桑叶发酵工艺优化及营养价值评价

摘要：为了提高桑叶的营养价值，进行了发酵桑叶的工艺优化研究。以发酵桑叶粗蛋白质和单宁含量为指标，以桑叶与麸皮质量比、菌种组合、接种量和发酵时间为影响因素，进行L9(34)正交试验，以确定最佳发酵条件。根据正交试验结果进行验证试验和对比试验。结果表明:1)正交试验优化组合为，桑叶与麸皮质量比为9∶1，菌种组合为酒窖片球菌+地衣芽孢杆菌，接种量为2%，发酵时间为4d。2)验证试验表明，优化组合发酵桑叶测得粗蛋白质含量为26.18%，单宁含量为4.73g/kg，均优于正交试验表中最优值。3)对比试验表明，与未发酵桑叶相比，发酵桑叶粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、磷含量显著提高(P＜0.05)，单宁、中性洗涤纤维、碳水化合物含量和PH显著降低(P＜0.05)。与未发酵桑叶相比，发酵桑叶精氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、总非必需氨基酸、总氨基酸含量显著降低(P＜0.05)，而丙氨酸含量、总必需氨基酸/总氨基酸、总必需氨基酸/总非必需氨基酸显著提高(P＜0.05)。发酵桑叶的半胱氨酸+蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、酪氨酸+苯丙氨酸组成均显著高于未发酵桑叶(P＜0.05)。由此可见，发酵桑叶的最佳条件是:桑叶与麸皮质量比为9:1，菌种组合为酒窖片球菌+地衣芽孢杆菌，接种量为2%，发酵时间为4d。发酵提高了桑叶的营养价值。

引言：单宁是复杂的水溶性多酚化合物，存在于许多植物中，并可存在于树皮、树叶、树干、果实和根中。单宁能够络合蛋白质、氨基酸、大分子物质，对消化酶产生拮抗作用，阻碍营养物质的吸收，降低动物的消化率；并因其苦涩的味道减少动物的采食量，从而降低植物饲料的营养价值。桑叶资源丰富，富含粗蛋白质(CP)、氨基酸、维生素、矿物质，是一种较好的非常规饲料资源。但桑叶单宁含量较高，限制了其在畜牧业的应用。因此，有效降解单宁对提升桑叶的应用价值具有重要意义。物理加工技术可以有效地降解单宁，如高温、浸泡、煮沸、高压、挤压蒸煮等。尽管上述技术可以降解一些单宁，但也可能降低桑叶营养成分。另外，上述技术耗能成本较高，不利于可持续发展。因此，需要一种更合适的、高效降解桑叶单宁的技术。发酵是利用微生物将植物茎叶成分转化为微生物蛋白、活性小肽、活性物质的技术，能降解抗营养因子，提高饲料原料的营养价值。黑曲霉、地衣芽孢杆菌、酵母、乳酸菌可以高效地将高分子单宁降解为小分子物质。柔毛镰孢菌和球孢白僵菌等丝状真菌发酵显著减少了橄榄饼单宁含量。黑曲霉、产朊假丝酵母、枯草芽孢杆菌发酵降低了辣木叶41%单宁含量，提高了44%CP含量。罗伊氏乳杆菌、乳酸片球菌、枯草芽孢杆菌发酵降低了朱缨花叶单宁含量。这些文献为发酵降解桑叶单宁提供了思路。但是，关于桑叶发酵工艺的研究很少，通过发酵技术降解桑叶单宁的研究更少，尚不清楚发酵条件如何影响桑叶单宁的降解。因此，本研究通过正交试验优化了提高桑叶CP含量同时降低单宁含量的发酵条件，研究了桑叶发酵基质组成、菌种组合、接种量及发酵时间对单宁降解的影响，并且探讨了发酵对桑叶营养成分的影响，以期为桑叶的应用提供参考。

一、试验设计：

将鲜桑叶切短(1～2cm)，按照一定比例添加麸皮混合均匀，按照所需菌种组合和接种量添加菌种并搅拌均匀，发酵基质未灭菌，基质pH自然状态(不调整pH)，每个呼吸袋装入200g发酵基质，密封发酵。在空调房内进行发酵，发酵温度为(25±1)℃。

二、结果：

1.正交试验极差分析

由表2可知，通过直观分析方法比较表中极差大小，对CP含量影响因素大小排序为:桑叶与麸皮质量比(A)、菌种组合(B)、接种量(C)、发酵时间(D)。根据Ki值的大小判断最优水平，得到各因素对CP含量的最优组合为A1B2C2D2。同理，对单宁含量影响因素大小排序为:菌种组合(B)、发酵时间(D)、桑叶与麸皮质量比(A)、接种量(C)，得到各因素对单宁含量的最优组合为A1B2C2D1。综合上述分析，桑叶发酵最优方案为A1B2C2D1或A1B2C2D2，即桑叶与麸皮质量比为9∶1，菌种组合为酒窖片球菌+地衣芽孢杆菌，接种量为2%，发酵时间为4或6d。

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