維生素B1對飼料發(fā)酵效果影響的研究

吳 量，王小明，楊在賓*（.中國黃島出入境檢驗(yàn)檢疫局，山東 青島66555；.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 泰安708）

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維生素B1對飼料發(fā)酵效果影響的研究

吳 量1，王小明2，楊在賓2*
（1.中國黃島出入境檢驗(yàn)檢疫局，山東 青島266555；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 泰安271018）

摘 要：為了弄清維生素B1促進(jìn)飼料發(fā)酵的機(jī)理及對飼料營養(yǎng)成分的影響，對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組在基礎(chǔ)日糧添加維生素B1，均為固態(tài)發(fā)酵。結(jié)果表明：添加維生素B1能夠加快發(fā)酵進(jìn)程，飼料pH和干物質(zhì)含量顯著降低，還原糖含量顯著提高（P＜0.05）。飼料發(fā)酵72 h，添加維生素B1組飼料pH降低了1.31%（P＜0.05），干物質(zhì)降低了0.70%（P＜0.01），飼料還原糖提高1.34%（P＜0.05）；維生素B1增加了有機(jī)酸含量，改善飼料適口性，提高營養(yǎng)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：維生素B1；發(fā)酵；還原糖；干物質(zhì)

維生素B1(thiamine)，又名硫胺素，是由嘧啶環(huán)和噻唑環(huán)結(jié)合而成的一種B族維生素，是動(dòng)物機(jī)體維持正常生長所必需的水溶性維生素之一。維生素B1通過硫胺素焦磷酸輔酶（TPP）形式參與酮酸氧化酶脫羧、丙酮酸脫氫酶等催化的碳水化合物反應(yīng)，是生物體通過羧酸代謝從養(yǎng)分中獲得能量所必需的物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，維生素B1缺乏時(shí)，生物機(jī)體糖代謝紊亂，消化系統(tǒng)功能受到影響；瘤胃pH與瘤胃維生素B1的水平呈負(fù)相關(guān)。本試驗(yàn)在已有研究基礎(chǔ)上，探討添加維生素B1對飼料發(fā)酵營養(yǎng)成分的影響，以期為維生素B1在飼料發(fā)酵中的科學(xué)應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

99.8%的鹽酸硫胺素（維生素B1），購自上海伯奧生物科技有限公司。

發(fā)酵菌種：乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌，由北京科為博生物科技有限公司生產(chǎn)。

發(fā)酵基質(zhì)：玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)日糧配方設(shè)計(jì)參照NRC（1998）生長豬標(biāo)準(zhǔn)配制，日糧配方組成及營養(yǎng)水平見表1（不添加維生素）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

對照組：飼喂基礎(chǔ)日糧，不添加維生素；試驗(yàn)組：在對照組基礎(chǔ)上，添加1.0 mg/kg鹽酸硫胺素。

將發(fā)酵菌種與發(fā)酵基質(zhì)混合，加水調(diào)節(jié)至水分含量為45%，攪拌均勻，裝入塑料桶（20 kg），密封發(fā)酵，發(fā)酵溫度控制在30～35℃。每個(gè)處理8個(gè)重復(fù)，0 h開始，每12 h取樣檢測pH、還原糖和干物質(zhì)（每個(gè)重復(fù)3個(gè)平行），連續(xù)測定8次。

表1　基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 樣品檢測

1）pH：根據(jù)AACC（2000）的方法，稱取10g發(fā)酵樣品，放入三角瓶中，加入90mL蒸餾水。用磁力攪拌器攪拌30min，靜置10min后用pH計(jì)測定。重復(fù)3次取平均值。

2）還原糖：采用3，5-二硝基水楊酸（DNS）比色法測定。

3）干物質(zhì)：按照GB/T 6435-2014 檢測飼料中水分，計(jì)算干物質(zhì)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SAS9.2的ANOVA進(jìn)行方差分析，Duncan氏進(jìn)行多重比較；P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料pH的變化

