复合微生物菌群生产沙棘生物饲料的研究

金敬红，吴素玲，孙晓明

(南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 210042)

复合微生物菌群生产沙棘生物饲料的研究

金敬红，吴素玲，孙晓明

(南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 210042)

以沙棘果渣为原料，研究了以枯草芽孢杆菌和啤酒酵母组成的复合微生物菌群生产沙棘生物饲料的工艺，确定了复合微生物菌群的最佳配比，对接种比例、原料pH以及发酵周期进行了研究。

沙棘；枯草芽孢杆菌；啤酒酵母；复合微生物；果渣；生物饲料

沙棘属胡颓子科落叶灌木或小乔木。其资源分布广，适应性强，果实营养丰富。由于沙棘系列产品的不断开发生产，沙棘皮渣等下脚料大量堆积。这些下脚料水分偏高(沙棘果皮含水量在50%左右)，且酸度大，堆积在一起极易酸败腐烂，不仅造成环境污染，也浪费了资源。沙棘果渣是沙棘果压榨后的副产物，含有丰富的脂肪、维生素、 蛋白质及其他多种活性物质，是极佳的优质饲料资源。研究表明，沙棘果渣对畜禽的生长和生产性能的提高具有不同程度的促进作用，能提高饲料利用率和蛋黄胡萝卜素含量， 并具有降低胆固醇、促进免疫器官生长发育的功能[1-2]。

复合微生物菌剂是由多种微生物按合适比例共同培养， 充分发挥群体联合作用优势而取得较佳应用效果的一种广义微生态制剂。复合微生物菌剂因其针对性强、 见效快、 操作简便、 不造成二次污染等优点， 已逐步应用于废水处理、 废弃物降解、 垃圾堆肥、 有机肥料等方面[3-4]。但高效处理酒精糟的复合微生物菌剂的制备及其应用的研究报道较少。

本研究针对沙棘果渣纤维素含量高、蛋白质含量较低的特点[5]，选用以芽孢杆菌为主，辅以啤酒酵母构成的复合微生物菌群，芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，同时还具有降解饲料中复杂碳水化合物的酶，如果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶等，这些酶能够破坏植物饲料细胞的细胞壁，促使细胞的营养物质释放出来,并能消除饲料中的抗营养因子，减少抗营养因子对动物消化利用的障碍。该菌群具有繁殖快速、生命力强、体积大，占据空间优势，能够抑制有害菌的生长繁殖。本研究采用高效复合微生物菌剂综合处理沙棘果渣加工成生物饲料，该技术在解决沙棘果渣污染环境问题的同时，能有效地降解沙棘果渣中的纤维素等不易消化的成分，提高沙棘果渣的蛋白质含量，增加沙棘果渣中益生菌的数量，明显提高沙棘生物饲料的质量，变废为宝，对于提高沙棘资源的综合利用度、提高企业的经济效益具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料

菌种：枯草芽孢杆菌(A)、啤酒酵母(B)为本单位保藏。

沙棘果渣为本研究室采自甘肃省陇西县的沙棘压榨取汁所得。

1.2 培养基

麦芽汁液体培养基：4° Brix麦芽汁，(NH4)2SO40.24%，(NH4)2CO30.12%，KH2PO40.1%，121 ℃，0.1MPa灭菌30 min，用于酵母菌的种子培养。

活化培养基：蛋白胨10 g、牛肉膏10 g、蒸馏水1 000 mL，pH值为7.0。121 ℃、30 min 灭菌，用于枯草芽孢杆菌种子培养。

1.3 种子培养方法

1.3.1 液体种子培养

酵母液体种子培养：取斜面菌种一环接于盛有50 mL的4°Bix麦芽汁培养基的250 mL三角瓶中，30 ℃、180 r/min摇床培养18 h备用。

枯草芽孢杆菌液体种子培养：将活化培养基分装于500 mL锥形瓶中， 每瓶装100 mL，用封口膜封好，0.1 MPa、121℃高压灭菌30 min；将2环斜面菌种接入活化培养基中，然后置于37 ℃、 200 r/min恒温、恒湿摇床中培养72 h，作为种子备用。

1.3.2 固体种子培养

称取一定量的沙棘果渣，按果渣质量加入2%硫酸铵、0.5% 磷酸二氢钾、0.5% 硫酸镁、尿素1%、葡萄糖2%，调整含水量为55%～60%，pH 5～5.5，装入 500 mL 三角瓶中， 121 ℃ 灭菌 30 min后取出，自然降温至30 ℃，接入按比例混合的5 mL液体种子，于30 ℃恒温培养 24 h。按上述方法接入10%的固体种子二次培养即为二级固体种子。

