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  • 北蒼術飼料添加劑發酵工藝的研究
    添加時間:14-08-06 09:26:36作者:來源:點擊數:
     
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                                         刁新平,葉應建,王利軍,陳美霞
                      ( 東北農業大學動物科技學院,哈爾濱 150030 )
        摘要:研究北蒼術飼料添加劑最佳發酵工藝。在單因素試驗基礎上,采用3個因素(含水量、接菌量、發酵時間) 3 個水平的L9(33)正交試驗優選發酵工藝條件,并采用蒽酮-濃硫酸法測定發酵后北蒼術多糖含量。結果表明,最佳發酵工藝為:含水量在50%,接菌量為4%,發酵時間為3 d。實驗表明,此發酵工藝操作簡單,能顯著提高多糖含量,可為北蒼術飼料添加劑開發利用提供新方法。
        關鍵詞:北蒼術;飼料添加劑;多糖;發酵工藝
        中圖分類號:S767.5;X172 文獻標志碼:A 文章編號:1005-9369(2013)12-0104-04
        北蒼術為菊科植物北蒼術的干燥根莖,分布于東北、華北以及山東、湖南、陜西等省,生長于低山陰坡灌木叢中及山坡草地。性味辛、苦、溫,能健脾、燥濕、解郁、辟穢,主治濕盛困脾、脘腹脹滿、嘔吐、瀉泄、痢疾、瘧疾、痰飲、水腫、風寒感冒等癥[1],在畜牧上常用作中草藥飼料添加劑。而發酵作為中草藥的一種炮制方法,能提高中草藥藥效,降低毒副作用,產生新的藥效物質[2-4]。多糖是北蒼術藥效的主要成分,本文以發酵前后北蒼術中多糖的含量為指標,對北蒼術飼料添加劑發酵工藝進行研究,以確定最佳發酵工藝。
        1 ·材料與方法
        1.1 材料
        中藥:北蒼術,購自哈爾濱藥材市場,65 ℃烘干,粉碎后過40目篩,備用。
        儀器:超凈工作臺,DL-CJ-ZND(購自北京東聯哈爾儀器制造有限公司);紫外分光光度計,UV-2401PC(購自日本島津公司);二氧化碳培養箱,BPN-80CW(購自上海一恒科學儀器有限公司);高壓滅菌鍋,MLS-3780(購自日本三洋公司);可調溫水浴鍋,DK-S12(購自上海森信實驗儀器有限公司);熱空氣消毒箱,GR140(購自上海博迅實業有限公司醫療設備廠); 電子天平,AR1140(購自梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司);臺式高速冷凍離心機,Allegra 64R(購自美國Beckman Coulter 公司);真空包裝機,DZ-400/2L(購自南通彩星工貿有限公司);超聲波提取機,KQ-500DB(購自昆山市超聲儀器有限公司)。
        試劑:MRS肉湯培養基(購自北京陸橋技術有限責任公司);乙醇,葡萄糖,蒽酮,濃硫酸,濃鹽酸及其他試劑均為分析純(購自哈爾濱化學試劑公司)。
        1.2 方法
        1.2.1 標準曲線的繪制
        精密稱定105 ℃干燥至恒重葡萄糖標品10 mg,蒸餾水定容至100 mL,搖勻,即得0.1 mg · mL-1葡萄糖對照品溶液。精密吸取該溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.6、0.8 、1.0 mL,置于10 mL干燥具塞試管中,以蒸餾水補足至1.0 mL,分別精密加入蒽酮-硫酸溶液(取0.1 g蒽酮,溶于100 mL 80% 的濃硫酸中)4.0 mL,混勻,后沸水浴10 min。以未加供試品的溶液為參比,在625 nm 處測定吸光度值。
        通過對數據進行線性回歸,得到回歸方程Y=44.55x+0.026,R2=0.997。
        1.2.2 樣品溶液的制備與測定
        精密稱取蒼術樣品0.5 g 于50 mL 離心管中,加入30 mL乙醇,靜置30 min,超聲提取30 min,于3 000 r · min-1離心機中離心15 min,棄上清液,重復上述操作1次,蒸干濾渣,后加入2% HCl 30mL,沸水浴提取1 h,離心取上清液于100 mL容量瓶中,重復操作1次,合并濾液,后用2% HCl定容至刻度。混勻,取1 mL 于25 mL 容量瓶中,用2% HCl 定容至刻度。取制備的溶液1 mL于10mL干燥的試管中,加入4 mL 蒽酮硫酸溶液,混勻,水浴加熱10 min,在625 nm 中測量其吸光度。經測得未發酵蒼術多糖含量為5.58%。
        1.2.3 菌液的制備
        在無菌條件下,將購回的嗜酸乳桿菌菌粉按說明書比例,用事先滅菌的蒸餾水充分溶解,靜置,吸取1 mL菌溶液到裝有99 mL MRS培養基于250 mL三角瓶中,加蓋密封,置于電熱恒溫振蕩培養箱中于37 ℃下培養24 h。復壯兩代后,通過平板計數法進行細菌計數,比較該菌正常活菌數(30億·g-1),來決定復壯次數。將取活化后的的菌種用接種環轉接到裝有100mL MRS液體培養基于250 mL三角瓶中,密封,置于電熱恒溫振蕩培養箱中于37 ℃下培養24 h后,備用。
        1.2.4 數據統計分析
        采用SPSS 17.0 統計軟件對正交試驗數據進行統計分析。
        2· 結果與分析
        2.1 發酵試驗碳源、氮源的選擇
        由于嗜酸乳桿菌發酵過程中,培養基中碳源和碳源的含量對其影響較大,因此,需要對碳源和氮源對本試驗的影響進行驗證。
        精密稱取烘干后北蒼術20 g若干份,添加不同量的碳源(葡萄糖)和氮源(蛋白胨),添加量如圖1所示。在北蒼術含水量50%,接菌量為6%情況下,發酵1 d,烘干測發酵后北蒼術多糖的含量。由圖1結果表明,添加不同比例碳源和氮源,發酵后多糖含量增加很少,可說明北蒼術中所含碳源和氮源的量能滿足嗜酸乳桿菌生長需要,發酵試驗中不需要額外添加碳源和氮源。
        
