利用橙汁渣生产甲基硒代半胱氨酸饲料添加剂的研究

丁武亿，刘瑞平，郭晓波，林小翠，胡 艳，连 海，郭 婧，方 圆，钟全洪，黄美峰，曾庆祥

（1.赣州畜牧水产研究所，江西赣州 341000；2.赣州市畜牧业发展和动物疫病防控中心，江西赣州 341000）

硒是一种畜禽体内无法自身合成的必需微量元素，必须通过饲料等外源途径获得。饲料中的硒元素一般分为有机硒和无机硒两种，无机硒具有一定的毒性，在畜禽养殖中具有严格限量。有机硒可直接被动物机体吸收，提升血硒水平，是畜牧生产中常用的饲料硒添加剂（Kieliszek，2019）。

目前，将无机硒转化为有机硒的方法通常有植物转化法、动物转化法和微生物转化法3 种，其中微生物转化具有周期短、适应性好、转化率高、代谢能力强、成本低等优点，是目前应用较为广泛的方法。

橙汁渣是柑橘加工的副产物，富含维生素、多糖、矿物质、精油和类黄酮等功能活性成分（李春荣等，2022）。橙汁渣水分含量较高，不易运输和储存，无法实现资源化利用，造成资源浪费和环境污染。本研究以亚硒酸钠为硒源，以橙汁渣和小麦粉为底物，通过复合菌种混合发酵和生物富集技术实现无机硒到有机硒的转化。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料 橙汁渣购于江西科奈农产品有限公司（烘干水分12.9%，粗蛋白质5.6%），复合菌种（其中芽孢杆菌200 亿/g，乳酸菌200 亿/g，酵母菌250 亿/g）购于青岛根源生物有限公司，葡萄糖购于徽千方兽药有限公司，亚硒酸钠购于湖北鑫润德化工有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 甲基硒代半胱氨酸饲料添加剂的制备

1.2.1.1 分组 将烘干后的橙汁渣、小麦粉用研磨机研碎，60 目过滤筛过滤。按照表1 配方分为6 组，每组6 个重复。对照组：1.0% 亚硒酸钠+无橙汁渣发酵组；5 个试验组用57% 橙汁渣代替小麦粉，并分别添加0.2%、0.6%，0.8% 和1.0%、1.2% 亚硒酸钠。各组其他底物相同，混合后放入V 型搅拌机内充分混合。

表1 发酵底物配制比例 %

1.2.1.2 发酵条件的调控

（1）把以上混合物装入单向呼吸膜袋中。

（2）在发酵过程中，发酵温度调控在37℃，每24 小时翻搅1 次。

（3）在发酵96 h 后检测有机硒的转化率。

（4）有机硒检测合格后输入烘干机。

（5）60℃烘干，烘至水分含量≤10%，制得以甲基硒代半胱氨酸为主的有机硒饲料添加剂。

1.2.2 甲基硒代半胱氨酸饲料添加剂在畜牧生产中的应用 在蛋鸡中的应用：试验选取（40±1）周龄海兰褐300 只，随机分为5 组，每组6 个重复，每个重复10 只鸡，对照组饲喂基础日粮（硒含量0.4 mg/kg），试验组在基础日粮中分别添加0.1、0.2、0.3 和0.4 mg/kg 的发酵有机硒（甲基硒代半胱氨酸转化率最高组）。预饲3 d，试验开始后第7 天每个重复随机挑选1 枚鸡蛋，测定有机硒含量。

在水产中的应用：试验将1200 尾体重（250±20）g 大刺鳅随机分为4 组，每组6 个重复，每个重复50 尾，对照组饲喂基础日粮（硒含量0.3 mg/kg），试验组在基础日粮中分别添加0.2、0.4、0.6 和0.8 mg/kg 的发酵有机硒（甲基硒代半胱氨酸转化率最高组），试验为期2 个月，试验结束后，每个重复随机抽取1 尾，测定有机硒的含量。

1.2.3 硒的测定 按SN/T4526-2016《出口水产品中有机硒的测定，氢化物发生原子荧光光谱法》进行总硒、有机硒等的测定。

2 数据统计与分析

本试验数据通过Excel 处理，采用SPSS 13.0软件进行统计分析，并采用Duncan 法进行多重比较，结果以“平均值± 标准误”表示。

3 结果

3.1 不同发酵组合对有机硒转化率的影响 由表2 可知，与对照组相比，试验1、2、3、4 和5 组有机硒转化率显著提高（P＜0.05），转化率超99%。各试验组有机硒的转化率之间无显著差异。各组送检有机硒形态，经检测，甲基硒代半胱氨酸是有机硒主要成分，与对照组相比，试验1、2、3、4和5 组采用橙汁渣为基础底物的发酵组的甲基硒代半胱氨酸转化率显著提高（P＜0.05），转化率超72%，其中试验5 组转化率显著高于对照组和其他试验组（P＜0.05），转化率达93.4%，含量达5552 mg/kg。

