微波在SPF实验动物饲料灭菌中的应用

中国饲料２００７年第４期

微波在ＳＰＦ实验动物饲料灭菌中的应用

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所华中农业大学动物科技学院

杨红军王君华

时建忠顾宪红

４

［摘要］本试验采用４因素３水平正交试验设计Ｌ（，就微波处理前饲料的水分含量、微波功率、处理时间和料９３）

１）大肠杆菌、霉菌和酵母对微波比较敏感，经过３ｍｉｎ的微波层厚度对饲料灭菌效果的影响进行了研究。结果表明：

处理，都未检出。２）饲料水分含量、微波加热时间、微波功率和料层厚度对饲料中菌落总数有极显著影响（Ｐ＜０．０１），其影响程度为：微波加热时间＞料层厚度＞微波功率＞饲料水分含量。３）最优工艺组合为饲料含水３４％、微波加热９ｍｉｎ、功率为７００Ｗ、料层厚度为１２ｍｍ，可以考虑适当减少微波时间。

［关键词］微波；ＳＰＦ动物；饲料；灭菌［中图分类号］Ｓ８１６．３

［文献标识码］Ａ

［文章编号］１００４－３３１４（２００７）０４－００１４－０４

［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ａｄｏｐｔｉｎｇｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｆｅｅｄ，ｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｓ，ｔｉｍｅｏｆｈｅａｔａｎｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｅｅｄａｓｆａｃ－ｔｏｒｓ，ｓｔｕｄｙｔｈｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｏｎｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｆｅｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｚｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１）Ｔｈｅｃｏｌｉｆｏｒｍ，ｍｉｌｄｅｗａｎｄｙｅａｓｔｗｅｒｅｈｉｇｈｌｙｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｙｃｏｕｌｄｂｅｋｉｌｌｅｄｂｙＡｂｏｖｅｆｏｕｒｆａｃｔｏｒｓｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｓ（Ｐ＜０．０１）ｏｎｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｆｅｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｏｒ－ｍｉｃｒｏｗａｖｅｓｉｎ３ｍｉｎ．２）

ｔａｎｔｏｒｄｅｒａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｉｍｅ＞ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ＞ｐｏｗｅｒ＞ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ．３）ＴｈｅｂｅｓｔｐｒｏｃｅｓｓｗａｓＡ３Ｂ３Ｃ３Ｄ３，ｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｗａｓ３４％，ｔｈｅｐｏｗｅｒｗａｓ７００Ｗ，ｔｈｅｔｉｍｅｗａｓ９ｍｉｎ，ａｎｄｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｗａｓ１２ｍｍ，ａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｔｉｍｅｃｏｕｌｄｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．

ＳＰＦａｎｉｍａｌ；ｆｅｅｄ；ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ；［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｍｉｃｒｏｗａｖｅｓ；

微波灭菌具有升温速度快、灭菌时间短、效果好等优点（Ａｓｋａｒｉ等，２００６）。微波灭菌的研究比较多，但是在实验动物饲料方面的研究报道较少。王国强和尹松林（１９９７）用家用微波炉对大、小鼠颗粒饲料进行灭菌，经７ｍｉｎ可达到无菌。王刚等（２００５）用微波处理的鼠颗粒饲料经培养后菌落较多。可见，具体的操作方法不同，灭菌效果差异较大，而且目前研究仅限于鼠颗粒饲料，本试验探讨了微波用于ＳＰＦ猪粉状饲料的灭菌效果。１材料与方法

１．１主要仪器设备家用微波炉：Ｇａｌａｎｚ，型号ＷＤ７００Ａ，输出功率７００Ｗ，频率２４５０ＭＨｚ，内腔尺寸２０６ｍｍ×３０９ｍｍ×３３４ｍｍ，转盘速度为５ｒ／ｍｉｎ；大培养皿：规格为!１２０ｍｍ×２５ｍｍ；色彩色差计：ＣＲ－４００，由日本ＭＩＮＯＬＴＡ提供。１．２试验材料试验材料为仔猪配合料（粉料），其组成及营养水平见表１，饲料粉碎，过２０目筛，初始水分含量为１０．８３％。１．３试验方法

