白酒糟發(fā)酵條件的探索和發(fā)酵對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的改善
導(dǎo)讀
隨著養(yǎng)殖業(yè)在中國(guó)的迅速發(fā)展，飼料工業(yè)也隨之興起并快速發(fā)展。飼料資源短缺引發(fā)了飼料原料價(jià)格不斷上漲，飼養(yǎng)成本大大提高，利潤(rùn)空間越來(lái)越小。于是，很多養(yǎng)殖大戶把目光投向了低成本且來(lái)源廣泛的工業(yè)下腳料—— 白酒糟，作為飼料替代品。
現(xiàn)今，發(fā)酵工藝在食品加工、釀造、農(nóng)產(chǎn)品深加工等領(lǐng)域已獲得較好的成效，在微生物肥料、酶制劑、飼料、秸稈轉(zhuǎn)化和肉牛生產(chǎn)中取得了非常可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，發(fā)酵工藝在養(yǎng)殖業(yè)中的長(zhǎng)足發(fā)展將不容忽視。為了進(jìn)一步挖掘白酒糟在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用潛能，本試驗(yàn)就白酒糟發(fā)酵條件和發(fā)酵對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的改善進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室論證研究。
1材料與方法
1.1 材料
1.1.1 原料
白酒糟。
1.1.2 菌種
枯草芽孢桿菌、酵母茵、根霉菌，或直接采用市場(chǎng)產(chǎn)品“99全能飼料發(fā)酵劑”。
1.1.3 發(fā)酵輔料
麥麩、尿素、玉米粉、磷酸二氫鉀等，于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)上購(gòu)買。
1.1.4 實(shí)驗(yàn)儀器
光學(xué)顯微鏡，分析天平，凱氏定氨儀，索氏提取器，恒溫培養(yǎng)箱和烘箱，高溫電爐，粉碎機(jī)，移液管，滴定管，錐形瓶，方盤，燒杯，容量瓶，漏斗，移液管架等。
1.1.5 試劑及藥品
98％濃硫酸，40％和2.5％氫氧化鈉溶液，2％硼酸溶液，38％濃硝酸，10％硫酸銅溶液，鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，混合指示劑，礬鉬酸銨顯色劑，磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，硫酸銅+硫酸鉀混合催化劑等。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 培養(yǎng)基的種類及配制
一級(jí)培養(yǎng)基：5％營(yíng)養(yǎng)瓊脂溶液經(jīng)高壓滅菌后，取出，趁熱分裝到試管中，平放形成斜面，經(jīng)冷凝后形成斜面固體培養(yǎng)基。二級(jí)培養(yǎng)基：將5％麥麩、2％玉米粉、0.1％葡萄糖、0.5％磷酸氫二鉀、0.5％氯化鈉、0.1％硫酸鎂、0.5％蛋白胨、1％牛肉膏混合均勻后， 分裝到錐形瓶，于115～121℃高壓鍋中滅菌20min，取出冷卻，在無(wú)菌操作臺(tái)上接種。
1.2.2 菌種的培養(yǎng)
一級(jí)培養(yǎng)基的培養(yǎng)：在無(wú)菌操作臺(tái)上接種好枯草芽孢桿菌后，放入已調(diào)溫至37 的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h，取出放在0～4℃冰箱中保存。二級(jí)培養(yǎng)基的培養(yǎng)：在無(wú)菌操作臺(tái)上接種好細(xì)菌后，搖勻，再放入已調(diào)溫至37℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，隔一段時(shí)間涂片觀察，當(dāng)芽孢桿菌長(zhǎng)勢(shì)較好，并且芽孢生成率在90％以上時(shí)，即可取出使用。