表2 不同发酵组合对有机硒转化率的影响

3.2 甲基硒代半胱氨酸饲料添加剂对鸡蛋中有机硒含量的影响 由表3 可知，日粮添加不同比例的以甲基硒代半胱氨酸为主的试验5 组发酵有机硒饲喂海兰褐蛋鸡，检测其蛋中有机硒含量发现，基础日粮中另外添加0.2、0.3、0.4 mg/kg（以se 计）均可显著提高蛋中有机硒含量（P＜0.05），且在基础日粮中另外添加0.4 mg/kg（以se 计）的甲基硒代半胱氨酸饲料添加剂是极限。

表3 甲基硒代半胱氨酸饲料添加剂对鸡蛋中有机硒含量的影响（以se 计）

3.3 甲基硒代半胱氨酸饲料添加剂对大刺鳅鱼肉中有机硒含量的影响 由表4 可知，在大刺鳅日粮中添加不同比例的以甲基硒代半胱氨酸为主的试验5 组发酵有机硒，检测大刺鳅鱼肉中有机硒含量发现，日粮中添加0.2、0.4、0.6、0.8 mg/kg的甲基硒代半胱氨酸可以显著提高大刺鳅鱼肉中有机硒含量（P＜0.05）。

表4 甲基硒代半胱氨酸饲料添加剂对大刺鳅鱼肉中有机硒含量的影响（以se 计）

4 讨论

有机硒可分微生物有机硒、植物有机硒、动物有机硒三类，植物有机硒以硒代蛋氨酸和甲基硒代半胱氨酸为主，由于植物体内机制较为复杂，在提取过程中难度较大，硒元素的形态稳定性较差（叶梅，2022）；动物有机硒主要以甲基硒代半胱氨酸四聚体组成的硒蛋白形式存在（Alfthan 等，2015）；微生物有机硒是通过菌群在生长繁殖中代谢将难以被机体吸收利用的无机硒转化为有机硒（Martínez 等，2020 ；Ponce 等，2002）。

有机硒在动物体内含量较低，但发挥着多种生物学功能，如提高机体免疫力、抗衰老、抗氧化，增强动物的繁殖功能，解除重金属中毒等功能（Habibi 等，2021 ；Surai 等，2019）。有机硒可以通过保护生物体细胞膜免受损伤，同时可以刺激机体产生免疫球蛋白，增强机体免疫能力和抗氧化能力（Mangiapane 等，2014）。有研究指出，有机硒可促进机体硒酶的产生，促进动物的繁殖性能，提高免疫力等，有机硒能显著提高奶、蛋及动物组织中的硒含量（Sun 等，2021），在本研究中。通过在日粮中添加不同浓度的以甲基硒代半胱氨酸为主的发酵有机硒饲料添加剂可以显著提高蛋、肉中的有机硒沉积，在Zhang 等（2008）的研究中，通过添加0.3、0.5 mg/kg 的L- 硒代蛋氨酸和酵母硒可以显著提高蛋中的硒水平和抗氧化能力，这与本研究的结果基本一致，在鲤鱼的研究中发现，日粮中添加0.7 mg/kg 的有机硒可以显著提高肉质中硒水平（Saffari 等，2017）。

硒酵母是目前应用最为广泛的一种食品级有机硒制品，酵母菌在生长代谢过程中通过硒元素与酵母菌上的蛋白质合成，将无机硒转化为含有有机硒蛋白。酵母细胞可以结合环境中的硒元素，并将它们永久地结合到酵母细胞结构中，酵母细胞对硒的生物积累过程通过两种机制发生：膜组装配体的细胞外硒元素的结合和与硒元素穿过细胞质膜进入细胞内部的运输并在细胞内累积（Kieliszek 等，2015）。近年来，许多研究报道了乳酸菌能将无机硒转化成利于机体吸收的有机硒。Calomme 等（2010）研究发现，甲基硒代半胱氨酸是乳酸菌中的含硒氨基酸，首次阐述了乳酸具有将无机硒富集、转化为有机硒的能力。目前报道乳杆菌属、链球菌属、肠球菌属和乳球菌属具有较好的富硒能力。

柑橘、柚子等柑橘类水果果皮中含有丰富的果胶，是果胶最丰富的来源之一，果胶的成分为杂多糖，可为发酵菌种提供生长所需的营养物质（程善燕，2018）。因橙汁渣本身含有丰富的果酸，相对于不含橙汁渣发酵组，橙汁渣发酵组的pH 值更低，有利于乳酸菌的发酵，有研究指出，采用菌种发酵后的橙汁渣可以有效提高乳酸含量，降低pH 值，且发酵后的橙汁渣的氨基酸含量增加，推测橙汁渣组有机硒转化效率较高可能是因为橙汁渣富含营养物质，且pH 较低，为菌种发酵提供了有利环境，菌种的发酵提高了橙汁渣的氨基酸含量，有利于无机硒富集转化为以甲基硒代半胱氨酸为主的有机硒。

5 小结

通过本研究，以橙汁渣为发酵底物，通过生物发酵技术，亚硒酸钠转化为有机硒的转化率可达99% 以上，其中甲基硒代半胱氨酸转化率在72%以上。在家禽和水产中的应用发现，饲喂添加以甲基硒代半胱酸为主的有机硒饲料添加剂，其畜（水产）产品均可达到富硒标准。本研究对开发新的富硒畜（水产）产品提供了新思路。