陳如水，付瑞珍，史玉寧，魏鳳仙，高 方，黃元林，韓丙記

（1.河南聚豐飼料科技有限公司，河南 鄭州 450044；2.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，河南 鄭州 450004；3.河南微博生物科技有限公司，河南 鄭州 450044）

蛋白原料發(fā)酵后營養(yǎng)價(jià)值評定研究

陳如水1，付瑞珍3，史玉寧3，魏鳳仙2，高 方2，黃元林1，韓丙記2

（1.河南聚豐飼料科技有限公司，河南 鄭州 450044；2.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，河南 鄭州 450004；3.河南微博生物科技有限公司，河南 鄭州 450044）

本試驗(yàn)把蛋白原料膨化豆粕、棉籽粕、菜籽粕經(jīng)過啤酒酵母菌、凝結(jié)芽孢桿菌以及德氏乳酸桿菌發(fā)酵處理后，得到相應(yīng)的發(fā)酵蛋白原料產(chǎn)品指標(biāo)符合國家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，小肽含量及其他營養(yǎng)成分得到改善，抗?fàn)I養(yǎng)因子含量基本消除和降低，顯著提高了酵母菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌和總菌數(shù)，大大提高了蛋白原料的附加值，為節(jié)約蛋白飼料，有效提高蛋白原料的綜合利用價(jià)值開辟了一條新的途徑。

發(fā)酵蛋白原料；工藝；營養(yǎng)價(jià)值

我國是世界最大的養(yǎng)殖生產(chǎn)國之一，同時(shí)也是世界上飼料原料尤其是蛋白質(zhì)原料需求大國[1]，其中豆粕是畜牧養(yǎng)殖業(yè)中使用最為廣泛的一種優(yōu)質(zhì)植物性蛋白源，但是豆粕中存在胰蛋白酶抑制因子、凝集素及大豆抗原等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，由于它們的存在，不僅降低了動(dòng)物對豆粕中主要營養(yǎng)物質(zhì)的利用，而且在一定程度上影響動(dòng)物的健康。棉籽經(jīng)榨油后得到的餅粕中含蛋白質(zhì)30%～40%，且其蛋白質(zhì)的氨基酸成分比較完全；另外，棉籽餅粕還含有糖、脂肪、磷脂、維生素、纖維素等，可作為優(yōu)質(zhì)的飼料資源。但是，因其含有對動(dòng)物有毒的游離棉酚，其利用價(jià)值和使用量受到極大限制[2]。菜粕（菜籽餅）是一種利用價(jià)值極大的高蛋白飼料，含蛋白質(zhì)35%～40%、消化能10.46～12.55 KJ/kg、鈣0.61%、磷0.95%，還含有鐵、銅、錳、硒等微量元素和多種維生素，但因含有芥子甙、芥酸、植酸和單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子，對畜禽有毒害作用[2]，使其用途、用量大打折扣。因此，通過各種方法的處理以去除豆粕、棉粕、菜粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高粕類蛋白原料的飼用價(jià)值和營養(yǎng)價(jià)值，成為目前人們關(guān)注的熱點(diǎn)[3]。

通過現(xiàn)代生物發(fā)酵技術(shù)對粕類蛋白原料進(jìn)行發(fā)酵處理，不僅可以脫去其中的有毒和抗?fàn)I養(yǎng)成分，而且可以增加其中的有益成分，降解和軟化粗纖維，改善適口性，并產(chǎn)生大量活性益生菌，合成各種生物酶、促生長因子以及生物活性小肽類氨基酸，從而調(diào)節(jié)機(jī)體胃腸道微生態(tài)平衡和提高消化酶活性，促進(jìn)飼料營養(yǎng)的消化、吸收和利用，提高飼料轉(zhuǎn)化率和飼料報(bào)酬[4-6]，甚至可替代日糧中控制腹瀉的預(yù)防性抗生素，大大降低生產(chǎn)成本，減少畜禽養(yǎng)殖對動(dòng)物性飼料原料的依賴，杜絕動(dòng)物性飼料原料所帶來的疾病傳播，提高養(yǎng)殖業(yè)的安全與效益[6-8]。本試驗(yàn)通過開展發(fā)酵蛋白原料規(guī)?；a(chǎn)工藝研究，優(yōu)化出發(fā)酵蛋白原料最佳生產(chǎn)工藝，通過分析豆粕、棉粕及菜粕發(fā)酵前后營養(yǎng)成分及抗?fàn)I養(yǎng)因子含量變化，為進(jìn)一步開展發(fā)酵蛋白原料在生豬上的應(yīng)用，研制開發(fā)生豬系列微生態(tài)活性飼料配方提供數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)材料

