蚯蚓粉的加工工艺研究

宋高杰，崔艳红，李瑞珍，潘耀谦，刘兴友,2

(1.河南科技学院动物科技学院，河南 新乡 453003； 2.新乡学院，河南 新乡 453000)

蚯蚓粉的加工工艺研究

宋高杰1，崔艳红1，李瑞珍1，潘耀谦1，刘兴友1,2

(1.河南科技学院动物科技学院，河南 新乡 453003； 2.新乡学院，河南 新乡 453000)

研究在相同光照，不同的环境温度条件下，温度与时间对蚯蚓排杂率的影响；采用不同的温度对排杂后的蚯蚓进行烘干、制粉，以蚯蚓粉的养分含量、胃蛋白酶消化率作为评价指标，并通过感官评定进行工艺条件的优化。结果表明，蚯蚓在环境温度25～30℃时，排杂率最高且不会导致蚯蚓死亡；增加了清洗工序生产的蚯蚓粉其粗蛋白质、氨基酸含量和胃蛋白酶消化率均高于其它组(P<0.05)，且外观品质及气味与未设清洗工序、烘干温度为60℃的组差异不显著(P>0.05)，与其它组差异均显著(P<0.05)，该工艺可以很好地保证蚯蚓粉的营养价值、胃蛋白酶消化率、外观品质和气味。

蚯蚓粉；营养成分；排杂率；胃蛋白酶消化率；感官评定

近年来，我国畜禽、水产养殖业发展迅速，对鱼粉、豆粕等蛋白饲料需求量越来越大，而我国饲料用鱼粉、豆粕等蛋白饲料大多依赖进口，使得蛋白质饲料的价格大幅度上升，而且供不应求。蛋白质饲料是我国养殖业可持续发展的关键，蚯蚓粉的粗蛋白质质量分数可达55%～70%，与鱼粉的含量相当，其中氨基酸比例平衡，能够满足畜禽、水产等动物的17种氨基酸的需要。孙茂红等[1]研究发现，饲料中添加蚯蚓粉能够提高鸡生长性能和饲料转化率，还具有降血脂的功效。张泳桢等[2]研究发现，用蚯蚓粉替代基础日粮中3%～5%的豆粕，可明显提高生长猪的生产性能，提高血液中白蛋白的含量和总超氧化物歧化酶的活性。在仔猪日粮中添加3%的蚯蚓粉，可提高仔猪的生长性能，增加经济效益[3]。蚯蚓粉的质量受很多因素影响，其中以加工工艺对蚯蚓粉质量的影响尤为重要，目前已有大量对蚯蚓营养价值的研究，但对蚯蚓粉加工工艺却鲜见报道。为了探究不同加工工艺对蚯蚓粉品质的影响，通过对不同工艺条件下蚯蚓粉的养分含量、胃蛋白酶消化率指标来评价其品质差异，以期为更好地加工高品质的蚯蚓粉提供参考。

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1原料

蚯蚓，由河南科技学院蚯蚓试验田养殖。

1.1.2试剂与仪器设备

氢氧化钠、硼酸铵、硼酸、盐酸、浓硫酸、氢氧化锂、柠檬酸钠、L-色氨酸和茚三酮均为国产分析纯，DHG-9420A型电热鼓风恒温干燥箱，UDK149型凯氏定氮仪，DU800型紫外分光光度计，BL610型分析天平，SX-12-9型马弗炉。

1.2方法

1.2.1工艺流程

A工艺流程：蚯蚓挑选→25～30℃排杂→滤干→烘干(不同温度)→粉碎→成品

B工艺流程：蚯蚓挑选→25～30℃排杂→清洗→滤干→烘干(60℃)→粉碎→成品

1.2.2工艺说明

(1)蚯蚓挑选。挑选蚯体色泽健康、活泼及同一生长期的蚯蚓，并剔除偏大和偏小的个体。

(2)排杂。蚯蚓全身的刚毛和黏液是用来进行呼吸作用的，如果离开土壤，体表过于干燥无黏液经行呼吸作用，就会从腹部吐出泥土及黏液，利用这一特性，可以将腹部的杂质排出来。