１．３．１检测方法。饲料水分的测定：ＧＢ６４３５－８６；

饲料粗灰分的测定：ＧＢ／Ｔ６４３８－９２；饲料粗脂肪的

测定：ＧＢ／Ｔ６４３３－９４；饲料粗蛋白质的测定：ＧＢ／Ｔ６４３２－９４；菌落总数测定：ＧＢ／Ｔ４７８９．２－２００３；大肠菌群测定：ＧＢ／Ｔ４７８９．３－２００３；沙门氏菌检验；ＧＢ／Ｔ４７８９．４－２００３；霉菌和酵母计数：ＧＢ／Ｔ４７８９．１５－２００３；总能（ＧＥ）：参考ＮＲＣ（１９９８）。

表１日粮组成及营养水平

日粮组成玉米（％）小麦麸（％）大豆粕（％）菜籽粕（％）鱼粉（％）微量元素预混料（％）磷酸氢钙（％）石粉（％）复合维生素（％）

食盐（％）乳清粉（％）

含量６６．７５．０１５．９３．０３．００．５０．８１．１０．５０．５３．０

营养水平消化能（ＭＪ／ｋｇ）粗蛋白质（％）粗脂肪（％）粗灰分（％）粗纤维（％）钙（％）有效磷（％）总磷（％）钠（％）赖氨酸（％）蛋氨酸（％）蛋氨酸＋胱氨酸（％）

色氨酸（％）

含量１３．０７１８．０３．１７５．８４２．９６０．８００．４００．６１０．３４０．８４０．３２０．６４０．２２

２００７年第４期中国饲料

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１．３．２样品制备。在饲料中添加蒸馏水，混匀，使其达到一定的水分含量，用封口袋装好，４℃过夜。进行微波处理前，按照不同厚度要求将料装入灭过菌的大培养皿中，盖上盖子。按照试验设计，设定工艺参数，进行各个处理，每个处理２个重复。进行微波处理时均要放置１５０ｍＬ水做负载，以免烧毁磁控管。微波处理完后立即拿到超净工作台，无菌取样，进行微生物检测及饲料常规分析。

１．３．３试验设计。采用４因素３水平正交试验设计，因素有微波处理前饲料的水分含量、微波功率、处理时间和料层厚度，试验因素水平及设计见表２和表３。

表２因素水平

Ａ饲料含水量（％）１２３２０２７３４Ｂ加热时间（ｍｉｎ）３６９Ｃ功率（Ｗ）３５０５６０７００Ｄ料厚（ｍｍ）４８１２时间对菌落总数的影响最大，其次是料层厚度、微

波功率，最后是饲料水分含量。本试验指标是菌落总数越低越好，所以最优工艺组合为Ａ３Ｂ３Ｃ３Ｄ３。

表４菌落总数对数值的方差分析

变异来源

ＡＢＣＤ误差总和

平方和０．１２３１０．１４８３．４４７８．１４３０．０３３２１．８９４

自由度２２２２９１７

方差０．０６２５．０７４１．７２３４．０７２０．００４

Ｆ值１６．７５１３７９．０４４６８．４１１１０６．６２

Ｐ值＜０．００１＜０．００１＜０．００１＜０．００１

注：Ｆ０．０５（２，９）＝４．２６，Ｆ０．０１（２，９）＝８．０２。表５菌落总数对数值的极差分析

试验号１２３４５６７８９Ｔ１ｊＴ２ｊＴ３ｊＲｊ

Ａ１１１２２２３３３２．４３２．５２２．３２０．２０

Ｂ１２３１２３１２３３．２５２．６０１．４３１．８２

Ｃ１２３２３１３１２２．６１２．８４１．８２１．０２

Ｄ１２３３１２２３１３．２４２．４５１．５９１．６５

重复１４．３１３．０３０２．８７２．８６１．７０２．６４１．８５２．５４

重复２４．２０３．０６０２．９８２．９４１．７８２．４８１．８５２．５７

４

表３正交试验设计Ｌ（９３）

试验号１２３４５６７８９

Ａ１１１２２２３３３

Ｂ１２３１２３１２３

Ｃ１２３２３１３１２

Ｄ１２３３１２２３１

注：Ｒｊ＝第ｊ列的极差；菌落总数为０时，其对数值也定义为０。由表５和表６可知，各处理间的菌落总数、

成品水分含量、粗蛋白质、成品颜色有极显著的差异（Ｐ＜０．０１），各处理间的粗灰分、粗脂肪、总能无显著差异（Ｐ＞０．０５）。

由图１可知，饲料中的菌落总数随着加热时间的延长而降低；随着功率的增加先缓慢升高而后迅速降低。随着处理前饲料中水分含量的升高，先升高后下降，但幅度都不大，这与Ｆｕｍｉｈｉｋｏ等（２００２）报道不太一致，可能是由于本试验中设计的水分含量都已经较高，而且装载饲料的平皿是盖着的，不利于水分的散发，因此对菌落总数的影响不是很明显；菌落总数随着料层厚度的增加而降低，这可能是由于料层厚度增加后，总水分增加，而装载饲料的平皿是盖着的，因热而挥发出去的水分是有限的，同时，厚度增加，但表面积几乎没有增加，底层的饲料中的水分较难挥

