芽孢桿菌發酵棉粕粉脫酚及其飼喂肉雞的效果

李 佳，高同國，袁洪水，王 偉，朱寶成

（河北農業大學生命科學學院，河北保定071001）

肉雞是人類飼養最普遍的家禽之一，其馴化歷史約4 000年。我國是世界四大肉雞生產國之一，肉雞產量居世界第二。但是，隨著包括肉雞養殖業在內的我國畜牧業的發展，蛋白飼料資源不足的問題日益突出。新的蛋白質飼料資源的開發與利用勢在必行［1－2］。棉粕是棉籽榨油后的副產物之一。棉籽采用壓榨法榨油后的副產物通常被稱為棉籽餅；棉籽去殼后采用浸提法榨油的副產物被稱為棉粕。棉粕中的蛋白質含量可達40%，與大豆餅的粗蛋白質含量相當，作為蛋白質飼料資源的一種，具有很大的開發潛力［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中的應用，影響了它的飼用價值。對棉粕進行脫酚處理，已逐漸成為研究熱點。目前普遍認為微生物發酵法是成本低、效果好、較安全的棉粕脫酚方法［7－10］。

本研究在實驗室前期工作的基礎上采用芽孢桿菌發酵棉粕脫酚技術制備脫酚棉粕粉產品，并將其用于肉雞飼喂，觀察應用效果，驗證芽孢桿菌發酵棉粕脫酚技術的脫酚效果，以期為棉粕作為優質蛋白資源安全地應用于肉雞養殖業提供幫助。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗菌種 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 試驗動物 1日齡的愛拔益加肉雞，購自河北省某孵化場。

1.1.3 棉粕粉 購自山東省某榨油廠，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 試驗方法

1.2.1 棉粕粉飼料產品的制備 向加工好的棉粕粉中加入4%的蔗糖，并按1 g∶0.75 mL的料水比加水充分攪拌均勻，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定棉酚含量采用國標法進行測定；粗蛋白質含量采用凱氏定氮法進行測定。

1.2.3 肉雞飼喂 肉雞分組：選擇1日齡、體質量相近的健康雛雞180只，隨機分組，每小組30只，公母各半，共6個小組；將這6個小組隨機分為2個大組，其中3個小組為試驗組，3個小組為對照組，試驗組和對照組均設3個平行。試驗組飼料中的常規飼料豆粕粉（約占全價飼料干物質的30%）全部以發酵脫酚的棉粕粉替代；對照組飼喂常規飼料。

飼喂管理：試驗共45 d，其中3 d預飼期，各組均飼喂常規飼料；42 d飼喂期。試驗期間按照農場常規管理模式對肉雞進行管理。

指標測定：試驗結束時抽取試驗組和對照組肉雞各3只，分別測定相關指標。

生長性能指標：進入飼喂期前測定各組肉雞的初始質量，在飼喂期內每5 d分別對各組肉雞早空腹體質量進行測定，飼喂期結束時測定各組肉雞的末質量。在飼喂期內記錄各組肉雞的飼料消耗量。

屠宰性能指標：試驗結束時，從每組中選取接近平均體質量的肉雞3只，禁食12 h以上，保證飲水，稱質量編號，然后屠宰，稱取屠體質量、半凈膛質量、全凈膛質量、胸肌質量、腿肌質量、腹脂質量，參照NY／T 823—2004《家禽生產性能名詞術語和度量統計方法》中的相關方法和要求測定并計算屠宰率、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。

內臟發育指標：對抽取的用于內臟發育指標測定的肉雞禁食12 h以上，保證飲水，稱質量編號之后殺死肉雞，取心臟、肝臟、腎臟和脾臟稱質量，觀察其色澤、縱切剖面的顏色及結構。

血液生化指標：分別抽取用于血液生化指標測定的肉雞的血清、血漿，測定血液生化指標。

營養物質利用率指標：取各小組肉雞的糞便，測定其中的粗蛋白含量、淀粉含量與粗脂肪含量，計算相應營養物質的利用率。

2 結果與分析

2.1 棉粕粉飼料產品棉酚及粗蛋白含量的測定

GB13078—2001《飼料衛生標準》規定，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，發酵后棉粕中的棉酚含量降至9.82 mg／kg，符合我國國家標準的規定。發酵后棉粕中的蛋白質含量增加約1百分點，活菌數達3.8×1012CFU／g，色澤為新鮮、均勻一致的黃褐色、無霉變；質地松散、無結塊；略帶棉籽油味道，無酸敗味、腐味、焦味、霉味或其他異味。

2.2 肉雞飼喂試驗

2.2.1 生長性能指標 由圖1和表2可知，飼喂期內，試驗組與對照組肉雞的生長狀態均良好，體質量增幅相近，生產性能相關指標無顯著差異（P＞0.05）。根據試驗結果可推斷，以發酵棉粕粉代替全價飼料中的豆粕對肉雞進行飼喂，肉雞未表現出棉酚中毒癥狀，因此，可初步推斷本研究制備的發酵棉粕粉脫酚效果較好，具有代替豆粕添加于飼料應用于肉雞養殖的可能。

