- 咨詢熱線:0311-83098812
菜籽粕是油菜籽榨油后的副產(chǎn)物，蛋白質(zhì)、氨基酸和微量元素含量豐富，是良好的蛋白質(zhì)飼料原料，但其含有的硫甙、單寧和其他抗營養(yǎng)因子限制了菜籽粕的使用量。發(fā)酵可有效減少菜籽粕中的抗營養(yǎng)因子，增加有益微生物數(shù)量，改善飼料品質(zhì)。本文綜述了發(fā)酵菜籽粕的發(fā)酵工藝和發(fā)酵效果、作用機理及其在肉雞生產(chǎn)中的應用，以期為發(fā)酵菜籽粕在肉雞養(yǎng)殖中的應用提供理論依據(jù)。
1 發(fā)酵菜籽粕的發(fā)酵工藝及發(fā)酵效果
根據(jù)發(fā)酵工藝不同，微生物發(fā)酵法又可分為固態(tài)生物發(fā)酵和液態(tài)生物發(fā)酵。與液態(tài)發(fā)酵相比，固態(tài)發(fā)酵的投資和能耗更低、污染更小、產(chǎn)量更高。目前，國內(nèi)對于菜籽粕、豆粕、棉籽粕等原料的加工處理多采用固態(tài)發(fā)酵，對于液態(tài)發(fā)酵的研究仍處在初探階段，國內(nèi)有關(guān)菜籽粕液態(tài)發(fā)酵的報道也比較少。李紹章等研究發(fā)現(xiàn)，與固態(tài)發(fā)酵相比，液態(tài)發(fā)酵和液態(tài)轉(zhuǎn)固態(tài)發(fā)酵可不同程度提高發(fā)酵后飼料的感官品質(zhì)、提高乳酸含量、降低能量消耗和pH，其中液態(tài)轉(zhuǎn)固態(tài)發(fā)酵效果最好。發(fā)酵菜籽粕品質(zhì)的好壞與發(fā)酵過程中的條件控制也有著密切聯(lián)系，影響發(fā)酵菜籽粕品質(zhì)的因素包括底物組成、菌種及數(shù)量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間和含水率等。于新穎等利用粗壯脈紋孢菌對菜籽粕進行發(fā)酵，在不同時段取樣檢測，測得發(fā)酵后的菜籽粕中蛋白質(zhì)、氨基酸和類胡蘿卜素含量比發(fā)酵前顯著提升，硫甙、植酸和單寧等含量顯著下降。一般而言，多菌種發(fā)酵的發(fā)酵效果優(yōu)于單一菌種發(fā)酵效果，單一菌種發(fā)酵時不同菌種發(fā)酵的效果也不同。李莉娜等將植物乳桿菌、黑曲霉菌、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌和糞鏈球菌分別接到菜籽粕中進行發(fā)酵，結(jié)果顯示枯草芽孢桿菌優(yōu)于其他菌種，能降低抗營養(yǎng)因子，顯著提高蛋白質(zhì)和氨基酸含量，而多種混合菌發(fā)酵的效果普遍優(yōu)于單一菌群發(fā)酵效果，其中枯草芽孢桿菌、黑曲霉、糞鏈球菌和釀酒酵母的混合菌發(fā)酵效果最好。吳正可等對發(fā)酵過程中的菌群比例進行了優(yōu)化，并對溫度、接種量、水料比及發(fā)酵時間分別進行了正交測試發(fā)現(xiàn)，食酸乳桿菌、釀酒酵母和枯草芽孢桿菌的比例為1:2:3、溫度33℃、水料比為1:1、接種6% 的混合菌并發(fā)酵84 h 后，菜籽粕中硫甙降解48.79%，總酸增加499.65%，多肽增加148.37%，總變化率為131.36%。由此可以看出，不同發(fā)酵工藝或同種發(fā)酵工藝不同處理產(chǎn)生的發(fā)酵效果也不盡相同。
2 發(fā)酵菜籽粕的作用機理
2.1 發(fā)酵可降低或消除菜籽粕中抗營養(yǎng)因子和有害物質(zhì)
