枯草芽孢杆菌固态发酵米糠及其对临武鸭生长性能的影响

欧荣娣，邢月腾，范觉鑫，张 彬，李丽立

（1.湖南农业大学动物科学技术学院，长沙 410128；2.中国科学院亚热带农业生态研究所动物生态营养与健康养殖联合实验室农业生态工程重点实验室，长沙 410125）

米糠是稻谷加工后的副产物，主要用作畜禽饲料，含有64%的稻米营养素[1]。但在我国其所具有的营养价值和资源效益并未得到充分发挥，造成一定的资源浪费。同时，微生态制剂作为一种绿色环保、安全有效的饲料添加剂，在畜禽饲料中应用越发广泛，但是对于如何合理、高效的使用该类产品还存在一定争议[2]。本试验利用枯草芽孢杆菌固态发酵米糠，并拌入日粮中饲喂临武鸭测定其生长性能，以期优化发酵路线，合理利用米糠，并为枯草芽孢杆菌制剂在肉鸭生产中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验菌种

试验所选菌种为中国科学院亚热带农业生态研究所动物生态营养与健康养殖联合实验室在猪回肠中筛选保存的枯草芽孢杆菌，其赖氨酸（Lys）产量为33.05μg·mL-1。

1.1.2 试验动物

选择1日龄体重接近、健康状况良好的雌性临武鸭240羽，由湖南临武舜华鸭业发展有限责任公司提供。

1.2 米糠发酵参数优化

1.2.1 枯草芽孢杆菌生长曲线的绘制

取250mL三角瓶若干，标记好培养时间。设置培养时间梯度 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12 h，每个梯度设置3个平行。将菌株PL83在LB液体培养基中37℃、200 rpm恒温振荡培养16～18 h，然后在含有100mL LB培养基的39个250mL锥形瓶中分别接入菌液1mL，37℃恒温摇床200 rpm振荡培养。在相对应的时间取出三角瓶测定菌液OD600值。根据OD600值绘制芽孢杆菌生长曲线。

1.2.2 米糠固态发酵条件优化

本试验拟对影响发酵效果的3个因素进行3水平的考察，分别为水分含量35%、45%、55%，菌种添加量1%、3%、5%和发酵时间l、3、5 d，发酵温度为37℃，粗蛋白质测定方法参照GB/T6432-94（饲料中粗蛋白质测定方法）。

1.2.3 发酵前后营养物质的变化

主要测定发酵前与发酵优化后产物氨基酸含量变化。氨基酸测定方法参照GB/T18246-2000（饲料中氨基酸的测定）。

1.3 临武鸭饲喂发酵米糠试验

1.3.1 饲养饲料

试验基础饲粮不添加任何抗生素，其营养水平参照美国NRC（1994）肉鸭营养需要和临武鸭对Lys营养需要进行设计，米糠根据试验结果所确定的最佳发酵工艺条件进行扩大发酵，发酵后的产品风干后配合成全价料。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 饲粮组成与营养水平 DM

1.3.2 试验设计

采用单因子随机设计，选择1日龄体重接近、健康状况良好的雌性临武鸭240羽随机分为4组，每组3个重复，每个重复20羽。对照组饲喂基础饲粮；抗生素组在基础饲粮中添加金霉素（有效含量15%）150mg·kg-1；试验Ⅰ和Ⅱ组分别在基础饲粮中添加枯草芽孢杆菌5×108和5×1010cfu·kg-1，并去除赖氨酸添加剂（0.15%）[3]。仔鸭于室内同一环境下网上平养，每重复1栏，电热控温，自由采食和饮水，免疫接种、疾病预防和消毒等按常规方法进行，试验期21 d。

1.4 测定指标与方法

饲养试验开始和结束时，对各重复鸭进行称重，记录初始重和末重，计算各重复鸭平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料重比（F/G），统计死亡率。

1.5 统计分析

试验数据采用SPSS 21.0统计软件的GLM ANOVA进行显著性分析，Duncan's法进行多重比较，结果以“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 PL83菌株生长曲线

枯草芽孢杆菌PL83的生长曲线见附图。

附图 PL83菌株的生长曲线

由附图可知，0～4 h为菌体生长停滞期，菌体数量极少；从4 h后进入对数生长期，菌体数量急剧增多；9 h后处于生长的稳定期，菌体生长缓慢；11 h后，菌体开始进入生长的衰亡期，菌数明显减少。因此，发酵时接种约9～10 h的菌体进入对数生长末期，既可保持高的细菌活力，又可获得尽可能多的菌数。此时菌液OD值为1.73，通过平板计数法，测得菌液含菌量为1.5×109cfu·mL-1。

2.2 米糠固态发酵参数优化

试验直观分析见表2，不同发酵条件粗蛋白质含量的单因变量方差分析见表3。

试验结果表明，在不同条件米糠发酵中，发酵时间对粗蛋白质含量作用最大，其次是水分，最后是菌体种子接种量，但后两者所起作用差异不显著。从表2可知，当水分含量为35%、接种量为3%、发酵时间为5 d时，发酵产物的粗蛋白质含量最高。

表2 试验直观分析

表3 不同发酵条件粗蛋白质含量的单因变量方差分析

2.3 发酵米糠成分分析结果

选择粗蛋白质含量最高的发酵产物，采用氨基酸自动分析仪分析发酵前后产品中氨基酸的含量，米糠发酵前后氨基酸的含量见表4。

由表4可知，米糠经过固体发酵后，15种氨基酸中，有13种氨基酸组分不同程度提高，其中赖氨酸含量提高22.83%，缬氨酸含量提高37.66%，脯氨酸提高43.06%，只有丙氨酸、半胱氨酸含量减少。

