芽孢桿菌發(fā)酵棉粕粉脫酚及其飼喂肉雞的效果

李 佳，高同國(guó)，袁洪水，王 偉，朱寶成

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北保定071001）

肉雞是人類飼養(yǎng)最普遍的家禽之一，其馴化歷史約4 000年。我國(guó)是世界四大肉雞生產(chǎn)國(guó)之一，肉雞產(chǎn)量居世界第二。但是，隨著包括肉雞養(yǎng)殖業(yè)在內(nèi)的我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展，蛋白飼料資源不足的問(wèn)題日益突出。新的蛋白質(zhì)飼料資源的開(kāi)發(fā)與利用勢(shì)在必行［1－2］。棉粕是棉籽榨油后的副產(chǎn)物之一。棉籽采用壓榨法榨油后的副產(chǎn)物通常被稱為棉籽餅；棉籽去殼后采用浸提法榨油的副產(chǎn)物被稱為棉粕。棉粕中的蛋白質(zhì)含量可達(dá)40%，與大豆餅的粗蛋白質(zhì)含量相當(dāng)，作為蛋白質(zhì)飼料資源的一種，具有很大的開(kāi)發(fā)潛力［3－6］。但棉粕中含具有致毒作用的游離棉酚，從而限制了其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用，影響了它的飼用價(jià)值。對(duì)棉粕進(jìn)行脫酚處理，已逐漸成為研究熱點(diǎn)。目前普遍認(rèn)為微生物發(fā)酵法是成本低、效果好、較安全的棉粕脫酚方法［7－10］。

本研究在實(shí)驗(yàn)室前期工作的基礎(chǔ)上采用芽孢桿菌發(fā)酵棉粕脫酚技術(shù)制備脫酚棉粕粉產(chǎn)品，并將其用于肉雞飼喂，觀察應(yīng)用效果，驗(yàn)證芽孢桿菌發(fā)酵棉粕脫酚技術(shù)的脫酚效果，以期為棉粕作為優(yōu)質(zhì)蛋白資源安全地應(yīng)用于肉雞養(yǎng)殖業(yè)提供幫助。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)菌種 筆者所在課題組在前期工作中篩選得到的枯草芽孢桿菌M－9菌株。

1.1.2 試驗(yàn)動(dòng)物 1日齡的愛(ài)拔益加肉雞，購(gòu)自河北省某孵化場(chǎng)。

1.1.3 棉粕粉 購(gòu)自山東省某榨油廠，粉碎加工，制成粒度為10～12目的棉粕粉，棉酚含量約為1 800 mg／kg。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 棉粕粉飼料產(chǎn)品的制備 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?jǐn)嚢杈鶆?，然后將由合作公司制成的枯草芽孢桿菌菌株M－9的菌粉拌入物料中并攪拌均勻，常溫下發(fā)酵15 d。

1.2.2 棉粕粉脫酚飼料中棉酚殘余量及粗蛋白含量的測(cè)定棉酚含量采用國(guó)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定；粗蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 肉雞飼喂 肉雞分組：選擇1日齡、體質(zhì)量相近的健康雛雞180只，隨機(jī)分組，每小組30只，公母各半，共6個(gè)小組；將這6個(gè)小組隨機(jī)分為2個(gè)大組，其中3個(gè)小組為試驗(yàn)組，3個(gè)小組為對(duì)照組，試驗(yàn)組和對(duì)照組均設(shè)3個(gè)平行。試驗(yàn)組飼料中的常規(guī)飼料豆粕粉（約占全價(jià)飼料干物質(zhì)的30%）全部以發(fā)酵脫酚的棉粕粉替代；對(duì)照組飼喂常規(guī)飼料。

飼喂管理：試驗(yàn)共45 d，其中3 d預(yù)飼期，各組均飼喂常規(guī)飼料；42 d飼喂期。試驗(yàn)期間按照農(nóng)場(chǎng)常規(guī)管理模式對(duì)肉雞進(jìn)行管理。

指標(biāo)測(cè)定：試驗(yàn)結(jié)束時(shí)抽取試驗(yàn)組和對(duì)照組肉雞各3只，分別測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

生長(zhǎng)性能指標(biāo)：進(jìn)入飼喂期前測(cè)定各組肉雞的初始質(zhì)量，在飼喂期內(nèi)每5 d分別對(duì)各組肉雞早空腹體質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定，飼喂期結(jié)束時(shí)測(cè)定各組肉雞的末質(zhì)量。在飼喂期內(nèi)記錄各組肉雞的飼料消耗量。

屠宰性能指標(biāo)：試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，從每組中選取接近平均體質(zhì)量的肉雞3只，禁食12 h以上，保證飲水，稱質(zhì)量編號(hào)，然后屠宰，稱取屠體質(zhì)量、半凈膛質(zhì)量、全凈膛質(zhì)量、胸肌質(zhì)量、腿肌質(zhì)量、腹脂質(zhì)量，參照NY／T 823—2004《家禽生產(chǎn)性能名詞術(shù)語(yǔ)和度量統(tǒng)計(jì)方法》中的相關(guān)方法和要求測(cè)定并計(jì)算屠宰率、半凈膛率、全凈膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率等屠宰性能指標(biāo)。