菜籽粕中的抗營養(yǎng)因子制約了其在飼料中的應用。菜籽粕中單寧能與糖蛋白、唾液蛋白結(jié)合形成的苦澀味道影響了飼料的適口性，它還可以降低消化酶活性，進而影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。單寧的多酚結(jié)構(gòu)能與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)結(jié)合形成不易被機體消化的螯合物，部分單寧還可降解為沒食子酸，影響氨基酸的利用。植酸廣泛存在于豆類、油料種子、谷物籽粒中，植酸能與淀粉、礦物質(zhì)離子、蛋白質(zhì)等結(jié)合形成溶解度低的物質(zhì)，降低礦物質(zhì)元素、氨基酸等的利用率，在飼料中通常配合植酸酶使用。芥子酸、硫甙及其代謝產(chǎn)物異硫氰酸酯、惡唑烷硫酮等也是菜籽粕中的抗營養(yǎng)因子。“雙低”油菜（低硫甙、低芥酸）的種植和推廣使得膳食纖維成為影響菜籽粕使用的重要抗營養(yǎng)因子。但SA 和GS 在普通菜籽粕中的含量仍然很高，是影響菜籽粕使用的主要因素。菜籽粕脫毒方法有很多，微生物發(fā)酵不僅能降低菜籽粕中抗營養(yǎng)因子含量，而且能提高蛋白質(zhì)、氨基酸和粗脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)含量，增加有益菌數(shù)量，因而此方法得到廣泛應用與推廣。胡永娜研究表明，經(jīng)混合菌發(fā)酵后，菜籽粕中ITC 被完全降解，GS、OZT、單寧和植酸等抗營養(yǎng)因子的降解率分別高達96.20%、83.13%、36.36% 和19.13%。Xu等研究也表明，經(jīng)乳酸桿菌和枯草芽孢桿菌發(fā)酵，菜籽粕中的ITC 含量由108.7 mmol/kg 降低到13.1 mmol/kg。Hao 等研究表明，經(jīng)枯草芽孢桿菌和線蟲放線菌發(fā)酵5 d，菜籽粕中GS、植酸和粗纖維含量分別顯著降低45.26%、41.27% 和31.19%。何小麗等研究表明，通過微生物發(fā)酵，菜粕中GS、單寧和粗纖維含量分別下降了89.4%、28.6% 和14%。綜上所述，發(fā)酵可降低或消除菜籽粕中多種抗營養(yǎng)因子及有毒有害物質(zhì)（表1）。
2.2 營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富
菜籽粕是一種高飼用價值的蛋白質(zhì)飼料原料，富含維生素、全價蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和氨基酸。菜籽粕在發(fā)酵過程消除抗營養(yǎng)因子的同時，也改變了菜籽粕本身的營養(yǎng)物質(zhì)組成（表1）。發(fā)酵能降解菜籽粕中的蛋白質(zhì)、多糖和脂肪，生成易被腸道吸收的小肽、有機酸和酶等小分子物質(zhì)。在發(fā)酵過程中，有益微生物能利用低聚木糖等小分子合成蛋白質(zhì)，提高發(fā)酵飼料蛋白質(zhì)含量。吳東等研究發(fā)現(xiàn)，與未發(fā)酵菜籽粕相比，發(fā)酵菜籽粕的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、鈣和磷分別提高了13.22%、0.46%、0.20% 和0.14%，氨基酸含量也有不同程度提升。Ashayerizadeh 等研究顯示，菜籽粕經(jīng)嗜酸乳桿菌、枯草芽孢桿菌和黑曲霉菌三者混合發(fā)酵后，粗蛋白質(zhì)增加了7.25%，非蛋白氮由0.6 g/kg 增加到1.02 g/kg，氨基酸也有不同程度提高，乳酸菌由5.44 log10 CFU/g 增加到13.55 log10 CFU/g，pH 由5.07 降低至3.97。Xu等研究顯示，經(jīng)乳酸桿菌和枯草芽孢桿菌發(fā)酵后，菜籽粕的干物質(zhì)含量從92.3% 下降到88.8%， 粗蛋白質(zhì)含量上升了6.74%，粗脂肪、鈣、磷、肽類及氨基酸等含量均有上升。Rajabdeen 等研究表明，與未發(fā)酵菜籽粕相比，經(jīng)黑曲霉發(fā)酵后的菜籽粕中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和抗營養(yǎng)因子含量均有下降，粗蛋白質(zhì)由417.33 g/kg 增加至467.53 g/kg，增加比例達12.03%，必需氨基酸含量均有提高，無氮浸出物（Nitrogen Free Extract，NFE）含量下降，這表明發(fā)酵菜籽粕比未發(fā)酵菜籽粕營養(yǎng)價值有所提高。