(3)清洗和滤干。用水将蚯蚓排出的杂质清洗干净，然后滤干水分。

(4)烘干。将滤干水分的蚯蚓放置到干燥箱里进行烘干。

(5)粉碎。烘干的蚯蚓，粉碎过40目筛，然后包装成品。

1.2.3不同温度和时间对蚯蚓排杂率的影响

每组挑选100 g同一生长期、健康、活泼的蚯蚓，每组3个重复。在相同光照，环境温度15、20、25、30、35℃的条件下，每隔5 min测定一次排杂量。

1.2.4不同工艺流程对蚯蚓粉品质和消化率的影响

A工艺流程蚯蚓体分别在60、70、80、90、100℃的条件下烘干，生产的蚯蚓粉分别设为A1组、A2组、A3组、A4组和A5组； B工艺流程生产的蚯蚓粉设为B组，B组烘干温度是取A工艺流程优化出的最佳烘干温度；每组取120 g样本，粉碎过40目筛，每组3个重复。粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、水分和氨基酸成分测定分别按照相应的国标法进行；蛋白质体外消化率依据动物性蛋白质胃蛋白酶消化率的测定(GB/T 17811-2008)方法进行。

1.2.5感官评价标准

选聘3位有资质的评委，对6组蚯蚓粉的色泽、气味、组织状态进行评定，各个评委综合得分的平均值，即为蚯蚓粉感官评定最后得分，感官评分标准见表1。

表1 蚯蚓粉感官评分标准

1.3数据处理与分析

试验数据采用SPSS V 17.0软件进行统计分析，结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1不同温度对蚯蚓排杂率的影响

蚯蚓是畏光动物，并且靠湿润的体壁进行呼吸，若暴露在日光下或较强光照下，蚯蚓会通过消化道排杂及体表的腺细胞排出黏液维持体壁湿润来保护自己。而在相同光照下，温度是影响蚯蚓呼吸率的重要因子。利用此特征可达到蚯蚓排杂的目的。

不同温度和时间对蚯蚓排杂率的影响见图1。

图1 不同温度和时间对蚯蚓排杂率的影响

由图1可知，蚯蚓在相同光照，环境温度15～35℃的范围内，前5 min排杂迅速，排杂率均超过50%，其中在环境温度35℃的条件下，排杂率上升最快；随着时间的延长，排杂率呈缓慢上升趋势；在环境温度为20～35℃，排杂时间持续到25 min时，蚯蚓排杂率达95%以上，其中以25～35℃时排杂率最高；蚯蚓在环境温度35℃，排杂时间超过25 min以后，排杂率处于稳定状态。

2.2A工艺流程各组蚯蚓粉常规营养成分含量分析

A生产线各组蚯蚓粉营养成分含量见表2。

表2 A生产线各组蚯蚓粉营养成分含量(干物质基础)

注：同列数据肩注小写字母不同者表示差异显著(P<0.05)，无肩注或肩注字母相同者表示差异不显著(P>0.05)。

由表2可见，A5组的粗蛋白质含量最高，A4组的含量最低，A1组与A5组差异不显著(P>0.05)，A2组与A3组、A4组的含量差异不显著(P>0.05)；A4组粗脂肪含量最高，A3组含量最低；A1组的灰分质量分数最低为17.20%，与其它组差异均显著(P<0.05)；A1组氨基酸质量分数最高达43.85%，并且与其它4组相比差异均显著(P<0.05)。蚯蚓粉中游离脂肪酸、高不饱和脂肪酸、醛类物质等会随烘干温度的升高，挥发量上升，并且高温和较长氧化时间能使油脂氧化产物含量增加。蛋白质和氨基酸随烘干温度和烘干时间的增加会发生蛋白质变性和美拉德反应等，这些会影响到养分的品质和含量。因此，挪威等国家烘干鱼粉使用的温度一般不高于80℃[4]。此外，蚯蚓粉营养成分含量的变化除与烘干温度有关外，还会因灰分含量的变化而引起其他营养成分含量的变化，灰分含量改变的主要原因在于蚯蚓的排杂率和排杂后蚯蚓体上黏附的杂质的量。蛋白质和氨基酸含量随着烘干温度的升高，出现了先降低后升高的现象，出现这种现象的原因有待进一步的研究。