1.2.3 發(fā)酵預(yù)處理(試探性發(fā)酵)
試探性發(fā)酵主要研究枯草芽孢桿菌對(duì)氮源的固定作用及其對(duì)無(wú)機(jī)氨源的轉(zhuǎn)化效率，預(yù)測(cè)發(fā)酵所能取得的成果，從而制定下一步發(fā)酵實(shí)驗(yàn)方案，并初步探索尿素的添加量，充分發(fā)酵所需的時(shí)間范圍， 以及發(fā)酵成熟與否的感官判定等，為正式實(shí)驗(yàn)提供依據(jù)。預(yù)處理分組情況見(jiàn)表1。
方法：將混合均勻的樣品均勻平鋪在方盤中，放入恒溫箱培養(yǎng)，每隔6h左右翻動(dòng)一次，發(fā)酵初始溫度為28℃ ，每隔2h升溫0.5℃ ，直至溫度升至32℃恒溫，取樣觀察36h、48h、60h、72h時(shí)間點(diǎn)上芽孢桿菌的長(zhǎng)勢(shì)及芽孢出生率，確定最佳發(fā)酵時(shí)間，并根據(jù)菌體發(fā)育程度來(lái)確定尿素是否能為菌體正常生長(zhǎng)提供足夠的氮源，從而調(diào)整其添加量 。
1.2.4 發(fā)酵處理
根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)分組，分組情況見(jiàn)表2。將混合均勻的樣品均勻鋪在方盤中，放入恒溫箱培養(yǎng)，每隔6h左右翻動(dòng)一次婀，發(fā)酵初始溫度為28℃ ，每隔2h升溫0.5℃ ，直至溫度升至32℃恒溫，取樣觀察36h、48h、60h、72h時(shí)間點(diǎn)的水分及粗蛋白率、不同氣味變化及芽孢出生率、營(yíng)養(yǎng)成分含量。
2結(jié)果
2.1 預(yù)發(fā)酵結(jié)果
在發(fā)酵后36h，各組酒糟顏色變深，芽孢生成率為20％左右；在發(fā)酵后48h，開(kāi)始有微醬香味，但伴有氨氣味，芽孢生成率為45％～50％，菌體瘦小，發(fā)育不良：在發(fā)酵后64h，醬香味中氨氣味更為濃重，涂片檢查，芽孢生成率在90％一94％，但菌體依然瘦小，發(fā)育不良：發(fā)酵后72 h，氨氣味比醬香味濃，涂片觀察，芽孢生成率在82％左右，趨于退化。
氨氣味產(chǎn)生的原因可能是因原料中氮源不足，具體原因還要結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的數(shù)據(jù)論證，從而確定尿素添加量。根據(jù)發(fā)酵不同時(shí)間段觀察芽孢的生成率，初步確定最佳發(fā)酵時(shí)間為64h，但最佳溫度還需進(jìn)一步探尋，發(fā)酵起始溫度確定為28℃。
2.2 發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)果
2.2.1 水分及粗蛋白百分率試驗(yàn)
結(jié)果見(jiàn)表3。發(fā)酵后水分比發(fā)酵前平均下降約7個(gè)百分點(diǎn)，水分經(jīng)發(fā)酵后有所下降；發(fā)酵后粗蛋白(CP)比發(fā)酵前平均提高約1個(gè)百分點(diǎn)，粗蛋白經(jīng)發(fā)酵后有所提高，但效果不明顯。結(jié)合顯微鏡觀察來(lái)看，致使發(fā)酵效果不明顯的最重要因素為氮源不足，可把尿素添加量從1.5％
提高至2％。
2.2.2 不同時(shí)間點(diǎn)的氣味變化及芽孢出生率
結(jié)果見(jiàn)表4。和試探性發(fā)酵相比，活化酵母比未活化酵母的發(fā)酵效果好，尿素添加到2％后，芽孢桿菌長(zhǎng)勢(shì)好，芽孢出生率高。
2.2.3 營(yíng)養(yǎng)成分含量分析