1.1 菌種 啤酒酵母菌（CCTCCAY93173）、凝結(jié)芽孢桿菌（CICC 10144）以及德氏乳酸桿菌（CCTCCAB90021），實(shí)驗(yàn)室4℃冰箱保存菌種。

1.2 菌種培養(yǎng)條件 啤酒酵母：28～30℃，24～30 h；凝結(jié)芽孢桿菌：35～37℃，36～48 h；德氏乳酸桿菌：34～35℃，24～36 h。

1.3 液體種子培養(yǎng)基 啤酒酵母菌、德氏乳酸桿菌：玉米粉8%、葡萄糖2%、淀粉酶0.1%、糖化酶0.1%；凝結(jié)芽孢桿菌：豆粕10%、玉米粉10%、葡萄糖2%、硫酸錳0.5%、糖化酶0.1%。

1.4 材料 膨化豆粕由陽光油脂提供，菜籽粕由山西永康提供，棉粕由新疆匯昌提供。

2 發(fā)酵蛋白原料工藝優(yōu)選

分別以一定重量的豆粕、棉粕、菜粕為原料按照8%～20%的接種量，發(fā)酵固體約38%～42%的含水量梯度接種試驗(yàn)，取一定量培養(yǎng)好的液體種子液（取培養(yǎng)好的3種菌的液體種子體積比=1∶1∶1）加一定量的水進(jìn)行接種混勻，置于32℃左右的條件下培養(yǎng)，前2 d翻料，后2 d不翻料。通過營養(yǎng)成分和抗?fàn)I養(yǎng)因子含量測定與經(jīng)濟(jì)效益分析，篩選出發(fā)酵蛋白原料最佳生產(chǎn)工藝。

3 指標(biāo)測定方法

粗蛋白：GB/T6432-1994，粗纖維：GB/T6434-2006，氨基酸：GB/T18246-2000，尿素酶活性：GB/ T8622-2006，游離棉酚：GB/T13086-1991，胰蛋白酶抑制因子：單克隆抗體酶聯(lián)免疫吸附測定法，凝集素：間接抑制酶聯(lián)免疫吸附測定，單寧：GB/T 27985-2011。硫甙含量的測定：分光光度法；豆粕中小肽含量測定：GB/T2653-2004；菜籽肽含量的測定：參考大豆肽粉的測定方法測定菜籽肽的含量酸溶蛋白的含量減去游離氨基酸的含量即為菜籽肽的含量。

4 植物蛋白發(fā)酵后主要技術(shù)指標(biāo)

4.1 發(fā)酵豆粕主要技術(shù)指標(biāo) 顏色：均勻一致的淺黃色流動(dòng)性粉末，隨所用原料不同顏色的深淺有所變化。酸堿度：5＜pH＜6呈弱酸性?；罹浚夯罹鷶?shù)≥108CFU/g。氣味：具有強(qiáng)烈的酵香味。粉碎細(xì)度：全部通過10目分析篩，20目分析篩上物不大于10%。有毒有害物質(zhì)和雜菌含量：含鉛Pb≤10 mg/ kg；含砷As≤5 mg/kg；含氟≤60 mg/kg；沙門菌不得檢出。

4.2 發(fā)酵棉粕主要技術(shù)指標(biāo) 顏色：均勻一致的淺黃褐色，隨所用原料不同顏色的深淺有所變化。酸堿度：5＜pH＜6呈弱酸性?；罹浚夯罹鷶?shù)≥108CFU/g。氣味：具有強(qiáng)烈的酵香味。粉碎細(xì)度：全部通過10目篩，20目篩上物不大于10%。有毒有害物質(zhì)和雜菌含量：含鉛Pb≤10 mg/kg；含砷As≤5 mg/ kg；含氟≤60 mg/kg；沙門菌不得檢出。

4.3 發(fā)酵菜粕主要技術(shù)指標(biāo) 顏色：流動(dòng)性咖啡色粉末，不結(jié)塊，易于制粒，隨所用原料不同顏色的深淺有所變化。酸堿度：4.8＜pH＜5.6呈弱酸性。活菌含量：活菌數(shù)≥108CFU/g。氣味：具有強(qiáng)烈的酵香味。粉碎細(xì)度：全部通過10目篩，20目篩上物不大于10%。有毒有害物質(zhì)和雜菌含量：含鉛Pb≤10 mg/kg；含砷As≤5 mg/kg；含氟≤60 mg/kg；沙門菌不得檢出。

