枯草芽孢桿菌固態發酵米糠及其對臨武鴨生長性能的影響

歐榮娣，邢月騰，范覺鑫，張 彬，李麗立

（1.湖南農業大學動物科學技術學院，長沙 410128；2.中國科學院亞熱帶農業生態研究所動物生態營養與健康養殖聯合實驗室農業生態工程重點實驗室，長沙 410125）

米糠是稻谷加工后的副產物，主要用作畜禽飼料，含有64%的稻米營養素[1]。但在我國其所具有的營養價值和資源效益并未得到充分發揮，造成一定的資源浪費。同時，微生態制劑作為一種綠色環保、安全有效的飼料添加劑，在畜禽飼料中應用越發廣泛，但是對于如何合理、高效的使用該類產品還存在一定爭議[2]。本試驗利用枯草芽孢桿菌固態發酵米糠，并拌入日糧中飼喂臨武鴨測定其生長性能，以期優化發酵路線，合理利用米糠，并為枯草芽孢桿菌制劑在肉鴨生產中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗菌種

試驗所選菌種為中國科學院亞熱帶農業生態研究所動物生態營養與健康養殖聯合實驗室在豬回腸中篩選保存的枯草芽孢桿菌，其賴氨酸（Lys）產量為33.05μg·mL-1。

1.1.2 試驗動物

選擇1日齡體重接近、健康狀況良好的雌性臨武鴨240羽，由湖南臨武舜華鴨業發展有限責任公司提供。

1.2 米糠發酵參數優化

1.2.1 枯草芽孢桿菌生長曲線的繪制

取250mL三角瓶若干，標記好培養時間。設置培養時間梯度 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12 h，每個梯度設置3個平行。將菌株PL83在LB液體培養基中37℃、200 rpm恒溫振蕩培養16～18 h，然后在含有100mL LB培養基的39個250mL錐形瓶中分別接入菌液1mL，37℃恒溫搖床200 rpm振蕩培養。在相對應的時間取出三角瓶測定菌液OD600值。根據OD600值繪制芽孢桿菌生長曲線。

1.2.2 米糠固態發酵條件優化

本試驗擬對影響發酵效果的3個因素進行3水平的考察，分別為水分含量35%、45%、55%，菌種添加量1%、3%、5%和發酵時間l、3、5 d，發酵溫度為37℃，粗蛋白質測定方法參照GB/T6432-94（飼料中粗蛋白質測定方法）。

1.2.3 發酵前后營養物質的變化

主要測定發酵前與發酵優化后產物氨基酸含量變化。氨基酸測定方法參照GB/T18246-2000（飼料中氨基酸的測定）。

1.3 臨武鴨飼喂發酵米糠試驗

1.3.1 飼養飼料

試驗基礎飼糧不添加任何抗生素，其營養水平參照美國NRC（1994）肉鴨營養需要和臨武鴨對Lys營養需要進行設計，米糠根據試驗結果所確定的最佳發酵工藝條件進行擴大發酵，發酵后的產品風干后配合成全價料。基礎飼糧組成及營養水平見表1。

表1 飼糧組成與營養水平 DM

1.3.2 試驗設計

采用單因子隨機設計，選擇1日齡體重接近、健康狀況良好的雌性臨武鴨240羽隨機分為4組，每組3個重復，每個重復20羽。對照組飼喂基礎飼糧；抗生素組在基礎飼糧中添加金霉素（有效含量15%）150mg·kg-1；試驗Ⅰ和Ⅱ組分別在基礎飼糧中添加枯草芽孢桿菌5×108和5×1010cfu·kg-1，并去除賴氨酸添加劑（0.15%）[3]。仔鴨于室內同一環境下網上平養，每重復1欄，電熱控溫，自由采食和飲水，免疫接種、疾病預防和消毒等按常規方法進行，試驗期21 d。

1.4 測定指標與方法

飼養試驗開始和結束時，對各重復鴨進行稱重，記錄初始重和末重，計算各重復鴨平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料重比（F/G），統計死亡率。

