酶解发酵工艺对菜子粕营养特性和消化率的影响

赵娜　杨雪海　黄少文　魏金涛，郭万正　张巍　李绍章　严念东　陈芳　申杰

摘要：采用植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和中性蛋白酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶等生物酶共同酶解发酵菜子粕，比较菜子粕处理前后营养成分和在鸡体内消化率的变化。结果表明：①菜子粕经酶解发酵后硫苷降解率达86.79%（P<0.05），异硫氰酸酯含量下降62.98%（P<0.05），恶唑烷硫酮含量下降51.88%（P<0.05），芥酸含量下降33.16%（P<0.05）。②菜子粕经酶解发酵后小肽含量提高311.81%（P<0.01），92.10%的磷以无机磷形式存在，无机磷含量增幅达到94.44%（P<0.05），更有利于动物机体对磷的消化吸收。粗纤维经酶解发酵处理后含量下降36.27%（P<0.05）。③鸡代谢试验结果表明，酶解发酵菜子粕和普通菜子粕相比，其干物质、粗蛋白质、钙真消化率分别提高9.08%、8.40%、14.81%（P<0.05）；磷真消化率提高70.59%，差异达到极显著水平（P<0.01）。

关键词：菜子粕；酶解；发酵；毒素；真消化率

中图分类号：S816.34 文献标识码：A 文章编号：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

菜子粕是非常规饲料原料，但由于其价格低廉，蛋白质含量高，常出现在饲料配方中。菜子粕中含有的异硫氰酸酯、恶唑烷硫酮、芥酸等毒素以及植酸、粗纤维等抗营养因子[1，2]，常引起动物不良反应。消除或降低菜子粕中的毒素或抗营养因子含量是提高其饲用价值的关键技术，本试验通过酶解和发酵相结合的生物工艺对菜子粕进行改良[3]，以改善菜子粕的营养特性，提高其饲用价值。

1 材料与方法

1.1 材料

普通菜子粕：采购于湖北天龙饲料有限责任公司。

酶解发酵菜子粕：按照“1.2.1”的方法制备。

1.2 方法

1.2.1 酶解發酵菜子粕的制备 组合酶：由中性蛋白酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶混合而成，各酶活性：中性蛋白酶2 000 U/g、果胶酶1 500 U/g、β-葡聚糖酶3 000 U/g、木聚糖酶1 000 U/g、纤维素酶1 200 U/g。

按照普通菜子粕、组合酶、植物乳杆菌菌液、枯草芽孢杆菌菌液、水质量比84.5∶0.5∶1.0∶2.0∶12.0称取各原料，混匀后置于37 ℃培养箱内72 h得到酶解发酵菜子粕。植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的接种量均为106 CFU/g。

1.2.2 试验动物及操作方法 消化代谢试验采用Sibbald[4]的TME法。选取36只30周龄左右、体重（3.00±0.05） kg、健康状况良好的成年种公鸡，饲养于代谢笼内，单笼饲养。鸡舍光照、通风良好。在非试验期自由采食饮水。试验前一周去除泄殖腔周围的羽毛，试鸡肛门处缝合一个容积100 mL的塑料瓶的瓶盖（瓶盖中间开孔），试验期间收集鸡排泄物时套上瓶身，粪满更换瓶子。

按体重基本一致的原则，将试验鸡随机分为3组，每组12只鸡。第一组为菜子粕组，第二组为酶解发酵菜子粕组。第三组为空白组。

将鸡空腹36 h，使消化道内容物排空，然后用强饲器给鸡强饲50 g所测饲料样品。收集36 h的粪便，收集时剔除粪样中的鸡毛和表皮脱落物。将排泄物收集在洗净、烘干、编号、称重过的搪瓷盘中，每100 g鲜粪加10 mL10%盐酸，置于60 ℃烘箱中烘干称重。回潮后的样品粉碎过60目筛，然后存于-20 ℃冰箱中贮存，以备分析粪样中干物质、粗蛋白质、氨基酸、能量、钙、总磷、总灰分、粗脂肪、粗纤维等含量。