5 發(fā)酵優(yōu)化結(jié)果與分析

參考營養(yǎng)成分分析及抗?fàn)I養(yǎng)因子含量檢測，及發(fā)酵豆粕、發(fā)酵棉粕、發(fā)酵菜粕主要技術(shù)指標(biāo)等綜合分析，確定蛋白原料（膨化豆粕、棉粕及菜粕為原料）的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為接種比例為10∶1，料水比例10∶6.2，初始pH為6.0～7.0，發(fā)酵時(shí)間可根據(jù)具體培養(yǎng)溫度及效果而確定。表1為膨化豆粕及發(fā)酵豆粕在最優(yōu)發(fā)酵工藝條件下的常規(guī)營養(yǎng)成分及抗?fàn)I養(yǎng)因子的測定結(jié)果。表2為棉粕及發(fā)酵棉粕在最優(yōu)發(fā)酵工藝條件下的常規(guī)營養(yǎng)成分及抗?fàn)I養(yǎng)因子的測定結(jié)果。表3為菜粕及發(fā)酵菜粕在最優(yōu)發(fā)酵工藝條件下的常規(guī)營養(yǎng)成分及抗?fàn)I養(yǎng)因子的測定結(jié)果。表4為發(fā)酵蛋白原料產(chǎn)品指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 膨化豆粕及發(fā)酵豆粕常規(guī)營養(yǎng)成分及抗?fàn)I養(yǎng)因子含量Tab le1 Expanded soybean m ea l and ferm ented soybean meal conventional nutrients and antinutrition factor leve ls

從表1可以看出，以膨化豆粕為原料生產(chǎn)的發(fā)酵豆粕，與發(fā)酵前相比，提高了膨化豆粕的營養(yǎng)價(jià)值，粗纖維降低了1.96%，粗蛋白、賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、氨基酸總和分別增加了8.7%、19.8%、2.0%、1.1%、3.3%、11%，提高粗蛋白和小于1 000道爾頓小肽含量差異分別達(dá)顯著（P＜0.05）和極顯著（P＜0.01），消除了膨化豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，發(fā)酵豆粕中胰蛋白酶抑制因子和凝集素均未檢出。表明以啤酒酵母菌、凝結(jié)芽孢桿菌以及德氏乳酸桿菌為發(fā)酵菌種，通過發(fā)酵優(yōu)化工藝參數(shù)生產(chǎn)中的發(fā)酵豆粕，具有改善營養(yǎng)成分含量消除抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用。

表2 棉粕及發(fā)酵棉粕常規(guī)營養(yǎng)成分及抗?fàn)I養(yǎng)因子含量Table2 Regular cotton pulp and cotton pulp fermentation nutrients and antinutritional factors in content

表2結(jié)果顯示，棉粕經(jīng)過發(fā)酵以后，營養(yǎng)價(jià)值得到改善。與發(fā)酵前相比，粗纖維降低了14.85%，粗蛋白、賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、氨基酸總和分別增加了2.68%、7.38%、9.09%、3.23%、9.38%、4.41%，降低游離棉酚含量17.8%。我國是產(chǎn)棉大國，年產(chǎn)棉l 000萬噸以上，棉籽經(jīng)榨油后得到的餅粕中含蛋白質(zhì)30%～40%，因其含有對動(dòng)物有毒的游離棉酚，以及由于制油加工時(shí)不脫除皮殼，造成棉籽餅（粕）中粗纖維含量偏高、適口性差等，使其利用價(jià)值和使用量受到極大限制，棉籽餅粕在飼料的利用率不足30%，從而也制約著我國畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。本試驗(yàn)通過優(yōu)選工藝生產(chǎn)的發(fā)酵棉粕使游離棉酚含量從478 mg/kg降低到393 mg/ kg，大大提高了棉粕的利用率。

表3試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵菜粕與菜粕相比，發(fā)酵菜粕中粗纖維含量降低了24.58%（P＜0.05），粗蛋白、賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、氨基酸總和分別增加了8.75%、40.8%、36.4% 3.62%、78.4%和7.28%，顯著降低了抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，發(fā)酵菜粕中的硫甙和單寧含量分別下降了50.73%和80.1%，差異達(dá)顯著（P＜0.05）和極顯著水平（P＜0.01）。

6 討論

6.1 豆粕、棉粕、菜粕經(jīng)過發(fā)酵處理以后，其蛋白質(zhì)含量提高了，各種必須氨基酸含量也提高了，并含有大量的有益菌及其代謝產(chǎn)物（小肽等），這就提高了蛋白質(zhì)的利用率，有利于動(dòng)物對蛋白質(zhì)的吸收利用。

