付曉琪，商振達,，譚占坤*，曹云鶴

（1.西藏農(nóng)牧學院動物科學學院，西藏高原飼料加工工程研究中心，西藏林芝 860000；2.動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，中國農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，北京 100193）

在飼料工業(yè)中，豆粕通常是最常用的植物來源蛋白質(zhì)。但隨著豆粕價格的高漲，許多畜禽生產(chǎn)者逐步開始尋找成本更低的蛋白質(zhì)補充料替代來源。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，菜籽粕是替代豆粕的首選蛋白飼料。菜籽粕是油菜籽壓榨加工浸提去油后剩下的副產(chǎn)品，其粗蛋白質(zhì)在34%～38%。然而，芥子油苷被油菜籽中存在的黑芥子酶水解，釋放出一系列有毒產(chǎn)物。最常見的產(chǎn)物是異硫氰酸酯，可導致動物攝食量減少、生長受損和誘發(fā)甲狀腺腫。有毒芥子油苷的存在限制了菜籽粕的應用，尤其是對幼齡動物。此外，菜籽粕中還存在硫代葡萄糖苷、植酸等多種抗營養(yǎng)因子。

固態(tài)發(fā)酵是指在沒有游離水參與的情況下，采用不同發(fā)酵條件（不同發(fā)酵溫度、含水量、菌種接種量、發(fā)酵時間等）培養(yǎng)微生物，通過微生物的參與生產(chǎn)出所需發(fā)酵后產(chǎn)品。固態(tài)發(fā)酵已被廣泛用于提高菜籽粕中營養(yǎng)物質(zhì)的生物學利用率（包括油菜籽肽、鈣、磷酸鹽和B 族維生素）及降低其抗營養(yǎng)因子（如芥子油苷）水平。如Chiang 等研究表明，使用發(fā)酵菜籽粕部分替代日糧中的豆粕可以提高肉雞的生產(chǎn)性能和養(yǎng)分吸收率，并且可以刺激體內(nèi)免疫過程，從而改善肉雞的健康狀況。本文主要綜述了固態(tài)發(fā)酵菜籽粕降低抗營養(yǎng)因子含量及其在動物生產(chǎn)中的應用研究，為菜籽粕替代豆粕以減少飼料成本和調(diào)控畜禽生產(chǎn)提供理論參考。

1 固態(tài)發(fā)酵菜籽粕的成分變化

固態(tài)發(fā)酵菜籽粕時常用的微生物主要是乳酸菌、芽孢桿菌和曲霉菌等。發(fā)酵過程中也有許多細菌產(chǎn)酶的參與，如乳酸桿菌產(chǎn)生植酸酶、纖維素酶、木聚糖酶和葡聚糖酶；芽孢桿菌可以合成纖維素酶和植酸酶；曲霉能夠產(chǎn)生多種酶，如半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、單寧酶和植酸酶。因此，固態(tài)發(fā)酵時可以單純用混菌發(fā)酵，也可以菌酶協(xié)同發(fā)酵菜籽粕。

菜籽粕經(jīng)發(fā)酵后可改變其營養(yǎng)成分含量。研究顯示，固態(tài)發(fā)酵可降低菜籽粕的干物質(zhì)含量，其原因可能是由于微生物對碳水化合物的消耗，改變了菜籽粕的物理和營養(yǎng)特性。使用植物乳桿菌和枯草芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵菜籽粕可使粗蛋白質(zhì)含量由37.1% 提高到58.4%；用枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和糞腸球菌固態(tài)發(fā)酵后的菜籽粕粗蛋白質(zhì)含量從42.11%增加到44.63%。在用細菌、真菌或酵母發(fā)酵后，菜籽粕粗蛋白含量增加可能是以可發(fā)酵糖為代價的干物質(zhì)損失，也可能是由于發(fā)酵期間產(chǎn)生了微生物蛋白。除了粗蛋白質(zhì)，粗脂肪也是飼料中的一個重要營養(yǎng)成分。Vig 等研究表明，固態(tài)發(fā)酵可以增加菜籽粕的氮和蛋白質(zhì)含量，發(fā)酵后粗脂肪濃度略有增加，可能是由干物質(zhì)含量下降引起的，而不是脂肪含量的實際增加。Rozan 等研究表明，用枯草芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵后增加了菜籽粕的粗脂肪含量，而Shi 等用黑曲霉固態(tài)發(fā)酵菜籽粕時粗脂肪含量減少；同時用枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和糞腸球菌的固態(tài)發(fā)酵降低了菜籽粕的粗纖維含量，用黑曲霉發(fā)酵導致中酸性洗滌纖維、半纖維素和木質(zhì)素的減少，其原因可能是發(fā)酵過程中微生物產(chǎn)生的纖維降解酶（半纖維素酶和纖維素酶），飼糧中含有過多的纖維源會導致飼料適口性差從而使機體采食量下降，但適量的纖維源可以改善消化器官的發(fā)育，從而提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率和吸收性能?？偟膩碚f，固態(tài)發(fā)酵能夠提高菜籽粕的營養(yǎng)價值。

