添加矿物质“钙镁佳”,可助“虾多宝”发酵提前完成


随着市场推广的进展,“虾多宝”得到越来越多客户的青睐,其使用方法也得到不断的创新。在珠三角区域,“虾多宝”从拌料发酵发展为加水发酵(1“虾多宝”+5斤红糖+100斤曝气自来水),“加水发酵”能够有效避免高温期快速浓水的问题,其使用效果得到了广大养户的认可。
   对虾养殖看似简单,但是遇到问题之后不懂如何解决就知道不是那么容易了。通过对对虾养殖技术和方法的学习和了解,可以帮助我们在后期遇到类似问题的时候有好的思路,通过合理的方法解决相关问题,尽量避免一些不必要的损失发生。
由于很多养殖户和业务人员对“虾多宝”加水发酵的方法和特点了解不清晰,在产品使用过程中存在较多的困惑。例如,“虾多宝”发酵的条件是什么?到底该加多少红糖和水?怎么判断发酵完成了?添加矿物元素“钙镁佳”对发酵有什么作用?因此,我们设计以下试验方案,来解答大家的疑问。
本试验通过在“虾多宝”加水发酵过程中添加和不添加“钙镁佳”进行对比,发现在25-30℃条件下,加水发酵“虾多宝”,需72小时可达到较好的发酵效果。而添加“钙镁佳”且比例为“虾多宝”:“钙镁佳”:水比例为20:1:100时(即20斤“虾多宝”+1斤“钙镁佳”+100斤水),发酵时间可节约24小时左右,即48小时可充分发酵且效果更佳。
本试验证明添加“钙镁佳”能有效提升“虾多宝”的发酵效果。具体实验步骤和结论如下:
一、 试验材料与方法
1.1 试验设计
试验共设置3个组,分别为对照组(a)、试验组一(b)和试验组二(c),各组发酵方案见表1。试验全程在屋檐阴凉环境下进行(环境温度为27-30℃),避免阳光直晒。
表1 “虾多宝”发酵试验设计
1.2  试验跟踪指标
试验监测的指标如下:温度(T)、溶解氧(DO)、总溶解固(TDS)、pH,此外,对试验组发酵液颜色与形态、菌膜特点、气泡数量与形态、气味进行跟踪记录。每12小时跟踪一次相应指标,并记录、拍照,连续监测96小时。监测位置见示意图1。
图1 指标监测位置示意图
1.3  试验材料
材料:发酵桶(250L)3个、曝气(2h)自来水600L、红糖18斤、“钙镁佳”2斤、“虾多宝”4包;
仪器:电子称、TDS笔、100ml锥形瓶3只、溶氧仪、pH计、显微镜、相机。
1.4 发酵环境条件
试验进行期间,发酵桶周边空气溶氧在5.95—7.04ppm之间,气温在27.0—30.5℃之间(表2),适宜菌类的正常生长与繁殖。
表2 发酵期间环境条件
二、试验结果与分析
2.1  三组试验空气及液面DO(溶氧)变化
图2 空气及液面溶氧变化趋势
从图2可知,对照组a发酵液表面DO与外界环境DO基本无差异,表明加红糖的曝气自来水中产气菌数量有限。试验组b和c在发酵第24-36小时之间液面的DO快速下降,表明产气菌类在此阶段进入快速繁殖期,释放出大量CO2;试验过程中虽存在开盖、采样扰动的影响,但试验组液面的溶氧在36-72小时之间基本维持在1ppm以下的低水平,表明该阶段产气菌类繁殖快、基数大、产气强;发酵72小时后,试验组液面的溶氧有所上升,可能表明发酵接近尾期。
2.2  三组试验发酵液溶氧变化
图3 各组发酵液溶氧变化趋势
由图3可知,添加红糖、“虾多宝”、“钙镁佳”等发酵材料后,水体溶氧快速下降至3ppm以下。试验前12小时,各组溶氧均快速下降至极低水平,可能为耗氧菌(如芽孢杆菌)和兼性好氧菌(如酵母菌)大量繁殖所致。
2.3 三组试验pH变化
图4 发酵液pH值变化趋势
由于“虾多宝”产品呈酸性(pH=4.2-4.5),因此曝气自来水加入“虾多宝”后pH值快速下降至5以下,为乳酸菌等偏好酸性环境的菌类的生长繁殖创造条件。对照组在试验过程中pH值呈下降趋势,主要是由于自来水与红糖中带入的产气菌类繁殖释放CO2所致。C组在24-48小时之间pH值下降较为明显,表明产酸、产气菌类在此阶段繁殖达到一个高峰期。发酵72小时后,各组pH值趋于稳定,表明虾多宝在本试验条件下的发酵高峰期在72小时以内。由于试验室pH计未能校正,测定数值存在一定的误差,在本试验中,发酵96小时后试验组的pH值在3.9左右,仅作参考。
