芽孢杆菌发酵棉粕粉脱酚及其饲喂肉鸡的效果

李 佳，高同国，袁洪水，王 伟，朱宝成

（河北农业大学生命科学学院，河北保定071001）

肉鸡是人类饲养最普遍的家禽之一，其驯化历史约4 000年。我国是世界四大肉鸡生产国之一，肉鸡产量居世界第二。但是，随着包括肉鸡养殖业在内的我国畜牧业的发展，蛋白饲料资源不足的问题日益突出。新的蛋白质饲料资源的开发与利用势在必行［1－2］。棉粕是棉籽榨油后的副产物之一。棉籽采用压榨法榨油后的副产物通常被称为棉籽饼；棉籽去壳后采用浸提法榨油的副产物被称为棉粕。棉粕中的蛋白质含量可达40%，与大豆饼的粗蛋白质含量相当，作为蛋白质饲料资源的一种，具有很大的开发潜力［3－6］。但棉粕中含具有致毒作用的游离棉酚，从而限制了其在畜牧业中的应用，影响了它的饲用价值。对棉粕进行脱酚处理，已逐渐成为研究热点。目前普遍认为微生物发酵法是成本低、效果好、较安全的棉粕脱酚方法［7－10］。

本研究在实验室前期工作的基础上采用芽孢杆菌发酵棉粕脱酚技术制备脱酚棉粕粉产品，并将其用于肉鸡饲喂，观察应用效果，验证芽孢杆菌发酵棉粕脱酚技术的脱酚效果，以期为棉粕作为优质蛋白资源安全地应用于肉鸡养殖业提供帮助。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验菌种 笔者所在课题组在前期工作中筛选得到的枯草芽孢杆菌M－9菌株。

1.1.2 试验动物 1日龄的爱拔益加肉鸡，购自河北省某孵化场。

1.1.3 棉粕粉 购自山东省某榨油厂，粉碎加工，制成粒度为10～12目的棉粕粉，棉酚含量约为1 800 mg／kg。

1.2 试验方法

1.2.1 棉粕粉饲料产品的制备 向加工好的棉粕粉中加入4%的蔗糖，并按1 g∶0.75 mL的料水比加水充分搅拌均匀，然后将由合作公司制成的枯草芽孢杆菌菌株M－9的菌粉拌入物料中并搅拌均匀，常温下发酵15 d。

1.2.2 棉粕粉脱酚饲料中棉酚残余量及粗蛋白含量的测定棉酚含量采用国标法进行测定；粗蛋白质含量采用凯氏定氮法进行测定。

1.2.3 肉鸡饲喂 肉鸡分组：选择1日龄、体质量相近的健康雏鸡180只，随机分组，每小组30只，公母各半，共6个小组；将这6个小组随机分为2个大组，其中3个小组为试验组，3个小组为对照组，试验组和对照组均设3个平行。试验组饲料中的常规饲料豆粕粉（约占全价饲料干物质的30%）全部以发酵脱酚的棉粕粉替代；对照组饲喂常规饲料。

饲喂管理：试验共45 d，其中3 d预饲期，各组均饲喂常规饲料；42 d饲喂期。试验期间按照农场常规管理模式对肉鸡进行管理。

指标测定：试验结束时抽取试验组和对照组肉鸡各3只，分别测定相关指标。

生长性能指标：进入饲喂期前测定各组肉鸡的初始质量，在饲喂期内每5 d分别对各组肉鸡早空腹体质量进行测定，饲喂期结束时测定各组肉鸡的末质量。在饲喂期内记录各组肉鸡的饲料消耗量。

屠宰性能指标：试验结束时，从每组中选取接近平均体质量的肉鸡3只，禁食12 h以上，保证饮水，称质量编号，然后屠宰，称取屠体质量、半净膛质量、全净膛质量、胸肌质量、腿肌质量、腹脂质量，参照NY／T 823—2004《家禽生产性能名词术语和度量统计方法》中的相关方法和要求测定并计算屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率等屠宰性能指标。

内脏发育指标：对抽取的用于内脏发育指标测定的肉鸡禁食12 h以上，保证饮水，称质量编号之后杀死肉鸡，取心脏、肝脏、肾脏和脾脏称质量，观察其色泽、纵切剖面的颜色及结构。

血液生化指标：分别抽取用于血液生化指标测定的肉鸡的血清、血浆，测定血液生化指标。

营养物质利用率指标：取各小组肉鸡的粪便，测定其中的粗蛋白含量、淀粉含量与粗脂肪含量，计算相应营养物质的利用率。

2 结果与分析

2.1 棉粕粉饲料产品棉酚及粗蛋白含量的测定

GB13078—2001《饲料卫生标准》规定，饲料原料棉粕中的游离棉酚含量≤1 200 mg／kg；家禽配合饲料中的游离棉酚含量≤100mg／kg。由表1可以看出，发酵后棉粕中的棉酚含量降至9.82 mg／kg，符合我国国家标准的规定。发酵后棉粕中的蛋白质含量增加约1百分点，活菌数达3.8×1012CFU／g，色泽为新鲜、均匀一致的黄褐色、无霉变；质地松散、无结块；略带棉籽油味道，无酸败味、腐味、焦味、霉味或其他异味。

2.2 肉鸡饲喂试验

2.2.1 生长性能指标 由图1和表2可知，饲喂期内，试验组与对照组肉鸡的生长状态均良好，体质量增幅相近，生产性能相关指标无显著差异（P＞0.05）。根据试验结果可推断，以发酵棉粕粉代替全价饲料中的豆粕对肉鸡进行饲喂，肉鸡未表现出棉酚中毒症状，因此，可初步推断本研究制备的发酵棉粕粉脱酚效果较好，具有代替豆粕添加于饲料应用于肉鸡养殖的可能。