內(nèi)臟發(fā)育指標(biāo)：對(duì)抽取的用于內(nèi)臟發(fā)育指標(biāo)測(cè)定的肉雞禁食12 h以上，保證飲水，稱質(zhì)量編號(hào)之后殺死肉雞，取心臟、肝臟、腎臟和脾臟稱質(zhì)量，觀察其色澤、縱切剖面的顏色及結(jié)構(gòu)。

血液生化指標(biāo)：分別抽取用于血液生化指標(biāo)測(cè)定的肉雞的血清、血漿，測(cè)定血液生化指標(biāo)。

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率指標(biāo)：取各小組肉雞的糞便，測(cè)定其中的粗蛋白含量、淀粉含量與粗脂肪含量，計(jì)算相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉粕粉飼料產(chǎn)品棉酚及粗蛋白含量的測(cè)定

GB13078—2001《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，飼料原料棉粕中的游離棉酚含量≤1 200 mg／kg；家禽配合飼料中的游離棉酚含量≤100mg／kg。由表1可以看出，發(fā)酵后棉粕中的棉酚含量降至9.82 mg／kg，符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。發(fā)酵后棉粕中的蛋白質(zhì)含量增加約1百分點(diǎn)，活菌數(shù)達(dá)3.8×1012CFU／g，色澤為新鮮、均勻一致的黃褐色、無(wú)霉變；質(zhì)地松散、無(wú)結(jié)塊；略帶棉籽油味道，無(wú)酸敗味、腐味、焦味、霉味或其他異味。

2.2 肉雞飼喂試驗(yàn)

2.2.1 生長(zhǎng)性能指標(biāo) 由圖1和表2可知，飼喂期內(nèi)，試驗(yàn)組與對(duì)照組肉雞的生長(zhǎng)狀態(tài)均良好，體質(zhì)量增幅相近，生產(chǎn)性能相關(guān)指標(biāo)無(wú)顯著差異（P＞0.05）。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可推斷，以發(fā)酵棉粕粉代替全價(jià)飼料中的豆粕對(duì)肉雞進(jìn)行飼喂，肉雞未表現(xiàn)出棉酚中毒癥狀，因此，可初步推斷本研究制備的發(fā)酵棉粕粉脫酚效果較好，具有代替豆粕添加于飼料應(yīng)用于肉雞養(yǎng)殖的可能。

2.2.2 屠宰性能指標(biāo) 由表3可知，試驗(yàn)組肉雞與對(duì)照組相比，屠宰率、半凈膛率、全凈膛率、胸肌率、腿肌率、腹脂率均無(wú)顯著差異，說(shuō)明以發(fā)酵棉粕粉代替全價(jià)飼料中的豆粕對(duì)肉雞進(jìn)行飼喂，對(duì)其屠宰性能的相關(guān)指標(biāo)無(wú)顯著影響，具有代替豆粕添加于飼料中并用于肉雞養(yǎng)殖的可能。

表1 發(fā)酵前后棉粕中棉酚和粗蛋白的含量

表2 發(fā)酵棉粕粉飼料對(duì)肉雞生產(chǎn)性能的影響

表3 發(fā)酵棉粕粉飼料對(duì)肉雞屠宰性能指標(biāo)的影響 %

2.2.3 內(nèi)臟發(fā)育指標(biāo) 肉雞過(guò)量攝入棉酚可導(dǎo)致細(xì)胞、血管和神經(jīng)系統(tǒng)受損，直接影響心臟、脾臟等臟器發(fā)育，棉酚過(guò)量攝入產(chǎn)生的中毒現(xiàn)象也會(huì)影響主要解毒器官肝臟的發(fā)育。由表4可以看出，從臟器質(zhì)量與體質(zhì)量比方面來(lái)看，試驗(yàn)組肉雞的心、肝、脾等臟器發(fā)育與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異（P＞0.05），說(shuō)明以發(fā)酵棉粕粉代替全價(jià)飼料中的豆粕對(duì)肉雞進(jìn)行飼喂，對(duì)其臟器發(fā)育無(wú)顯著影響。

表4 發(fā)酵棉粕粉飼料對(duì)肉雞內(nèi)臟發(fā)育的影響

2.2.4 血液生化指標(biāo) 肉雞過(guò)量攝入棉酚一方面可導(dǎo)致紅細(xì)胞受損，可表現(xiàn)為血液中的血紅蛋白濃度和紅細(xì)胞數(shù)降低，且攝入的棉酚可與鐵結(jié)合造成缺鐵性貧血，也有可能因結(jié)合酶蛋白而使其失活。另一方面，棉酚過(guò)量攝入可損害肉雞細(xì)胞、血管和神經(jīng)系統(tǒng)，直接影響臟器發(fā)育。由表5和表6可知，試驗(yàn)組和對(duì)照組肉雞的相關(guān)血液指標(biāo)均處于正常范圍內(nèi)，說(shuō)明從血液生化指標(biāo)方面分析，以發(fā)酵棉粕粉代替全價(jià)飼料中的豆粕進(jìn)行飼喂，肉雞未表現(xiàn)出中毒癥狀。

