利用橙汁渣生產甲基硒代半胱氨酸飼料添加劑的研究

丁武億，劉瑞平，郭曉波，林小翠，胡 艷，連 海，郭 婧，方 圓，鐘全洪，黃美峰，曾慶祥

（1.贛州畜牧水產研究所，江西贛州 341000；2.贛州市畜牧業發展和動物疫病防控中心，江西贛州 341000）

硒是一種畜禽體內無法自身合成的必需微量元素，必須通過飼料等外源途徑獲得。飼料中的硒元素一般分為有機硒和無機硒兩種，無機硒具有一定的毒性，在畜禽養殖中具有嚴格限量。有機硒可直接被動物機體吸收，提升血硒水平，是畜牧生產中常用的飼料硒添加劑（Kieliszek，2019）。

目前，將無機硒轉化為有機硒的方法通常有植物轉化法、動物轉化法和微生物轉化法3 種，其中微生物轉化具有周期短、適應性好、轉化率高、代謝能力強、成本低等優點，是目前應用較為廣泛的方法。

橙汁渣是柑橘加工的副產物，富含維生素、多糖、礦物質、精油和類黃酮等功能活性成分（李春榮等，2022）。橙汁渣水分含量較高，不易運輸和儲存，無法實現資源化利用，造成資源浪費和環境污染。本研究以亞硒酸鈉為硒源，以橙汁渣和小麥粉為底物，通過復合菌種混合發酵和生物富集技術實現無機硒到有機硒的轉化。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料 橙汁渣購于江西科奈農產品有限公司（烘干水分12.9%，粗蛋白質5.6%），復合菌種（其中芽孢桿菌200 億/g，乳酸菌200 億/g，酵母菌250 億/g）購于青島根源生物有限公司，葡萄糖購于徽千方獸藥有限公司，亞硒酸鈉購于湖北鑫潤德化工有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 甲基硒代半胱氨酸飼料添加劑的制備

1.2.1.1 分組 將烘干后的橙汁渣、小麥粉用研磨機研碎，60 目過濾篩過濾。按照表1 配方分為6 組，每組6 個重復。對照組：1.0% 亞硒酸鈉+無橙汁渣發酵組；5 個試驗組用57% 橙汁渣代替小麥粉，并分別添加0.2%、0.6%，0.8% 和1.0%、1.2% 亞硒酸鈉。各組其他底物相同，混合后放入V 型攪拌機內充分混合。

表1 發酵底物配制比例 %

1.2.1.2 發酵條件的調控

（1）把以上混合物裝入單向呼吸膜袋中。

（2）在發酵過程中，發酵溫度調控在37℃，每24 小時翻攪1 次。

（3）在發酵96 h 后檢測有機硒的轉化率。

（4）有機硒檢測合格后輸入烘干機。

（5）60℃烘干，烘至水分含量≤10%，制得以甲基硒代半胱氨酸為主的有機硒飼料添加劑。

1.2.2 甲基硒代半胱氨酸飼料添加劑在畜牧生產中的應用 在蛋雞中的應用：試驗選取（40±1）周齡海蘭褐300 只，隨機分為5 組，每組6 個重復，每個重復10 只雞，對照組飼喂基礎日糧（硒含量0.4 mg/kg），試驗組在基礎日糧中分別添加0.1、0.2、0.3 和0.4 mg/kg 的發酵有機硒（甲基硒代半胱氨酸轉化率最高組）。預飼3 d，試驗開始后第7 天每個重復隨機挑選1 枚雞蛋，測定有機硒含量。

在水產中的應用：試驗將1200 尾體重（250±20）g 大刺鰍隨機分為4 組，每組6 個重復，每個重復50 尾，對照組飼喂基礎日糧（硒含量0.3 mg/kg），試驗組在基礎日糧中分別添加0.2、0.4、0.6 和0.8 mg/kg 的發酵有機硒（甲基硒代半胱氨酸轉化率最高組），試驗為期2 個月，試驗結束后，每個重復隨機抽取1 尾，測定有機硒的含量。

1.2.3 硒的測定 按SN/T4526-2016《出口水產品中有機硒的測定，氫化物發生原子熒光光譜法》進行總硒、有機硒等的測定。

2 數據統計與分析

本試驗數據通過Excel 處理，采用SPSS 13.0軟件進行統計分析，并采用Duncan 法進行多重比較，結果以“平均值± 標準誤”表示。

3 結果

3.1 不同發酵組合對有機硒轉化率的影響 由表2 可知，與對照組相比，試驗1、2、3、4 和5 組有機硒轉化率顯著提高（P＜0.05），轉化率超99%。各試驗組有機硒的轉化率之間無顯著差異。各組送檢有機硒形態，經檢測，甲基硒代半胱氨酸是有機硒主要成分，與對照組相比，試驗1、2、3、4和5 組采用橙汁渣為基礎底物的發酵組的甲基硒代半胱氨酸轉化率顯著提高（P＜0.05），轉化率超72%，其中試驗5 組轉化率顯著高于對照組和其他試驗組（P＜0.05），轉化率達93.4%，含量達5552 mg/kg。

