幼参发酵饲料的制备及其养殖效果评价

孙 　 兴，　张 春 晓，　郭 　 航，　黄 忠 刚，　肖 　 珊，　王 际 辉

(1.大连工业大学 生物工程学院, 辽宁 大连　116034；2.大连工业大学 食品学院, 辽宁 大连　116034；3.大连博仕奥生物科技有限公司， 辽宁 大连　116085 )



幼参发酵饲料的制备及其养殖效果评价

孙 兴1，张 春 晓2，郭 航2，黄 忠 刚3，肖 珊1，王 际 辉1

(1.大连工业大学 生物工程学院, 辽宁 大连116034；2.大连工业大学 食品学院, 辽宁 大连116034；3.大连博仕奥生物科技有限公司， 辽宁 大连116085 )

利用酵母菌、芽孢杆菌和乳酸菌混合固态发酵幼参饲料，对发酵前后营养成分变化进行测定及养殖效果进行评价。结果表明，与未发酵饲料相比，粗蛋白含量和粗灰分含量无显著性变化；可溶性还原糖含量显著升高，提高了3.48倍；粗纤维含量降低了5.00%。进行50 d的养殖实验，发酵饲料组海参比空白组增重率提高了18.30%，发酵饲料组刺参的生长性能优于未发酵饲料组。发酵饲料组养殖水体中氨氮、亚硝酸盐、硫化物浓度并无显著变化，表明发酵饲料对水质没有显著的改善。

海参；发酵饲料；营养品质；养殖

0　引　言

刺参(Apostichopusjaponicus)是名贵的水产品，具有丰富的营养价值和药用价值[1]。近年来，随着海参养殖业的迅猛发展，有限的天然饵料已经不能满足实际生产的需要。由于海区污染、过度利用等因素，鼠尾藻等优质原料已近枯竭，造成海参饲料价格较高，质量良莠不齐[2]。刺参饲料原料主要来自于海洋，与刺参生长的环境相似，加之处理不当，会更容易存留、传播刺参病原[3]。目前，海参饲料产品的营养成分不稳定且市场相对混乱，已成为影响海参养殖生产发展的潜在因素[4]。对饲料进行发酵成为解决以上问题的有效方法之一。固态发酵具有微生物易生长、对设备构造要求简单、后处理简单等优点，在实际生产中优势明显[5]。本研究利用3种有益菌对幼参饲料进行混合固态发酵，并对制备的幼参发酵饵料进行营养研究和养殖效果评价，以期为发酵饲料在水产养殖方面的应用提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料

饵料配方：马尾藻粉20%，海青粉20%，发酵豆粕4%，鱼粉3%，虾粉4%，扇贝边粉2%，脱胶海带粉32%，玉米粉6%，破壁啤酒酵母粉5%，预混料4%。

发酵菌种：芽孢杆菌，从海参肠道中筛选并经16s rDNA鉴定[6]；酿酒酵母2144和干酪乳酸菌均为实验室保藏菌种。

YPD培养基：葡萄糖20 g，蛋白胨20 g，酵母膏10 g，蒸馏水1 000 mL，自然pH。

LB肉汤培养基：胰蛋白胨10 g，酵母浸粉5 g，氯化钠10 g，蒸馏水1 000 mL，pH 6.9±0.1。

MRS乳酸培养基：葡萄糖20 g，蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母膏5 g，K2HPO42 g，乙酸钠5 g，柠檬酸铵2 g，MgSO40.2 g，MnSO40.05 g，吐温80 1 mL，蒸馏水1 000 mL，pH 6.2～6.4。

仪器：KDY-9820半自动凯氏定氮仪，北京通润源机电技术有限公司；CM-07水质测定仪，麦科仪(北京)科技有限公司。

1.2方法

1.2.1发酵菌株的制备

分别用YPD培养基、LB肉汤培养基和MRS乳酸培养基液态培养酿酒酵母2144、芽孢杆菌和干酪乳酸菌。培养结束后菌数均达到108～109cfu/mL。

1.2.2发酵饲料的制备

按饵料配方比例添加各组分并充分混合均匀。接种饵料5%的总菌液，3种菌质量比1∶1∶1。加水至饵料含水量达到40%～45%，混合均匀，达到手握成团、落地松散的程度。将混好的幼参饵料放入带有单项透气阀的包装袋中密封，在25～30 ℃发酵7 d，期间每天翻转一次。