2.4  三组试验TDS(水体总溶解固体)变化
图5 发酵液TDS变化趋势
TDS即为水体总溶解固体,包含溶解有机物、无机物和矿物质等可以反映发酵的程度。通过试验测定可知,a组TDS稳定在200左右,b组在3900左右,而添加了“钙镁佳”(2斤/桶)的c组初始TDS值就达6400,并且虽发酵的进行,TDS值逐步上升至7500左右。试验表明,添加“钙镁佳”对提升发酵液的TDS作用显著,能够为细菌的发酵提供充足的矿物营养。
2.5 三组试验ΔT(温差值)变化
图6 ΔT(T液-T气)变化趋势
ΔT表示发酵液温度与发酵液面温度之间的差值,当该值为正时,表明发酵液温度高于气温,可能为细菌发酵产热所致。从图6可知,c组ΔT在发酵24-72小时之间时为正值,在36-48小时达到最高值(达到1℃),表明c组在此阶段发酵达到高峰期;
b组ΔT上升较为缓慢,分别在48-60小时和84小时两处达到最高值,可能表明存在两个发酵高峰。C组ΔTmax要显著高于b组,表明添加“钙镁佳”后“虾多宝”的发酵更为强烈,发酵更为充分。
2.6 三组试验白膜和气泡情况
图7 发酵24h内液面变化情况
从图7可知,c组添加1斤“钙镁佳”/100斤水的用量未能完全溶解,提示“钙镁佳”的用量可再降低,建议为0.5斤/包虾多宝。加入“虾多宝”并搅拌均匀时,液面会有较多的白色浮沫,对观察白膜及气泡变化有影响,因此本试验在加盖发酵前人工将白沫去除。
发酵12小时时,各桶发酵液面均无明显变化;发酵24小时,可见a组出现较多气泡,b组出现薄片状白膜,约覆盖1/4液面,c组已完全被白膜覆盖,且白膜厚度大于b组,但试验组均无气泡产生。
图8 发酵36-60h液面变化情况
由上图可知,a组液面在该阶段产生较多气泡,但不出现白膜。b组在发酵36小时时出现大量白膜,白膜有褶皱且厚,完全覆盖液面;发酵48小时时,白膜下方出现大量气泡。但未撑破白膜层;发酵60小时时,气泡完全消失,白膜层也明显碎片化。c组在发酵36小时时产气十分剧烈,大量气泡不断产生,白膜层被撑破;发酵48小时时,液面的白膜和气泡均消失;发酵60小时,液面再次被白膜完全覆盖。从上图对比推测,c组发酵的速率较b组快12-24小时。
图9 发酵72-96h液面变化情况
由图9可知,b组在发酵72小时时,白膜再次覆盖液面,且有一些气泡产生;发酵84小时时,产生了大量的气泡,表明此时的发酵仍较为活跃;发酵96小时时,气泡减少,白膜覆盖液面,表明发酵进入下行期。c组在发酵72-96小时之间未再出现大量的气泡,白膜厚且严密,表明改组发酵在60小时内已完成。
综合白膜变化跟踪结果可知,虾多宝应用发酵在12-24小时之间出现白膜,在36-48小时之间出现大量气泡,随后白膜和气泡均消失,发酵液悬浊,在60-72小时之间再次覆盖白膜且产生较多气泡。即虾多宝在发酵过程中可出现两次白膜全覆盖,中间会出现一次菌膜完全消失的现象。添加钙镁佳可使白膜更替速度提升12小时以上。
2.7 三组试验发酵液:颜色、形态与气味
从下图可知,对照组为“红糖水”,试验全程保持透亮棕色,无明显变化。试验组在试验初始阶段,因添加虾多宝搅拌均匀,故发酵液呈棕黄悬浊状态。b组在发酵0-48小时之间发酵液保持棕色透亮状态,在60h以后达到棕黄悬浊状态。c组在发酵36小时时出现棕黄悬浊状态,在48小时后悬浊液均一稳定。c组较b组提前24小时出现悬浊均一状态,表明添加钙镁佳可使虾多宝发酵速率提升24小时小时左右。
此外,b组在发酵48小时时出现较为浓烈的酸香味,c组在发酵36小时时出现。
图10 发酵液变化过程
三、试验结果讨论
3.1 添加“钙镁佳”的试验组“虾多宝”为什么发酵更快?
