邱良伟 顾拥建 沙文锋 戴晖 朱娟

摘要

[目的]研究复合微生物固态发酵对菜籽粕的脱毒效果及营养价值的影响。[方法] 以普通菜籽粕为原料，利用现代固态发酵原理，采用植物乳杆菌和黑曲霉进行固态发酵，探讨降解抗营养因子及提高粗蛋白含量最佳发酵工艺。[结果]试验表明，复合微生物固态发酵可显著降低菜籽粕中抗营养因子的含量，混菌混合发酵效果优于单菌种发酵效果。植物乳杆菌与黑曲霉接种比例为3∶1，接种量20%，料水比为1∶0.8 g/ml，菜粕∶玉米∶麸皮为8∶1∶1，发酵时间为48 h。发酵后菜籽粕中粗蛋白含量提高了6.57%，小肽含量提高了8876%，粗纤维含量降低11.31%;抗营养因子异硫氰酸酯降低了64.00%，噁唑烷硫酮降低了81.82%，硫苷降低了75.16%;总氨基酸含量提高了11.59%。[结论]研究可为菜籽粕在生物饲料中的开发利用提供一条有效途径。

关键词 微生物;菜籽粕;固态发酵

中图分类号 TS229;S816  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2015）03-209-03

Study of Solid Substrate Fermentation with Complex Microbial on Rapeseed Meal

QIU Liangwei¹， 2， GU Yongjian¹， SHA Wenfeng¹ et al

（1. Jiangsu Yanjiang Institute of Agricultural Sciences， Rugao， Jiangsu 226541; 2. Jiangsu Suining Board of Agriculture， Suining， Jiangsu 221200）

Abstract [Objective] To study effects of compound microbial solid fermentation on detoxification and nutritional value of rapeseed meal. [Method] With common rapeseed meal as raw material， using modern solid fermentation principle， Lactobacillus plantarum and Aspergillus niger were adopted to conduct solid fermentation. The optimal fermentation technique of degradating anti nutritional factors and improving crude protein content was discussed. [Result] The results showed that complex microbial solid fermentation can significantly reduce content of anti nutritional factors in rapeseed meal. The fermentation effect of complex bacterias is superior than single bacteria. The ratio between Lactobacillus plantarum and Aspergillus niger is 3∶1， innoculation amount 20%， solidliqud ratio 1∶0.8 g/ml， rapeseed meal：maize：bran=8∶1∶1， fermentation time 48 h. After fermentation， crude protein content increased 6.57%， small peptide increased 88.76%， crude fiber content reduced 11.31%; Isothiocyanate， Oxazolidine thione， Glucosinolate reduced 64.00%， 81.82%， 75.16%， respectively; total amino acid content increased 11.59%. [Conclusion] The study can provide an effective way for development and utilization of rapeseed meal in biological feed.

Key words  Microorganism; Rapeseed meal; Solid fermentation

作者簡介

邱良伟（1985-），男，江苏徐州人，研究实习员，硕士，从事畜禽健康养殖、饲料生物技术的研究。

收稿日期 20141211

菜籽粕是一种优质的植物性蛋白饲料资源，其蛋白质含量为35%～42%，氨基酸组成合理，菜籽蛋白为全价蛋白质，几乎不存在限制氨基酸。与大豆粕相比，菜籽饼（粕）中蛋氨酸、胱氨酸等含硫氨基酸的含量较高，仅赖氨酸含量略低于大豆蛋白^[1]。但是菜籽粕中含有的硫代葡萄糖苷等抗营养因子严重制约着其在饲料工业中的应用，不仅影响菜籽粕的适口性，还会对动物的肝脏、脾脏等生理器官造成不利影响。因此，如何去除菜籽粕中的抗营养因子含量对其在动物饲料中的应用具有重要意义。

目前，有关微生物发酵处理菜籽粕的研究已有诸多报道，微生物发酵法因高效和低能耗等优点成为改良菜籽粕植物源饲料品质的研究重点。利用微生物发酵菜籽粕，大多以提高蛋白含量和脱毒为主要研究目标，但对饲料业中采用植物乳杆菌和黑曲霉发酵菜籽粕生产生物饲料的研究尚未见报道。笔者以普通菜籽粕为原料，采用植物乳杆菌和黑曲霉进行固态发酵，探讨降解抗营养因子及提高粗蛋白含量最佳发酵工艺，以期为微生物发酵生产高品质生物活性饲料提供理论指导。

1  材料与方法

1.1 材料

1.1.1

试验菌种。植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum， Lp1）、黑曲霉（Aspergillus niger， An1）。

