微生物發(fā)酵法改良油茶粕飼用品質研究進展

刁 歡，湯 強，康 輝

（安徽新華學院， 安徽 合肥230088）

微生物發(fā)酵法改良油茶粕飼用品質研究進展

刁 歡，湯 強，康 輝

（安徽新華學院， 安徽 合肥230088）

油茶粕粗蛋白含量較高，是一種優(yōu)質的蛋白飼料源，但由于存在茶皂素、單寧、生物堿等抗營養(yǎng)因子，且適口性差，限制了其在動物生產上的應用.在油茶粕脫毒方法中，微生物發(fā)酵法是研究熱點之一，本文綜述了油茶粕的抗營養(yǎng)因子、微生物發(fā)酵工藝以及脫毒效果等方面的最新研究進展.

油茶粕；微生物發(fā)酵；脫毒

油茶（Camellia oleifera Abel），屬山茶科，是世界四大木本食用油源樹種之一.油茶籽榨油后剩下的渣叫油茶餅，又名茶籽餅、茶枯餅，呈紫褐色顆粒狀，油茶餅用有機溶劑浸提后稱為油茶粕.據(jù)統(tǒng)計，我國年產油茶茶籽約70萬t，按機榨得油率70%計算，油茶餅粕年均產量約50萬t[1].但由于油茶粕味苦、含有部分有毒物質，目前還不能很好被利用，大部分被用作燃料或者廢棄，造成巨大浪費.而另一方面，我國規(guī)?；B(yǎng)殖高速發(fā)展，蛋白質飼料資源嚴重短缺.所以，合理開發(fā)利用油茶粕資源，可大幅緩解我國蛋白質飼料資源短缺的問題，并且為油茶主產區(qū)帶來可觀的經濟和社會效益.

1 油茶粕抗營養(yǎng)因子

油茶粕營養(yǎng)成分豐富，含粗蛋白10-15%，粗脂肪5%，糖類30-40%，粗纖維15-20%，水分14%，以及對動物生長發(fā)育有利的必需微量元素Mg、Fe、Ca、Mn、Zn、Cu[2].但油茶粕中含有 部 分 抗 營養(yǎng)因子如茶皂素，含量約l0—14%，其對動物的紅細胞有破壞作用，能產生溶血現(xiàn)象，且不易被動物的腸胃吸收；含大量茶皂素的茶粕適口性很差，且會引起胃腸中毒，肝臟損傷，驚厥和昏迷，甚至死亡[3].所以未經脫皂的油茶粕不能直接作為飼料使用，但含量低于3%的脫皂茶粕可以用作飼料添加劑，并有多種益處.劉長忠等(2002)報道，添加含茶皂素的飼料添加劑能改善哺乳仔豬生長性能，提高哺乳仔豬的抗腹瀉能力[4].陳寶江等(2002)報道，綠殼蛋雞飼喂含茶皂素的日糧，可降低料蛋比[5].

另外油茶籽粕中還含有2%的單寧，味苦澀，有收斂性，影響飼料的適口性，同時過量的單寧可降低蛋白質、氨基酸的消化率，損傷腸壁，影響動物生長；然而微量的單寧卻有改善飼料風味，促進動物生長的作用.

茶籽中的生物堿主要為茶堿、咖啡因等，也是主要的抗營養(yǎng)因子，在油茶粕中含量約2.24%.生物堿大都味苦、適口性差，并可降低蛋白質和營養(yǎng)元素的營養(yǎng)效用，對人畜均有一定的毒害作用.但少量的咖啡因和茶堿也有某些方面的積極作用.張能適(2005)實驗研究表明適量咖啡因能提高精子存活率和活力[6].文國藝(2000)發(fā)現(xiàn)，少量咖啡因能提高卵裂率和胚囊率，促進卵細胞分裂[7].

