酶解發酵工藝對菜子粕營養特性和消化率的影響

趙娜　楊雪海　黃少文　魏金濤，郭萬正　張巍　李紹章　嚴念東　陳芳　申杰

摘要：采用植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和中性蛋白酶、果膠酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶等生物酶共同酶解發酵菜子粕，比較菜子粕處理前后營養成分和在雞體內消化率的變化。結果表明：①菜子粕經酶解發酵后硫苷降解率達86.79%（P<0.05），異硫氰酸酯含量下降62.98%（P<0.05），惡唑烷硫酮含量下降51.88%（P<0.05），芥酸含量下降33.16%（P<0.05）。②菜子粕經酶解發酵后小肽含量提高311.81%（P<0.01），92.10%的磷以無機磷形式存在，無機磷含量增幅達到94.44%（P<0.05），更有利于動物機體對磷的消化吸收。粗纖維經酶解發酵處理后含量下降36.27%（P<0.05）。③雞代謝試驗結果表明，酶解發酵菜子粕和普通菜子粕相比，其干物質、粗蛋白質、鈣真消化率分別提高9.08%、8.40%、14.81%（P<0.05）；磷真消化率提高70.59%，差異達到極顯著水平（P<0.01）。

關鍵詞：菜子粕；酶解；發酵；毒素；真消化率

中圖分類號：S816.34 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）22-5666-02

Abstract： The rapeseed meal was fermented by lactobacillus plantarem and bacillus subtilis combined with neutral protease， pectinase，β-glucanase，xylanase，cellulose，and its nutrients and digestibility in chicken before and after treatment were analyzed. The results showed that：（1） After enzymatic fermentation， the glucosinolates degradation rate of rapeseed meal were up to 86.79%（P<0.05）， the content of isothiocyanates decreased 62.98%（P<0.05）， the content of oxazolidine-thione decreased 51.88%（P<0.05）；（2） After enzymatic fermentation the small peptide content of rapeseed meal increased 311.81% （P<0.01）， and the phosphorus in the presence of inorganic forms was 92.10%，which was higher than untreated rapeseed meal by 94.44%（P<0.05） and more easily to digestion and absorption for body.After enzymatic fermentation the crude fiber content was decreased by 36.27%（P<0.05）. 3）Chicken metabolic test results showed that the true digestibility of dry matter， crude protein and calcium in enzymatic fermented rapeseed meal increased by 9.08%，8.40% and 14.81%（P<0.05），respectively；and the true digestibility of phosphorus increased 70.59%，which presented significant difference with ordinary rapeseed meal （P<0.01）.

Key words： rapeseed meal；Enzymatic；fermentation；toxin；true digestibility

菜子粕是非常規飼料原料，但由于其價格低廉，蛋白質含量高，常出現在飼料配方中。菜子粕中含有的異硫氰酸酯、惡唑烷硫酮、芥酸等毒素以及植酸、粗纖維等抗營養因子[1，2]，常引起動物不良反應。消除或降低菜子粕中的毒素或抗營養因子含量是提高其飼用價值的關鍵技術，本試驗通過酶解和發酵相結合的生物工藝對菜子粕進行改良[3]，以改善菜子粕的營養特性，提高其飼用價值。

1 材料與方法

1.1 材料

普通菜子粕：采購于湖北天龍飼料有限責任公司。

酶解發酵菜子粕：按照“1.2.1”的方法制備。

1.2 方法

1.2.1 酶解發酵菜子粕的制備 組合酶：由中性蛋白酶、果膠酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶混合而成，各酶活性：中性蛋白酶2 000 U/g、果膠酶1 500 U/g、β-葡聚糖酶3 000 U/g、木聚糖酶1 000 U/g、纖維素酶1 200 U/g。

按照普通菜子粕、組合酶、植物乳桿菌菌液、枯草芽孢桿菌菌液、水質量比84.5∶0.5∶1.0∶2.0∶12.0稱取各原料，混勻后置于37 ℃培養箱內72 h得到酶解發酵菜子粕。植物乳桿菌和枯草芽孢桿菌的接種量均為106 CFU/g。

1.2.2 試驗動物及操作方法 消化代謝試驗采用Sibbald[4]的TME法。選取36只30周齡左右、體重（3.00±0.05） kg、健康狀況良好的成年種公雞，飼養于代謝籠內，單籠飼養。雞舍光照、通風良好。在非試驗期自由采食飲水。試驗前一周去除泄殖腔周圍的羽毛，試雞肛門處縫合一個容積100 mL的塑料瓶的瓶蓋（瓶蓋中間開孔），試驗期間收集雞排泄物時套上瓶身，糞滿更換瓶子。

按體重基本一致的原則，將試驗雞隨機分為3組，每組12只雞。第一組為菜子粕組，第二組為酶解發酵菜子粕組。第三組為空白組。

將雞空腹36 h，使消化道內容物排空，然后用強飼器給雞強飼50 g所測飼料樣品。收集36 h的糞便，收集時剔除糞樣中的雞毛和表皮脫落物。將排泄物收集在洗凈、烘干、編號、稱重過的搪瓷盤中，每100 g鮮糞加10 mL10%鹽酸，置于60 ℃烘箱中烘干稱重。回潮后的樣品粉碎過60目篩，然后存于-20 ℃冰箱中貯存，以備分析糞樣中干物質、粗蛋白質、氨基酸、能量、鈣、總磷、總灰分、粗脂肪、粗纖維等含量。