2.2.2 屠宰性能指標 由表3可知，試驗組肉雞與對照組相比，屠宰率、半凈膛率、全凈膛率、胸肌率、腿肌率、腹脂率均無顯著差異，說明以發酵棉粕粉代替全價飼料中的豆粕對肉雞進行飼喂，對其屠宰性能的相關指標無顯著影響，具有代替豆粕添加于飼料中并用于肉雞養殖的可能。

表1 發酵前后棉粕中棉酚和粗蛋白的含量

表2 發酵棉粕粉飼料對肉雞生產性能的影響

表3 發酵棉粕粉飼料對肉雞屠宰性能指標的影響 %

2.2.3 內臟發育指標 肉雞過量攝入棉酚可導致細胞、血管和神經系統受損，直接影響心臟、脾臟等臟器發育，棉酚過量攝入產生的中毒現象也會影響主要解毒器官肝臟的發育。由表4可以看出，從臟器質量與體質量比方面來看，試驗組肉雞的心、肝、脾等臟器發育與對照組相比無顯著差異（P＞0.05），說明以發酵棉粕粉代替全價飼料中的豆粕對肉雞進行飼喂，對其臟器發育無顯著影響。

表4 發酵棉粕粉飼料對肉雞內臟發育的影響

2.2.4 血液生化指標 肉雞過量攝入棉酚一方面可導致紅細胞受損，可表現為血液中的血紅蛋白濃度和紅細胞數降低，且攝入的棉酚可與鐵結合造成缺鐵性貧血，也有可能因結合酶蛋白而使其失活。另一方面，棉酚過量攝入可損害肉雞細胞、血管和神經系統，直接影響臟器發育。由表5和表6可知，試驗組和對照組肉雞的相關血液指標均處于正常范圍內，說明從血液生化指標方面分析，以發酵棉粕粉代替全價飼料中的豆粕進行飼喂，肉雞未表現出中毒癥狀。

2.2.5 飼料中營養物質利用率測定 肉雞攝入過量棉酚會降低其對飼料中營養物質尤其是蛋白質的利用率，其原因一方面是棉酚的酚基可與蛋白質的活性基團結合，降低蛋白質的水溶性；另一方面棉酚還可結合蛋白質水解酶，使其失活。由表7可以看出，試驗組肉雞和對照組肉雞對飼料中營養物質的利用率無顯著差異（P＞0.05），說明以發酵棉粕粉代替全價飼料中的豆粕進行飼喂，肉雞未表現出中毒現象，且不影響其對營養物質的利用率。

3 討論

微生物發酵棉粕脫酚法是我國對棉粕進行處理的特色方法，采用微生物發酵法脫除棉粕中的棉酚，不僅脫酚條件溫和、工藝簡單、成本低，且在發酵過程中可產生大量菌體蛋白和生物酶，提高其蛋白含量，增加適口性，有利于禽畜對營養物質的消化吸收［11－14］。從20世紀末開始，中山大學、山東大學、中國農業大學、河北農業大學、湖南農業大學等多所大學均從不同方面開展了關于微生物發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節，脫酚發酵過程通常在恒溫箱中進行［15－16］。

筆者所在課題組近年來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個方面，一方面，根據我國農業部于2003年公布的能夠用于生產微生態制劑的菌種，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芽孢、耐干燥、耐高溫、抗逆性強等特點，保證了其在菌劑工業生產中的活菌數較高，在菌劑產品保存過程中活菌率較穩定的優勢。第3方面，枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌屬于兼性厭氧菌，其生長繁殖無需嚴格的供氧條件，在有氧或無氧的環境中均可正常生長，可以很好地適應工業化生產時要求的深層發酵條件。同時，筆者所在課題組探索了適用于工業化飼料生產的脫酚工藝，確定了物料無需滅菌的常溫深層發酵生產工藝。在此工藝下，篩選出的枯草芽孢桿菌菌株發酵降酚制備得到的發酵棉粕粉中的棉酚殘存量約為9.82 mg／kg，符合 GB 13078—2001的相關規定，發酵后的棉粕粉質地松軟，無霉變、無硬塊、無異臭。

關于棉酚對畜禽的毒害，目前的研究報道較多，棉酚的中毒癥狀表現以及飼料中棉粕的添加限度標準曾一度成為研究熱點。一般認為，棉酚毒性主要影響畜禽的生長發育、器官發育、屠宰指標、血液生化指標、飼料中營養物質的利用和生殖等幾個方面。在肉雞養殖試驗中的關注點在于生長發育、器官發育、屠宰指標、血液生化指標和營養物質利用等5個方面［17－22］。本研究采用筆者所在課題組制備得到的發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的差異，發現2組肉雞的上述指標均無顯著差異。從而在應用效果方面驗證了筆者所在課題組對棉粕粉進行發酵脫酚的效果，表明筆者所在課題組制備得到的發酵棉粕粉含酚量符合安全標準，達到脫酚目的，具有代替豆粕粉作為飼料蛋白源用于養殖業的潛力。

表5 發酵棉粕粉飼料對肉雞血液的影響

表6 發酵棉粕粉飼料對肉雞臟器功能的影響

表7 糞便中殘存營養物質含量的測定 %

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