1.5 統計分析

試驗數據采用SPSS 21.0統計軟件的GLM ANOVA進行顯著性分析，Duncan's法進行多重比較，結果以“平均值±標準誤”表示。

2 結果與分析

2.1 PL83菌株生長曲線

枯草芽孢桿菌PL83的生長曲線見附圖。

附圖 PL83菌株的生長曲線

由附圖可知，0～4 h為菌體生長停滯期，菌體數量極少；從4 h后進入對數生長期，菌體數量急劇增多；9 h后處于生長的穩定期，菌體生長緩慢；11 h后，菌體開始進入生長的衰亡期，菌數明顯減少。因此，發酵時接種約9～10 h的菌體進入對數生長末期，既可保持高的細菌活力，又可獲得盡可能多的菌數。此時菌液OD值為1.73，通過平板計數法，測得菌液含菌量為1.5×109cfu·mL-1。

2.2 米糠固態發酵參數優化

試驗直觀分析見表2，不同發酵條件粗蛋白質含量的單因變量方差分析見表3。

試驗結果表明，在不同條件米糠發酵中，發酵時間對粗蛋白質含量作用最大，其次是水分，最后是菌體種子接種量，但后兩者所起作用差異不顯著。從表2可知，當水分含量為35%、接種量為3%、發酵時間為5 d時，發酵產物的粗蛋白質含量最高。

表2 試驗直觀分析

表3 不同發酵條件粗蛋白質含量的單因變量方差分析

2.3 發酵米糠成分分析結果

選擇粗蛋白質含量最高的發酵產物，采用氨基酸自動分析儀分析發酵前后產品中氨基酸的含量，米糠發酵前后氨基酸的含量見表4。

由表4可知，米糠經過固體發酵后，15種氨基酸中，有13種氨基酸組分不同程度提高，其中賴氨酸含量提高22.83%，纈氨酸含量提高37.66%，脯氨酸提高43.06%，只有丙氨酸、半胱氨酸含量減少。

2.4 飼喂發酵米糠對臨武鴨生產性能的影響

枯草芽孢桿菌PL83對21日齡臨武鴨生長性能的影響見表5。

根據實驗室米糠固態發酵條件優化得出的結果，選擇水分含量為35%、接種量為3%、發酵時間為5 d的條件進行米糠擴大發酵，其發酵產品風干后制成配合飼料飼喂1日齡臨武鴨。

表4 米糠發酵前后氨基酸的含量

表5 枯草芽孢桿菌PL83對21日齡臨武鴨生長性能的影響

3 討 論

3.1 米糠固態發酵條件優化

通常以米糠為主要發酵基質時，含水量應以捏緊米糠指縫滲水且米糠能松散為宜，若含水量較少，菌體生長代謝所需水分可能不足；而水分過多，米糠成糊狀，將影響菌體的需氧性和活動性。另外，菌液接種量決定了菌種在發酵過程中生長繁殖的速度。發酵時間也是衡量發酵效果的重要因素，發酵前期基質營養豐富，此時菌體大量繁殖，生成大量菌體蛋白；到了后期，基質的營養不能滿足菌體生長需要，發酵菌體就會進入衰亡期，同時也會增加染菌機會和生產成本[4]。試驗結果表明，在3個影響因子共同作用下，其影響力為發酵時間＞水分含量＞接種量，且在發酵時間5 d、水分含量35%、接種量3%的條件下，發酵產物粗蛋白質含量最高可達20.34%。

3.2 發酵米糠成分

本試驗通過對米糠發酵產物進行氨基酸分析，結果顯示，測定的15種氨基酸中，絕大部分的氨基酸有不同程度的提高，且包含大部分必需氨基酸，其中脯氨酸提高43.06%，纈氨酸含量提高37.66%，賴氨酸含量提高22.83%，只有丙氨酸、半胱氨酸含量減少，這可能是因為在發酵過程中用于細菌的生長，且這兩種氨基酸都屬于非必須氨基酸，對于飼料的營養價值影響不大。