１．４数据统计用ＳＰＳＳ１１．５软件进行统计分

析，试验数据采用平均值±标准差表示。２

结果与讨论

微波处理前饲料（对照）中菌落总数为２．８５×１０６ＣＦＵ／ｇ，霉菌和酵母总数为９．０５×１０５ＣＦＵ／ｇ，大肠菌群数为４３０ＭＰＮ／１００ｇ，沙门氏菌未检出。经微波处理后大肠杆菌、沙门氏菌及霉菌和酵母均未检出，菌落总数的方差分析和极差分析见表４和表５，对营养水平和饲料颜色的影响见表６，各因素对菌落总数、成品水分含量、粗蛋白质、亮度指数的影响规律见图１～图４。

由表４可知，饲料水分含量、微波加热时间、微波功率和料层厚度对饲料中菌落总数有极显著影响（Ｐ＜０．０１）。由表５极差分析可知，微波加热

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中国饲料２００７年第４期

表６各因素对饲料营养成分的影响

水分（％）

对照１２３４５６７８９Ｐ值

１２．８９４±０．０６３０．０２５１３．７８１±７．４５２±０．０９１１．６２４±０．０１６２０．７８７±０．０３００．００９８．０９２±１１．９０２±０．０９０１７．８３５±０．０２９０．０１６２１．１１２±０．０２８８．０５４±０．００１＊＊

粗蛋白质（％，ＤＭ）１８．４９５±０．１０２１７．３２１±０．２６７１８．２１４±０．４６３１８．６１９±０．０８０１９．０１４±０．０２６１８．４６７±０．０２２１９．１０１±０．２６５１９．２９４±０．０３５１８．９１１±０．１５５１７．９１１±０．２９８０．００１＊＊

粗灰分（％，ＤＭ）６．８１３±０．１２４６．６７７±０．１５２６．４６１±０．５２２６．５５０±０．２４６６．６９５±０．４５０６．３８７±０．１７８６．６３２±０．３１９６．３８７±０．１０８６．５７２±０．２４６６．１５８±０．０８００．６８９

粗脂肪（％，ＤＭ）３．１７３±０．１４１２．７７２±０．１７３２．８５５±０．１４０２．８１９±０．１６１３．２１１±０．１００３．０１４±０．０４８２．９３５±０．１７７３．２３９±０．２３１２．９１６±０．１３８２．６６３±０．１２４０．０５０

总能（ｋＪ／ｋｇ）４２９８．３４±０．９５２４２６４．２９±２０．３５１４２９１．８０±８．１６６４２９１．９６±３．０４４４３１３．４１±２５．７８５４３０７．７７±１０．２２５４３０２．０４±１９．９６２４３３２．７９±１７．１８７４３００．７８±２０．８７１４２８９．８３±５．９９０

０．０８６

Ｌ亮度指数５７．９７０±０．０９９５４．９９０±０．２９７５５．２３５±０．１０６３８．６３０±０．４６７５２．７４５±０．３８９５４．２８５±０．２４８５４．４７０±０．１４１５２．７４５±０．２０５４８．２１５±０．１７７５０．９６５±０．１４９０．００１＊＊

注：＊＊表示差异极显著（Ｐ＜０．０１）。发；由于热量和水分的积蓄，造成料层厚度增加时

灭菌效果更好。

由图２可知，成品中的水分含量随着加热时间的延长而降低；随着功率的增加而降低；随着处理前饲料中水分含量的升高而升高；随着料层厚度的增加而升高。

低，但幅度不大；随着功率的增加而先降低后升高。

饲料出现焦化现象后，其表观颜色会发生较大的变化，可以通过亮度值反应出来。由图４可知，饲料的亮度值随着处理前饲料中水分含量的升高而先升高后降低；随着料层厚度的增加而先升高后降低；随着加热时间的延长而降低；随着功率的增加而先升高后降低。

