降解大豆皮纖維優(yōu)勢(shì)復(fù)合菌群篩選及產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定

張開(kāi)磊，王寶維*，葛文華，張名愛(ài)，岳斌，王超，李兆祥

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)優(yōu)質(zhì)水禽研究所，國(guó)家水禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系營(yíng)養(yǎng)與飼料功能研究室，山東青島266109；2.山東嘉冠糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)寧272000）

降解大豆皮纖維優(yōu)勢(shì)復(fù)合菌群篩選及產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定

張開(kāi)磊1，王寶維1*，葛文華1，張名愛(ài)1，岳斌1，王超1，李兆祥2

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)優(yōu)質(zhì)水禽研究所，國(guó)家水禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系營(yíng)養(yǎng)與飼料功能研究室，山東青島266109；2.山東嘉冠糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)寧272000）

試驗(yàn)以大豆皮為試驗(yàn)材料，采用復(fù)合菌種進(jìn)行發(fā)酵，以便篩選出大豆皮飼料最佳優(yōu)勢(shì)復(fù)合菌群和最佳發(fā)酵工藝；同時(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定。采用納豆芽孢桿菌、乳酸菌、產(chǎn)阮假絲酵母菌和草酸青霉F67 4種菌種，通過(guò)對(duì)菌種、發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件進(jìn)行篩選，確定大豆皮最佳發(fā)酵工藝；并以鵝為試驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行代謝試驗(yàn)，評(píng)價(jià)大豆皮發(fā)酵產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。結(jié)果表明：混合菌種組合發(fā)酵顯著優(yōu)于單菌發(fā)酵；不同的氮源、無(wú)機(jī)鹽、溫度及發(fā)酵時(shí)間等對(duì)發(fā)酵效果有顯著影響；發(fā)酵大豆皮顯著改善其營(yíng)養(yǎng)利用價(jià)值，鵝營(yíng)養(yǎng)利用率顯著提高；4種優(yōu)勢(shì)復(fù)合菌種發(fā)酵大豆皮能夠顯著改善其營(yíng)養(yǎng)利用價(jià)值，提高產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)利用率。

大豆皮；纖維素；菌種篩選；發(fā)酵工藝；營(yíng)養(yǎng)利用率

大豆皮是大豆制油工藝的副產(chǎn)品,我國(guó)每年生產(chǎn)約1 000萬(wàn)～1 200萬(wàn)t。然而,由于大豆皮蛋白質(zhì)含量低,纖維素含量高,直接在飼料中使用營(yíng)養(yǎng)利用率很差；且其含有大量的脲酶、胰蛋白酶抑制因子等抗?fàn)I養(yǎng)因子,目前在畜禽利用上受到了一定的限制［1］。迄今為止,國(guó)內(nèi)外對(duì)大豆皮沒(méi)有進(jìn)行更加科學(xué)地商品化利用,只是將大豆皮簡(jiǎn)單地作為粗飼料部分代替常規(guī)飼料應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)中,利用效果不夠理想。在微生物發(fā)酵飼料方面,對(duì)于去皮豆粕發(fā)酵研究較深,而對(duì)于微生物發(fā)酵大豆皮沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)化的研究,大豆皮迄今品質(zhì)改良也沒(méi)有滿意的方法。如周旭等［2］采用3種益生菌發(fā)酵大豆皮,雖然在一定程度上提高了粗蛋白(CP)含量,但卻無(wú)法有效的降解大豆皮中粗纖維(CF),因此商品化利用受到一定的限制。為此,本試驗(yàn)通過(guò)大豆皮發(fā)酵菌種、培養(yǎng)基的篩選和發(fā)酵工藝的優(yōu)化,確定發(fā)酵大豆皮的最佳條件,旨在提高大豆皮中粗蛋白水平,降低大豆皮中粗纖維的含量,降解大豆皮中脲酶活性,提高發(fā)酵產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)利用價(jià)值。另外,通過(guò)代謝試驗(yàn)對(duì)發(fā)酵大豆皮飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)定,以便更好地進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和利用。