2.4 饲喂发酵米糠对临武鸭生产性能的影响

枯草芽孢杆菌PL83对21日龄临武鸭生长性能的影响见表5。

根据实验室米糠固态发酵条件优化得出的结果，选择水分含量为35%、接种量为3%、发酵时间为5 d的条件进行米糠扩大发酵，其发酵产品风干后制成配合饲料饲喂1日龄临武鸭。

表4 米糠发酵前后氨基酸的含量

表5 枯草芽孢杆菌PL83对21日龄临武鸭生长性能的影响

3 讨 论

3.1 米糠固态发酵条件优化

通常以米糠为主要发酵基质时，含水量应以捏紧米糠指缝渗水且米糠能松散为宜，若含水量较少，菌体生长代谢所需水分可能不足；而水分过多，米糠成糊状，将影响菌体的需氧性和活动性。另外，菌液接种量决定了菌种在发酵过程中生长繁殖的速度。发酵时间也是衡量发酵效果的重要因素，发酵前期基质营养丰富，此时菌体大量繁殖，生成大量菌体蛋白；到了后期，基质的营养不能满足菌体生长需要，发酵菌体就会进入衰亡期，同时也会增加染菌机会和生产成本[4]。试验结果表明，在3个影响因子共同作用下，其影响力为发酵时间＞水分含量＞接种量，且在发酵时间5 d、水分含量35%、接种量3%的条件下，发酵产物粗蛋白质含量最高可达20.34%。

3.2 发酵米糠成分

本试验通过对米糠发酵产物进行氨基酸分析，结果显示，测定的15种氨基酸中，绝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%，缬氨酸含量提高37.66%，赖氨酸含量提高22.83%，只有丙氨酸、半胱氨酸含量减少，这可能是因为在发酵过程中用于细菌的生长，且这两种氨基酸都属于非必须氨基酸，对于饲料的营养价值影响不大。

3.3 饲养试验

目前国内外关于枯草芽孢杆菌对畜禽生产性能影响的研究较多，多集中在猪和鸡，对在鸭生产中的应用研究相对较少。刘小英在樱桃谷肉鸭饲料中添加枯草芽孢杆菌2.0×109cfu·kg-1，提高了肉鸭的增重，降低了料肉比[5]。刘晓琳等研究表明，在樱桃谷肉鸭饲粮中添加枯草芽孢杆菌1.0×1010cfu·kg-1对肉鸭的增重有极显著的促进作用，育成率也大幅提高[2]。王敏奇等在绍兴鸭饲料中添加枯草芽孢杆菌1.0×105cfu·g-1，显著提高绍兴鸭产蛋率（P＜0.05）[6]。韩廷义对樱桃谷肉鸭饲喂含枯草芽孢杆菌制剂0.5%的饲粮后，体重增加，试验末期体重可提高15.52%，料重比显著降低[7]。Sheng等研究表明，在饲粮中添加枯草芽孢杆菌0.2%和0.4%，可显著改善麻鸭的日增重和饲料转化效率[8]。本试验中添加枯草芽孢杆菌YB83 5.0×108和5.0×1010cfu·kg-1的试验组与对照组相比平均日增重分别提高0.72%和0.82%，料重比分别改善0.14%和0.19%，两组间无显著差异（P＞0.05），与郑春芳等研究结果一致[9]。翟玲等在雏公鸡基础日粮中添加枯草芽孢杆菌制剂0.75 g·kg-1，结果表明，与对照组相比，日粮中添加枯草芽孢杆菌分别提高前期肉鸡的体质量和日增重（P＞0.05），后期肉鸡的体质量和日增重分别提高6.72%（P＜0.05）和13.69%（P＜0.05），全程肉鸡的体质量和日增重分别提高6.75%（P＜0.05）和8.22%（P＜0.05）；枯草芽孢杆菌对肉鸡采食量影响不显著（P＞0.05）；料重比在试验前期有所提高，试验后期和全程均呈下降趋势，但差异不显著（P＞0.05）；试验组肉鸡血清中总抗氧化能力（T-AOC）、谷胱甘肽过氧化物酶（SOD）、超氧化物歧化酶（GSH-Px）分别比对照组提高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，但差异不显著（P＞0.05），枯草芽孢杆菌可提高肉鸡的抗氧化能力、减少氧化应激，提高肉鸡生长性能[10]。其改善效果不显著，但已朝好的方向发展，原因可能是饲喂临武鸭时间短暂。添加枯草芽孢杆菌YB83能极显著地降低临武鸭的死亡率，其原因是枯草芽孢杆菌YB83能增强临武鸭的免疫机能及抑制肠道内有害菌的生长，从而达到减少疾病、提高成活率的效果。金霉素对临武鸭的生长表现出一定的促进作用，其效果要优于枯草芽孢杆菌YB83，但长时间的使用会引起药物残留、耐药性等问题。在本试验中，高剂量枯草芽孢杆菌YB83试验组比低剂量试验组对临武鸭生产性能的改善作用并不显著，与Li等结果吻合[11]。可能是由于过量的微生物存在于肠道，使肠道蠕动增强，因此影响了营养的消化吸收；其他的有益微生物被改变以至于共存环境被破坏，因此存在枯草芽孢杆菌的剂量效应。

4 结论

枯草芽胞杆菌的最佳生长时间为9～10 h，米糠固态发酵的最佳条件为发酵时间5 d、水分含量35%、接种量3%，其蛋白质含量可提高到20.34%。日粮中添加枯草芽孢杆菌可有效的提高临武鸭平均日增重，降低料肉比和死亡率。但枯草芽孢杆菌的添加效果还受到日粮组成、动物的种类、年龄、饲养环境条件等因素的影响和制约。因此，枯草芽孢杆菌的适宜添加量还需要进一步研究。

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