1.2.3 检测方法 硫苷的测定参照GB/T 23890-2009《油菜籽中芥酸及硫苷的测定 分光光度法》、异硫氰酸酯的测定参照GB/T 13087-91《饲料中异硫氰酸酯的测定方法》、恶唑烷硫酮的测定参照GB/T 13087-1991、芥酸的测定参照GB/T 23890-2009《油菜籽中芥酸及硫苷的测定 分光光度法》；总能、粗蛋白质、粗纤维测定参考张丽英[5]方法；小肽的测定参考GB/T 22492-2008《大豆肽粉》；无机磷、总磷的测定参考袁东等[6]的方法。

1.2.4 真代谢能及真消化率的计算公式

1.3 数据分析

采用SPSS18.0软件对试验结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 酶解发酵前后菜子粕毒素和营养成分的变化

由表1可见，菜子粕中硫苷含量为63.75 μmol/g，经酶解发酵72 h后硫苷降解率达86.79%；菜子粕酶解发酵后异硫氰酸酯含量下降62.98%（P<0.05），恶唑烷硫酮含量下降51.88%（P<0.05），芥酸含量下降33.16%（P<0.05）。硫苷、恶唑烷硫酮、芥酸等会造成动物甲状腺的肿大和增生以及肝脏的轻度组织学病变[7]。而吴东等[8]报道发酵菜子粕中的硫苷、异硫氰酸酯和恶唑烷硫酮含量比普通菜子粕分别降低89.07%、47.36%和90.78%。这可能是发酵菌种和工艺不同造成的差异。

由表1可见，酶解发酵工艺对菜子粕总能、粗蛋白质含量影响较小（P>0.05）。菜子粕经酶解发酵后小肽含量提高311.81%（P<0.01）。小肽是一种更优质的氮源[9]，易于被动物消化吸收。

菜子粕酶解发酵72 h后92.10%的磷元素以无机磷形式存在，无机磷含量增幅达到94.44%（P<0.01），由于磷元素主要以无机磷的形式被动物吸收，所以这一指标含量的改变更有利于动物机体对磷的消化吸收。粗纤维经酶解发酵处理后含量下降36.27%（P<0.05）。这可能是组合酶破坏了菜子粕细胞壁结构，从而降低了粗纤维含量，并释放出无机磷。

2.2 菜子粕及酶解发酵菜子粕在鸡体内代谢试验结果

由表2可见，酶解发酵菜子粕和普通菜子粕相比，真代谢能、粗脂肪真消化率间差异不显著（P>0.05），干物质、粗蛋白质、钙真消化率分别提高9.08%、8.40%、14.81%（P<0.05）；磷真消化率提高70.59%，差异达到极显著水平（P<0.01），磷真消化率的提高和无机磷含量的上升是相印证的。而吴东等[8]报道发酵菜子粕真代谢能和磷利用率比普通菜子粕分别提高30.20%和21.21%，和本试验结果有一致的趋势。

3 结论

本研究表明，菜子粕经酶解发酵处理后，大部分硫苷得到降解，异硫氰酸酯、恶唑烷硫酮、芥酸、粗纤维含量下降，小肽、无机磷含量大幅度提高，菜子粕营养品质得到改善，更有利于动物机体对菜子粕营养成分的消化吸收，饲用价值得到提高。

参考文献：

[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.我国油脂加工原料来源与产品销售市场[J].中国油脂，2005，30（1）：14-16.

[3] 赵 娜，魏金涛，李绍章，等.酶解发酵工艺对菜籽粕饲用品质的影响[J].饲料研究，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] 張丽英.饲料分析及饲料质量检测技术[M].第三版.北京：中国农业大学出版社，2003.

[6] 袁 东，封雪松，付大友，等.饲料中总磷、无机磷和有机磷的含量测定[J].四川轻化工学院学报，2002，15（4）：42-46.

[7] 张 洁，王在钧，谭诗文，等.低硫苷菜子饼饲料对猪甲状腺肝脏组织的影响[J].贵州畜牧兽医，1998，22（5）：1-2.

[8] 吴 东，钱 坤，周 芬，等. 普通菜籽粕与发酵菜籽粕用作鸡饲料的营养价值评定[J].安徽农业科学，2012，40（9）：5263-5264，5598.

[9] 郭玉东，张 洋，张均国.小肽饲料营养价值及评价方法[J].饲料工业，2007，28（7）：13-16.

（责任编辑 曾德芳）