1 材料與方法

1.1 材料菌種和大豆皮納豆芽孢桿菌、產(chǎn)阮假絲酵母菌和乳酸菌,購(gòu)自中國(guó)微生物菌種保藏中心, F67(草酸青霉)由青島農(nóng)業(yè)大學(xué)優(yōu)質(zhì)水禽研究所從鵝腸道中分離獲得,已經(jīng)過(guò)中國(guó)科學(xué)院微生物研究所鑒定為草酸青霉并保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(微生物保藏編號(hào)：CGMCC No.2260)；大豆皮由山東嘉冠糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司提供,其粗纖維(CF)含量38.00%、粗蛋白(CP) 10.00%、鈣0.53%、磷0.18%、脲酶活性為0.7 U/g；麩皮市售,粗纖維含量為8.90%、粗蛋白11.95%、鈣0.11%、磷0.83%。試驗(yàn)鵝由國(guó)家水禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系示范基地萊陽(yáng)天森豁眼鵝繁育中心提供。發(fā)酵大豆皮經(jīng)農(nóng)業(yè)部飼料監(jiān)督檢測(cè)中心證明安全無(wú)毒。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 大豆皮發(fā)酵菌種的篩選將4個(gè)菌株雙菌混合和多菌混合分別接入固態(tài)大豆皮發(fā)酵培養(yǎng)基中,菌種組合為1+2、1+3、1+4、2+3、2+4、3+4、1+2+3、1+ 2+4、1+3+4、2+3+4、1+2+3+4(1代表草酸青霉、2代表乳酸菌、3代表納豆芽孢桿菌、4代表產(chǎn)阮酵母菌)進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn),測(cè)定產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

1.2.2 大豆皮發(fā)酵菌種的設(shè)計(jì)將擴(kuò)增好的草酸青霉、乳酸菌、納豆芽孢桿菌、產(chǎn)阮假絲酵母菌菌液分別用無(wú)菌水稀釋到1×107個(gè)/mL,分別接種到單一大豆皮發(fā)酵培養(yǎng)基上,同時(shí)將4個(gè)菌株混合根據(jù)［3］研究將4個(gè)菌種按比例2∶1∶2∶1(F67×2∶乳酸菌×1∶納豆芽孢桿菌×2∶產(chǎn)阮酵母菌×1,菌種數(shù)量比為1×107個(gè)/ mL∶1×107個(gè)/mL∶1×107個(gè)/mL∶1×107個(gè)/mL)接種到培養(yǎng)基中,確定最佳的接種量,進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn),測(cè)定產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

1.2.3 固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分組為麩皮5%、大豆皮95%、麩皮10%、大豆皮90%；麩皮15%、大豆皮85%、麩皮20%、大豆皮80%。進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn),測(cè)定產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

1.2.4 不同氮源和添加量的設(shè)計(jì)將尿素、硫酸銨、硝酸銨和草酸銨4種氮源,每種設(shè)4個(gè)水平的添加量,其添加量分別為1.0%、1.5%、2.0%和2.5%,進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn),測(cè)定產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

1.2.5 不同無(wú)機(jī)鹽和添加量設(shè)計(jì)將磷酸氫二鈉(Na2HPO4)、磷酸二氫鈉(NaH2PO4)、磷酸氫二鉀(K2HPO4)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、氯化鈣(CaCl2)、碳酸鈣(CaCO3)作為無(wú)機(jī)鹽其添加量為0.1%、0.2%、0.3%,進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn),測(cè)定產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

1.2.6 大豆皮發(fā)酵料水比的設(shè)計(jì)在不考慮大豆皮飼料(大豆皮+輔料)本身的含水量的基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)料水比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5(及分別加蒸餾水為25、16.66、12.5、10、8.33 mL),設(shè)定培養(yǎng)溫度為30℃,發(fā)酵72 h后測(cè)定產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

1.2.7 大豆皮飼料發(fā)酵溫度的設(shè)計(jì)根據(jù)篩選的適宜的接種量及料(大豆皮+輔料)水比設(shè)定溫度為25、30、35、40、45℃,發(fā)酵72 h后測(cè)定產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