2.3 調(diào)節(jié)菌群、維護腸道健康
動物腸道內(nèi)的菌群與宿主形成穩(wěn)定的共生關(guān)系，菌群之間相互競爭，保持著動態(tài)平衡。腸道微生物在調(diào)節(jié)機體免疫、促進腸道分泌和信號轉(zhuǎn)導等方面發(fā)揮重要作用。而調(diào)節(jié)腸道菌群又是發(fā)酵菜籽粕發(fā)揮作用的另一途徑。菜籽粕發(fā)酵時使用的多為有益微生物，在發(fā)酵過程中，有益微生物可以產(chǎn)生乳酸、乙酸和丁酸，生成短鏈脂肪酸、抗菌肽、抗氧化肽及免疫活性肽等物質(zhì)，能夠降低并維持較低的pH。此外，有益菌還可通過營養(yǎng)競爭的方式抑制有害菌的生長與繁殖。有益微生物進入腸道也可刺激腸道產(chǎn)生免疫應答，提高免疫趨化因子、細胞因子及炎性細胞因子水平。此外，有益微生物的代謝產(chǎn)物（如消化酶、抗菌物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)等）在促進動物生長、提高營養(yǎng)物質(zhì)消化利用、有益菌群定植、改善腸道形態(tài)及維持腸道健康和菌群動態(tài)平衡方面也發(fā)揮著重要作用。發(fā)酵菜粕中的有益微生物還可以激活宿主免疫細胞，發(fā)揮特異性免疫，促進免疫器官的生長發(fā)育，增強B 細胞產(chǎn)生抗體的能力，增強機體的細胞免疫和體液免疫。羅玲等研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵菜籽粕中有益微生物能誘導巨噬細胞產(chǎn)生IgA、IgG、和IgM，提高免疫球蛋白含量，抑制感染，減少病原菌定植。
3 發(fā)酵菜籽粕在肉雞生產(chǎn)上的應用
發(fā)酵菜籽粕在肉雞上的研究主要集中在生產(chǎn)性能、免疫性能、肉品質(zhì)、抗氧化能力、腸道形態(tài)及消化酶活性等方面。
3.1 發(fā)酵菜籽粕對肉雞生產(chǎn)性能的影響
發(fā)酵菜籽粕特有的香味能極大地改善飼料的適口性，動物喜采食，有利于增加動物采食量。菜籽粕發(fā)酵后會降低其抗營養(yǎng)因子含量，小肽類物質(zhì)、益生菌、礦物質(zhì)及維生素等含量會增加，酶系更復雜且活性升高，能促進小腸對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。多數(shù)研究表明，發(fā)酵菜籽粕添加量在5%~15%可以改善肉雞的生長性能。吳正可等研究表明，日糧添加5%~15%發(fā)酵菜籽粕可不同程度提高試驗后期AA肉雞的采食量、日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。Chiang等研究表明，與未發(fā)酵菜籽粕組相比，日糧中添加10%發(fā)酵菜籽粕可以顯著提升42日齡愛拔益加肉雞的日增重，對采食量和飼料轉(zhuǎn)化率無顯著影響。吳東等研究結(jié)果顯示，用9%的發(fā)酵菜籽粕代替豆粕后，66日齡黃羽肉雞的日增重、采食量、耗料增重比與對照組均無顯著差異。陳昭琪等研究表明，與對照組相比，15%發(fā)酵菜籽粕組7~42日齡肉仔雞的采食量、日增重和耗料增重比均無顯著差異；當日糧中發(fā)酵菜籽粕的比例超過15% 時，采食量開始下降，日增重開始下降。而胡永娜等研究表明，日糧中添加25% 發(fā)酵菜籽粕仍能提高肉雞1~21、22~42、1~42 d 的采食量、日增重和耗料增重比均無顯著差異；當日糧中發(fā)酵菜籽粕的比例超過15% 時，采食量開始下降，日增重開始下降。而胡永娜等研究表明，日糧中添加25% 發(fā)酵菜籽粕仍能提高肉雞1~21、22~42、1~42 d 的采食量、日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，當添加比例達到50% 時，日增重呈下降趨勢。產(chǎn)生此結(jié)果的原因可能是發(fā)酵菜籽粕中氨基酸含量偏高或抗營養(yǎng)因子的積聚。研究發(fā)現(xiàn)，當飼料中游離氨基酸比例過大時，機體會消耗大量能量用于吸收氨基酸，會造成生長抑制。雖然飼養(yǎng)試驗中添加的菜籽粕經(jīng)過了脫毒處理，但是仍有少部分抗營養(yǎng)因子未被去除，還會影響動物機體健康。當添加量超過一定比例時，菜籽粕中殘余的抗營養(yǎng)因子隨動物采食進入體內(nèi)并產(chǎn)生累積，這也可能引發(fā)炎癥反應，進而影響動物采食量和日增重。
