方 飛,王力生
(安徽農業大學動物科技學院,合肥 230036)
油茶粕是油茶籽被榨取食用油后剩下的餅粕。餅粕中含有茶皂素、茶籽蛋白、茶籽多糖等多種成分,能廣泛應用于生物飼料、化工、輕工等行業。油茶粕含粗蛋白15%、粗脂肪5%、糖類40%、粗纖維 6%、茶皂素10~14%、粗灰分6%、單寧2%、咖啡堿0.95%、水分14%,是反芻動物較好的蛋白飼料。
油茶產品的開發利用主要集中在食用油上,油茶粕資源綜合開發利用還停留在相對落后的階段,我國油茶粕的年產量達到50萬t,如果得不到合理有效利用,對于資源匱乏的中國來說是極大的浪費。現有的茶油產品加工企業普遍存在科技含量低、規模偏小、設備落后、土榨比例高,附加值低,油茶副產物開發能力嚴重受到限制。
茶皂素屬于三萜類皂角甙,是從茶粕中提取出來的天然產物,具有良好的表面活性和生物活性,可廣泛應用于制造乳化劑、生活日用品、洗潔劑、飼料添加劑和農藥助劑等。
茶皂素是天然可再生的綠色非離子型表面活性劑。傳統的表面活性劑主要來源于石油工業的副產物,其降解性差,對環境造成一定的破壞,隨著石油戰略資源的逐漸枯竭,尋找一種新的天然可再生綠色表面活性劑具有重大意義,而茶皂素的表面活性為解決這個難題提供了一種有效的途徑。
茶皂素具有較強的抗氧化性及一定清除活性氧自由基的能力[1]。此外,茶皂素對某些真菌具有一定的抑制作用,且對不同的真菌有一定的選擇性。茶皂素是水劑或可溶性粉劑農藥的優良助劑,能改善農藥的物理性能,提高藥液在生物或植物體表的附著力,起到對農藥的增效作用。茶皂素能自動降解,無毒害,其在分離過程中,不會對農藥的化學性能產生影響,有利于農藥的貯存。茶皂素能對體外試驗的瘤胃發酵產物產生影響。苑文株等發現,把茶皂素添加在體外試驗的瘤胃培養液中,茶皂素降低了培養液的pH、氨濃度、原蟲數,增加了產氣量、乙酸、丙酸、丁酸和微生物蛋白的產量[2]。
茶粕蛋白中含有18種氨基酸,包括畜禽生長所需的10種必需氨基酸。通過脫殼、脫皂、生物發酵等技術手段處理的油茶粕是一種天然優良的飼料來源。此外,對油茶粕提取物在生物飼料上的應用研究表明,油茶粕提取物有望作為一種天然綠色的飼料添加劑取代抗生素,從而減少濫用抗生素所帶來的危害。
據報道,榨油后的油茶粕一般含有茶皂素12.9%~13.34%、單寧2%~6.72%、生物堿1.63%~3.27%、黃酮0.18%~0.22%,陳久的油茶粕會含有微量的植酸。油茶粕中含中性洗滌纖維28.30%~35.47%,主要來源于茶籽殼。高含量的粗纖維影響飼料的適口性,可消化性差,給畜禽的腸道消化能力帶來極大的挑戰,通過微生物發酵降解可轉化為易消化的單糖或低聚糖。未經去除茶皂素的茶粕,對動物的毒害較大,一般不直接用于飼料原料。經有機提取的茶粕只含有少量的皂素,同時也能去除部分的單寧和生物堿,是一種優良的生物飼料。油茶餅粕經過脫脂和去除茶皂素,其無氮浸出物含量豐富,營養價值和能值比較高[3]。
茶皂素對微生物的生長有一定抑制作用[4]。馬力等通過試驗獲得飼料用油茶粕發酵最佳培養基為:熱水脫皂的油茶粕16 g、麥麩1 g、葡萄糖2 g、硫酸銨1 g、水19mL[5]。李君君等篩選出初步鑒定為青霉屬的降解油茶粕粗纖維L3菌株,該菌株纖維素外切酶、內切酶、總酶3種酶活力分別依次可達到 1 701.7999、1 880.0634、1 798.2334 U[6]。肖玉娟等采用粗壯脈紋胞菌發酵生產的油茶粕產品,粗纖維含量從初始的21.52%降到14.15%,粗蛋白含量從初始的12.82%提高至12.82%,可溶性糖含量從初始的7.6%提高至35.97%[7]。