钙镁佳富含钙、镁、微量元素等矿物质,而矿物质是细菌机体构成的重要组分,微量元素是菌类代谢中各种酶的激活剂或辅助剂,与酶原物质相结合,激活酶促反应,帮助完成各项生命活动(表3)。因此,添加适量的钙镁佳可显著提升虾多宝发酵的速度和程度。
表3 矿物元素的生理功能
值得注意的是,钙镁佳还含有缓冲物质,超量添加时(如5斤/100斤水),缓冲体系会抑制pH值下降,从而影响发酵的程度。本试验用量中,未观察到pH值受抑制的情况,表明钙镁佳用量接近合理水平。
3.2 发酵过程产气的特点及其原理?
从试验观察中可知,两试验组在发酵过程中均存在一段剧烈产气期,从而释放出大量气体,占据发酵液表面,形成一道隔绝空气的屏障。通过如上小试验可知,该气体为非可燃性气体。结合虾多宝富含酵母菌及乳酸菌的特点,可判定该气体为CO2。
只要是用产气微生物发酵,都有气体上涌现象,最典型的是酵母菌,发酵时能产生大量气体的细菌反而不多。据此推测,剧烈发酵期是以酵母菌为主导的发酵高峰期。
3.3 发酵过程中,水面的白膜到底是什么?
对白膜进行镜检(10*10倍,见下图)观察发现,白膜最主要的成分为菌体。菌体的个体形状以圆形、椭圆形和短柱状为主,推测其种类为酵母菌和乳酸菌。
3.4 加水发酵“加多宝”过程需不需要密封?
较之“拌料发酵”方法中饲料间隙有较多的空气流动需要密封发酵不同,“加水发酵”的方式可形成三道隔绝空气的屏障:一是加水,水体中溶氧快速消耗后不升高,可满足厌氧发酵需求;二是发酵过程产生的白膜覆盖于液面,能有效的隔绝空气;三是发酵产生大量的CO2,CO2的比重大于空气,可覆盖在液面上方阻止空气溶入。
因此,在室内条件下进行“加水发酵”虾多宝,全程可不必密封;若在室外条件下进行发酵,为避免阳光直射、雨水、动物因素等外界带来的干扰,仍建议客户进行密封发酵。
3.5 菌群在发酵过程是如何更替的?
结合发酵液的D(溶氧)、pH、气泡、白膜的变化规律推测:发酵前24h主要以芽孢杆菌繁殖为主,主要作用是分解大分子有机物并将DO消耗至极低水平;发酵24-48h之间主要是以酵母菌为优势种,进一步消耗水体DO、降低pH值,同时产生大量的CO2和淡淡的酒味;此后是以乳酸菌为优势种类的发酵过程,产气相对较少,pH值下降至最低水平。
3.6 如何判断发酵完成?
综合试验观察,我们认为“虾多宝”发酵完成时具备以下几个特征:pH值下降至最低且保持相对稳定,发酵液棕黄悬浊非透亮,白膜完全覆盖液面且气泡较少(非必需条件),酸香味明显。
3.7 试验基本结论
在室内条件下使用“加水发酵法”发酵“虾多宝”,发酵过程中白膜会有“出现-消失-出现”的变化过程,并据此推测存在两个发酵高峰期(可能为不同菌群)。发酵结束时,pH值下降至最低且恒定,发酵液呈棕黄悬浊状态,带有明显的酸香味,发酵液面通常覆盖较厚的白色菌膜。在25-30℃条件下发酵,需72小时可达到较好的发酵效果。添加1斤/100斤比例的钙镁佳,可使“虾多宝”发酵更为充分,且发酵时间可减少24小时左右。
致谢:感谢珠海容川工程师冯伟在数据监测过程中给予的帮助!
作者 ︳动保经营部  黄海平  黄颖渟  孙龙芳
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