        2.2 含水量對發酵后北蒼術多糖含量的影響
        精密稱取烘干后的北蒼術20 g,平行3份,裝入發酵袋中,接入嗜酸乳桿菌6%,分別加入不同體積滅菌后的蒸餾水,使含水量達到20%、30%、40%、50%、60%,抽真空,在37 ℃的二氧化碳培養箱中發酵2 d。后烘干取0.5 g,測發酵后多糖的含量。結果如圖2,結果表明,含水量小于50%時,隨著含水量的增加,發酵后蒼術多糖含量增加,當含水量達50% 時,蒼術多糖含量最高,當含水量大于50% 時,發酵后蒼術多糖含量下降,所以選擇含水量50% 進行其他篩選。
        
        2.3 接菌量對發酵后北蒼術多糖含量的影響
        精密稱取烘干后北蒼術20 g,平行3份,裝入發酵袋中,分別接入不同體積的菌液,使接菌量達到2%、4%、6%、8%、10%,后加入滅菌后的蒸餾水,使含水量達到50%,抽真空,在37 ℃二氧化碳培養箱中發酵2 d。后烘干取0.5 g,測發酵后多糖含量。結果如圖3,結果表明,在接菌量小于8% 時隨接菌量增加,蒼術發酵后多糖含量逐漸升高,當接菌量高于8% 時,蒼術發酵后多糖含量降低,因此選擇接菌量8% 進行其他單因素篩選。
        
        2.4 發酵時間對發酵后北蒼術多糖含量的影響
        精密稱取烘干后北蒼術20 g,平行15份,均分5組,裝入發酵袋中,使接菌量為8%,含水量為50%,抽真空,在37 ℃二氧化碳培養箱中發酵時間為1、2、3、4和5 d。烘干后取0.5 g,測發酵后多糖含量。結果如圖4,結果表明,隨發酵時間增加,發酵后蒼術多糖含量先增加后降低再增加,之后趨于平穩,且發酵時間在2和4 d時,蒼術發酵后多糖含量較高,但考慮到生產效率和經濟效益方面,因此選擇發酵時間為2 d為最佳。
        
        2.5 正交設計優選條件
        2.5.1 因素和水平的確定
        根據單因素試驗結果,選取含水量(A)、接菌量(B)和發酵時間(C)3 個因素,每個因素3 個水平,見表1。
        
        2.5.2 正交試驗結果及方差分析
        精密稱取北蒼術20 g,分別按正交設計表設定的條件進行發酵試驗,操作同2.2 項,以發酵后蒼術多糖含量為指標,結果見表2。方差分析結果見表3。
        