2 去除抗營養(yǎng)因子的方法

去除油茶粕中抗營養(yǎng)因子的方法主要有物理法、化學法和微生物發(fā)酵法.曾馥平（1993）采用有機溶劑浸提法脫毒油茶餅粕5次后，茶皂素含量小于3%，可以作為豬飼料添加到日糧中[8].周瑩等（1998）在日糧中添加脫毒處理后的油茶粕，實驗結果表明配合飼料能夠節(jié)約蛋白效率，促進甲魚生 長[9].周江（2007）采用水浸提的工藝及方法去除油茶粕抗營養(yǎng)因子和粗纖維之后將其作為水產養(yǎng)殖動物的飼料，并發(fā)現(xiàn)在淡水魚類飼料中的適宜添加量約為10%[10].以上研究多數(shù)采用水浸提和有機溶劑浸提法去除茶皂素后直接添加到動物日糧中，屬于物理和化學法范疇.茶皂素的提取效果較好，但粗蛋白含量提高有限，因而并不能成為優(yōu)質的蛋白質資源，取代豆粕等緊缺高蛋白飼料資源.近年來，微生物發(fā)酵法處理油茶粕因成本低廉，操作簡單，分解抗營養(yǎng)因子的同時可大幅提高粗蛋白的含量和品質，引起人們的廣泛關注.該方法是利用微生物生長迅速、代謝快、產酶豐富等特點，且發(fā)酵過程可以使油茶粕抗營養(yǎng)因子被大量消耗利用，降低其含量，并且能積累有益的代謝產物.目前普通農戶一般采取傳統(tǒng)的土坑發(fā)酵法：將茶餅搗碎用冷水浸泡后放入土坑，加蓋塑料薄膜密封，待茶餅發(fā)酵至褐色、有氣泡和香酸味即可.后來有學者將微生物固態(tài)發(fā)酵技術應用到油茶粕發(fā)酵領域.鐘海雁（2001）對油茶枯餅固態(tài)發(fā)酵研究表明，發(fā)酵后粗蛋白質含量提高到20%，粗纖維含量下降，且發(fā)酵后油茶粕中的氨基酸組成更加合理[11].

3 油茶粕的發(fā)酵工藝

菌種、培養(yǎng)基、發(fā)酵溫度、時間、水分、pH值，這些指標都是油茶粕發(fā)酵工藝的主要參數(shù).任何一種參數(shù)不適宜，都會影響發(fā)酵效果.探索最佳的發(fā)酵參數(shù)組合，成為目前油茶粕發(fā)酵研究的熱點.鄧桂蘭等（2008）以脫皂油茶粕為原料，利用混合菌種（黑曲霉，米曲霉，毛霉，白地霉，產阮假絲酵母等）發(fā)酵，并對發(fā)酵工藝條件進行了研究，初步確定篩選菌種的工藝條件為：菌種最佳接種量為10%，培養(yǎng)周期為4天[12].丁麗霞（2008）利用黑曲霉發(fā)酵降解茶皂素，通過響應面實驗對初始含水量、發(fā)酵溫度、pH、發(fā)酵時間4個因素進行優(yōu)化，其最佳工藝條件為發(fā)酵溫度34.5℃，初始含水量70%，發(fā)酵時間84h，pH4.35，其它條件不變，茶皂素含量為2.04%，降解率達到89.99%[13].鐘海雁（2001）研究表明，以毛霉、平菇和紫木耳的一次發(fā)酵產品再經117產朊假絲酵母二次發(fā)酵，油茶粕的粗蛋白質含量接近20%，氨基酸組成趨向平衡[11].馬力（2010）實驗獲得了較優(yōu)的飼料用油茶枯餅發(fā)酵培養(yǎng)基組成：熱水脫皂的油茶枯餅16g，麥麩1g，葡萄糖2g，(NH4)2SO41g，水19mL[14].周 浩宇（2010）研究 表 明 ，混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵，茶皂素、總酚、粗纖維的降解率分別達到87.63%、87.87%和37.9%，粗蛋白含量提高率達66.98%.化學法脫毒后油茶籽粕中的茶皂素、總酚含量分別降至0.93%和0.74%，粗纖維含量則大大增加[15].王小蓉（2011）的研究表明：經過篩選試驗得出的較優(yōu)組合為熱帶假絲酵母和米曲霉As33l，經試驗確定熱帶假絲酵母和米曲霉As331的最佳培養(yǎng)務件：酵母與霉菌接種比例為l：l，總的接種量為10%，培養(yǎng)時間為4d[16].任仙娥（2012）以油茶籽粕為原料，選用熱帶假絲酵母：枯草芽孢桿菌：黑曲霉——2：1：1為供試菌種，對油茶籽粕進行固態(tài)發(fā)酵生產菌體蛋白飼料.優(yōu)化的固態(tài)發(fā)酵工藝條件為：尿素添加量6，培養(yǎng)基含水量60，發(fā)酵溫度37℃，發(fā)酵時間4d[17].