1.2.8 大豆皮飼料發(fā)酵時(shí)間設(shè)計(jì)根據(jù)篩選的適宜的接種量、料(大豆皮+輔料)水比和溫度設(shè)定培養(yǎng)時(shí)間分別為24、36、48、60、72、84 h,測(cè)定產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

1.2.9 發(fā)酵大豆皮飼料營(yíng)養(yǎng)利用率采用12周齡五龍鵝進(jìn)行消化代謝試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)2個(gè)組,每個(gè)組3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)6只鵝；試驗(yàn)組飼喂發(fā)酵大豆皮飼料(含輔料),對(duì)照組飼喂未發(fā)酵大豆皮飼料(含輔料),試驗(yàn)階段預(yù)試期4 d,禁食1 d,正試期3 d,自由飲水。

1.3 測(cè)定的指標(biāo)與方法發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白(CP)采用Sweden生產(chǎn)的FOSS TECATOR QUALITY ASSURANCE設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)；真蛋白采用硫酸銅法測(cè)定；脲酶活性采用滴定法測(cè)定。粗纖維(CF)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)采用ANKOM公司生產(chǎn)的ANKOM2000 FiberAnalyzer(NY14450)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)；鈣(Ca)采用乙二胺匹乙酸二鈉(EDTA)絡(luò)合滴定法進(jìn)行測(cè)定；磷(P)采用BioSpec-1610核酸蛋白測(cè)定儀以比色法進(jìn)行檢測(cè)；小肽利用三氯乙酸氮溶指數(shù)法(TCA-NSI)進(jìn)行測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。顯著性檢驗(yàn)采用LSD法多重比較,P＜0.05和P＜0.01分別為差異顯著和極顯著水平,P＞0.05表示差異不顯著。試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果

2.1 不同單一菌種對(duì)大豆皮發(fā)酵效果的影響由表1可知,與對(duì)照組相比4個(gè)菌種均能顯著提高CP含量(P＜0.05)；顯著降低CF含量(P＜0.05)；NDF的含量F67降低幅度最大極顯著低于對(duì)照組(P＜0.01),乳酸菌組差異不顯著(P＞0.05),其他均顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)；ADF含量產(chǎn)阮酵母菌組降低幅度最大,極顯著低于對(duì)照組(P＜0.01),其他均顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。結(jié)果表明,4個(gè)菌種均具有提高大豆皮中粗蛋白水平、降低纖維素含量的作用。

表1 單菌固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn)產(chǎn)物的粗蛋白及纖維含量%

2.2 菌種組合對(duì)大豆皮發(fā)酵效果的影響由表2可知,三菌發(fā)酵,CP含量顯著高于雙菌發(fā)酵(P＜0.05),4個(gè)菌種發(fā)酵效果顯著高于雙菌發(fā)酵(P＜0.01),顯著高于3個(gè)菌種發(fā)酵(P＜0.05)；CF含量以4個(gè)菌種組最低,極顯著低于雙菌發(fā)酵(P＜0.01),顯著低于3個(gè)菌種發(fā)酵(P＜0.05)；NDF和ADF的含量呈現(xiàn)和CF含量一致的趨勢(shì)。結(jié)果表明,4個(gè)菌種組合發(fā)酵大豆皮效果最佳。

表2 混合菌株固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn)產(chǎn)物的粗蛋白及纖維含量%

2.3 固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基對(duì)大豆皮發(fā)酵效果的影響由表3可知,添加麩皮組能顯著提高發(fā)酵大豆皮中CP含量,提高發(fā)酵效果,當(dāng)麩皮的添加量為10%時(shí),纖維素降解幅度最大；經(jīng)混合發(fā)酵后大豆皮飼料(輔料)和發(fā)酵單一大豆皮相比蛋白質(zhì)含量提高19.80%,粗纖維含量降低17.24%。

2.4 無(wú)機(jī)氮源的不同添加量對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中蛋白及纖維含量的影響由表4可知,在固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn)中,尿素、氯化銨、草酸銨、硝酸銨這4種氮源加入均可以提高發(fā)酵產(chǎn)物真蛋白的含量；但在添加量一致的情況下,尿素、氯化銨對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的真蛋白含量極顯著高于其他各組(P＜0.01)。當(dāng)尿素和氯化銨添加量為2.0%時(shí)發(fā)酵產(chǎn)物的真蛋白含量最高,含量提高了68.13%,極顯著高于其他各組(P＜0.01),NDF、ADF和CF的含量最低,極顯著低于其他各組(P＜0.01)。表明,最佳的氮源為尿素和氯化銨,且添加量為2.0%。

