微生物发酵对豆粕中抗营养因子及其营养价值的影响研究进展

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微生物固态发酵菜籽粕营养特性的研究

微生物固态发酵菜籽粕营养特性的研究

通讯作者 : 李爱科 , , 6 年 出生 , 究员, 男 13 9 研 博士 , 动物营养与饲
料资源开发
萄糖 2 、 0g酵母浸膏 5g K H O 2g柠檬酸氢二铵 、 2P 、
2g无 水 乙 酸 钠 5 g T en0 1mL MgO ・ H O 、 、 w e8 、 S 4 7 2
1 1 2 主要 原料 ..
菜籽 粕 : 北 武 汉 , 水 量 8 8 % , 蛋 白 湖 含 .3 粗
4 .l ( 2 1 % 干基 ) 硫 苷 3 6 m / , 酸 1 1% , 宁 , . 9 g g植 .5 单 12 % ; .0 麸皮 : 售 , 水 量 95 % , 蛋 白 1.0 市 含 .5 粗 8 8 % ( 基 ) 玉 米 粉 : 售 , 水 量 1.0 , 蛋 白 干 ; 市 含 3 7% 粗 7 8% ( .2 干基 ) 。原 料粉碎 过 4 0目筛 备用 。 113 培养基 .. M S斜 面培养 基 : 白胨 l 、 肉膏 1 、 R 蛋 0g 牛 0g 葡
增加 率和 硫 代 葡 萄 糖 苷 ( 苷 ) 嗯 唑 烷 硫 酮 ( Z 、 宁、 酸 降 解 率 分 别 为 5 3 、3 4 、9 9 、4 8 、 硫 、 O T) 单 植 .7 9 .4 9 .9 3 .6
1.5 ( 8 1% 干基 ) 。
关键 词 菜籽粕 固态发 酵
中图分类 号 :8 6 4 ¥ 1 .3
子肽 产量及 产 品 中益 生 菌 和 生 物 酶 活性 报 道不 多 , 发酵 工艺 主要 采 用 10℃ 以 上 高 温灭 菌 , 耗 消耗 0 能
基金项 目: 国家科技支撑计划( 06 A 1 B 4 20 B D 2 0 ) 收稿 日期 :0 1— 7—0 21 0 4 作者简介 : 胡永娜 , ,9 5年 出生 , 女 18 硕士 , 动物营养与饲料科学

发酵豆粕营养价值评定的研究

发酵豆粕营养价值评定的研究

发酵豆粕营养价值评定的研究
发酵豆粕作为一种饲料原料,其营养价值评定涉及多个方面。

以下是一些关于发酵豆粕营养价值评定的研究:
1. 营养成分分析:发酵豆粕经过微生物发酵后,其营养成分发生变化,如粗蛋白、粗脂肪、粗纤维等。

与普通豆粕相比,发酵豆粕的氨基酸总和与粗蛋白含量有显著提高,而粗脂肪含量显着下降。

这些变化有助于增加蛋白原料的饲用价值。

2. 抗营养因子和有毒物质:豆粕中的某些抗营养因子和有毒物质会影响其营养价值。

发酵豆粕经过微生物发酵后,这些物质的含量会降低,从而提高豆粕的饲用效率。

例如,发酵豆粕中的胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素等抗营养因子含量会降低,这有助于提高动物的生长性能和健康状况。