2.3A工艺流程各组蚯蚓粉胃蛋白酶消化率分析

蚯蚓粉的胃蛋白酶消化率见表3。

表3 A生产线各组蚯蚓粉胃蛋白酶消化率

注：同行数据肩注小写字母不同者表示差异显著(P<0.05)，无肩注或肩注字母相同者表示差异不显著(P>0.05)。

由表2和表3可见，A工艺流程在60～90℃的不同温度下烘干，蚯蚓粉的胃蛋白酶消化率差异不显著(P>0.05)。但在100℃条件下(A5)烘干时，蚯蚓粉的胃蛋白酶消化率下降至91.73%，与其它4组相比差异显著(P<0.05)。试验结果表明蚯蚓粉胃蛋白酶消化率均在90 %以上，均达到国产鱼粉特级标准。由表2和表3可知，A1工艺(60℃烘干)在A组中相对较好。

2.4A1组与B组营养成分含量及胃蛋白酶消化率比较分析

A1组与B组营养成分含量及胃蛋白酶消化率比较分析见图2。

图2 A1组与B组营养成分含量及胃蛋白酶消化率比较分析

蚯蚓粉主要作为动物性蛋白饲料来使用，因此蛋白质和氨基酸是优先考虑指标。由表2可知，五组中，A1组和A5组蛋白质含量最高，但两组之间差异不显著，但A1组氨基酸含量显著高于A5组(P<0.05)；由表3可知，A1组胃蛋白酶消化率也显著高于A5组。综合上述因素，选择A工艺流程中的A1组和B工艺流程的B组进行比较分析。由图2可知，A1组与B组的胃蛋白酶消化率差异显著(P<0.05)，A1组的蛋白质质量分数比B组低22.30%(P<0.05)；A1组的灰分质量分数比B组高54.36%(P<0.05)；而B组的氨基酸质量分数比A1组高23.51%(P<0.05)。A1组没有清洗，杂质可能会比较多，导致灰分的质量分数高，而相应降低了其他营养成分的质量分数。

2.5蚯蚓粉感官评价结果

对6组蚯蚓粉进行感官评价，随着加工温度的升高，蚯蚓中还原糖与氨基酸发生美拉德反应，颜色由土黄色逐渐变成黑褐色；而气味，由正常蚯蚓腥味逐渐变为焦味，感官评分值详见表4。A1组和B组分值最高，差异不显著(P>0.05)。A1组、B组和其他各组间组之间差异均显著(P<0.05)。

表4 蚯蚓粉感官评价结果

注：同列数据肩注小写字母不同者表示差异显著(P<0.05)，无肩注或肩注字母相同者表示差异不显著(P>0.05)。

3 讨论

蚯蚓的排杂是蚯蚓粉生产中的重要环节。 利用蚯蚓畏光、呼吸等特性，可以将腹部的杂质排出来，温度是影响蚯蚓呼吸率的重要因子。但是，如果长时间放置，会引起蚯蚓死亡，蚯蚓体发生尸解，直接影响蚯蚓粉的品质和卫生。蚯蚓在环境温度20～35℃，排杂时间25 min时，排杂率均达到95%以上，其中25～30℃排杂率最高且不会导致蚯蚓死亡；而在环境温度35℃时，排杂时间超过25 min以后，蚯蚓会出现大量死亡。

蚯蚓粉粗蛋白质和氨基酸的含量并不能全面反映蚯蚓粉真实的品质，通过体外消化试验胃蛋白酶消化率的测定，可初步评价蚯蚓粉中蛋白质被动物利用的的情况。林伟民等[5]研究发现蚯蚓粉在温度为20、30℃，湿度为50%条件下贮藏28 d后，蚯蚓粉胃蛋白酶消化率均在88%以上，达到鱼粉一级品标准。王德凤等[6]用蚯蚓粉饲用生长育肥猪时，测得蚯蚓粉的粗蛋白质标准消化率为91.98%，比鱼粉高8.21%(P<0.05)；必需氨基酸为94.89%，比鱼粉高17.51%(P<0.05)，均达到差异显著性水平。马世峰等[7]研究表明，当饲料加工温度较高时，饲粮中还原糖容易与氨基酸发生美拉德反应，影响蛋白质的消化吸收和利用率，从而降低饲料的胃蛋白酶消化率，与本试验研究结果相似。