2.2.5 飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率測(cè)定 肉雞攝入過(guò)量棉酚會(huì)降低其對(duì)飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)尤其是蛋白質(zhì)的利用率，其原因一方面是棉酚的酚基可與蛋白質(zhì)的活性基團(tuán)結(jié)合，降低蛋白質(zhì)的水溶性；另一方面棉酚還可結(jié)合蛋白質(zhì)水解酶，使其失活。由表7可以看出，試驗(yàn)組肉雞和對(duì)照組肉雞對(duì)飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率無(wú)顯著差異（P＞0.05），說(shuō)明以發(fā)酵棉粕粉代替全價(jià)飼料中的豆粕進(jìn)行飼喂，肉雞未表現(xiàn)出中毒現(xiàn)象，且不影響其對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率。

3 討論

微生物發(fā)酵棉粕脫酚法是我國(guó)對(duì)棉粕進(jìn)行處理的特色方法，采用微生物發(fā)酵法脫除棉粕中的棉酚，不僅脫酚條件溫和、工藝簡(jiǎn)單、成本低，且在發(fā)酵過(guò)程中可產(chǎn)生大量菌體蛋白和生物酶，提高其蛋白含量，增加適口性，有利于禽畜對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收［11－14］。從20世紀(jì)末開(kāi)始，中山大學(xué)、山東大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)等多所大學(xué)均從不同方面開(kāi)展了關(guān)于微生物發(fā)酵法脫酚的研究工作。研究采用的脫酚菌種主要為霉菌和酵母菌，脫酚工藝大多須要滅菌環(huán)節(jié)，脫酚發(fā)酵過(guò)程通常在恒溫箱中進(jìn)行［15－16］。

筆者所在課題組近年來(lái)一直致力于篩選芽孢桿菌菌株，尤其是枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）菌株，并將其用于棉粕脫酚。其原因主要有3個(gè)方面，一方面，根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)部于2003年公布的能夠用于生產(chǎn)微生態(tài)制劑的菌種，枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌均被列入其中，用于棉粕脫酚可以保證其安全性。第2方面，芽孢桿菌菌株因其產(chǎn)芽孢、耐干燥、耐高溫、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，保證了其在菌劑工業(yè)生產(chǎn)中的活菌數(shù)較高，在菌劑產(chǎn)品保存過(guò)程中活菌率較穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。第3方面，枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌屬于兼性厭氧菌，其生長(zhǎng)繁殖無(wú)需嚴(yán)格的供氧條件，在有氧或無(wú)氧的環(huán)境中均可正常生長(zhǎng)，可以很好地適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)要求的深層發(fā)酵條件。同時(shí)，筆者所在課題組探索了適用于工業(yè)化飼料生產(chǎn)的脫酚工藝，確定了物料無(wú)需滅菌的常溫深層發(fā)酵生產(chǎn)工藝。在此工藝下，篩選出的枯草芽孢桿菌菌株發(fā)酵降酚制備得到的發(fā)酵棉粕粉中的棉酚殘存量約為9.82 mg／kg，符合 GB 13078—2001的相關(guān)規(guī)定，發(fā)酵后的棉粕粉質(zhì)地松軟，無(wú)霉變、無(wú)硬塊、無(wú)異臭。

關(guān)于棉酚對(duì)畜禽的毒害，目前的研究報(bào)道較多，棉酚的中毒癥狀表現(xiàn)以及飼料中棉粕的添加限度標(biāo)準(zhǔn)曾一度成為研究熱點(diǎn)。一般認(rèn)為，棉酚毒性主要影響畜禽的生長(zhǎng)發(fā)育、器官發(fā)育、屠宰指標(biāo)、血液生化指標(biāo)、飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用和生殖等幾個(gè)方面。在肉雞養(yǎng)殖試驗(yàn)中的關(guān)注點(diǎn)在于生長(zhǎng)發(fā)育、器官發(fā)育、屠宰指標(biāo)、血液生化指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用等5個(gè)方面［17－22］。本研究采用筆者所在課題組制備得到的發(fā)酵棉粕粉代替豆粕粉用于肉雞飼喂，并比較棉粕粉飼喂組肉雞和豆粕粉飼喂組上述指標(biāo)的差異，發(fā)現(xiàn)2組肉雞的上述指標(biāo)均無(wú)顯著差異。從而在應(yīng)用效果方面驗(yàn)證了筆者所在課題組對(duì)棉粕粉進(jìn)行發(fā)酵脫酚的效果，表明筆者所在課題組制備得到的發(fā)酵棉粕粉含酚量符合安全標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到脫酚目的，具有代替豆粕粉作為飼料蛋白源用于養(yǎng)殖業(yè)的潛力。

表5 發(fā)酵棉粕粉飼料對(duì)肉雞血液的影響

表6 發(fā)酵棉粕粉飼料對(duì)肉雞臟器功能的影響

表7 糞便中殘存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的測(cè)定 %

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