“香蕉茎叶青贮饲料加工技术研究”项目通过成果鉴定

2014年5月18日，广西科技厅组织专家在南宁对广西农业科学院农产品加工研究所、广西广联饲料有限公司、江西中德食品工程研究中心共同完成的 “香蕉茎叶青贮饲料加工技术研究”课题进行科技成果鉴定。鉴定委员会听取了汇报，审阅了相关材料，经质询和讨论，形成了如下鉴定意见：

1. 课题提供的资料齐全，数据可信，符合鉴定要求。

2. 课题分离、筛选获得乳酸菌株2株、泡盛曲霉菌株1株、产朊假丝酵母菌1株，并开发出一种适合香蕉茎叶青贮发酵的由植物乳酸杆菌菌株、产朊假丝酵母、耐高温胞外单宁酶组成的混合微生物冻干菌剂。

3. 课题鉴定出的植物乳杆菌1株被中国微生物菌种保藏中心保存，产单宁酶的泡盛曲霉菌株1株已在NCBI（美国国立生物技术信息中心）获得新菌种序列。

4. 课题应用研发的混合微生物冻干菌剂进行香蕉茎叶青贮饲料的发酵，粗蛋白由9.22%提高到10.9%、纤维素由15.1%降低到12.6%、单宁由7.27%降低到5.87%。

5. 课题建立香蕉茎叶青贮饲料生产线1条，试制青贮饲料180 t。

6. 课题申请发明专利2件，编制企业标准2项，发表论文6篇。

7. 课题在植物乳杆菌和泡盛曲霉菌株的分离、筛选、鉴定等方面具有较大的创新性。

综上所述，鉴定委员会认为该成果居国内同类技术研究领先水平，同意通过鉴定。

1 立项背景和意义

广西有着丰富的香蕉资源。广西土地面积宽、劳动力资源丰富、气候适合香蕉生长。在国家和广西自治区政府高度重视之下，香蕉因其投资少、效益高、收益快等特点发展迅速。2009年广西香蕉种植总面积约为70 666 hm2，总产量达到210万t，约占世界香蕉产量的2.2%，占国内产量的21.8%，国内市场占有率约18%，种植面积和产量在国内居第二位，仅次于广东。香蕉产业已成为广西继蔗糖产业后的农业新支柱，与粮食、糖蔗、木薯、桑蚕、柑橘、葡萄、油茶、罗非鱼、奶水牛一起被列为广西10大农业产业。

香蕉的茎叶是香蕉生产的主要副产品。广西年产香蕉210万t，茎叶杆等副产物量高达245-315万t。长期以来这些茎叶、果轴等产物往往被作为废弃物处理，不仅污染环境，也造成了很大的浪费。研究发现，香蕉果轴中含有大量的纤维素和半纤维素，香蕉茎叶中含有蛋白质、脂肪、纤维素等营养物质，如香蕉茎叶干物质中含有23.7%的粗纤维，6.4%的粗蛋白，0.8%的粗脂肪和56%的无氮浸出物。与其他农作物秸秆相比，其无氮浸出物含量丰富，粗纤维含量低，营养价值和能量高，可作为优质的饲料资源。如将香蕉茎秆加工成青贮饲料，仅广西就可年产青贮饲料60万t。

我国的国情决定了国内粮食供应主要立足于自给，而人口的增加和基本耕地面积的相对减少给国家粮食安全带来了隐患。因此如能以香蕉茎叶等副产物为原料，开发成优质的青贮饲料，发展“节粮型”畜牧业，可节省大量粮食，大大缓解“人畜争粮”和“猪牛争料”的矛盾，对我国粮食安全有重要意义。

青贮饲料作为草食家畜饲料，对充分利用农作物资源，促进畜牧业的科学发展，扩大饲料资源、降低饲料成本，循环发展农牧业，减少环境污染，提高农民增收等一系列国计民生都有着巨大的现实意义和深远的战略意义。随着中国畜牧业产业化发展的进程加快，传统青贮饲料的方式和数量已经远远不能满足现代畜牧业的需求。因此，突破传统模式，利用香蕉茎叶等副产物开发新的青贮饲料生产工艺，有助于打破我国畜牧业发展制约瓶颈，促进农业循环经济发展。