表3 不同的發(fā)酵底物對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響%

表4 無(wú)機(jī)氮源不同添加量對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中蛋白及纖維含量的影響%

2.5 無(wú)機(jī)鹽對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響由表5可知,0.2%的Na2HPO4和0.3%的K2HPO4的添加效果最好,CP含量極顯著高于其他各組(P＜0.01),NDF、ADF和CF的含量極顯著低于其他組(P＜0.01),2組之間差異不顯著(P＞0.05)。Ca化合物的添加同樣能提高發(fā)酵產(chǎn)物的CP,在等添加量的情況下,碳酸鈣組CP含量顯著高于氯化鈣組(P＜0.05)；NDF、ADF和CF的含量顯著低于碳酸鈣組(P＜0.05)。其他無(wú)機(jī)鹽均能提高發(fā)酵底物中CP含量,降低NDF、ADF和CF的含量。結(jié)果表明,無(wú)機(jī)鹽對(duì)大豆皮的發(fā)酵有顯著促進(jìn)作用,Na2HPO4、K2HPO4及CaCO3適宜添加比例分別為0.3%、0.2%和0.3%。

2.6 料水比對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響由表6可知,隨著料(大豆皮+輔料)水比的增加,CP含量先增加后降低,當(dāng)料水比為1∶3時(shí)發(fā)酵產(chǎn)物的粗蛋白含量達(dá)到最高,極顯著(P＜0.01)高于其他各組；CF的含量最低,極顯著(P＜0.01)低于其他各組；NDF和ADF含量也是最低,顯著(P＜0.05)低于料水比為1∶2和1∶5,極顯著(P＜0.01)低于其他各組。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,并考慮到后期烘干成本,可選擇1∶3作為發(fā)酵適宜的料水比。

2.7 溫度對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響由表7可知,隨著溫度的升高,發(fā)酵產(chǎn)物的粗蛋白含量逐漸升高,當(dāng)溫度達(dá)到30℃時(shí)CP最高含量為15.25%,極顯著高于其他溫度條件的含量(P＜ 0.01),NDF、ADF、CF含量最低分別為36.15%、29.69%、22.00%,顯著低于其他各組(P＜0.05)；但繼續(xù)升高溫度,粗蛋白含量反而有所下降,說(shuō)明復(fù)合菌種發(fā)酵適宜溫度為30℃。

表5 無(wú)機(jī)鹽對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響%

表6 料水比對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響%

表7 溫度對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響%

2.8 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響由表8可知,隨著發(fā)酵時(shí)間的增長(zhǎng),發(fā)酵產(chǎn)物中CP呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為72 h時(shí),CP含量到達(dá)最高,顯著高于其后發(fā)酵時(shí)間時(shí)的含量(P＜0.05),極顯著高于72 h之前發(fā)酵時(shí)間時(shí)的含量(P＜0.01)；雖然隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)NDF、ADF、CF的含量一直在下降,而CP含量也在下降,表明,發(fā)酵時(shí)應(yīng)選擇合適的發(fā)酵時(shí)間且以72 h為宜。

2.9 發(fā)酵大豆皮飼料營(yíng)養(yǎng)利用率由表9可知,發(fā)酵后大豆皮飼料營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生了顯著變化,CP含量特別是小肽含量顯著升高,CF、NDF和ADF極顯著降低,脲酶活性為0。由表10可知,發(fā)酵大豆皮CP、CF、NDF和ADF的利用率極顯著高于未發(fā)酵大豆皮(P＜0.01),與于未發(fā)酵大豆皮飼料比較,發(fā)酵大豆皮飼料CP、CF、ADF及NDF利用率分別提高了22.24%、30%、7.44%和5.7%；Ca利用率提高了2.79%(P＞0.05)；P的利用率提高了13.33%(P＜0.05)；大豆皮飼料發(fā)酵(含輔料)后小肽利用率高達(dá)99.73%。表明發(fā)酵使大豆皮飼料(含輔料)品質(zhì)得到明顯改善,養(yǎng)分利用率也得到了提高。

