样品的稀释液作为标准物进样，用于该物质的定量分析。 乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究五：不同发酵阶段的pH值动态变化 tdj糖度计　来源：东海仪表　更新：2009-9-23 12:53:50　【字体：大 小】 如表1所示，接种和对照处理的pH值在发酵启动时均为6.0，发酵10 d后接种处理中添加糖0、4％及8％的pH值依次下降到3.6、3.2、3.2，不接种对照的相应糖水平的处理pH值依次下降到3.6、3.3、3.3，糖含量的增加促进了pH值的降低；发酵20 d后，接种和对照的pH值均略有回升，其3个糖水平的处理pH值分别为3.7、3.6、3.5和3.8、3.7、3.6。发酵10 d和20 d后，添加糖的接种处理pH值略低于不接种对照，但均能下降到4.0以下。在饲料青贮发酵过程中，pH值是影响发酵饲料是否成功的关键因素，低的pH值可抑制其他微生物的繁殖，减少蛋白质的分解，使养分损失尽可能地降低，以保证发酵饲料的品质，而优质发酵饲料的pH值都在4.2以下。 本试验中，单从pH值下降而言添加糖和不加糖、接种和不接种处理的pH值均能达到饲料发酵的要求。 乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究六：发酵品质的感官评定 tdj糖度计　来源：东海仪表　更新：2009-10-16 11:07:08　【字体：大 小】 发酵20 d后，接种的3个处理pH值均低于4.0以下，气味有酸香味，结构良好，色泽正常，其中添加蔗糖8%的处理质量评定得分最高（表2）；对照的3组处理虽然pH值也低于4.0以下，但丁酸味很重，无芳香味，质地发黏，色泽发暗，质量评定得分都低于9分。 乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究七：不同发酵阶段乳酸菌总数的变化 tdj糖度计　来源：东海仪表　更新：2009-10-28 10:12:21　【字体：大 小】 在发酵开始前，接种处理的木薯渣中乳酸菌数为，而对照的3个处理均未检测到乳酸菌（如图1所示）；发酵10 d后，接种处理SFC-2-0、SFC-2-4%、SFC-2-8%的乳酸菌数依次为3.7×、1.7×、1.1× cfu/g，对照未加蔗糖的处理control-0仍未检测到乳酸菌，添加蔗糖的2个处理control-4%、control-8%乳酸菌数为2.2×、1.7× cfu/g；发酵20 d后，接种处理的木薯渣中乳酸菌都略有下降，依次为9×、3.3×、1.3× cfu/g，而对照的乳酸菌数略高于接种处理，保持 cfu/g水平，尤其未加蔗糖的处理首次检测到乳酸菌，且菌数高于所有其他处理，菌数为3.6× cfu/g。总之，和对照相比，SFC-2复合菌系接种到木薯渣中在发酵启动时可以有效定殖，乳酸菌数达到了cfu/g（图1），从而使乳酸菌在发酵料中迅速增殖，成为优势菌，将木薯渣中的糖转变为有机酸，使发酵料的pH值下降，从而有效地抑制了其他杂菌的生长；而在自然发酵条件下，发酵初期材料中附着的乳酸菌数量有限，从而初期乳酸菌增殖慢，导致杂菌在发酵初期占优势，虽然后期乳酸菌数量增加，但前期杂菌代谢所产生的丁酸、胺类等物质积累，影响着发酵品质。