2.2.2 屠宰性能指标 由表3可知，试验组肉鸡与对照组相比，屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率、腹脂率均无显著差异，说明以发酵棉粕粉代替全价饲料中的豆粕对肉鸡进行饲喂，对其屠宰性能的相关指标无显著影响，具有代替豆粕添加于饲料中并用于肉鸡养殖的可能。

表1 发酵前后棉粕中棉酚和粗蛋白的含量

表2 发酵棉粕粉饲料对肉鸡生产性能的影响

表3 发酵棉粕粉饲料对肉鸡屠宰性能指标的影响 %

2.2.3 内脏发育指标 肉鸡过量摄入棉酚可导致细胞、血管和神经系统受损，直接影响心脏、脾脏等脏器发育，棉酚过量摄入产生的中毒现象也会影响主要解毒器官肝脏的发育。由表4可以看出，从脏器质量与体质量比方面来看，试验组肉鸡的心、肝、脾等脏器发育与对照组相比无显著差异（P＞0.05），说明以发酵棉粕粉代替全价饲料中的豆粕对肉鸡进行饲喂，对其脏器发育无显著影响。

表4 发酵棉粕粉饲料对肉鸡内脏发育的影响

2.2.4 血液生化指标 肉鸡过量摄入棉酚一方面可导致红细胞受损，可表现为血液中的血红蛋白浓度和红细胞数降低，且摄入的棉酚可与铁结合造成缺铁性贫血，也有可能因结合酶蛋白而使其失活。另一方面，棉酚过量摄入可损害肉鸡细胞、血管和神经系统，直接影响脏器发育。由表5和表6可知，试验组和对照组肉鸡的相关血液指标均处于正常范围内，说明从血液生化指标方面分析，以发酵棉粕粉代替全价饲料中的豆粕进行饲喂，肉鸡未表现出中毒症状。

2.2.5 饲料中营养物质利用率测定 肉鸡摄入过量棉酚会降低其对饲料中营养物质尤其是蛋白质的利用率，其原因一方面是棉酚的酚基可与蛋白质的活性基团结合，降低蛋白质的水溶性；另一方面棉酚还可结合蛋白质水解酶，使其失活。由表7可以看出，试验组肉鸡和对照组肉鸡对饲料中营养物质的利用率无显著差异（P＞0.05），说明以发酵棉粕粉代替全价饲料中的豆粕进行饲喂，肉鸡未表现出中毒现象，且不影响其对营养物质的利用率。

3 讨论

微生物发酵棉粕脱酚法是我国对棉粕进行处理的特色方法，采用微生物发酵法脱除棉粕中的棉酚，不仅脱酚条件温和、工艺简单、成本低，且在发酵过程中可产生大量菌体蛋白和生物酶，提高其蛋白含量，增加适口性，有利于禽畜对营养物质的消化吸收［11－14］。从20世纪末开始，中山大学、山东大学、中国农业大学、河北农业大学、湖南农业大学等多所大学均从不同方面开展了关于微生物发酵法脱酚的研究工作。研究采用的脱酚菌种主要为霉菌和酵母菌，脱酚工艺大多须要灭菌环节，脱酚发酵过程通常在恒温箱中进行［15－16］。

笔者所在课题组近年来一直致力于筛选芽孢杆菌菌株，尤其是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）菌株，并将其用于棉粕脱酚。其原因主要有3个方面，一方面，根据我国农业部于2003年公布的能够用于生产微生态制剂的菌种，枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌均被列入其中，用于棉粕脱酚可以保证其安全性。第2方面，芽孢杆菌菌株因其产芽孢、耐干燥、耐高温、抗逆性强等特点，保证了其在菌剂工业生产中的活菌数较高，在菌剂产品保存过程中活菌率较稳定的优势。第3方面，枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌属于兼性厌氧菌，其生长繁殖无需严格的供氧条件，在有氧或无氧的环境中均可正常生长，可以很好地适应工业化生产时要求的深层发酵条件。同时，笔者所在课题组探索了适用于工业化饲料生产的脱酚工艺，确定了物料无需灭菌的常温深层发酵生产工艺。在此工艺下，筛选出的枯草芽孢杆菌菌株发酵降酚制备得到的发酵棉粕粉中的棉酚残存量约为9.82 mg／kg，符合 GB 13078—2001的相关规定，发酵后的棉粕粉质地松软，无霉变、无硬块、无异臭。

关于棉酚对畜禽的毒害，目前的研究报道较多，棉酚的中毒症状表现以及饲料中棉粕的添加限度标准曾一度成为研究热点。一般认为，棉酚毒性主要影响畜禽的生长发育、器官发育、屠宰指标、血液生化指标、饲料中营养物质的利用和生殖等几个方面。在肉鸡养殖试验中的关注点在于生长发育、器官发育、屠宰指标、血液生化指标和营养物质利用等5个方面［17－22］。本研究采用笔者所在课题组制备得到的发酵棉粕粉代替豆粕粉用于肉鸡饲喂，并比较棉粕粉饲喂组肉鸡和豆粕粉饲喂组上述指标的差异，发现2组肉鸡的上述指标均无显著差异。从而在应用效果方面验证了笔者所在课题组对棉粕粉进行发酵脱酚的效果，表明笔者所在课题组制备得到的发酵棉粕粉含酚量符合安全标准，达到脱酚目的，具有代替豆粕粉作为饲料蛋白源用于养殖业的潜力。

表5 发酵棉粕粉饲料对肉鸡血液的影响

表6 发酵棉粕粉饲料对肉鸡脏器功能的影响

表7 粪便中残存营养物质含量的测定 %

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