表8 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白及纖維含量的影響%

表9 發(fā)酵前后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比較

表10 發(fā)酵前后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率比較%

3 討論

3.1 菌種選擇對(duì)大豆皮發(fā)酵的影響姜曉霞等［3］研究表明,F67產(chǎn)的果膠酶能提高機(jī)體對(duì)飼料中纖維、蛋白質(zhì)、鈣、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率；張名愛(ài)等［4］研究表明,草酸青霉能夠產(chǎn)生纖維素酶和果膠酶；文少白等［5］研究表明,纖維素酶和果膠酶能改善細(xì)胞壁成分的消化性,破壞組織結(jié)構(gòu)；付弘贇等［6］研究表明,芽孢桿菌和乳酸菌能降解豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收；陳兵等［7］研究證實(shí),納豆芽孢桿菌能提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能和營(yíng)養(yǎng)利用率；葉丙奎［8］研究表明,芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌能利用糖類物質(zhì)迅速增殖,基質(zhì)中的無(wú)機(jī)氮被利用而轉(zhuǎn)化為菌體自身的有機(jī)氮(蛋白質(zhì)),從而使基質(zhì)物料的真蛋白質(zhì)水平大大提高。龍方羽等［9］利用草酸青霉(F67)等微生物發(fā)酵秸稈研究結(jié)果表明,飼料中的真蛋白含量提高了136%,CP含量提高了148%；由此可見(jiàn),發(fā)酵飼料中蛋白質(zhì)含量的提高是微生物作用的結(jié)果。上述研究表明,草酸青酶、納豆芽孢桿菌、乳酸菌和產(chǎn)阮假絲酵母菌均具有益生作用。

本試驗(yàn)選擇的上述4種發(fā)酵菌種,其中F67能夠?qū)⒋蠖蛊ぶ械睦w維素降解為單糖供其他3個(gè)菌種利用,同時(shí)將大豆皮細(xì)胞壁降解,將細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)析出,為后續(xù)菌種利用提供條件；納豆芽孢桿菌能夠降解大豆皮中主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子(脲酶),同時(shí)具有清香味,賦予產(chǎn)品特殊的味道；產(chǎn)軟假絲酵母菌能夠利用F67產(chǎn)生的單糖快速生長(zhǎng),并將添加的基質(zhì)中的無(wú)機(jī)氮徹底利用而轉(zhuǎn)化為菌體自身的有機(jī)氮(蛋白質(zhì)),這是蛋白質(zhì)含量提高的主要原因；以上3個(gè)菌種的生長(zhǎng)可以消耗大量的氧,維持發(fā)酵過(guò)程中的厭氧環(huán)境進(jìn)而為乳酸菌生長(zhǎng)提供條件,乳酸菌在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生乳酸,與納豆芽孢桿菌一起共同賦予大豆皮產(chǎn)品清酸香味。以上4個(gè)菌種相互促進(jìn),又相互拮抗,復(fù)合發(fā)酵能夠顯著增加大豆皮中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量、提高動(dòng)物適口性與營(yíng)養(yǎng)利用率、降解大豆皮有毒有害物質(zhì)和對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)具有益生作用。關(guān)于微生物復(fù)合發(fā)酵協(xié)同作用機(jī)理有待于繼續(xù)研究。

3.2 發(fā)酵培養(yǎng)基對(duì)大豆皮發(fā)酵的影響本試驗(yàn)選用大豆皮是不溶性的碳水化合物,屬于中能量低蛋白質(zhì)粗飼料,其自身的含氮物質(zhì)很少。麩皮中含有豐富的維生素和礦物質(zhì),能夠調(diào)節(jié)發(fā)酵基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng),它還是一種很好的膨松劑,同時(shí)也可作為輔助氮源［10］。本試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)尿素添加量超過(guò)2.0%時(shí),雖然真蛋白含量略有提高,但尿素殘留量也隨之明顯上升,發(fā)酵產(chǎn)物有明顯的刺鼻性氣味,影響產(chǎn)品的質(zhì)量。從經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)實(shí)踐的角度考慮,雖然氯化銨能顯著提高真蛋白含量,但價(jià)格較貴,在實(shí)際生產(chǎn)中可選擇1.5%尿素為發(fā)酵氮源。