3. 生物菌群数量:发酵豆粕中的生物菌群数量也会影响其营养价值。

适量的有益菌群可以改善豆粕的消化吸收率和营养价值。

例如,枯草芽孢杆菌等有益菌可以使豆粕中的蛋白质更易被动物消化吸收。

4. 挥发性盐基氮含量:挥发性盐基氮是评价豆粕新鲜度的一个重要指标。

发酵豆粕中的挥发性盐基氮含量可能会升高,这会影响其营养价值。

因此,在评定发酵豆粕的营养价值时,需要综合考虑其他指标,如营养成分、有害物质含量等。

总之,发酵豆粕的营养价值评定是一个综合性的过程,需要考虑多种因素。

通过合理的评定方法,可以更好地了解发酵豆粕的营养价值,从而为其在饲料工业中的应用提供依据。

食品工程中微生物发酵对食品营养成分的影响研究

食品工程中微生物发酵对食品营养成分的影响研究

食品工程中微生物发酵对食品营养成分的影响研究在食品工程领域中,微生物发酵是一项重要的技术,它以微生物为媒介,通过代谢作用,改变食品原料的化学组成和物理性质。

而微生物发酵对食品营养成分的影响则是研究的一个焦点。

本文将探讨微生物发酵对食品营养成分的影响,并从酸奶和豆酱两个例子中进行具体阐述。

微生物发酵是通过合适的菌种和条件,使食品发生微生物代谢的一种技术。

这一过程中,微生物在食品中进行生长和繁殖,并分泌出各种代谢产物。

在酵母发酵过程中,酵母菌通过释放的酶分解蛋白质,将其转化为氨基酸,提高食品的口感和营养价值。

而在乳酸菌发酵中,乳酸菌通过产酸和产气的过程,降低食品的pH值,抑制了有害菌的生长,并增加了食品的保质期。

此外,发酵还能通过释放多种维生素、酶和抗氧化物质,提高食品的品质和营养价值。

以酸奶为例,酸奶是一种经乳酸菌发酵后获得的乳制品。

在酸奶的发酵过程中,乳酸菌会将牛奶中的乳糖转化为乳酸。

这使得酸奶保持了牛奶中多种营养成分的同时,降低了乳糖含量,使得乳糖不耐症患者也能够享用乳制品。

此外,乳酸菌还能分解蛋白质,提高乳制品的口感和消化吸收率。

酸奶中的乳酸菌还能促进肠道运动和增加肠道对铁质的吸收,从而改善肠道健康和缓解贫血状况。

另一个例子是豆酱,豆酱是以大豆为原料经过发酵制成的。

在豆酱的发酵过程中,微生物会分解豆类中的一些抗营养因子,如胰蛋白酶抑制剂、植酸和膳食纤维等。

这使得豆酱中的营养物质更容易被人体吸收利用。

此外,发酵还能使豆酱中的蛋白质变性,产生一种具有美味和特殊香气的食品。

而且,豆酱中的微生物还能分解大豆中的黄酮类物质,提高其抗氧化活性,从而具有抗肿瘤、抗衰老的功效。

综上所述,食品工程中的微生物发酵对食品营养成分有着显著的影响。

通过微生物的代谢作用,食品的化学组成发生了变化,从而使其具备更高的营养价值。

从酸奶和豆酱这两个例子中可见,微生物发酵不仅可以改善食物的口感和保质期,还能提高食品的营养价值和功能性。

贝莱斯芽孢杆菌CL-4固态发酵对豆粕营养品质的影响

贝莱斯芽孢杆菌CL-4固态发酵对豆粕营养品质的影响

㊀山东农业科学㊀2023ꎬ55(9):87~93ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2023.09.012收稿日期:2022-11-21ꎻ修回日期:2023-05-25基金项目:2019年度吉林省科研院所引进高层次科技创新人才资助计划项目ꎻ吉林省农业科技创新工程基本科研经费项目(KYJF2021JQ103)作者简介:瞿子惠(1995 )ꎬ女ꎬ硕士ꎬ研究实习员ꎬ从事动物营养与饲料研究ꎮE-mail:47992301@qq.com通信作者:郎洪彦(1973 )ꎬ女ꎬ硕士ꎬ副研究员ꎬ从事动物科学研究ꎮE-mail:bluewater603@163.com陈龙(1989 )ꎬ男ꎬ博士ꎬ副研究员ꎬ从事动物营养与饲料科学研究ꎮE-mail:chenliang198931@163.com贝莱斯芽孢杆菌CL-4固态发酵对豆粕营养品质的影响瞿子惠ꎬ刘歆ꎬ郑琳ꎬ魏炳栋ꎬ闫晓刚ꎬ于维ꎬ陈龙ꎬ郎洪彦(吉林省农业科学院动物营养与饲料研究所ꎬ吉林公主岭136100)㊀㊀摘要:本试验选用吉林省农业科学院动物营养与饲料研究所分离鉴定的贝莱斯芽孢杆菌CL-4对豆粕进行固态发酵ꎬ通过对发酵前后豆粕中营养成分㊁大豆抗原蛋白㊁酶活力㊁活菌数㊁抗菌活性及表观形态等指标的测定ꎬ评价贝莱斯芽孢杆菌CL-4固态发酵豆粕营养品质的提升效果ꎮ结果表明:贝莱斯芽孢杆菌CL-4在大豆抗原蛋白筛选平板上显示出较大直径的水解圈ꎬ具有降解大豆抗原蛋白的能力ꎮ固态发酵24h显著提高了豆粕营养品质和功能代谢产物ꎬ具有更高浓度的酸溶蛋白㊁钙㊁灰分和总磷含量ꎬ其中粗蛋白含量由46.78%增加到51.28%ꎬ总氨基酸含量由41.72%显著提高至48.14%ꎻ半纤维素含量从19.92%下降到13.23%ꎬ纤维素含量由7.41%降低到5.85%ꎻ大豆球蛋白和β-伴球蛋白的降解率可达84.91%和80.95%ꎮ综上ꎬ贝莱斯芽孢杆菌CL-4作为发酵豆粕的新型菌种资源ꎬ可有效降解豆粕中抗营养因子ꎬ提高豆粕营养品质和饲料效率ꎮ关键词:贝莱斯芽孢杆菌ꎻ固态发酵ꎻ豆粕ꎻ营养品质中图分类号:S816.6㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2023)09-0087-07EffectsofSolidStateFermentationwithBacillusvelezensisCL ̄4onNutritionalQualityofSoybeanMealQuZihuiꎬLiuXinꎬZhengLinꎬWeiBingdongꎬYanXiaogangꎬYuWeiꎬChenLongꎬLangHongyan(InstituteofAnimalNutritionandFeedꎬJilinAcademyofAgriculturalSciencesꎬGongzhulingꎬ136100ꎬChina)Abstract㊀InthisexperimentꎬBacillusvelezensisCL ̄4isolatedandidentifiedbytheAnimalNutritionandFeedResearchInstituteofJilinAcademyofAgriculturalScienceswasusedforsolidfermentationofsoy ̄beanmeal.Thenutrientcompositionsꎬsoybeanantigenproteinꎬenzymeactivityꎬviablebacteriacountꎬanti ̄bacterialactivityandapparentformofsoybeanmealweredeterminedbeforeandafterfermentationinordertoevaluatethenutritionalqualityimprovementeffectofsolidstatefermentationwithB.velezensisCL ̄4.There ̄sultsshowedthatB.velezensisCL ̄4showedalargediameterhydrolyticringonthesoybeanantigenproteinscreeningplateꎬwhichhadtheabilitytodegradesoybeanantigenprotein.Thenutritionalqualityandfunction ̄almetabolitesofsoybeanmealweresignificantlyimprovedby24hsolidfermentationꎬandthecontentsofacid ̄solubleproteinꎬcalciumꎬashandtotalphosphoruswerehigher.Thecrudeproteincontentincreasedfrom46.78%to51.28%ꎬandthetotalaminoacidcontentincreasedfrom41.72%to48.14%.Hemicellulosecon ̄tentdecreasedfrom19.92%to13.23%ꎬandcellulosecontentdecreasedfrom7.41%to5.85%.Thedegrada ̄tionratesofsoybeanglycininandβ ̄conglycinincouldreach84.91%and80.95%ꎬrespectively.Inconclu ̄sionꎬB.velezensisCL ̄4ꎬasanewstrainresourceforfermentationofsoybeanmealꎬcouldeffectivelydegradeanti ̄nutritionfactorsinsoybeanmealꎬandimprovethenutritionalqualityandfeedefficiencyofsoybeanmeal.Keywords㊀BacillusvelezensisꎻSolidstatefermentationꎻSoybeanmealꎻNutritionalquality㊀㊀豆粕是食品和饲料领域常见的优质植物性蛋白来源ꎮ豆粕中主要的抗原蛋白是大豆球蛋白和β-伴球蛋白ꎬ分别占豆粕总蛋白的30%和40%左右[1]ꎮ当幼龄仔猪摄入这类蛋白质时ꎬ会引起过敏ꎬ导致吸收不良综合征㊁生长抑制和腹泻ꎮ此外ꎬ豆粕中还含有非淀粉多糖ꎬ主要由纤维素㊁半纤维素和果胶组成ꎬ被证实是导致断奶仔猪肠道疾病的诱因[2]ꎮ发酵豆粕通过添加有益微生物ꎬ如少孢根霉(Rhizopusoligosporus)㊁米曲霉(Asper ̄gillusoryzae)㊁短乳杆菌(Lactobacillusbrevis)或枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)ꎬ可以有效去除部分对动物有害的抗营养因子ꎬ从而改善豆粕营养品质ꎬ提高动物消化利用率[3-5]ꎮ贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)作为芽孢杆菌中新划分的一个种ꎬ于2016年与B.meth ̄ylotrophicus㊁B.amyloliquefacienssubsp.plantarum㊁B.oryzicola重新归类并命名为B.velezensis[6]ꎮ有关B.velezensis的研究集中于生物防治和促进植物生长等方面[7-8]ꎮ贝莱斯芽孢杆菌于2020年被列入欧盟安全资格认定(QPS)推荐的生物制剂列表中ꎬ可作为新型发酵饲料菌种[9]ꎬ有关B.velezensis在畜禽应用的报道逐渐增多[10]ꎬ主要集中在饲料霉菌毒素[玉米赤霉烯酮(zearalenoneꎬZEN)和黄曲霉毒素B1(AFB1)]脱毒[11]和水产益生菌方面[12]ꎮ本研究团队主要开展有关B.velezensis在木质纤维素利用方面的研究ꎬ前期成功分离并鉴定一株来自鸡盲肠内容物的B.velezensisCL-4ꎬ具有富产木质纤维素酶优势ꎬ同时具有抑制病原细菌和真菌的能力ꎬ对动物安全无毒ꎬ具有良好的益生特性[13]ꎮ现已完成了该菌株的全基因组测序ꎬ并成功用于发酵玉米胚芽粕ꎬ获得授权发明专利«一株禽源贝莱斯芽孢杆菌CL-4及其应用»(专利号:202110109964.X)ꎮ豆粕常用发酵菌多为枯草芽孢杆菌[2]㊁酿酒酵母菌[14]㊁植物乳杆菌[15]等ꎬ仅有少数文献报道了贝莱斯芽孢杆菌发酵豆粕的应用[16]ꎮ因此ꎬ本研究利用B.velezensisCL-4发酵豆粕ꎬ探究发酵前后豆粕中抗营养因子㊁营养成分㊁微生物㊁酶活力以及表观形态等变化ꎬ旨在为生物蛋白饲料提供新型优良菌种ꎬ为进一步改善发酵豆粕营养品质提供理论依据和数据支撑ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀试验材料1.1.1㊀菌株和发酵原料㊀菌种贝莱斯芽孢杆菌(B.velezensis)CL-4分离自肉鸡盲肠内容物ꎬ病原指示菌为金黄色葡萄球菌ATCC25923㊁大肠埃希菌ATCC25922ꎬ均由吉林省农业科学院动物营养与饲料研究所保存ꎬ豆粕购自吉林省公主岭禾丰牧业有限责任公司ꎮ1.1.2㊀主要试剂和仪器㊀DNS试剂㊁LB培养基㊁大豆球蛋白和β-伴球蛋白ELISA试剂盒购自北京龙科方舟生物工程技术有限公司ꎬ植物蛋白提取试剂盒购自南京凯基生物有限公司ꎮ控摇床ꎬ恒温培养箱ꎬ高压灭菌锅ꎬ超净工作台ꎮ1.2㊀试验方法1.2.1㊀豆粕抗原蛋白平板制备及菌株降解能力测定㊀抗原蛋白培养基的制备:称取5g豆粕ꎬ磨碎后过60目筛ꎬ加入pH8.5的Tris-HCl缓冲液75mLꎬ30~50ħ㊁200r/min振荡1hꎬ9000r/min离心40minꎬ沉淀再浸提一次ꎬ合并两次上清液ꎮ向上清液中加入NaHSO3至0.01mol/Lꎬ用2mol/LHCl调pH至6.4ꎬ4ħ沉淀过夜ꎮ于6500r/min㊁4ħ离心30minꎬ得到大豆球蛋白沉淀ꎮ上清液加NaCl至0.25mol/Lꎬ调pH至4.0~6.0ꎬ室温搅拌30minꎬ9000r/min㊁4ħ离心30minꎬ上清液稀释2倍ꎬ调pH至4.8ꎬ6500r/min离心20min得到β-伴球蛋白沉淀ꎮ将所有沉淀溶于ddH2Oꎬ调pH至5.5~6.5ꎬ加入1.5%(w/v)琼脂ꎬ115ħ灭菌20minꎮ抗原蛋白平板制备:在灭菌培养皿中加入15mL抗原蛋白培养基ꎬ待冷却后再加入营养培养基(蛋白胨10g/L㊁牛肉膏3g/L㊁氯化钠5g/L㊁琼脂20g/Lꎬ121ħ高压灭菌15min)15mLꎬ冷却至凝固ꎬ待培养基表面无明显水迹后ꎬ将已灭菌的牛津杯置于试验平板中ꎬ轻轻加压ꎬ使其与培养皿接触无空隙ꎬ4ħ保存备用ꎮ菌株降解豆粕抗原蛋白能力测定:根据88㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第55卷㊀Wongputtisin等[17]的方法制备候选菌株B.velezensisCL-4粗上清液ꎬ过0.22μm微孔滤膜ꎮ取100μL粗上清液加入抗原蛋白筛选平板的牛津杯中培养24hꎬ以添加100μL生理盐水为对照ꎮ若菌株对抗原蛋白有降解作用ꎬ即可见到水解圈ꎮ根据水解圈直径与牛津杯孔径比值测定B.velezensisCL-4的豆粕抗原蛋白降解能力ꎮ1.2.2㊀发酵豆粕的制备㊀将B.velezensisCL-4在37ħ液体LB培养基中培养12h以备固态发酵ꎮ将豆粕121ħ高压灭菌处理20minꎬ称取灭菌后的豆粕100g于500mL烧瓶中ꎬ发酵菌种添加量为107CFU/gꎬ最终含水量为40%ꎬ搅拌均匀后用滤菌呼吸膜封住瓶口于37ħ下发酵24hꎬ然后105ħ㊁30min阻断发酵ꎮ以0.85%无菌生理盐水为对照ꎬ重复3次ꎮ将发酵样品65ħ烘干24hꎬ冷却研磨过60目筛ꎬ用于SDS-PAGE和营养成分分析ꎮ1.2.3㊀pH值和发酵代谢产物相关指标测定㊀准确称取0㊁24h的发酵样品各1.00g溶于9.0mL蒸馏水中ꎬ室温150r/min振荡10minꎬ静置1min后测定pH值ꎻ采用倍比稀释法测定发酵样品中活菌数ꎻ通过DNS法测定纤维素酶㊁木聚糖酶和果胶酶活力ꎬ中性蛋白酶活力测定参考行业标准SB/T10317 