1.2.3菌数的测定

采用稀释涂布平板法测定发酵前后发酵菌种的活菌数。

1.2.4发酵饲料的评价

1.2.4.1感官评价

对发酵饲料进行取样。观察、记录发酵后饲料的颜色、气味、黏度的变化。

1.2.4.2营养品质的测定

粗蛋白的测定参照GB/T 6432—1994；粗纤维的测定参照GB/T 6434—2006，略加改动[7]；粗灰分的测定参照GB/T 6438—2007；可溶性还原糖的测定采用DNS(3,5-二硝基水杨酸)法测定。

1.2.5发酵饲料养殖效果试验

1.2.5.1实验原料

实验用幼参为大连市长海县小长山爱琴海海参养殖场人工培育的健康幼参，剔除大小差异较大、畸形的个体，每头幼参的质量为(6.25±0.05) g。

1.2.5.2养殖条件

水温16～25 ℃，海水盐度3.0%～3.4%，每池海水体积为20 m3，每池投放20 kg幼参，养殖周期50 d。

1.2.5.3日常管理

每天投喂一次饲料，观察上一次的幼参摄食情况，投喂幼参质量的3%～5%不等，但各处理组之间等量投喂。每10 d倒池1次，最后一次倒池时称量幼参质量。

1.2.5.4投喂发酵饲料对水质的影响

在一个倒池周期内测定氨氮浓度、亚硝酸盐浓度和硫化物的浓度变化情况。

1.2.6数据处理

采用SPSS 19.0统计软件对实验处理的数据进行单因子方差分析，当不同处理之间存在显著性差异(P<0.05)时，采用Turkeys多重比较。

2　结果与讨论

2.1发酵前后菌数的变化

从表1可以看出，3种益生菌繁殖良好，发酵后菌数均比发酵前增加。

表1　发酵前后菌种数量的变化

2.2发酵饲料的评价

2.2.1发酵饲料的感官评价结果

根据“1.2.1”的方法制备的发酵饲料与未发酵的饲料从感官角度观察分析，结果如表1所示。发酵饲料颜色的变化可能是微生物发酵过程中有机物质转化为小分子物质造成的；发酵饲料气味的变化可能是微生物在代谢过程中产生芳香物质引起的，尤其是酸香味，很可能是干酪乳酸菌发酵产生的，会对海参有一定的诱食作用；而发酵饲料的黏性增强可能是微生物发酵过程中产生的代谢产物及微生物本身具有黏性所导致的。发酵饲料的感官变化与姜燕等[8]的结果一致。

表2　饲料的感官评价

2.2.2饲料发酵前后的营养变化

从表3中可以看出，对比未发酵饲料，发酵饲料的粗蛋白和可溶性还原糖质量分数都有所提高，其中可溶性还原糖含量的变化存在极显著差异(P<0.01)，而粗蛋白含量变化并不显著(P>0.05)。发酵饲料与未发酵饲料相比，粗纤维和粗灰分质量分数都有所下降，其中粗纤维质量分数的变化存在显著差异(P<0.05)，而粗灰分质量分数的变化并不显著。

表3　幼参发酵饲料的营养成分变化

发酵饲料中粗蛋白含量略微提高可能因为发酵前后饲料中含氮物质并不发生变化，增加部分仅为接种菌体及培养基中的含氮物质，但含量有限，所以提高不显著；而发酵饲料可溶性还原糖的显著性提高可能是由于接种培养基中含有部分可溶性还原糖，或者微生物在发酵过程中将饲料中和接种培养基中大分子的糖类降解为可溶性还原糖引起的；微生物对粗纤维的降解导致发酵饲料粗纤维含量下降。

2.3发酵饲料的养殖效果实验

2.3.1发酵饲料对幼刺参生长的影响

分别对发酵饲料组和未发酵饲料组的生长性能进行测定。从表4可以看出，发酵饲料组终重显著高于未发酵饲料组；发酵饲料组海参比空白组海参增重率提高18.30%；另外，发酵饲料组的脏壁比为0.16，显著小于空白组。

表4　发酵饲料对幼参生长性能的影响

唐黎等[9]研究表明，刺参从8月上旬水温达到18 ℃开始进入夏眠，消化道的蛋白酶、淀粉酶和褐藻酸酶的活力逐渐下降，为全年最低水平。刘永宏等[10]研究发现，在60 d的夏眠期1龄刺参可减体质量52.8%。研究表明，在刺参养殖过程中亚硝酸盐是影响刺参正常生长的重要因素，养殖水体中的亚硝酸盐超过阈值0.1 mg/L时，海参就会受到毒害作用，表现为生长和发育缓慢，甚至死亡[11]。本研究中，空白组在10 d倒池周期内，第6天以后亚硝酸盐的浓度超过阈值，而发酵组在第8天以后才超过阈值，受影响较小。因此，发酵饲料组在同样的起始条件下增重14.35%，显著高于空白组，说明发酵饲料对幼参生长有良好的促进作用。