在本試驗(yàn)中0.2%的Na2HPO4的添加效果最好, CP含量較其他組含量最高；添加0.2%CaCI2和0.3%的CaCO3可以使發(fā)酵產(chǎn)物中的CP含量提高至15.85%和13.07%,但CaCl2的效果不如CaCO3。在實(shí)際生產(chǎn)中,碳酸鈣效果成本都優(yōu)于氯化鈣,綜合考慮以上情況,確定大豆皮發(fā)酵飼料中較合適的無(wú)機(jī)鹽為0.2%的Na2HPO4和0.3%碳酸鈣。

3.3 發(fā)酵工藝對(duì)大豆皮發(fā)酵效果的影響王龍昌等［11］研究表明,微生物活性與水分含量成正相關(guān), Kanekar等［12］利用乳酸菌發(fā)酵豆粕,取得了同樣的研究結(jié)果。本試驗(yàn)結(jié)果表明,在料(大豆皮+輔料)水比為1∶3的時(shí)候,發(fā)酵效果最佳,此時(shí)CP含量為15.59%達(dá)到較高的水平。這表明料水比為1∶3時(shí),發(fā)酵底物所含水分適合發(fā)酵,適合菌種的生長(zhǎng)。

由于混合發(fā)酵涉及4種不同菌種的共同生長(zhǎng),因而選擇合適的發(fā)酵溫度,平衡各個(gè)微生物之間的生長(zhǎng)繁殖,對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量有著十分重要的影響［13］。在本試驗(yàn)中,在溫度為30℃時(shí)CP含量到達(dá)最高為15.25%。過(guò)高的溫度可使蛋白質(zhì)初步變性,造成微生物體內(nèi)的酶活性降低和微生物繁殖速度減慢,從而使菌體蛋白合成量減少。但在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件,合理調(diào)節(jié)發(fā)酵時(shí)間。

3.4 大豆皮飼料(含輔料)發(fā)酵對(duì)營(yíng)養(yǎng)利用率的影響Puniya等［14］研究表明,發(fā)酵豆粕中真蛋白含量顯著提高；周伏忠等［15］研究表明,發(fā)酵豆粕產(chǎn)物中小分子蛋白肽含量顯著增加,并且能夠顯著提高肉雞的營(yíng)養(yǎng)利用率。本試驗(yàn)中,大豆皮經(jīng)過(guò)發(fā)酵后(含輔料)菌體蛋白含量增加,各種氨基酸搭配合理、種類齊全,原料中不易被畜禽吸收利用的各類植物大分子物質(zhì)被分解成利于動(dòng)物吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),提高了發(fā)酵大豆皮飼料(含輔料)的利用率,使原來(lái)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的大豆皮,轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)全面、更易于吸收的生物蛋白飼料,從而提高喂養(yǎng)對(duì)象的生產(chǎn)能力和畜產(chǎn)品質(zhì)量。

4 結(jié)論

采用4個(gè)優(yōu)勢(shì)復(fù)合菌種發(fā)酵單一大豆皮,與未發(fā)酵的大豆皮比較,CP含量提高了23.52%,CF含量降低了24.94%,脲酶含量為0。與單菌發(fā)酵大豆皮結(jié)果比較,CP含量提高19.11%,CF含量降低12.53%。結(jié)果表明混合菌種發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵。

采用優(yōu)勢(shì)復(fù)合菌種發(fā)酵大豆皮飼料(含輔料),與未發(fā)酵大豆皮飼料(含輔料)比較,發(fā)酵大豆皮飼料的CP含量提高了46.20%,CF、ADF及NDF分別降低了39.51%、39.32%和46.25%,脲酶含量為零,真蛋白含量提高了68.13%,特別是小肽含量達(dá)到2.13%。結(jié)果表明大豆皮配方(含輔料)發(fā)酵,優(yōu)于大豆皮單一發(fā)酵,能夠有效地改變了大豆皮營(yíng)養(yǎng)成分。