固態(tài)發(fā)酵還可降低菜籽粕中的抗營養(yǎng)因子含量。用乳桿菌、屎腸球菌、釀酒酵母和枯草芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵30 d，菜粕中異硫氰酸酯含量從72.7 mmol/kg 降低到14.1 mmol/kg，葡萄糖酸鹽從41.91 μmol/g減少到23.86 μmol/g，異硫氰酸鹽從2.48 mg/kg 減少到1.10 mg/kg，惡唑烷硫酮從1.88 mg/g 減少到1.04 mg/g。另外，用唾液乳桿菌固態(tài)發(fā)酵使硫代葡萄糖苷從22 μmol/g 降低到13.6 μmol/g。固態(tài)發(fā)酵后菜籽粕中硫代葡萄糖苷的減少可能是由于微生物酶利用了葡萄糖和這些化合物中的部分硫，植酸的減少可歸因于發(fā)酵過程中產(chǎn)生的微生物酶（植酸酶）。由此可見，固態(tài)發(fā)酵可以有效降低其中的抗營養(yǎng)因子含量。Aljubori 等研究也表明，固態(tài)發(fā)酵后菜籽粕的異硫氰酸酯含量會顯著降低約80%。Chiang 等研究表明，菜籽粕經(jīng)30 d 發(fā)酵后，異硫氰酸酯含量從119.6 mmol/kg 降至14.7 mmol/kg。Vig 等報道，硫代葡萄糖苷在菜籽粕固態(tài)發(fā)酵第2、5、8、10天分別下降13.7%、25.1%、33%、43.1%。

綜上可見，菜籽粕經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后，營養(yǎng)成分會有一定提高，抗營養(yǎng)因子含量可得到有效降低（表1）。