本项目以香蕉茎叶等副产物为研究对象，开发出优质的香蕉茎叶青贮饲料。项目符合国家农业部制订的《全国农村及农业发展第十一个五年规划》中提出的“在优势开发区域，大力发展粮食、经济作物、畜产品、水产品及其副产品的精深加工与循环利用，提高产品科技含量和附加值”，以及《中国国民经济和社会发展十一五规划纲要》中提出“提高农业科技创新和转化能力，加快农作物和畜禽水产良种繁育、饲料饲养、疫病防治、资源节约、污染治理等技术的研发和推广”，和《广西壮族自治区中长期科学和技术发展规划纲要》“畜禽、水产养殖专项”中提出的“研究开发粗饲料资源高效利用技术”。项目符合国家发展“节粮型”畜牧业和对农产品副产品进行精深加工的政策，也是对自治区政府相关规划的贯彻实施。项目对提升广西地区香蕉副产品资源加工利用水平，充分利用香蕉资源，节约粮食资源，减少环境污染，延长产业链，对广大农户增收，提高农村经济，解决广西地区“三农”问题有重要意义。

2 应用领域和技术原理

2.1 应用领域

项目以香蕉茎叶等副产物为研究对象，开发出优质的香蕉茎叶青贮饲料，紧抓住国家农业部提出的“在优势开发区域，大力发展粮食、经济作物、畜产品、水产品及其副产品的精深加工与循环利用，提高产品科技含量和附加值”文件精神，围绕广西区特色水果副产物的精深加工与循环利用领域，开展香蕉茎叶青贮饲料的相关加工技术研究，开发低值高效的替代饲料产品，既有效地利用了广西区特色水果副产物资源，又符合国家发展“节粮型”畜牧业和对农产品副产品进行精深加工的政策，又对提升广西地区香蕉副产品资源加工利用水平，充分利用香蕉资源，节约粮食资源，减少环境污染，延长产业链，对广大农户增收，提高农村经济，解决广西地区“三农”问题有重要意义。

2.2 技术原理

香蕉生产时产生大量的茎叶、果轴，其富含蛋白质、纤维素和维生素等营养成分，是一种优质的青贮饲料原料。目前广西区内饲料缺口巨大，低价高质量的饲料替代品成为养殖业追求的目标，如以香蕉茎叶青贮饲料替代30%-50%反刍动物青鲜饲料，即可为农户节约大量养殖成本。项目利用香蕉茎叶、果轴为原料，利用微生物纯培养技术与分子生物学技术结合，分离、筛选出性能优良的高产乳酸的乳酸菌和高产蛋白的酵母菌菌株，并将其应用在香蕉茎叶青贮饲料生产的固态复合发酵研究中，提高其乳酸和蛋白含量，并结合单宁酶除去香蕉茎叶中的单宁，开发出优质的香蕉茎叶青贮饲料。可充分利用香蕉资源，提高广西地区香蕉产业加工利用水平。

2.3 课题实施成效和技术亮点

① 针对香蕉茎叶青贮特性，筛选获得高效菌株7株

根据香蕉茎叶高纤维素、高含水量、低蛋白及高含单宁酸的特点，利用微生物纯培养技术，从植物发酵混合物中分离筛选得到菌株7株，其中高产乳酸的菌株4株，为乳酸球菌1株，乳酸杆菌3株；高效降解单宁酸的细菌1株，为肉毒梭状芽孢杆菌；高效降解单宁酸的真菌菌株2株，为黑曲霉和泡盛曲霉各1株；从3株产朊假丝酵母菌中筛选出适用于香蕉茎叶青贮发酵的菌株1株。其中高效降解单宁酸的真菌菌株经分子生物学方法鉴定为泡盛曲霉Aspergillus awamori，并已在NCBI申请新菌种序列，GenBank菌种序列号：JQ728449。

② 针对广西气候条件，提取高温稳定性胞外单宁酶

项目筛选获得的高产单宁酶的泡盛曲霉，其所产胞外单宁酶耐高温性能优越，90℃保温1h仍能保持88%的酶活，其热稳定性良优于目前研究报道的大部分单宁酶，尤其适合应用于广西湿热气候条件下香蕉茎叶的青贮。

③ 构建多菌种混合发酵的香蕉茎叶青贮饲料生产模式，开发优质青贮饲料产品

采用微生物混合发酵的方式对香蕉茎叶进行青贮，以植物乳酸杆菌发酵降低pH并提高适口性，以产朊假丝酵母发酵提高粗蛋白含量，以泡盛曲霉的胞外单宁酶降低单宁含量， 经混合发酵制得的香蕉茎叶青贮料具有良好的酸香味、颜色亮、质地柔软，香蕉茎叶饲料中粗纤维含量及单宁含量分别降低了21.22%和19.9%，粗蛋白含量提高了38.33%，且混合发酵方式将香蕉茎叶的青贮周期从以往的60天缩短至30天，有效地提高了香蕉茎叶青贮饲料发酵效率。