1999ꎻ使用琼脂扩散法测定发酵后豆粕的抑菌性ꎬ以金黄色葡萄球菌ATCC25923和大肠埃希菌ATCC25922作为抑菌试验的指示剂ꎮ1.2.4㊀营养成分分析㊀根据AOAC(2005)测定发酵前后豆粕中干物质㊁粗纤维㊁粗蛋白㊁纤维素㊁半纤维素㊁总磷㊁钙和灰分等含量ꎮ根据Ovissipour等[18]的方法测定发酵前后豆粕中酸溶蛋白含量ꎮ采用氨基酸自动分析仪测定发酵前后豆粕中氨基酸含量ꎮ1.2.5㊀豆粕抗原蛋白定量检测㊀利用间接竞争性ELISA法测定发酵前后豆粕中大豆球蛋白和β-伴球蛋白含量ꎬ采用北京龙科方舟试剂盒进行ꎮ1.2.6㊀SDS-PAGE分析㊀根据植物蛋白提取试剂盒说明书提取发酵0㊁12㊁24h豆粕可溶性蛋白ꎬ使用Bio-Rad蛋白定量试剂盒将上清液定量至50μg/mLꎬ分别配制12%分离胶和5%浓缩胶ꎬ采用稳流35mA电泳至蛋白进入分离胶ꎬ然后设定稳流45mA电泳至溴酚蓝离胶底1cmꎬ最后采用考马斯亮蓝染色和脱色液脱色ꎬ直至凝胶背景脱净ꎮ1.2.7㊀扫描电镜观察㊀取发酵前后豆粕样品0.1g包裹于滤纸内ꎬ用2.5%戊二醛4ħ浸泡过夜ꎮ扫描电镜观察倍数分别为1000㊁1500㊁3000ꎮ1.3㊀数据统计与分析使用SPSS软件(24.0)通过Student st-test和单因素方差分析(ANOVA)对数据进行统计分析ꎬ各组间数据显著差异水平设定为P<0.05ꎬ数值表示为平均值ʃ标准差ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀B.velezensisCL-4降解豆粕抗原蛋白能力测定如图1所示ꎬB.velezensisCL-4胞外上清液在大豆抗原蛋白筛选板上显示出较大直径水解圈ꎬ而生理盐水对照没有出现水解圈ꎬ初步推断B.velezensisCL-4胞外上清液具有降解大豆抗原蛋白的能力ꎮa和b为生理盐水对照ꎬc和d为B.velezensisCL-4胞外上清液ꎮ图1㊀B.velezensisCL-4降解豆粕抗原蛋白能力2.2㊀豆粕发酵前后营养成分比较分析如表1所示ꎬ与发酵前相比ꎬB.velezensisCL-4固态发酵24h后ꎬ豆粕干物质含量由93.25%ʃ0.36%下降至92.69%ʃ0.32%ꎬ粗蛋白含量由46.78%ʃ0.32%增加到51.28%ʃ0.24%ꎬ酸溶蛋白含量由5.15%ʃ0.04%显著提升至10.74%ʃ0.12%ꎬ钙㊁灰分和总磷含量均有所提高ꎮ粗纤维含量显著降低ꎬ其中半纤维素含量从19.92%ʃ0.11%下降到13.23%ʃ0.09%ꎬ纤维素含量由7.41%ʃ0.05%降低到5.85%ʃ0.08%ꎮ各种氨基酸含量均呈上升趋势ꎬ除精氨酸㊁蛋氨酸㊁丙氨酸㊁酪氨酸和脯氨酸外ꎬ其他必需和非必需氨基酸显著提升(P<0.05)ꎮ与原始豆粕相比ꎬ固态发酵饲料的总氨基酸含量由41.72%ʃ0.40%显著提高至98㊀第9期㊀㊀㊀㊀㊀瞿子惠ꎬ等:贝莱斯芽孢杆菌CL-4固态发酵对豆粕营养品质的影响48.14%ʃ0.14%ꎮ因此ꎬB.velezensisCL-4固态发酵可显著提高豆粕营养品质ꎬ降低粗纤维含量ꎮ㊀㊀表1㊀B.velezensisCL-4发酵前后豆粕营养成分分析%成分原始豆粕发酵豆粕干物质93.25ʃ0.36a92.69ʃ0.32b粗蛋白46.78ʃ0.32b51.28ʃ0.24a酸溶蛋白5.15ʃ0.04b10.74ʃ0.12a粗纤维5.49ʃ0.05a5.12ʃ0.08b纤维素7.41ʃ0.05a5.85ʃ0.08b半纤维素19.92ʃ0.11a13.23ʃ0.09b灰分6.14ʃ0.06b6.68ʃ0.05a钙0.33ʃ0.01b0.36ʃ0.01a总磷0.61ʃ0.01b0.72ʃ0.01a必需氨基酸精氨酸3.19ʃ0.03a3.23ʃ0.02a组氨酸1.07ʃ0.02b1.27ʃ0.01a异亮氨酸1.99ʃ0.05b2.25ʃ0.01a亮氨酸3.62ʃ0.04b4.03ʃ0.03a赖氨酸2.54ʃ0.02b2.88ʃ0.01a蛋氨酸0.26ʃ0.01a0.32ʃ0.03a苯丙氨酸2.09ʃ0.02b2.42ʃ0.02a苏氨酸1.76ʃ0.03b2.00ʃ0.01a缬氨酸2.13ʃ0.07b2.52ʃ0.03a非必需氨基酸天冬氨酸5.14ʃ0.01b5.65ʃ0.03a丝氨酸2.18ʃ0.02b2.45ʃ0.01a谷氨酸7.79ʃ0.01b9.43ʃ0.06a甘氨酸1.94ʃ0.04b2.29ʃ0.01a丙氨酸1.98ʃ0.04a2.03ʃ0.02a半胱氨酸0.41ʃ0.01b0.53ʃ0.01a酪氨酸1.21ʃ0.02a1.38ʃ0.01a脯氨酸2.33ʃ0.03a2.47ʃ0.02a总氨基酸含量41.72ʃ0.40b48.14ʃ0.14a㊀㊀注:同行数据肩标不同大㊁小写字母分别表示差异极显著(P<0.01)㊁显著(P<0.05)ꎬ下同ꎮ2.3㊀发酵豆粕抗菌活性图2显示ꎬ与未发酵豆粕的上清液相比ꎬ固态发酵24h后的豆粕上清液在MH固体培养基上对金黄色葡萄球菌ATCC25923和大肠埃希菌ATCC25922具有明显的抑菌圈ꎮ因此ꎬB.velezen ̄sisCL-4固态发酵豆粕具有一定的抗菌活性ꎮ2.4㊀发酵豆粕pH值㊁活菌数及酶活力变化由表2可知ꎬ与发酵前相比ꎬB.velezensisCL-4固态发酵豆粕的活菌数从(8.13ʃ0.04)logCFU/g显著增加到(10.28ʃ0.29)logCFU/gꎻpH值从6.64ʃ0.02小幅增加到7.01ʃ0.05ꎻ纤维素酶活力由(7.57ʃ0.41)U/g提升至(18.73ʃ1.67)U/gꎬ木聚糖酶活力由(7.21ʃ0.48)U/g提升至(23.92ʃ1.48)U/gꎬ果胶酶活力由(5.52ʃ0.38)U/g上升至(14.05ʃ2.71)U/gꎬβ-甘露聚糖酶活力由(6.52ʃ0.12)U/g提升至(17.64ʃ0.84)U/gꎬ中性蛋白酶活力由(7.90ʃ0.74)U/g提升至(235.93ʃ10.19)U/gꎬ各种酶活力均显著提高ꎮ1㊁2㊁3为B.velezensisCL-4胞外上清液重复ꎮ图2㊀B.velezensisCL-4固态发酵豆粕的抗菌活性㊀㊀表2㊀B.velezensisCL-4发酵豆粕pH值㊁活菌数及酶活力变化项目原始豆粕发酵豆粕pH值6.64ʃ0.02a7.01ʃ0.05a活菌数/(logCFU/g)8.13ʃ0.04b10.28ʃ0.29a纤维素酶活力/(U/g)7.57ʃ0.41b18.73ʃ1.67a木聚糖酶活力/(U/g)7.21ʃ0.48b23.92ʃ1.48a果胶酶活力/(U/g)5.52ʃ0.38b14.05ʃ2.71a中性蛋白酶活力/(U/g)7.90ʃ0.74B235.93ʃ10.19Aβ-甘露聚糖酶活力/(U/g)6.52ʃ0.12b17.64ʃ0.84a2.5㊀发酵豆粕抗原蛋白降解效果SDS-PAGE分析结果(图3)显示ꎬ在24h发酵过程中ꎬ豆粕分子量大于35kDa的蛋白亚基逐步降解ꎬ而15~24kDa的蛋白含量逐渐提高ꎮ大豆抗原蛋白亚基中的β-伴球蛋白亚基(α和αᶄ)分子量在70~100kDa左右ꎬ发酵12h基本降解ꎬ1㊁2㊁3分别代表发酵0㊁12㊁24hꎮ图3㊀B.velezensisCL-4发酵豆粕可溶性蛋白分子量变化09㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第55卷㊀而β-伴球蛋白βᶄ亚基分子量为60kDa左右ꎬ于24h被降解ꎮ因此ꎬB.velezensisCL-4固态发酵可将豆粕中大分子抗原蛋白降解成小分子肽类ꎮELISA定量检测结果(表3)显示ꎬ与发酵前相比ꎬB.velezensisCL-4固态发酵24h后ꎬ豆粕中大豆球蛋白含量由(176.14ʃ3.15)mg/g降低至(26.58ʃ1.22)mg/gꎬ降解率可达84.91%ꎻβ-伴球蛋白含量由(134.66ʃ2.24)mg/g下降至(25.65ʃ0.75)mg/gꎬ降解率可达80.95%ꎮ表明B.velezensisCL-4固态发酵可显著降低豆粕中大豆球蛋白和β-伴球蛋白含量ꎮ2.6㊀发酵过程中豆粕表观形态变化扫描电镜观察结果(图4)显示ꎬ发酵前豆粕结构紧凑㊁表面光滑ꎮB.velezensisCL-4固态发酵24h后ꎬ豆粕的块状结构被大量分解ꎬ呈现出碎片㊁破裂和多纤维素结构ꎬ表明B.velezensisCL-4固态发酵可明显改变豆粕表观形态ꎬ有效降解木质纤维素ꎮ㊀㊀表3㊀B.velezensisCL-4发酵豆粕抗原蛋白的降解效果项目大豆球蛋白含量/(mg/g)降解率/%β-伴球蛋白含量/(mg/g)降解率/%原始豆粕176.14ʃ3.15a134.66ʃ2.24a发酵豆粕26.58ʃ1.22b84.9125.65ʃ0.75b80.95㊀㊀注:同列数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)ꎮA~C分别代表原始豆粕放大1000㊁1500㊁3000倍ꎻD~F分别代表发酵24h豆粕放大1000㊁1500㊁3000倍ꎮ图4㊀B.velezensisCL-4发酵过程中豆粕形态变化3㊀讨论与结论豆粕来源广泛且营养丰富ꎬ是动物饲料中主要的植物源性蛋白资源ꎮ然而ꎬ豆粕中含有多种抗营养因子ꎬ限制了其在幼龄动物日粮中的广泛应用[17]ꎮ研究表明微生物发酵可以部分降解豆粕中抗营养因子ꎬ从而改善其营养品质[19-20]ꎮ本研究中ꎬ抗原蛋白平板法测定验证了新型菌种B.velezensisCL-4可降解豆粕抗原蛋白ꎬB.velezensisCL-4固态发酵24h后ꎬ豆粕中大豆球蛋白和β-伴球蛋白的降解率可分别达84.91%和80.95%ꎮ由于原料在发酵前已经灭菌且发酵过程也是无菌的ꎬ不涉及外源或天然微生物影响ꎬ因而B.velezensisCL-4在豆粕发酵过程中发挥主要作用ꎮSDS-PAGE测定的豆粕可溶性蛋白分子量变化与酶联免疫吸附法测定的大豆球蛋白和β-伴球蛋白在发酵过程中的降解趋势一致ꎮ此前研究也在B.velezensisCL-4全基因组序列中检测到丝氨酸蛋白酶㊁氨基肽酶㊁金属蛋白酶等多种蛋白水解酶的基因[13]ꎮ在酶活力检测中也发现ꎬB.velezensisCL-4中性蛋白酶活性显著提高ꎬ有效分解豆粕中抗原蛋白ꎮWang等[4]采用两段发酵法通过枯草芽孢杆菌CW4和粪肠球菌CWEF发酵豆粕和玉米混合底物ꎬ营养价值显著提高ꎮYao等[21]发现枯草芽孢杆菌N-11厌氧发酵豆粕可增加酸溶蛋白(ASP)含量ꎬ最高达到13.48%ꎬ大19㊀第9期㊀㊀㊀㊀㊀瞿子惠ꎬ等:贝莱斯芽孢杆菌CL-4固态发酵对豆粕营养品质的影响豆球蛋白和β-伴球蛋白分别降低82.38%和88.32%ꎮShi等[2]发现在玉米-豆粕混合饲料中接种枯草芽孢杆菌B.subtilis和屎肠杆菌E.faeci ̄umꎬ大豆球蛋白和β-伴球蛋白的降解率分别为86.12%和77.53%ꎮ以上研究与本试验结果一致ꎬ在后续研究中还需要通过2DE电泳和蛋白质组学对发酵产物中的蛋白质作进一步研究ꎮ本研究中ꎬB.velezensisCL-4固态发酵豆粕与原始豆粕相比含有更高含量的粗蛋白和氨基酸含量ꎬ与前人的报道一致[3ꎬ22]ꎮ发酵过程中干物质的损失也可能导致粗蛋白和氨基酸的增加[23]ꎮB.velezensisCL-4可显著提高豆粕中酸溶蛋白含量主要是由于在发酵过程中ꎬ豆粕抗原蛋白或其他蛋白水解形成小分子肽和游离氨基酸[24]ꎮ本研究中ꎬB.velezensisCL-4发酵豆粕对金黄色葡萄球菌ATCC25923和大肠埃希菌ATCC25922具有一定抑制能力ꎬ可部分替代饲料中的抗生素ꎮ本研究中ꎬ与原始豆粕相比ꎬ发酵豆粕中纤维素和半纤维素降解率分别为21.05%和33.58%ꎮ在豆粕发酵过程中几种非淀粉多糖降解酶(纤维素酶㊁木聚糖酶㊁β-甘露聚糖酶和果胶酶)的活力均显著上升ꎮ扫描电镜观察发现与原始豆粕相比ꎬ发酵豆粕表面结构呈现开裂和多孔结构ꎬ说明其中木质纤维素组分可能被部分降解ꎬ而这与非淀粉多糖降解酶密切相关ꎮ此外ꎬ随着纤维素和半纤维素的降解ꎬ豆粕中蛋白组分更容易被B.velezensisCL-4分泌的蛋白酶所分解ꎬ因此发酵豆粕可能会具有更高的养分消化率ꎮ目前生物发酵饲料常用的发酵菌种为芽孢杆菌㊁乳酸菌以及酵母菌ꎮ中国生物饲料产业创新战略联盟最新发布并实施的«发酵饲料技术通则»中明确指出发酵饲料菌种只允许添加饲料添加剂品种目录(2013年)规定的相应菌种ꎬ可用菌种约为35种ꎬ而欧盟食品安全局(EFSA)可利用的菌种数量可达80余种[25]ꎮ因而ꎬ新型发酵菌种的研发和应用急需开展ꎮ贝莱斯芽孢杆菌菌株通常从土壤㊁植物根际㊁河流㊁动物肠道和发酵食品等来源分离获得[26]ꎬ其相关研究集中于生物防治和促进植物生长等方面[27-28]ꎮ贝莱斯芽孢杆菌已于2020年被列入欧盟安全资格认定(QPS)推荐的生物制剂列表中ꎬ可作为新型发酵饲料菌种[29]ꎮ全基因组学分析发现B.velezensisCL-4有大量编码木质纤维素降解酶的基因ꎬ其发酵产生的碳水化合物酯酶㊁果胶酸裂解酶和碳水化合物结合模块(CBMs)也可能影响纤维素和半纤维素降解[13]ꎮ此外ꎬ在GH1-13[30]㊁FZB42[8]㊁ZY ̄1 ̄1[31]㊁LS69[32]和UCMB5113[33]等B.velezensis基因组中均发现参与降解纤维素和半纤维素的酶基因ꎮ但有关将B.velezensis应用于动物饲料益生菌和生物发酵饲料中的报道仍然较少ꎮ本研究通过高产蛋白酶和木质纤维素降解酶的B.velezensisCL ̄4发酵豆粕ꎬ可降解豆粕中抗营养因子(大豆抗原蛋白㊁纤维素和半纤维素)ꎬ显著改变了原始豆粕的营养特性ꎬ提高了营养品质和功能代谢物(活菌数㊁酶活力以及抑菌活性)ꎬ可作为新型发酵豆粕菌种ꎬ具有广阔的应用前景ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀MaruyamaNꎬSatoRꎬWadaYꎬetal.Structurephysicochemi ̄calfunctionrelationshipsofsoybeanbeta ̄conglycininconstitu ̄entsubunits[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistryꎬ2000ꎬ48(2):576-580.[2]㊀ShiCYꎬZhangYꎬLuZQꎬetal.Bacillussubtilissolidstatefermentationofcornsoybeanmealmixedfeedwithandforde ̄gradingantinutritionalfactorsandenhancingnutritionalvalue[J].JournalofAnimalScienceandBiotechnologyꎬ2017ꎬ8(4):50-52.[3]㊀FengJꎬLiuXꎬXuZRꎬetal.Effectoffermentedsoybeanmealonintestinalmorphologyanddigestiveenzymeactivitiesinweanedpiglets[J].DigestiveDiseasesandSciencesꎬ2007ꎬ52(8):1845-1850.[4]㊀WangCꎬShiCYꎬSuWFꎬetal.Dynamicsofthephysico ̄chemicalcharacteristicsꎬmicrobiotaꎬandmetabolicfunctionsofsoybeanmealandcornmixedsubstratesduringtwostagesol 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微生物发酵对豆粕中抗营养因子的影响