在相同光照下，蚯蚓在环境温度25～30℃时，排杂率最高、最快且不会导致蚯蚓死亡。在本试验中，蚯蚓粉的胃蛋白酶消化率均达到90%以上，符合国产鱼粉特级标准范围，从蚯蚓粉营养物质含量和体外消化率的角度看，蚯蚓粉的饲用价值可以达到甚至超过鱼粉，因此蚯蚓粉可以作为鱼粉的替代品。B工艺流程加工的蚯蚓粉的养分含量和感官评价均高于A工艺流程加工的蚯蚓粉，因此，今后将选择B工艺流程扩大生产，进一步评价B工艺流程的加工效果，以期为蚯蚓粉的生产提供品质好、经济效益高的加工工艺流程。

[1] 孙茂红,杨翠军,葛 剑，等.蚯蚓粉对柴鸡生长性能、血清激素指标和血脂的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2015，19:134-136.

[2] 张泳桢,吴华东,吴武平，等.蚯蚓粉替代日粮中部分豆粕对生长猪生产性能和免疫指标的影响[J].饲料工业,2016,37(3):22-25.

[3] 曾值虎.仔猪日粮中添加蚯蚓粉的增重试验[J].山东畜牧兽医,2013(6):15.

[4] KONING D.Properties of south african fish meal:a review:research in action[J].South African Journal of Science,2005,101:21-25.

[5] 林伟民,连晓东,霍伟伦，等.蚯蚓粉的营养成分分析及贮藏性评价[J].广东农业科学,2015,42(5):63-68.

[6] 王德凤,吴 仙,李莉娜，等.蚯蚓蛋白饲料饲养生长肥育猪的饲用价值评定研究[J].饲料工业,2014,35(11):31-35.

[7] 马世峰,李军国,于纪宾,等.不同工艺参数组合对肉鸡颗粒饲料加工质量、生长性能和养分表观消化率的影响[J].动物营养学报,2017(4):1 148-1 158.

Processingtechnologyofearthwormpowder

SONG Gao-jie1,CUI Yan-hong1,LI Rui-zhen1,PAN Yao-qian1,LIU Xing-you1,2

(1.College of Animal Science and Veterinary Medicine,Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003,China; 2.Xinxiang University, Xinxiang 453000,China)

Under the same light intensity but different temperature,the influence of temperature and time on the earthworm excretion was studied.The earthworm excreted was dried up and milled.With the nutrient composition and pepsin digestibility of earthworm powder as the evaluation indexes, the technological conditions were optimized by the way of sensory evaluation.The results showed that the earthworm had the highest excretion rate and didn't die at the temperature of 25-30℃;the content of crude protein,animo acid and pepsin digestibility of earthworm in the group including cleaning process were higher than that of the other groups(P<0.05),and there was no significant difference in the appearance, quality and odor between the group including cleaning process and group without cleaning process and drying temperature of 60℃(P>0.05), but the difference was significant compared with other groups (P<0.05).The technological process can better ersure the nutritional value,pepsin digestibility,appearance quality and odor.

earthworm powder;nutrient composition;rejection rate; pepsin digestibility;sensory evaluation

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.10.010

2017-07-31；

2017-09-20

河南省现代农业产业体系-生猪产业技术体系(S2012-06-02)；河南省基础与前沿技术研究计划项目(122300410023)。

宋高杰(1988-)，男，硕士，研究方向为动物传染病学与分子病原学。

通迅作者：刘兴友(1963-)，男，教授，研究方向为动物传染病学与分子病原学。

S816.9

A

1003-6202(2017)10-0045-04

(责任编辑梅竹)