1.4 固体发酵方法

按固体种子培养方法，将果渣置于曲盘中灭菌后，接入4% 的二级种子培养48～72 h。发酵完成后，经烘干、粉碎即为成品。

1.5 蛋白质的测定方法

沙棘生物饲料中蛋白质的测定方法采用GB/T 6432—1994《饲料中粗蛋白测定方法》规定的方法进行。

2 结果与分析

2.1 菌种配比对粗蛋白含量的影响

沙棘果渣作为饲料其蛋白质含量偏低，采用复合饲料微生物菌群对沙棘果渣进行生物转化，能够有效利用沙棘果渣原有的营养成分，降解碳水化合物为多糖，降解蛋白质为氨基酸，通过微生物的转化有效提高沙棘生物饲料的蛋白质含量，提高B族维生素的含量。枯草芽孢杆菌和啤酒酵母的生长代谢特性不同， 采用混合发酵可以利用它们的互补性，提升生理潜能，提高粗蛋白的产率。将2种微生物分别进行液体培养，枯草芽孢杆菌菌液浓度达到 109 cuf/mL 、啤酒酵母菌液浓度达到 108 cuf/mL后，按表1配比进行果渣发酵试验，结果见表1。

表1 菌种配比对粗蛋白含量的影响

沙棘鲜果压榨取汁后得到的沙棘果渣主要由少量枝叶、果皮及少量的果肉等组成，其粗蛋白含量为17% 左右。由表1可以看出，随着酿酒酵母所占比例的增加，粗蛋白含量逐渐增加，当枯草芽孢杆菌与酿酒酵母的比例为1∶4以后，粗蛋白含量超过40%，变化不大。随着酿酒酵母所占比例的增加，发酵产品的醇香味越浓烈。

2.2 固体发酵接种比例的影响

二级固体种子接种沙棘果渣固体发酵，接种的比例直接影响发酵的效果。接种比例高，目标微生物菌群繁殖快，发酵周期短，其他有害菌繁殖收到抑制，不易染杂菌，接种比例低，目标微生物菌群繁殖慢，发酵周期长，易染杂菌。

表2 固体发酵接种比例的影响

从表2可以看出，当接种量小于4时，随着接种量的增加，目标微生物菌群的数量逐渐提高，当接种量超过4%以后，目前微生物菌群的增加变化不明显，所以4%是一个比较适宜的接种量。

2.3 原料pH对目标微生物菌群生长的影响

采用磷酸二氢钾或氢氧化钠调节原料的pH，观察微生物菌群的变化。

表3 原料pH对目标微生物菌群生长的影响

从表3数据及培养过程中现象可以看出，原料pH值在5.0～5.5之间时，目标微生物菌群生长良好，pH值在5.0以下时，原料不易染杂菌，但目前微生物菌群生长受到抑制，生长缓慢，生长周期延长；而pH值在5.5以上时，目标微生物菌群生长较快，但杂菌繁殖也很快，出现染菌现象。

2.4 培养周期的确定

从第12小时开始，每隔4小时取样1次，测定产品不同时间的微生物菌群数，绘制细胞数-时间对数生长曲线,以确定培养周期。从变化曲线看出,随着时间的延长,微生物菌群数随之增加,至48小时,微生物菌群数相对稳定,变化幅度不大,因此,确定培养周期为48 h。

3 产品营养成分分析

经过复合微生物菌群的发酵出来，沙棘果渣营养成分发生了明显的变化，具体如表4所示。

表4 沙棘果渣生物饲料营养成分表 %

4 结 论

4.1 沙棘果渣是沙棘果压榨后的副产物，含有丰富的脂肪、维生素、氨基酸及其他多种活性物质，是极佳的优质饲料资源，但是作为饲料来说蛋白质含量偏低。

4.2 沙棘果渣经过符合微生物菌群的发酵，蛋白质含量提高明显，不易消化的纤维素、半纤维素等成分含量降低，大分子被微生物降解成小分子成分，更加有利于畜禽的消化吸收。

4.3 以沙棘果渣为原料经过发酵生产绿色饲料,具有投资少,操作简单等优点，便于生产厂家接受。

4.4 沙棘果渣的利用,减少了其占用场地及因发酵酸败而引起的资源浪费和环境污染等一系列问题,其产品可替代进口鱼粉,是优良的菌体蛋白饲料。这一项目的开发推广为全国沙棘行业,果品加工开拓了一个广阔的前景。

[1] 王艳波，李垚，王宝东. 沙棘及其饲用价值[J]．养殖技术顾问，2007(4):18．

[2] 阮成江，沙棘叶的饲料价值及开发利用[J].陕西林业科技，2002(3):28-30．

[3] 周庆，陈杏娟，许玫英.微生物菌剂在难降解有机污染治理的研究进展[J]．微生物学报，2013,40(4)：669-676.

[4] 文娅，赵国柱，周传斌，等. 生态工程领域微生物菌剂研究进展[J]．生态学报，2011,31(20)：6287-6294.

[5] 王兵，丁凯，沙棘果渣营养成分分析[J]. 林副产品，2013(7)：43-45.

Study on Biological Feed of Sea-buckthorn Manufactured byComplex Microbial Flora

Jin Jinghong, Wu Suling,Sun Xiaoming

(Nanjing Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plants, Nanjing 210042, China)

This article studied the production technology of Sea-buckthorn biological feed using complex microbial flora consisted ofBacillussubtilisand beer yeast based on the Sea-buckthorn fruit slag, determine the best proportion of complex microbial flora and study the inoculation proportion, pH of raw material and fermentation cycle.

Sea-buckthorn;Bacillussubtilis; beer yeast; complex microbial flora; Sea-buckthorn fruit slag; biological feed

2015-04-28

国家“十二五”科技支撑计划(2012BAD36B04)。

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.06.017

S816

A

1006-9690(2015)06-0065-03