1.1.2

原料。菜籽粕由江苏金太阳油脂有限公司提供。

1.1.3

培养基。MRS培养基（培养植物乳杆菌）：葡萄糖20 g，牛肉膏10 g，蛋白胨10 g，酵母浸膏5 g，柠檬酸氢二铵2 g，无水乙酸钠5 g，K₂HPO₄ 2 g，MnSO₄·H₂O 0.25 g，MgSO₄·7H₂O 0.58 g，瓊脂20 g，吐温80 1 ml，用蒸馏水溶解并定容至1 000 ml，pH 6.2～6.8（1 mol/L NaOH调节），115 ℃湿热灭菌30 min。PDA培养基（培养黑曲霉）：将马铃薯去皮切成小块，称取200 g置于锅中，加水1 L煮沸约30 min，6～8层纱布滤成清液，滤液中加入葡萄糖20 g，补充水分至1 L，琼脂18～20 g，加热至融化。液体种子培养基为上述培养基除去琼脂，其他成分相同。

1.2  试验方法

1.2.1

液体种子液制备。    从保存的各菌种挑取一环菌苔接入50 ml液体种子培养基中。植物乳杆菌接种到MRS培养基中，38  ℃恒温培养箱中静置培养48 h;黑曲霉接种到PDA培养基中，30  ℃，150 r/min摇动培养48 h。从上述培养好的菌液中按2%的接种量接种到各自发酵种子培养基，150 r/min摇动培养24 h，得发酵用菌种。

1.2.2

单菌发酵试验。原料粉碎过40目筛。菜籽粕、玉米粉、麦麸按8∶1∶1装入500 ml三角瓶中，接种量20%，料水比为1∶0.8 g/ml，用无菌玻璃棒搅拌均匀、封口，置于恒温培养箱中培养48 h，50  ℃烘干后，分析测定营养成分及抗营养因子含量。

1.2.3

混菌发酵试验。

固态发酵培养基经灭菌后接入混合菌种，植物乳杆菌和黑曲霉接种比例为3∶1，接种量20%，料水比为1∶0.8 g/ml，菜粕∶玉米∶麸皮=8∶1∶1，置于30 ℃恒温培养箱内发酵48 h，50 ℃烘干后，分析测定营养成分及抗营养因子含量。

1.3  发酵样品成分分析

常规营养成分分析包括水分、粗蛋白、粗纤维，检测方法参考《饲料分析及饲料质量检测技术》^[2] 。硫代葡萄糖苷按硫脲紫外比色法^[3]测定。氨基酸的测定：酸水解、碱水解前处理方法参照GB/T 18246-2000，仪器为日立L8800全自动氨基酸分析仪。小肽的测定：参照周乃继的实验处理方法^[4]，采用GB/T6432-1994测定。

2  结果与分析

2.1 单菌发酵菜籽粕营养成分的变化

从表1可以看出，枯草芽孢杆菌和黑曲霉均能有效地提高菜籽粕中粗蛋白含量和降低其抗营养因子的含量。经发酵处理后，菜籽粕中粗蛋白含量较未发酵组分别提高了3.56%、0.77%;异硫氰酸酯分别降低了35.99%、47.96%;噁唑烷硫酮分别降低了67.81%、70.22%;总硫苷分别降低了55.52%、61.62%。植物乳杆菌在提高菜籽粕粗蛋白效果方面优于黑曲霉，在降解抗营养因子效果方面黑曲霉优于植物乳杆菌。

表1 单菌发酵菜籽粕中抗营养因子含量的变化

处理组粗蛋白

%异硫氰酸酯

mg/g噁唑烷硫酮

mg/g总硫苷

mg/g

未发酵41.571.251.983.22

植物乳杆菌组43.050.800.680.64

黑曲霉组41.890.650.720.59

2.2 混菌发酵菜籽粕营养成分的变化

从表2、3中可以看出，菜籽粕经过混菌固态发酵处理后，其营养成分和抗营养因子含量发生了明显的变化。经过多批次重复性试验，各项指标稳定。混合固态发酵后，菜籽粕中粗蛋白含量提高了6.57%，粗纤维含量降低了11.31%，小肽含量提高了8876%;抗营养因子异硫氰酸酯降低了64.00%，噁唑烷硫酮降低了81.82%，硫苷降低了75.16%;赖氨酸含量提高了2741%，蛋氨酸含量提高了2.35%，苏氨酸含量提高了4160%，亮氨酸含量提高了2.83%，总氨基酸含量提高了1159%。微生物发酵有效地改善了菜籽粕的营养成分，大大提高了其营养价值。

表2  菜籽粕发酵前后营养成分的变化 （干物质基础）

发酵前后干物质∥%粗蛋白∥%粗纤维∥%小肽∥%异硫氰酸酯∥mg/g噁唑烷硫酮∥mg/g总硫苷∥mg/g