1.2.3 檢測方法 硫苷的測定參照GB/T 23890-2009《油菜籽中芥酸及硫苷的測定 分光光度法》、異硫氰酸酯的測定參照GB/T 13087-91《飼料中異硫氰酸酯的測定方法》、惡唑烷硫酮的測定參照GB/T 13087-1991、芥酸的測定參照GB/T 23890-2009《油菜籽中芥酸及硫苷的測定 分光光度法》；總能、粗蛋白質、粗纖維測定參考張麗英[5]方法；小肽的測定參考GB/T 22492-2008《大豆肽粉》；無機磷、總磷的測定參考袁東等[6]的方法。

1.2.4 真代謝能及真消化率的計算公式

1.3 數據分析

采用SPSS18.0軟件對試驗結果進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 酶解發酵前后菜子粕毒素和營養成分的變化

由表1可見，菜子粕中硫苷含量為63.75 μmol/g，經酶解發酵72 h后硫苷降解率達86.79%；菜子粕酶解發酵后異硫氰酸酯含量下降62.98%（P<0.05），惡唑烷硫酮含量下降51.88%（P<0.05），芥酸含量下降33.16%（P<0.05）。硫苷、惡唑烷硫酮、芥酸等會造成動物甲狀腺的腫大和增生以及肝臟的輕度組織學病變[7]。而吳東等[8]報道發酵菜子粕中的硫苷、異硫氰酸酯和惡唑烷硫酮含量比普通菜子粕分別降低89.07%、47.36%和90.78%。這可能是發酵菌種和工藝不同造成的差異。

由表1可見，酶解發酵工藝對菜子粕總能、粗蛋白質含量影響較小（P>0.05）。菜子粕經酶解發酵后小肽含量提高311.81%（P<0.01）。小肽是一種更優質的氮源[9]，易于被動物消化吸收。

菜子粕酶解發酵72 h后92.10%的磷元素以無機磷形式存在，無機磷含量增幅達到94.44%（P<0.01），由于磷元素主要以無機磷的形式被動物吸收，所以這一指標含量的改變更有利于動物機體對磷的消化吸收。粗纖維經酶解發酵處理后含量下降36.27%（P<0.05）。這可能是組合酶破壞了菜子粕細胞壁結構，從而降低了粗纖維含量，并釋放出無機磷。

2.2 菜子粕及酶解發酵菜子粕在雞體內代謝試驗結果

由表2可見，酶解發酵菜子粕和普通菜子粕相比，真代謝能、粗脂肪真消化率間差異不顯著（P>0.05），干物質、粗蛋白質、鈣真消化率分別提高9.08%、8.40%、14.81%（P<0.05）；磷真消化率提高70.59%，差異達到極顯著水平（P<0.01），磷真消化率的提高和無機磷含量的上升是相印證的。而吳東等[8]報道發酵菜子粕真代謝能和磷利用率比普通菜子粕分別提高30.20%和21.21%，和本試驗結果有一致的趨勢。

3 結論

本研究表明，菜子粕經酶解發酵處理后，大部分硫苷得到降解，異硫氰酸酯、惡唑烷硫酮、芥酸、粗纖維含量下降，小肽、無機磷含量大幅度提高，菜子粕營養品質得到改善，更有利于動物機體對菜子粕營養成分的消化吸收，飼用價值得到提高。

參考文獻：

[1] KHATTAB R，GOLDBERG E，LIN L， et al. Quantitative analysis and free-radical-scavenging activity of chlorophyll， phytic acid， and condensed tannins in canola[J]. Food Chemistry， 2010， 122（4）：1266-1272.

[2] 左 青.我國油脂加工原料來源與產品銷售市場[J].中國油脂，2005，30（1）：14-16.

[3] 趙 娜，魏金濤，李紹章，等.酶解發酵工藝對菜籽粕飼用品質的影響[J].飼料研究，2014（21）：83-85.

[4] SIBBALD I R. The effect of cold pelleting on the true metabolizable energy values of cereal grains fed to adult roosters and a comparison of observer with predicted metabolizable energy values[J].Poult Sci， 1976，55（3）：970-974.

[5] 張麗英.飼料分析及飼料質量檢測技術[M].第三版.北京：中國農業大學出版社，2003.

[6] 袁 東，封雪松，付大友，等.飼料中總磷、無機磷和有機磷的含量測定[J].四川輕化工學院學報，2002，15（4）：42-46.

[7] 張 潔，王在鈞，譚詩文，等.低硫苷菜子餅飼料對豬甲狀腺肝臟組織的影響[J].貴州畜牧獸醫，1998，22（5）：1-2.

[8] 吳 東，錢 坤，周 芬，等. 普通菜籽粕與發酵菜籽粕用作雞飼料的營養價值評定[J].安徽農業科學，2012，40（9）：5263-5264，5598.

[9] 郭玉東，張 洋，張均國.小肽飼料營養價值及評價方法[J].飼料工業，2007，28（7）：13-16.

（責任編輯 曾德芳）