4 微生物發(fā)酵油茶粕的脫毒效果

油茶粕經過微生物發(fā)酵后，其有毒成分茶皂素、單寧、生物堿等會明顯減少，而粗蛋白含量有效提高.周瑩等[9]采用坑埋自然生物發(fā)酵法脫除茶皂素，在發(fā)酵15d后，茶皂素含量降低至1.06%，自然發(fā)酵，微生物量少，茶皂素降解率不明顯.鐘海雁（2001）對油茶枯餅固態(tài)發(fā)酵后，實驗結果得出粗蛋白質含量提高明顯，粗纖維含量下降，且發(fā)酵后油茶粕中的氨基酸組成更加合理，與美國NRC雞飼料必需氨基酸模式比較之后發(fā)現(xiàn)，限制氨基酸從9～10種下降到2～4種，蛋氨酸為第一限制氨基酸，酪氨酸為第二限制氨基酸[11].任仙娥（2012）將油茶籽粕經固態(tài)發(fā)酵后，粗蛋白質質量分數(shù)由16.96%上升到35.82%，粗纖維質量分數(shù)由20.12下降到10.9 6%，同時各種微生物酶作用于油茶籽粕中的大分子物質，使其轉化為小分子物質，改善了油茶籽粕作為飼料的適口性，也易于動物吸收；另外微生物產生的各種酶類及活性因子能夠抑制腸道中有害菌的生長、促進動物體內有益菌體的繁殖，從而提高動物的免疫力和抗病能力，所以油茶粕的營養(yǎng)價值得到大幅提高[17].周浩宇（2010）以油茶籽粕為主要原料，以枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產朊假絲酵母為發(fā)酵菌種，研究單菌、混合菌固態(tài)發(fā)酵后油荼籽粕中各抗營養(yǎng)因子的降解率.結果表明，混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵，茶皂素、總酚、粗 纖 維 的 降 解 率 分 別 達 到87.63%、87.87%和37.29%，粗蛋白含量提高率達66.98%.微生物發(fā)酵降解各種抗營養(yǎng)因子，主要是利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分，代謝合成各種酶，而對有害底物進行降解.若采用多種微生物配合使用則酶系更為復雜，涉及范圍更大，脫毒效果更好，改善了脫毒粕的適口性，提高了油茶籽粕的營養(yǎng)價值[15].王小蓉（2011）研究表明：按實驗得出的最佳條件進行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵產物中粗蛋白含量從發(fā)酵前的18.24%提高到發(fā)酵后的30.02%，且發(fā)酵產物具有酵母的甜香味，適口性得了到改善[16].

5 發(fā)酵茶粕在動物生產中的應用

發(fā)酵后的油茶粕營養(yǎng)價值和適口性提高，在動物生產中得到了廣泛應用.周瑩[9]等添加30—50%的脫毒茶粕飼喂甲魚，甲魚增重速度約為2g/d，飼料效率較高；李紅權[18]等分別用10%、20%、30%的油茶粕飼喂140尾2克左右的異育銀鯽，結果表明，對于異育銀鯽日增重、料肉比而言，10%的茶粕組顯著優(yōu)于其它組（P<0.05）；陳寶江等報道，綠殼蛋雞飼喂含茶皂素的日糧，可提高綠殼蛋雞蛋重(P<0.01)，提高產蛋率(P<0.01)，降低料蛋比[5].袁鐘宇等研究發(fā)現(xiàn)肉雞日糧中添加少量茶多糖和茶皂素，有利于肉雞盲腸中乳酸桿菌的增殖，改善腸道微生物區(qū)系[3].另據(jù)報道，用油茶餅菌體蛋白飼料4320-92飼喂肉雞，肉雞日平均增重飼料報酬顯著提高15.11%，并可以替代豆粕，從而降低飼養(yǎng)成本[19].以油茶粕為原料進行混菌固態(tài)發(fā)酵生產菌體蛋白飼料，可實現(xiàn)余粕的增值增效，以這種技術生產出來的菌體蛋白質可以按任意比例添加制成各種預混或濃縮飼料，由于其適口性的有效改善，加之富含茶多糖和微量茶多酚等抗氧化活性成分，對畜禽抗病能力增強和肉質品質的改善能起到一定作用.

6展望

目前，微生物發(fā)酵法降解油茶粕抗營養(yǎng)因子研究進行了多年，國內外學者篩選出了多種高效發(fā)酵菌株，并將發(fā)酵工藝不斷完善與優(yōu)化，顯著改善了其脫毒效果.油茶粕粗蛋白含量及品質已得到大幅提升，其將成為可被動物生產利用的優(yōu)質蛋白飼料，可以有效緩解我國部分地區(qū)蛋白質飼料原料緊缺的矛盾，同時也避免了油茶粕被廢棄、坑埋所造成的環(huán)境污染和浪費.

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TS201

A

1673-260X（2014）06-0056-03

國家級大學生創(chuàng)新訓練項目（201212216019）；安徽新華學院校級科研項目（2012zr004）