鄧桂蘭等以油茶餅粕為主要原料,接種黑曲霉、米曲霉、綠色木霉和產朊假絲酵母等微生物進行混菌發酵,在最佳培養基和發酵條件下,得到的菌體干重最大值為21.25 g·L-1[8]。該法能夠明顯提高油茶粕的蛋白含量,提高油茶產業化的附產值。周浩宇等采用混菌發酵油茶粕脫毒和化學法脫毒進行比較,前者選用枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為復合菌種,油茶籽粕發酵后各抗營養因子脫除效果最好,粗蛋白提高率最大;后者脫毒后茶皂素和總酚含量分別降至0.93%和0.74%,但纖維素含量大大增加[9]。鐘海雁等對油茶粕的毛霉等發酵產物進行117假絲酵母二次發酵,其粗蛋白含量約為20%,氨基酸組成趨向平衡[10]。
茶皂素對動物血液中的紅細胞具有溶血作用,一般未經去皂的油茶粕不直接用于飼料。脫脂和去除茶皂素的油茶餅粕中的蛋白質和碳水化合物的含量會提高。此外,茶皂素具有生物活性,少量的茶皂素對動物的生長有一定積極作用,其促生長機理是茶皂素通過多巴胺、去甲腎上腺素的增加從而使cAMP和cGMP活性增強,從而提高了營養物質的消化和吸收[11]。茶皂素能夠增加腸黏膜的通透性,促進營養物質的吸收,促進動物生長,提高飼料利用效率,改善肉品質。周江等研究發現,在羅非魚的日糧中添加水浸法去皂的油茶粕10%~15%,對羅非魚的成活率無明顯影響,同時提高了羅非魚腸道各消化酶的活性[12]。這可能是去皂后剩余的少量茶皂素引起的。該試驗結果與李紅權等的結論一致[13]。劉長忠等報道,添加含茶皂素的飼料添加劑能改善哺乳仔豬生長性能,提高哺乳仔豬抗腹瀉能力[14]。李靜姬等報道,茶皂素對雛雞免疫器官的成熟具有明顯的促進作用,使雛雞的生產性能明顯提高(P<0.01)[15]。李敏等采用提取過茶皂素和茶多糖后的茶粕對杜×長×大生長豬進行消化代謝試驗,添加該茶粕18%日糧粗蛋白質表觀消化率78.97%、消化能11.83MJ·kg-1,顯著低于玉米-豆粕型日糧(P<0.05)[16]。朱艷芳等報道,適當濃度油茶籽水浸液能夠提高仔鱔的成活率[17]。苑文株等在湖羊的日糧中添加茶皂素0.75、1.5、3.0 g·d-1,日增重差異不顯著(P>0.05),但分別比對照組增加了11.2%、24.3%、42.0%,飼料轉化率分別提高了11.2%、23.2%、40.8%,以3.0 g·d-1的效果最佳,且茶皂素對采食量無顯著影響(P>0.05),說明茶皂素有改善湖羊的生產性能、提高日增重的趨勢[18]。
從油茶粕中提取的糖萜素是一種安全、無毒的飼料添加劑,具有增強動物免疫功能、提高畜禽生產性能和改善畜產品品質的作用,是較理想的抗生素替代品。唐曉玲等在早期斷奶仔豬的基礎日糧中添加糖萜素和黃霉素,結果表明,在盲腸中兩者單獨添加或是聯合使用,都對大腸桿菌的生長有抑制作用;添加糖萜素500mg·kg-1能顯著促進盲腸中雙歧桿菌增殖,降低仔豬腹瀉[19]。該試驗結論與劉長忠等報道一致[20]。盧國全在早期斷奶仔豬日糧中添加糖萜素400mg·kg-1,結果表明,與對照組相比日增重和料肉比,差異極顯著(P<0.01),與喹乙醇組相比差異顯著(P<0.05)[21]。李學軍等在基礎日糧中添加茶籽多糖600mg·kg-1飼喂長×大閹公豬,試驗組日增重提高了4.7%,采食量提高了4.5%,料肉比降低了4.2%,差異均不顯著(P>0.05),血清超氧化物歧化酶(SOD)活力提高了9.9%(P>0.05),丙二醛(MDA)含量降低了4.8%(P>0.05)[22]。
通過發酵技術處理的茶粕能夠增加我國蛋白飼料來源,潛在市場巨大,但在實際生產和試驗中也存在一些問題,我國油茶的種植地域廣,導致各地區的油茶粕營養成分的穩定性造成一定影響;茶油的制取工藝不同,營養成分和抗營養因子也不一致,導致很難統一應用。大力發展油茶粕的綜合利用,最終實現油茶產業化有效、健康、可持續的發展,對緩解我國蛋白質資源缺乏的現狀具有重要的作用。
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