表1 菜籽粕的固態(tài)發(fā)酵條件及發(fā)酵后成分變化

2 發(fā)酵菜籽粕替代豆粕在動物生產(chǎn)中的應用

2.1 發(fā)酵菜籽粕替代豆粕在家禽生產(chǎn)中的應用 用乳桿菌和枯草芽孢桿菌發(fā)酵的菜籽粕是一種很有前景的蛋白質(zhì)來源，可在肉雞飼糧中替代一定比例的豆粕，乳酸菌發(fā)酵飼料的一大特點是乳酸菌數(shù)量多，乳酸濃度高；且飼喂發(fā)酵菜籽粕可提高生產(chǎn)性能，可刺激免疫系統(tǒng)，提高家禽的抗氧化能力；發(fā)酵菜籽粕還可一定程度上改善肉雞的肉品質(zhì)，且對生長性能、胃腸道微生物區(qū)系、血液生化指標均無負面影響。吳東等研究發(fā)現(xiàn)，添加3%、6%、9%發(fā)酵菜籽粕菜粕替代等營養(yǎng)豆粕飼喂黃羽肉公雞時，均可一定程度上改善肉雞的生長性能及肉品質(zhì)，其中菜籽粕添加量為9%時效果較好。陳昭琪等用經(jīng)黑曲霉、枯草芽孢桿菌混菌發(fā)酵的菜籽粕替代部分豆粕，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵菜籽粕替代飼料中15% 豆粕時不影響AA 肉仔雞的生長性能，且達到提高生長性能的效果較好。游金明等研究表明，用5%、10%、15% 發(fā)酵菜籽粕替代豆粕日糧，15% 組前期和后期平均日增重低于對照組，5%和10%組變化不顯著，平均日采食量也無顯著影響，且隨著菜粕使用比例增加，整個過程飼料轉(zhuǎn)化率均降低，但替代10% 以內(nèi)無顯著影響，可見發(fā)酵菜粕替代豆粕比例不超過10% 時較為適宜。乳酸菌的主要作用是改善腸道菌群及健康，提高腸絨毛上皮細胞的消化和吸收功能，從而增強酶活性和營養(yǎng)吸收。Chiang 等用發(fā)酵乳桿菌、屎腸球菌、釀酒酵母和枯草芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵處理菜籽粕，飼喂肉雞后均可改善其平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。Xu 等用乳桿菌和枯草芽孢桿菌發(fā)酵菜粕，以5% 和10% 發(fā)酵菜粕替代豆粕對肉雞整個生長階段平均日增重、平均日采食量等指標沒有顯著影響，但生長性能等略有提高，其原因可能是固態(tài)發(fā)酵降低了菜籽粕中的抗營養(yǎng)因子含量并提高了營養(yǎng)價值；10% 和15% 發(fā)酵菜籽粕組血清IgG含量極顯著高于另外兩組，后期血清尿素氮含量極顯著降低；但15% 發(fā)酵菜籽粕組肉雞體增重和飼料轉(zhuǎn)化率極顯著低于其他組。因此，用發(fā)酵菜籽粕部分替豆粕飼喂肉雞時，替代比例不超過10% 時對肉雞的生長性能等指標無負面影響。

類似的研究在鴨中也有涉及。Fazhi 等用發(fā)酵菜籽粕0%、33%、67%、100%替代豆粕日糧飼養(yǎng)肉鴨，發(fā)現(xiàn)在前期、后期和整個飼養(yǎng)期，100%發(fā)酵菜籽粕組肉鴨的采食量顯著高于豆粕組，且日增重隨著發(fā)酵菜籽粕比例的增加而逐漸增加；在生長期，發(fā)酵菜籽粕組血清中磷和鈣含量較豆粕組有所提高，100%替代組總蛋白濃度低于豆粕組和33% 替代組，IgM 濃度顯著高于其他組；在生長后期，只有100%組血清IgG 含量有所提高。因此，發(fā)酵菜籽粕可以完全替代豆粕用于肉鴨日糧。許甲平等用固態(tài)發(fā)酵菜籽粕以0、1/3、2/3 和3/3 的比例等氮替代日糧中10.5%豆粕，發(fā)現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵菜籽粕可以等營養(yǎng)完全替代日糧中的豆粕，且以1/3 比例替代日糧中豆粕對促進肉鴨生長性能作用顯著。陳小連等研究結(jié)果表明，日糧中添加發(fā)酵菜籽粕替代部分豆粕不會影響番鴨的生長性能，其中添加16% 發(fā)酵菜籽粕的效果較好。綜上可知，以一定比例的發(fā)酵菜籽粕替代豆粕飼喂家禽無負面影響，且乳酸菌發(fā)酵菜籽粕還可改善肉雞、番鴨等腸道健康，提高營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而提高其生長性能。由此可見，發(fā)酵菜籽粕可以部分替代豆粕飼喂家禽以降低飼料成本。