由圖1可知，飼料在發(fā)酵過程中pH逐漸降低，與對照組相比，添加維生素B1能夠加快pH的降低。飼料發(fā)酵72 h后，試驗(yàn)組pH顯著低于對照組（P＜0.05），降低1.31%（表2，圖2）。

圖1　飼料發(fā)酵pH的變化規(guī)律

表2　維生素B1對發(fā)酵的影響

2.2 飼料發(fā)酵前后干物質(zhì)比較

維生素B1對飼料發(fā)酵72 h后干物質(zhì)的影響分析見表2和圖2。從中可以看出，與對照組相比，添加維生素B1能夠顯著降低發(fā)酵飼料的干物質(zhì)含量（P ＜0.01），降低了0.70%。

圖2　飼料發(fā)酵pH和干物質(zhì)相對變化（以對照為100%）

圖3　飼料發(fā)酵還原糖相對變化（以對照為100%）

2.3 飼料還原糖含量的變化

乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢桿菌發(fā)酵全價(jià)飼料，還原糖含量的變化如圖3所示，從圖中可以看出，飼料還原糖顯著提高，并且試驗(yàn)組增加更多。飼料發(fā)酵72 h，與對照組相比，添加維生素B1還原糖顯著提高了1.34%，折算成干物質(zhì)基礎(chǔ)提高了2.06%（P＜0.01）。

綜上所述，維生素B1能夠促進(jìn)發(fā)酵進(jìn)程，增加飼料有機(jī)酸含量，降低pH與減少干物質(zhì)，提高還原糖含量。

3 討論

維生素B1以TPP的形式存在，參與碳水化合物代謝過程中α-酮酸的氧化脫羧，在能量代謝和支鏈氨基酸代謝過程起著至關(guān)重要的作用，機(jī)體缺乏維生素B1會造成碳水化合物代謝紊亂。應(yīng)用體外發(fā)酵的方法研究添加硫胺素對瘤胃微生物發(fā)酵的影響發(fā)現(xiàn)，維生素B1能夠提高細(xì)菌蛋白的產(chǎn)量，促進(jìn)瘤胃微生物的發(fā)酵，改善微生物區(qū)系平衡。此外，維生素B1的增加，促進(jìn)乙酰膽堿的合成，神經(jīng)傳導(dǎo)活躍，加強(qiáng)消化機(jī)能，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的利用，為微生物發(fā)酵創(chuàng)造良好條件。

本研究結(jié)果顯示，與對照組相比，添加維生素B1發(fā)酵72 h，飼料pH降低1.31%（P＜0.05），主要是維生素B1改善微生物環(huán)境，促進(jìn)乳酸菌等的繁殖與代謝活動(dòng)，產(chǎn)生乳酸、醋酸等有機(jī)酸，降低飼料pH。添加維生素B1顯著提高還原糖1.34%，干物質(zhì)降低0.70% （P＜0.01），可能是補(bǔ)充維生素B1有助于丙酮酸氧化脫羧，從而使三羧酸循環(huán)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)碳水化合物的代謝；為乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢桿菌等的代謝活動(dòng)創(chuàng)造條件，提高淀粉酶、纖維素酶等的活性，釋放與氨基酸結(jié)合的還原糖；同時(shí)，營養(yǎng)物質(zhì)在被利用轉(zhuǎn)化的過程中，部分能量以熱能的形式散失，降低干物質(zhì)的含量。

4 結(jié)論

維生素B1能夠促進(jìn)飼料發(fā)酵進(jìn)程，增加有機(jī)酸含量，降低pH；提高還原糖，提升營養(yǎng)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)略，如有需要請向作者索取。

收稿日期：（2015-12-19）

通訊作者：楊在賓（1961-），男，山東章丘人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。

作者簡介：吳 量，中國黃島出入境檢驗(yàn)檢疫局。

基金項(xiàng)目：山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生豬創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（SDAIT-06-022-04）；山東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣項(xiàng)目。