3.3 飼養試驗

目前國內外關于枯草芽孢桿菌對畜禽生產性能影響的研究較多，多集中在豬和雞，對在鴨生產中的應用研究相對較少。劉小英在櫻桃谷肉鴨飼料中添加枯草芽孢桿菌2.0×109cfu·kg-1，提高了肉鴨的增重，降低了料肉比[5]。劉曉琳等研究表明，在櫻桃谷肉鴨飼糧中添加枯草芽孢桿菌1.0×1010cfu·kg-1對肉鴨的增重有極顯著的促進作用，育成率也大幅提高[2]。王敏奇等在紹興鴨飼料中添加枯草芽孢桿菌1.0×105cfu·g-1，顯著提高紹興鴨產蛋率（P＜0.05）[6]。韓廷義對櫻桃谷肉鴨飼喂含枯草芽孢桿菌制劑0.5%的飼糧后，體重增加，試驗末期體重可提高15.52%，料重比顯著降低[7]。Sheng等研究表明，在飼糧中添加枯草芽孢桿菌0.2%和0.4%，可顯著改善麻鴨的日增重和飼料轉化效率[8]。本試驗中添加枯草芽孢桿菌YB83 5.0×108和5.0×1010cfu·kg-1的試驗組與對照組相比平均日增重分別提高0.72%和0.82%，料重比分別改善0.14%和0.19%，兩組間無顯著差異（P＞0.05），與鄭春芳等研究結果一致[9]。翟玲等在雛公雞基礎日糧中添加枯草芽孢桿菌制劑0.75 g·kg-1，結果表明，與對照組相比，日糧中添加枯草芽孢桿菌分別提高前期肉雞的體質量和日增重（P＞0.05），后期肉雞的體質量和日增重分別提高6.72%（P＜0.05）和13.69%（P＜0.05），全程肉雞的體質量和日增重分別提高6.75%（P＜0.05）和8.22%（P＜0.05）；枯草芽孢桿菌對肉雞采食量影響不顯著（P＞0.05）；料重比在試驗前期有所提高，試驗后期和全程均呈下降趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）；試驗組肉雞血清中總抗氧化能力（T-AOC）、谷胱甘肽過氧化物酶（SOD）、超氧化物歧化酶（GSH-Px）分別比對照組提高25.75%（P＜0.05）、20.10%（P＜0.05）和18.12%（P＜0.05），丙二醛（MDA）含量有所降低，但差異不顯著（P＞0.05），枯草芽孢桿菌可提高肉雞的抗氧化能力、減少氧化應激，提高肉雞生長性能[10]。其改善效果不顯著，但已朝好的方向發展，原因可能是飼喂臨武鴨時間短暫。添加枯草芽孢桿菌YB83能極顯著地降低臨武鴨的死亡率，其原因是枯草芽孢桿菌YB83能增強臨武鴨的免疫機能及抑制腸道內有害菌的生長，從而達到減少疾病、提高成活率的效果。金霉素對臨武鴨的生長表現出一定的促進作用，其效果要優于枯草芽孢桿菌YB83，但長時間的使用會引起藥物殘留、耐藥性等問題。在本試驗中，高劑量枯草芽孢桿菌YB83試驗組比低劑量試驗組對臨武鴨生產性能的改善作用并不顯著，與Li等結果吻合[11]。可能是由于過量的微生物存在于腸道，使腸道蠕動增強，因此影響了營養的消化吸收；其他的有益微生物被改變以至于共存環境被破壞，因此存在枯草芽孢桿菌的劑量效應。

4 結論

枯草芽胞桿菌的最佳生長時間為9～10 h，米糠固態發酵的最佳條件為發酵時間5 d、水分含量35%、接種量3%，其蛋白質含量可提高到20.34%。日糧中添加枯草芽孢桿菌可有效的提高臨武鴨平均日增重，降低料肉比和死亡率。但枯草芽孢桿菌的添加效果還受到日糧組成、動物的種類、年齡、飼養環境條件等因素的影響和制約。因此，枯草芽孢桿菌的適宜添加量還需要進一步研究。

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