2.2 發(fā)酵菜籽粕替代豆粕在家畜生產(chǎn)中的應用 發(fā)酵菜籽粕替代豆粕在養(yǎng)豬生產(chǎn)中已廣泛應用。發(fā)酵可去除菜籽粕中抗營養(yǎng)因子含量，且其中過敏源的蛋白質(zhì)成分能刺激有益的胃腸微生物群落，因此可改善機體代謝過程和血液生化指標，進而改善動物健康。Shi 等用黑曲霉處理的發(fā)酵菜籽粕替代飼糧中的豆粕，飼喂后豬的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率優(yōu)于不添加發(fā)酵菜籽粕組，其中日糧中添加發(fā)酵菜籽粕（6%）和豆粕（2%）可改善斷奶仔豬的氧化還原狀態(tài)。Grela 等研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠母豬日糧中添加4%～9%發(fā)酵菜籽粕替代豆粕可改善其腸道微生物群，提高初乳中的免疫球蛋白含量，有助于增加窩產(chǎn)仔數(shù)和窩重。Satessa 等研究表明，使用發(fā)酵菜籽粕替代部分豆粕飼喂斷奶仔豬可預防其斷奶后腸道疾病。吳明文等用固態(tài)發(fā)酵菜籽粕代替部分豆粕飼喂仔豬，可提高仔豬日增重、降低耗料增重比。丁小玲等研究顯示，用發(fā)酵菜籽粕替代部分膨化豆粕飼喂斷奶仔豬對其生長性能無影響。吳東等用4%、5%、8%、10%的發(fā)酵菜籽粕替代豆粕飼養(yǎng)生長育肥豬，發(fā)現(xiàn)用5%發(fā)酵菜籽粕替代豆粕飼喂生長豬是可行的。孫佩佩等研究表明，發(fā)酵菜籽粕可在一定程度上改善生長豬的生長性能，替代量可達到16%，且飼喂不同比例發(fā)酵菜籽粕替代豆粕提高了生長豬的抗氧能力，對生長豬的免疫能力亦沒有負面影響。也有研究表明，使用發(fā)酵菜籽粕可以提高豬的生產(chǎn)性能，并對血清生化指標有益。

發(fā)酵菜籽粕替代豆粕在其他家畜也有應用。曾鈺等用發(fā)酵雜粕替代基礎糧中0%、25%、50%、75%、100%的豆粕，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵雜粕完全替代豆粕對肉牛的生長性能及養(yǎng)分消化率等無負面影響，其中75% 比例替代時肉牛生長性能等達到有效提高。另外，鄭杰等在放牧補飼模式下利用發(fā)酵菜籽粕飼喂貴州黑山羊羔羊，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵菜籽粕等氮替代16%豆粕時，以50%替代比例效果較好，能夠提高羔羊機體部分免疫細胞含量，從而提高其免疫功能促進其生長。利用好發(fā)酵菜籽粕替代部分豆粕可一定程度上解決豆粕成本高昂的問題，且發(fā)酵可降低菜籽粕中的抗營養(yǎng)因子成分，降低其對家畜的有害作用。由此可見，利用發(fā)酵菜籽粕飼喂家畜是一項值得深入研究的內(nèi)容。

2.3 發(fā)酵菜籽粕替代豆粕在其他動物生產(chǎn)中的應用Nowakowicz-D?bek 等以4%、8%、12% 發(fā)酵菜籽粕代替豆粕，發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)酵菜籽粕攝入量的增加，兔胃腸道中免疫球蛋白水平升高且微生物種群間的相關性增加，可見發(fā)酵菜籽粕通過提供有價值的營養(yǎng)物質(zhì)，增強了兔的免疫系統(tǒng)發(fā)育并有助于防止腸道微生物群的紊亂。也有研究發(fā)現(xiàn)，用發(fā)酵菜籽粕替代豆粕飼喂尼羅魚對其生長和營養(yǎng)物質(zhì)吸收率都有提高的效果。由此可見，發(fā)酵菜籽粕替代豆粕可降低飼料成本，提高動物生長性能，在很多動物上的應用仍有待探究。

4 小 結(jié)

菜籽粕是油菜籽浸提榨油后的副產(chǎn)物，粗蛋白質(zhì)含量較高，氨基酸組成均衡，可用于替代部分動物日糧中的豆粕。然而，由于抗營養(yǎng)因子的存在，菜籽粕在動物日糧中的使用受到限制。固態(tài)發(fā)酵可減少菜籽粕中的抗營養(yǎng)因子含量，提高其營養(yǎng)物質(zhì)含量，但固態(tài)發(fā)酵時菌種選擇以及發(fā)酵條件的探索仍然處于發(fā)展階段，不同菌種和條件發(fā)酵后菜籽粕營養(yǎng)成分有很大不同，且也存在大量發(fā)酵過程中的工序繁瑣、易被污染等問題。因此，有必要探究適宜的發(fā)酵菌種及其接種量、發(fā)酵時間（即最適發(fā)酵條件）使菜籽粕的抗營養(yǎng)因子得到有效降低；同時，發(fā)酵菜籽粕飼喂動物對其生長性能等指標的影響和機制也是今后的重要關注點。