結(jié)果見(jiàn)表5。添加尿素后，飼料粗蛋白提高較多，經(jīng)過(guò)發(fā)酵，真蛋白提高了約5個(gè)百分點(diǎn)。比較發(fā)酵前后可知，白酒糟在發(fā)酵后的粗蛋白水平比發(fā)酵前有顯著提高(P<0.05)，真蛋白水平也有顯著提高(P<0.05)，且真蛋白比率都在71％以上，達(dá)到了預(yù)期效果，發(fā)酵取得成功。
3討 論
綜上所述，我們得出發(fā)酵最適條件為：
(1)麩皮5％(作用：調(diào)節(jié)水分，為芽孢桿菌的生長(zhǎng)提供部分糖分等)、尿素2％、磷酸二氫鉀0.2％、根酶0.5％、活化酵母0.2％、酒曲2％、芽孢(實(shí)驗(yàn)室培育)；
(2)發(fā)酵最佳時(shí)間為64h，少于64h，發(fā)酵不充分，芽孢生成率低，超過(guò)64h，則很容易產(chǎn)生氨氣味，影響嗅覺(jué)且芽孢活性降低；
(3)活化酵母比未活化酵母的發(fā)酵效果要好，酵母和芽孢桿菌同時(shí)用于發(fā)酵可促進(jìn)發(fā)酵，兩者有協(xié)同作用；
(4)發(fā)酵中氨源不足易產(chǎn)生氨氣味，且芽孢桿菌長(zhǎng)勢(shì)不良，芽孢出生率低下；
(5)發(fā)酵的水分含量在65％左右為宜，即手捏成團(tuán)、放開(kāi)則呈松散狀；
(6)發(fā)酵起始溫度為28℃ ，每隔2 h升溫0.5℃ ，至32℃恒溫，且每隔6h左右翻動(dòng)一次。
4結(jié) 論
4.1 結(jié)果分析
本試驗(yàn)證明，在32℃恒溫條件下對(duì)白酒糟進(jìn)行發(fā)酵處理，粗蛋白和真蛋白水平比發(fā)酵前有顯著的提高，酵母活化比未活化的效果更佳。發(fā)酵處理后的白酒糟，粗蛋白含量從12％左右提高至20％左右，真蛋白含量也提高至17％左右，真蛋白比率更達(dá)到71％以上。因此，經(jīng)本發(fā)酵工藝所取得的產(chǎn)品是具有精飼料功能的高蛋白生物活性飼料，除了有較高的真蛋白和粗蛋白含量外，還具有較高的根酶活性和芽孢桿菌茵體活性。有資料顯示：枯草芽孢桿菌用于養(yǎng)殖生產(chǎn)對(duì)動(dòng)物有促生長(zhǎng)作用。所以，發(fā)酵酒糟是理想的蛋白飼料和能量飼料的替代品，飼料安全性沒(méi)問(wèn)題，產(chǎn)品能直接飼養(yǎng)畜禽，經(jīng)配合加工，也可用于其他養(yǎng)殖。
4.2 發(fā)酵工藝優(yōu)勢(shì)分析
在掌握發(fā)酵條件的基礎(chǔ)上，我們還研究了固體發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并在現(xiàn)代固體發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)上，改良成適于白酒糟發(fā)酵的新生產(chǎn)工藝。發(fā)酵工藝經(jīng)探索改良后，生產(chǎn)效率高，發(fā)酵條件易于控制，培養(yǎng)基單純，發(fā)酵原料成本較低，基質(zhì)前處理液體少，易于操作，能耗低，無(wú)污染，是目前糟渣發(fā)酵較為先進(jìn)的方法，具有節(jié)能、省工、投資少、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，便于推廣使用。
4.3 產(chǎn)品應(yīng)用注意事項(xiàng)
發(fā)酵白酒糟若用于全價(jià)顆粒飼料的配合上，則應(yīng)考慮飼料生產(chǎn)加工中所產(chǎn)生的熱量對(duì)枯草芽孢桿菌、酵母菌和根霉菌等有益微生物活性的影響。此外酒糟來(lái)源于谷物，黃曲霉含量不穩(wěn)定，長(zhǎng)期攝入小劑量的黃曲霉毒素會(huì)造成慢性中毒，出現(xiàn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，體重減輕，母畜不孕或產(chǎn)仔少等系列情況。
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