刺参所摄食食物中的大分子营养物质，转化为小分子物质才能被充分吸收利用[12]。初始原料在适宜条件下，经发酵菌种的作用，饲料中的部分大分子蛋白降解成海参能直接消化吸收的小分子蛋白、肽、氨基酸等，提高了蛋白利用率。本研究利用3种有益菌发酵幼参饲料，酵母含有丰富的维生素，可以提高饲料中维生素含量，对提高海参的体质、提高防病抗病能力有明显作用[13]。啤酒酵母及其代谢产物能促进肠道有益菌的繁殖、提高酶解作用，从而提高饲料的利用率。芽孢杆菌在动物肠道含量较少，但其产生的内生孢子具有很强的抗逆性，能耐受高胆盐，低pH的环境，能够定植在刺参的肠道内发酵作用。另外，芽孢杆菌还会产生淀粉酶、蛋白酶等消化酶提高刺参的消化能力。乳酸菌在发酵过程中能够产生有机酸、各种酶类和乳酸菌素等多种物质。这些物质本身既是营养物质，又可以降低肠道pH[14]。此外，在饲料发酵过程中还会产生并积累大量的营养丰富的微生物及代谢产物，并降解一些大分子类物质，使饲料变软变香，不仅改善了饲料的理化性质，而且提高了发酵饲料的适口性、消化率和营养价值。

2.3.2发酵饲料对水质的影响

由图1可知，在10 d的倒池周期内，空白组和发酵饲料组养殖池海水中氨氮浓度、亚硝酸盐浓度、硫化物浓度均呈上升趋势。其中发酵饲料组氨氮浓度在前4 d高于空白组，后6 d低于空白组，但两组同一时间点上无显著性差异；发酵饲料组亚硝盐浓度一直低于空白组，仅在第6天两组存在显著性差异；两组中硫化物浓度变化都不明显，且同一时间点均无显著性差异。由此可见，发酵饲料并不会对养殖水体水质产生影响。

(a) 氨氮

(b) 亚硝酸盐

(c) 硫化物

图1养殖池海水中各组水质的变化情况

Fig.1Changes of water quality in each group

3　结　论

经过酵母菌2144、芽孢杆菌和干酪乳酸菌混合固态发酵与未发酵的饲料相比，粗蛋白与粗灰分无显著性变化，可溶性还原糖质量分数显著升高，提高了3.84倍，粗纤维质量分数显著性下降，由24.62%下降到19.62%。养殖实验结果表明，发酵饲料组刺参的生长性能显著优于未发酵饲料组，但是发酵饲料并不会对水质起到显著改善作用。本研究的结果表明，混菌固态发酵幼参饲料具有更高的营养价值，并对幼参生长具有良好的促进作用。

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The production of fermented juvenile sea cucumber feed and its feeding performance evaluation

SUNXing1,ZHANGChunxiao2,GUOHang2,HUANGZhonggang3,XIAOShan1,WANGJihui1

(1.School of Biological Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China；2.School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China；3.Dalian Boss-all Biological Science and Technology Limited Company, Dalian 116085, Chin )

JuvenileseacucumberfeedwasfermentedbyYeast2144, BacillusandLactobacillus caseitoproducehighqualityfeed.Theresultsshowedthatcrudeproteinandashcontentdidn’tchangesignificantly,whilereducingsugarincreased3.48timesandcrudefiberreducedby5.00%.Thegrowthrateoffermentedfeedgroupswere18.30%higherandhadbettergrowthperformancethanunfermentedgroups.Theconcentrationofammonia,nitriteandsulfideinaquaculturewaterhadnosignificantchange,indicatingthefermentedfeedhadnoadverseeffectonwaterquality.

sea cucumber; fermented feed; nutrition; aquaculture

孙兴,张春晓,郭航,黄忠刚,肖珊,王际辉.幼参发酵饲料的制备及其养殖效果评价[J].大连工业大学学报,2016,35(4):239-242.

SUN Xing, ZHANG Chunxiao, GUO Hang, HUANG Zhonggang, XIAO Shan, WANG Jihui. The production of fermented juvenile sea cucumber feed and its feeding performance evaluation[J]. Journal of Dalian Polytechnic University, 2016, 35(4): 239-242.

2015-01-04.

国家星火计划项目(2015GA651002)；国家海洋公益性行业科研专项项目(201405003)；辽宁省教育厅创新团队项目(LT2014010)；辽宁省农业领域青年科技创新人才培养计划项目(2015004).

孙 兴(1989-)，男，硕士研究生；通信作者：王际辉(1970-)，男，教授.

TS254.2；S963.5

A

1674-1404(2016)04-0239-04