3.2 發(fā)酵菜籽粕對血液生化指標及抗氧化能力的影響
血液生化指標能反映出機體的代謝水平和健康狀況。肝臟能夠合成總蛋白，其含量增高表明肝臟合成加強，蛋白質(zhì)沉積作用加快，分解代謝降低，能夠促進機體生長。白蛋白是內(nèi)源氨基酸的營養(yǎng)來源，白蛋白能夠維持血管膠體滲透壓，具有營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和貯存功能。谷丙轉(zhuǎn)氨酶（Alanine Aminotransferase，ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（Aspartate Aminotransferase，AST）是機體參與轉(zhuǎn)氨基作用的主要物質(zhì)，主要存在于肝臟的細胞質(zhì)和線粒體中，谷草轉(zhuǎn)氨酶含量升高時，表明線粒體損傷，ALT含量升高，表明肝臟損傷。吳東等研究表明，日糧添加3%~9%發(fā)酵菜籽粕均可提高66日齡黃羽肉雞血清總蛋白含量，降低血清ALT 含量，但對血清尿素氮和AST 含量無顯著影響。而劉長松等研究表明，日糧中添加12% 發(fā)酵菜籽粕對42 日齡AA 肉雞血清AST 和ALT 含量無顯著影響，但總蛋白和白蛋白含量有降低的趨勢。產(chǎn)生此結(jié)果的原因可能與試驗肉雞日齡、品種和發(fā)酵菜籽粕添加量有關(guān)，需要進一步探究。
機體在正常情況下產(chǎn)生的自由基能夠處于平衡狀態(tài)，但當自由基含量過多時，會誘導細胞不飽和脂肪酸產(chǎn)生丙二醛（Malondialdehyde，MDA），對機體造成損傷。超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione Peroxidase，GSHPx）能清除體內(nèi)多余的MDA，保證機體健康，是機體良好的自由基清除劑。胡永娜等研究表明，飼喂發(fā)酵菜籽粕的肉雞血液MDA 含量顯著降低，總超氧化物歧化酶（Total Superoxide Dismutase，T-SOD）含量顯著提高。Hu等研究表明，與飼喂未發(fā)酵菜籽粕組相比，飼喂發(fā)酵菜籽粕可提高AA 肉雞血清T-SOD 活性，降低血清MDA 含量。吳正可等研究也發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)酵菜籽粕添加比例的增加，血清SOD 含量逐漸升高，血清MDA 含量逐漸降低。
3.3 發(fā)酵菜籽粕對免疫功能及腸道健康的影響
免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細胞和免疫活性物質(zhì)構(gòu)成。免疫器官指數(shù)是衡量動物免疫器官發(fā)育狀況和體重變化的重要指標，間接反映了動物應對外部應激的能力。家禽的胸腺、脾臟和法氏囊是抗體產(chǎn)生、形成和分化免疫細胞的地方，也是機體抵抗感染、產(chǎn)生免疫應答的重要場所。腸道既是消化器官，又是機體最大的免疫器官，其在免疫健康及營養(yǎng)調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。腸道的發(fā)育情況、消化酶活性和腸道菌群的動態(tài)變化影響著腸道屏障的完整性、腸道抵御外界病原菌的能力及營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用效率。