④ 研究青贮条件逐级放大的技术条件，进行中试生产

首次将参数控制和函数集解应用到香蕉茎叶青贮条件逐级放大的技术条件研究中，针对青贮等级扩大后，发酵菌对营养物质和水分更加严格的要求，及物料量大，发酵过程中容易影响菌丝正常生长，造成发酵夹心等现象，采取逐级放大、逐步优化的原则，确立了香蕉茎叶青贮中试生产最佳工艺流程。同时不同级别的放大工艺，可同时满足农户简单的小批量制备和工厂产业化生产的需求，为香蕉茎叶青贮饲料的进一步推广奠定基础。

⑤ 开发香蕉茎叶青贮的微生物复合冻干菌剂

应用项目研究成果，首次开发出一种适合香蕉茎叶青贮发酵的包含植物乳酸杆菌菌株、产朊假丝酵母、耐高温胞外单宁酶的混合微生物冻干菌剂，冻干菌剂在菌体活力、保质期及发酵效果等方面远优于传统菌剂，且操作简单，直接以水溶解各部分培养基和菌剂，常温下复活后即可用于香蕉茎叶青贮饲料制备，便于推广，适合产业化生产及向农户推广，为国内首创，现已申请国家发明专利（专利申请号：201210403751.9，201310584256.7）。

⑥ 建立中试生产，进一步推广和应用项目成果

项目研究成果分别在广西广联饲料有限公司、江西正邦养殖有限集团、广西咪咩波尔山羊有限公司、邕宁区新江镇屯亮村进行成果推广示范，开展青贮饲料对动物的养殖试验，试验发现采用香蕉茎叶青贮发酵饲料替代部分普通饲料，在节省大量养殖成本的基础上，还可有效降低牲畜感病率，减少抗生素使用量，提高养殖动物肉质品质，项目实施期间共为应用单位累计增效创收941.88万元。

4 成果的创造性、先进性

此项技术的完成标志着香蕉茎叶青贮饲料的研究进一步系统和完善，从适合香蕉茎叶青贮菌种的筛选、发酵工艺及参数的优化到青贮发酵的中试生产，项目研究涵盖了理论基础研究、应用基础研究及扩大化生产试验，在相关领域具有一定的技术领先与创造性：

（1）项目首次获得适合香蕉茎叶青贮的植物乳杆菌1株，已被中国微生物菌种保藏中心保存（菌种保藏号：CGMCC 8635），该菌株高产乳酸且耐酸性和耐高温性能优越，能有效提升香蕉茎叶青贮品质。

（2）项目首次获得高产单宁酶的泡盛曲霉菌株1株，并在NCBI申请新菌种序列，GenBank菌种序列号：JQ728449，该菌株其所产胞外单宁酶耐高温性能优越，高温下能长时间保持较高的酶活，尤其适合于应用到广西湿热气候条件下香蕉茎叶的青贮中。

（3）项目首次将多微生物固态混合发酵的方式应用到香蕉茎叶青贮饲料的生产中，研究开发了一套应用植物乳酸杆菌、产朊假丝酵母以及泡盛曲霉胞外单宁酶进行固态混合发酵的香蕉茎叶青贮技术，该技术能有效解决香蕉茎叶高纤维素、高含水量、低蛋白及高含单宁酸的问题，为香蕉茎叶饲料的产业化应用提供技术支撑。

（4）应用本项目开发的香蕉茎叶微生物固态混合发酵青贮技术，首次将香蕉茎叶的青贮周期从以往的60天缩短至30天，且香蕉茎叶饲料中粗纤维含量及单宁含量分别降低了21.22%和19.9%，粗蛋白含量提高了38.33%，有效地提高了香蕉茎叶青贮饲料发酵效率，解决了普通青贮方式生产的饲料高纤维、低蛋白、高单宁的低营养品质及较差适口性的大问题。

（5）首次开发出一种适合香蕉茎叶青贮发酵的包含植物乳酸杆菌菌株、产朊假丝酵母、耐高温胞外单宁酶的混合微生物冻干菌剂，冻干菌剂在菌体活力、保质期及发酵效果等方面远优于传统菌剂，且操作简单，便于推广，为国内首创，已申请国家发明专利（专利申请号：201210403751.9，201310584256.7）。

（6）首次将参数控制和函数集解应用到香蕉茎叶青贮条件逐级放大的技术条件研究中，确立了香蕉茎叶青贮中试生产最佳工艺流程，通过建立2项企业标准和获批编制的地方标准《香蕉茎叶青贮饲料技术规范》，不同级别工艺标准可同时满足农户家庭小量制备和工厂产业化生产的需求，不同级别工艺标准首次在区内推广应用，共为应用单位累计增效创收941.88万元，效益显著。

（广西农业科学院供稿，2014-06-24）