表2 不同發酵組合對有機硒轉化率的影響

3.2 甲基硒代半胱氨酸飼料添加劑對雞蛋中有機硒含量的影響 由表3 可知，日糧添加不同比例的以甲基硒代半胱氨酸為主的試驗5 組發酵有機硒飼喂海蘭褐蛋雞，檢測其蛋中有機硒含量發現，基礎日糧中另外添加0.2、0.3、0.4 mg/kg（以se 計）均可顯著提高蛋中有機硒含量（P＜0.05），且在基礎日糧中另外添加0.4 mg/kg（以se 計）的甲基硒代半胱氨酸飼料添加劑是極限。

表3 甲基硒代半胱氨酸飼料添加劑對雞蛋中有機硒含量的影響（以se 計）

3.3 甲基硒代半胱氨酸飼料添加劑對大刺鰍魚肉中有機硒含量的影響 由表4 可知，在大刺鰍日糧中添加不同比例的以甲基硒代半胱氨酸為主的試驗5 組發酵有機硒，檢測大刺鰍魚肉中有機硒含量發現，日糧中添加0.2、0.4、0.6、0.8 mg/kg的甲基硒代半胱氨酸可以顯著提高大刺鰍魚肉中有機硒含量（P＜0.05）。

表4 甲基硒代半胱氨酸飼料添加劑對大刺鰍魚肉中有機硒含量的影響（以se 計）

4 討論

有機硒可分微生物有機硒、植物有機硒、動物有機硒三類，植物有機硒以硒代蛋氨酸和甲基硒代半胱氨酸為主，由于植物體內機制較為復雜，在提取過程中難度較大，硒元素的形態穩定性較差（葉梅，2022）；動物有機硒主要以甲基硒代半胱氨酸四聚體組成的硒蛋白形式存在（Alfthan 等，2015）；微生物有機硒是通過菌群在生長繁殖中代謝將難以被機體吸收利用的無機硒轉化為有機硒（Martínez 等，2020 ；Ponce 等，2002）。

有機硒在動物體內含量較低，但發揮著多種生物學功能，如提高機體免疫力、抗衰老、抗氧化，增強動物的繁殖功能，解除重金屬中毒等功能（Habibi 等，2021 ；Surai 等，2019）。有機硒可以通過保護生物體細胞膜免受損傷，同時可以刺激機體產生免疫球蛋白，增強機體免疫能力和抗氧化能力（Mangiapane 等，2014）。有研究指出，有機硒可促進機體硒酶的產生，促進動物的繁殖性能，提高免疫力等，有機硒能顯著提高奶、蛋及動物組織中的硒含量（Sun 等，2021），在本研究中。通過在日糧中添加不同濃度的以甲基硒代半胱氨酸為主的發酵有機硒飼料添加劑可以顯著提高蛋、肉中的有機硒沉積，在Zhang 等（2008）的研究中，通過添加0.3、0.5 mg/kg 的L- 硒代蛋氨酸和酵母硒可以顯著提高蛋中的硒水平和抗氧化能力，這與本研究的結果基本一致，在鯉魚的研究中發現，日糧中添加0.7 mg/kg 的有機硒可以顯著提高肉質中硒水平（Saffari 等，2017）。

硒酵母是目前應用最為廣泛的一種食品級有機硒制品，酵母菌在生長代謝過程中通過硒元素與酵母菌上的蛋白質合成，將無機硒轉化為含有有機硒蛋白。酵母細胞可以結合環境中的硒元素，并將它們永久地結合到酵母細胞結構中，酵母細胞對硒的生物積累過程通過兩種機制發生：膜組裝配體的細胞外硒元素的結合和與硒元素穿過細胞質膜進入細胞內部的運輸并在細胞內累積（Kieliszek 等，2015）。近年來，許多研究報道了乳酸菌能將無機硒轉化成利于機體吸收的有機硒。Calomme 等（2010）研究發現，甲基硒代半胱氨酸是乳酸菌中的含硒氨基酸，首次闡述了乳酸具有將無機硒富集、轉化為有機硒的能力。目前報道乳桿菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬和乳球菌屬具有較好的富硒能力。

柑橘、柚子等柑橘類水果果皮中含有豐富的果膠，是果膠最豐富的來源之一，果膠的成分為雜多糖，可為發酵菌種提供生長所需的營養物質（程善燕，2018）。因橙汁渣本身含有豐富的果酸，相對于不含橙汁渣發酵組，橙汁渣發酵組的pH 值更低，有利于乳酸菌的發酵，有研究指出，采用菌種發酵后的橙汁渣可以有效提高乳酸含量，降低pH 值，且發酵后的橙汁渣的氨基酸含量增加，推測橙汁渣組有機硒轉化效率較高可能是因為橙汁渣富含營養物質，且pH 較低，為菌種發酵提供了有利環境，菌種的發酵提高了橙汁渣的氨基酸含量，有利于無機硒富集轉化為以甲基硒代半胱氨酸為主的有機硒。

5 小結

通過本研究，以橙汁渣為發酵底物，通過生物發酵技術，亞硒酸鈉轉化為有機硒的轉化率可達99% 以上，其中甲基硒代半胱氨酸轉化率在72%以上。在家禽和水產中的應用發現，飼喂添加以甲基硒代半胱酸為主的有機硒飼料添加劑，其畜（水產）產品均可達到富硒標準。本研究對開發新的富硒畜（水產）產品提供了新思路。