由图３可知，饲料中的粗蛋白质随着处理前

饲料中水分含量的升高而先升高后降低；随着料层厚度的增加而先升高后降低；这可能是由于在低水分或者料层厚度小时，饲料所受的热强度较大，蛋白质损失较大；随着加热时间的延长而降

在试验条件３（Ａ１Ｂ３Ｃ３Ｄ３）下，即饲料含水２０％、微波加热９ｍｉｎ、功率为７００Ｗ、料层厚度为１２ｍｍ时菌落总数为０，但是饲料已经有焦化现

（下转第１８页）

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中国饲料２００７年第４期

３０、６０天各１．４测定指标犊牛在正试期第０、

称重１次，并且记录犊牛的健康状况。１．５

数据处理

采用ＳＡＳ软件包的ＡＮＯＶＡ过

程进行单因素方差分析，对差异显著者进行ＬＳＤ多重比较。２２．１

试验结果犊牛增重情况

见表３。由表３可以看出，经

可以看出，试验组每头犊牛整个哺乳期比对照组

节省了２５．１２元，平均每千克增重比对照组节约成本４．８５元。２．３

犊牛健康状况

在６０ｄ的试验期里，对照

组犊牛和试验组犊牛均出现过腹泻现象，但统计学分析表明，两组差异不显著。

表４代乳粉饲喂犊牛的经济效益

组别试验组对照组鲜奶消耗代乳粉消耗（ｋｇ）４１３５５（ｋｇ）５０．２４鲜奶２２代乳粉１２成本６８４．８８７１０增重（ｋｇ）３３．１２７．８成本／增重（元／ｋｇ）２０．６９２５．５４（元／ｋｇ）（元／ｋｇ）（元）试验组比对照组增重过６０ｄ的代乳粉饲喂试验，

提高５．３ｋｇ（Ｐ＜０．０１）；从日增重来看，试验组比对照组提高８８．５ｇ／ｄ（Ｐ＜０．０１）。由此可以看出，用代乳粉代替鲜牛奶饲喂犊牛的增重速度和效果显著。

表３代乳粉试验对犊牛体重的影响

组别试验组对照组初重（ｋｇ）４６．６＋４．３４５．７＋３．６３０ｄ重（ｋｇ）５９．８＋６．８５７．３＋４．６６０ｄ重（ｋｇ）６０ｄ增重（ｋｇ）６０ｄ日增重（ｇ）７９．７＋８．８Ａ７３．６＋８．２Ｂ３３．１＋６．２Ａ２７．８＋７．１Ｂ５５２．２＋１０３．８Ａ４６３．７＋１１８．４Ｂ３

小结

犊牛早期断奶饲喂代乳粉，经试验证实能减

少鲜牛奶的用量，显著降低犊牛的培育成本，提高经济效益。代乳粉使用方便，易于贮存安全卫生，减少细菌污染机会，适用于规模化奶牛场和家庭奶牛养殖户。

［通讯地址：山东省莱西市，邮编：２６６６００］

注：表中同列数据肩标不同大写字母者表示差异极显著（Ｐ＜０．０１）。２．２犊牛代乳粉饲喂犊牛经济效益分析由表４

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２００５，１５（０１）：１２～１４．业高等专科学校学报，（上接第１６页）

象。最优工艺组合（Ａ３Ｂ３Ｃ３Ｄ３）与工艺Ａ１Ｂ３Ｃ３Ｄ３相

比，只是水分含量增加了，更有利于灭菌，可以考虑适当缩短微波时间，以得到更好的饲料表观颜色。３

结论

通过本试验可得出以下结论：１）大肠杆菌、霉菌和酵母对微波比较敏感，经过３ｍｉｎ的微波处理，都未检出，这与林勇等（２００５）的报道一致。２）饲料水分含量、微波加热时间、微波功率和料层厚度都对灭菌效果有影响，其影响程度为：微波加热时间＞料层厚度＞微波功率＞饲料水分含量。３）最优工艺组合为Ａ３Ｂ３Ｃ３Ｄ３，即饲料含水３４％、微波加热９ｍｉｎ、功率为７００Ｗ、料层厚度为１２ｍｍ，可以考虑适当减少微波时间。

参考文献

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［４］国家技术监督局．ＧＢ／Ｔ６４３８—９２［Ｓ］．饲料中粗灰分的测定方法．北京：中国标准出版社，１９９２．

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［通讯地址：北京市海淀区圆明园西路２号，

邮编：１０００９４］