輔料培養(yǎng)基中麩皮最適添加量為10%；最佳氮源為尿素,添加量為1.5%；最佳無(wú)機(jī)鹽為磷酸氫二鈉和碳酸鈣,其添加量分別為0.2%和0.3%。

與于未發(fā)酵大豆皮飼料(含輔料)比較,發(fā)酵大豆皮飼料(含輔料)的CP、CF、ADF及NDF利用率分別提高了22.24%、30%、7.44%和5.7%,Ca利用率提高了2.79%,P的利用率提高了13.33%；小肽利用率高達(dá)至99.73%。結(jié)果表明,發(fā)酵大豆皮飼料(含輔料)營(yíng)養(yǎng)利用率得到明顯改善,屬于優(yōu)質(zhì)生物飼料。

［1］王繼強(qiáng),張波.一種新的飼料資源-大豆皮［J］.飼料研究, 2003,（11）:24-25.

［2］周旭,王春璈,李兆祥.復(fù)合微生物發(fā)酵大豆皮飼料及其制備方法［P］.中國(guó),發(fā)明專利,CN102524525A,2012-07-04.

［3］姜曉霞,王寶維,孫鵬,等.鵝源草酸青霉所產(chǎn)果膠酶對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能及血液生化指標(biāo)的影響［J］.中國(guó)家禽,2009,31（24）:9-11.

［4］張名愛(ài).鵝源優(yōu)勢(shì)菌群及纖維素分解菌的分離鑒定［D］.青島:萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院,2006.

［5］文少白,李勤奮,侯憲文,等.微生物降解纖維素的研究概況［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26（1）:231-236.

［6］付弘贇,李呂木,蔡?，?等.菌種和發(fā)酵條件對(duì)豆粕中胰蛋白酶抑制因子、凝集素的影響［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2008, 14（13）:31-33.

［7］陳兵,何世山,朱鳳香,等.納豆芽孢桿菌劑對(duì)AA雞生產(chǎn)性能和十二指腸消化酶的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003,15（5）:289-290.

［8］葉丙奎.混菌固態(tài)發(fā)酵對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及生長(zhǎng)育肥豬生產(chǎn)性能的影響［D］.楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué),2009.

［9］龍芳羽.鵝源纖維素分解菌固態(tài)發(fā)酵秸稈工藝的研究［D］.青島:青島農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

［10］何粉霞,劉國(guó)琴,李琳.小麥麩皮和大豆皮的綜合開(kāi)發(fā)利用［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工,2009,（3）:53-55.

［11］王龍昌,玉井理,永田雅輝,等.水分和鹽分對(duì)土壤微生物活性的影響［J］.墾殖與稻作,1998,（3）:40-43.

［12］Kanekar P,Joshi N,Sarnaik S,et al.Effect of fermentation by lactic acid bacteria from soybean seeds on trypsin inhibitor（TI）activity［J］.Food Microbiol,1992,9（3）:245-249.

［13］楊玉芬,喬利.發(fā)酵溫度和時(shí)間對(duì)豆粕發(fā)酵品質(zhì)的影響［J］.北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,25（4）:18-20.

［14］Puniya A K,Singh S,Kumar C G,et al.Single cell protein:a promising dietary substitute［J］.Indian J Experimental Biol,1995, 33（8）:545-551.

［15］周伏忠,謝寶恩,賈蘊(yùn)麗,等.幾株益生菌發(fā)酵豆粕及其產(chǎn)物分析［J］.飼料工業(yè),2007,28（6）:35-37.

S835.5

A

0258-7033（2015）09-0042-06

2014-05-09；

2014-11-14

國(guó)家水禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)基金（CARS-43-11）；青島市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（12-1-3-17-nsh）

張開(kāi)磊（1988-），男，山東日照人，碩士研究生，從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與保健研究，E-mail：zklc311@163.com

* 通訊作者：王寶維，教授，研究生導(dǎo)師，E-mail：wangbw@qau.edu. cn