Chiang等研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加發(fā)酵菜籽粕可增加肉雞空腸和回腸絨毛高度，增加絨毛高度與隱窩深度的比值，降低腸隱窩深度，改善腸道形態(tài)。Hu等研究表明，發(fā)酵菜籽粕可提高肉仔雞回腸、空腸、十二指腸和盲腸的絨毛高度，降低隱窩深度，增加絨毛高度與隱窩深度的比值。胡永娜的研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加25%發(fā)酵菜籽粕可提高肉仔雞空腸、回腸和十二指腸絨毛高度，提高絨毛高度與隱窩深度比值，降低隱窩深度。Ashayerizadeh 等研究發(fā)現(xiàn)，飼喂發(fā)酵菜籽粕的雞回腸和盲腸段乳酸菌數(shù)量顯著高于其他飼喂組，鼠傷寒沙門氏菌定殖率較低。胡永娜等研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵菜籽粕可顯著提高21日齡肉仔雞的脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)，但對42日齡肉雞的免疫器官指數(shù)無顯著影響。由以上試驗可以看出，發(fā)酵菜籽粕對幼齡動物的免疫功能影響較大，隨著機體免疫系統(tǒng)的逐漸發(fā)育，其作用效果逐漸減弱；肉雞飼喂發(fā)酵菜籽粕可促進免疫器官及腸道發(fā)育，增加腸道優(yōu)勢菌群定植，提高消化酶活性，促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收，保持腸道屏障的健康完整。
3.4 發(fā)酵菜籽粕對屠宰性能及肉品質(zhì)的影響
屠宰率及全凈膛率是評定屠宰性能的重要指標。肉品質(zhì)也是影響消費者購買力的重要因素。而肉色、pH、蒸煮損失、滴水損失和雞肉的質(zhì)構(gòu)特性等是雞肉外觀和口感評定的重要指標。目前，有關(guān)發(fā)酵菜籽粕對肉雞屠宰性能和肉品質(zhì)影響的研究鮮有報道。吳正可等研究表明，日糧添加10% 發(fā)酵菜籽粕能夠提高肉雞屠宰率、半凈膛率、全凈膛率及胸肌率，并能降低肉雞腹脂率。吳東等研究表明，用發(fā)酵菜籽粕替代部分豆粕可降低肉雞胸肌滴水損失。陳昭琪等發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，菜籽粕組肉雞胸肌亮度（L*）顯著提高，紅度（a*）、黃度（b*）、剪切力顯著降低，菜籽粕組肌苷酸含量均有不同程度提高。Ashayerizadeh 等研究表明，飼喂發(fā)酵菜籽粕可提高肉雞腿肌pH24h和系水力，降低脂質(zhì)和膽固醇含量。綜上所述，發(fā)酵菜籽粕可提高肉雞屠宰性能，并在一定程度上改善雞肉品質(zhì)，進而提高雞肉產(chǎn)出量及消費購買力。
4 小結(jié)
菜籽粕是僅次于豆粕的一類極具開發(fā)潛力的蛋白質(zhì)飼料資源，其中的抗營養(yǎng)因子及有毒有害物質(zhì)是影響其利用的限制因素。目前，菜籽粕脫毒是飼料資源開發(fā)的研究熱點，而微生物發(fā)酵法是菜籽粕脫毒最具潛力的加工工藝，但發(fā)酵過程中的菌種、溫度、濕度和發(fā)酵時間諸多因素仍然沒有具體的參考標準，發(fā)酵效果也不盡相同。另一方面，由于缺乏設備和專業(yè)的技術(shù)人員，以及固態(tài)發(fā)酵工藝本身的限制，在發(fā)酵和取用過程中容易引入氧氣和雜菌，造成發(fā)酵飼料酸敗變質(zhì)。因此，優(yōu)化發(fā)酵工藝、制定品質(zhì)評判標準和加強專業(yè)人員的培養(yǎng)與培訓是今后發(fā)酵飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。隨著科技的不斷進步，未來發(fā)酵菜籽粕的生產(chǎn)、運輸、儲存及應用將會更加科學合理，更加安全高效，畜牧養(yǎng)殖也將更加綠色環(huán)保。
聯(lián)系我們
微信指紋識別
微信公眾號