        
        由表2、表3可知,3個因素對發酵后蒼術多糖含量影響的主次順序為:B(接菌量)>A(含水量)>C(發酵時間),可知發酵工藝條件最佳組合為A2B1C2。方差分析結果表明接菌量對發酵試驗結果影響具有顯著性(P<0.05),A、C 因素的影響均無顯著性(P>0.05)。即發酵北蒼術的最佳工藝組合為含水量50%,接菌量為4%,發酵時間為3 d,此條件下發酵后蒼術多糖含量為9.55%,與未發酵蒼術相比,多糖含量增加71.1%。
        3 ·討論與結論
        在發酵試驗中,北蒼術含水量是嗜酸乳桿菌正常生長活動重要因素。張苗蕾等研究發現,在適宜含水量下,發酵時產氣最高,含水量過高或過低都會使產氣降低[5],都會影響發酵品質。接菌量對發酵效果有顯著影響,吳暉等研究發現,隨著接菌量增加,蛋白酶活力呈現出先上升后下降趨勢[6],本研究接菌量對發酵后多糖含量變化的影響與之吻合。微生物發酵最佳時期是對數期和穩定期,進入衰亡期時,發酵的效果會隨之下降,發酵時間選擇即基于此。葉勁松研究發現,發酵時間過短或過長都對產品品質不利,過短發酵不能充分進行,過長則容易產生酸味過大、顏色過深等現象[7]。本試驗對發酵時間的研究結果與之一致。本試驗中設計三因素三水平正交試驗,與上述單因素試驗作比較,正交試驗結果與單因素試驗結果不一致。
        微生物發酵中草藥是在繼承中藥炮制學發酵法的基礎上,結合現代生物工程的發酵技術而形成的高新技術。不但能使中草藥中有效物質最大限度地釋放,增強其原有性能,而且把發酵后中草藥添加到動物飼料中,能顯著促進動物生長,提高免疫力。朱新術研究用乳酸菌發酵黃芪,結果發現發酵液中粗多糖的得率可達13.03%,比未發酵黃芪原粉提高131%[8]。把用微生物發酵后的黃芪作為仔豬飼料添加劑,能增加仔豬采食量、提高仔豬日增重、提高飼料利用率、降低仔豬腹瀉率及提高仔豬免疫力[9]。蒼術作為一種中草藥飼料添加劑,也常用到動物生產中,李啟照在蛋雞全價飼料中添加蒼術多糖,對蛋雞的傳染性支氣管炎有預防作用,可使蛋雞發病率、死亡率降低,還可使產蛋率提高,蛋重增加,飼料消耗降低,飼料轉化率提高,經濟效益明顯提高[10]。北蒼術最佳發酵工藝為含水量為50%,接菌量為4%,發酵時間為3 d。本文通過發酵手段,能使北蒼術多糖最大量釋放,但發酵后北蒼術很少用到畜禽養殖上,因此本試驗可為畜禽生產實踐提供參考。
    [參考文獻]
    [1] 國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典[M]. 北京: 化學工業出版社, 2010.
    [2] 王林, 王玉紅, 章克昌. 靈芝中藥發酵液對慢件支氣管炎療效的研究[J]. 中國食用菌, 2004, 23(5): 39-41.
    [3] 戴萬生, 趙榮華. 發酵法對大黃蒽醌類成分含量的影響[J]. 云南中醫中藥雜志, 2005, 26(1): 38-39.
    [4] 李國紅, 沈月毛, 王啟方, 等. 發酵三七中的皂怍成分研究[J].中草藥, 2005, 36(4): 499-500.
    [5] 張苗蕾, 張從良, 李順, 等. 含水量對牛糞和玉米秸稈干式厭氧發酵的影響[J]. 江蘇農業科學, 2009(6): 401-403.
    [6] 吳暉, 卓林霞. 發酵條件對枯草芽孢桿菌發酵豆粕中的蛋白酶活力的影響[J]. 現代食品科技, 2008, 24(10): 973-976.
    [7] 葉勁松, 李洪軍. 發酵時間對發酵豬耳西式火腿品質的影響[J]. 四川食品與發酵, 2006, 42(1): 48-51.
    [8] 朱新術. 發酵黃芪的乳酸菌選育與發酵參數優化研究[D]. 蘭州: 中國農業科學院, 2008.
    [9] 韓宇, 刁新平, 李沛軍, 等. 發酵黃芪對斷奶仔豬日增重、腹瀉率及免疫能力的影響[J]. 東北農業大學學報, 2012, 43(12): 6-9.
    [10] 李啟照. 蒼術多糖對蛋雞傳染性支氣管炎的預防作用[J]. 江蘇農業科學, 2013, 41(1): 219 -220.

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