6.2 膨化豆粕、棉粕、菜粕經(jīng)過發(fā)酵處理以后，小肽含量顯著提高，抗?fàn)I養(yǎng)因子含量基本消除和降低，顯著提高了酵母菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌和總菌數(shù)。

表3 菜粕及發(fā)酵菜粕常規(guī)營養(yǎng)成分及抗?fàn)I養(yǎng)因子含量Tab le3 Rapeseed m ea l and rapeseed m eal ferm entation conventional nutrients and nutrient content

表4 發(fā)酵蛋白原料產(chǎn)品指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)Tab le4 Ferm entation index standard p rotein raw materials products

7 結(jié)論

以啤酒酵母菌、凝結(jié)芽孢桿菌以及德氏乳酸桿菌為發(fā)酵菌種，優(yōu)選出的發(fā)酵工藝生產(chǎn)的系列發(fā)酵蛋白原料產(chǎn)品。發(fā)酵豆粕、發(fā)酵棉粕及發(fā)酵菜粕與發(fā)酵前相比，營養(yǎng)價(jià)值得到改善，產(chǎn)品指標(biāo)符合國家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，提高了蛋白原料的附加值，為節(jié)約蛋白飼料，有效提高蛋白原料的綜合利用價(jià)值開辟了一條新的途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]郭書賢，王冬梅，梁運(yùn)祥.微生物發(fā)酵棉籽餅粕脫毒與利用研究進(jìn)展[J].中國釀造，2009，202（1）：4-10.

[2]靳玉芬.餅粕發(fā)酵蛋白飼喂蛋雞試驗(yàn)[J].中國畜牧獸醫(yī)，2007，34（8）：24-25.

[3]李復(fù)興，李希沛.配合飼料大全[M].青島：青島海洋大學(xué)出版社，1994：222-614.

[4]王紅梅，葉明強(qiáng)，楊金波，等.微生物發(fā)酵處理棉籽餅粕的研究進(jìn)展[J].中國飼料，2007，（18）：7-10.

[5]聶蓬勃.發(fā)酵法降低棉粕中游離棉酚含量及提高其營養(yǎng)價(jià)值的研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008：7.

[6]李延云，聶宇燕.棉子餅工業(yè)化脫毒生產(chǎn)技術(shù)[J].飼料工業(yè)，1999，20（2）：11-12.

[7]何濤.棉籽粕的發(fā)酵脫毒及其在肉仔雞中的應(yīng)用研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2008：23.

[8]施安輝，張勇，曲品，等.有效降解棉酚菌種的選育及脫毒條件的研究[J].微生物學(xué)報(bào)，1998，38（4）：318-320.

Study on Protein nutritional value evaluation of raw material after fermentation

Chen Rushui1,Fu Ruizhen1,Shi Yuning3,Wei Fengxian2, Gao Fang2,Huang Yuanlin1,Han Bingji2
（1.Henan JuFeng Animal Feed Technology co.,LTD,Henan Zhengzhou 450044; 2.Institute of Animal Husbandry and Veterinary Science,Henan Academy of Agricul tural Sciences,Henan Zhengzhou 450004; 3.Henan WeiBo Biological Technology co.,LTD,Henan Zhengzhou 45044）

In this study,soybean meal,rapeseed meal and cotton pulp as raw material were fermented by beer yeast,Germany's lactobaci l lus and condensation baci l lus strains,by the nutrition composition and content of antinutritional factors analysis.The resul t showed that the fermented protein raw materials’i Indicators in l ine with national heal th standards,feed and other smal l peptide content improved nut rition,antinut rition factor is basical ly el iminated and reduced,signi ficant ly improve the yeast,lactic acid baci l lus,baci l lus and the total number of bacteria,improve the added value of the protein raw materials,to save protein feed,ef fectively increase the comprehensive uti lization value of the protein raw materials has opened up a new way.

Fermentation protein raw materials;Process;Nutritional value evaluation

S816.5

1672-9692(2015)06-0007-06

2015-04-09

陳如水（1979-），男，碩士，技術(shù)總監(jiān)，主要從事動(dòng)物營養(yǎng)與飼料加工研究。

河南聚豐飼料科技有限公司基金項(xiàng)目；2014年度河南農(nóng)科院科研發(fā)展專項(xiàng)資金“畜禽主要蛋白原料營養(yǎng)價(jià)值評定及預(yù)測模型研究”。