微生物发酵对豆粕中抗营养因子的影响

另取 比色 管做 空 白试验 , 入 1 尿 素缓 冲 加 0ml 液 ,0ml . lI 盐酸 。称 取与上述试 样量相 当 1 1mo/ 0
的 试 样 , 速 加 人 比 色 管 中 , 即 盖 好 比 色 管 并 剧 烈 迅 立
蔗பைடு நூலகம்糖 3 0g 蒸 馏 水 l Om】, . , D 自然 p 值 。 H () 草芽孢杆菌 培养基 : 4枯
12 . 试 验 方 法
1 材 料 与 方 法
1 1 试 验 材 料 .
( )菌 种 : 曲 霉 ( 1 5 ) 枯 草 芽 孢 杆 菌 1 黑 33 0 , (39 , 曲霉 。 1 8 )米
1 2 1 尿 素 酶 活 性 的测 定 .. 称 取 0 2 00g试 样 , 入 比色 管 中 , 入 l . 0 转 加 Oml 尿 素 缓 冲 液 , 即 盖 好 盖 子 并 剧 烈 摇 动 。 置 于 立 ( 0 0 5 ℃ 恒 温 水 浴 上 准 确 保 持 3 i 立 即 加 3± .) 0r n后 a 入 1 . lL盐 酸 , 0ml 1mo/ 0 迅速 冷却 到 2 ℃ , 比色 O 将
酶制 剂处理 , 微生 物发 酵 法 。微 生 物发 酵 法就 是利 用微 生物在饲 料原料 中生长 繁 殖 和新 陈代 谢 , 累 积 有 用 的 菌 体 、 和 中 间代 谢 产 物 , 生 产 加 工 和 调 制 酶 来
饲料 的方法 。
电热 恒 温 培 养 箱 、 温 振 荡 培 养 箱 、 全 电热 恒 温 水 浴锅 、 台式 离 心 机 、 H 计 、 提 式 高 压 蒸 汽 灭 菌 锅 、 p 手 电热 恒温鼓 风干燥 箱 、 液器 、 净 工作 台、 移 超 光学 显 微 镜 、 温 高 速 离 心 机 ( 0 / i) 电冰 箱 、 孔 低 50 0rr n 、 a 多 白磁 比 色 板 、 角 瓶 ( 5 ) 三 1 0m1。

豆粕中抗营养因子及其消除方法

豆粕中抗营养因子及其消除方法

豆粕中抗营养因子及其消除方法摘要:大豆是重要的植物蛋白质和油脂来源,具有极高的营养价值,在畜禽饲料中得到广泛应用。

但大豆中的抗营养因子限制了大豆及其制品在畜禽饲料中的利用水平。

因此,人们对大豆抗营养因子的钝化方法进行研究。

本文简要地介绍了几种主要的大豆抗营养因子,并对使大豆抗营养因子失活的方法和发酵豆粕的营养特性进行了综述,为发酵豆粕在畜禽饲料中的广泛应用提供依据。

关键词:发酵豆粕,大豆抗营养因子,钝化二十世纪九十年代以来,在英国疯牛病危机之后,引发了人们对畜禽饲料中动物来源蛋白质安全性的担忧,世界各国纷纷禁止动物源蛋白质在饲料中使用,由此相应地增加了对高质量植物蛋白的需求量。

这意味着能够提供优质蛋白质的大豆和大豆蛋白制品必将在今后的畜禽饲料配制中扮演更加重要的角色。

然而,大豆中含有的抗营养因子降低了养分的有效性,限制了其在动物饲料中的使用。

因此,通过育种、加工和营养等手段来降低大豆及其制品中抗营养因子的含量,提高养分的利用率一直是营养学家们工作的重点。

豆粕是大豆经浸提或预压浸提制油工艺的副产物,为植物性蛋白质饲料的主要来源之一,占畜禽蛋白质饲料原料用量的百分之六十以上。

大豆榨油过程中的热处理可以有效地灭活大豆中的胰蛋白酶抑制因子和大豆凝集素等抗营养因子,但生产中对热处理必须进行严格控制:加热不足不能完全灭活抗营养因子,而加热过度,有可能因发生美拉德反应而降低养分的可利用率,使得豆粕的营养特性发生很大的变化(Helena等,2003),与传统的豆粕相比,发酵豆粕在营养成分含量、氨基酸有效性和抗营养因子去除率等方面均有很大提高。

发酵豆粕是采用独特的菌种和发酵工艺,利用微生物发酵过程中分泌的蛋白酶使大豆蛋白被分解成小分子蛋白和小肽分子,游离氨基酸和UGF(未知生长因子)等物质,同时能消减抗营养因子的一些作用,使其易被幼龄动物消化吸收。

因此,发酵豆粕作为功能性饲料蛋白质而受到广泛关注。

大量的研究将发酵大豆蛋白和豆粕对于早期断奶仔猪的饲养效果进行比较(Cho等,2007),表明发酵过程中的酶解作用使发酵豆粕中含有较高比例的小肽(Hong等,2004)以及降低了发酵豆粕中的抗营养因子含量(Reddy和Pierson,1994)。

豆粕发酵后抗营养因子发生哪些变化

豆粕发酵后抗营养因子发生哪些变化

豆粕发酵后抗营养因子发生哪些变化豆粕和鱼粉是重要的植物性和动物性蛋白饲料来源。

我国作为养殖大国,酵素饲料稀缺胺基酸问题日益严峻。

2021年大豆进口量比2021年提高14.4%。

近年来,随着发酵技术的不断深入,发现豆粕经发酵后不仅可以发酵提高其蛋白质发展水平,而且还能改善其适口性,提高其他营养价值和消化利用率等。

因此,本文就豆粕发酵后抗营养因子的变化以及其在畜禽生产中的应用作以综述。

豆粕发酵后抗营养因子发生焦炭哪些差异1.豆粕中的抗营养因子抗营养因子(ANF)是植物种子新陈代谢代谢产生的一些物质,能破坏或阻碍营养物质的消化利用,并对动物健康和生长性能产生不良影响。

豆粕中抗营养因子及其抗营养作用见表1。

由表1可知,焦炭虽然营养价值丰富,但含有较多抗营养因子,主要有非蛋白类抗营养因子(如植酸、低聚糖等)和蛋白类抗营养因子(如胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白、脲酶等),有着不同的营养因子具有不同的强效营养作用。

2.发酵处理豆粕后抗营养因子的处理事件变化豆粕中抗因子营养成分因子的消除方法有物理方法、化学方法、生物化学方法和微生物发酵方法。

前3种方法都存在一定很强的缺点如成本高、破坏营养物质、周期长、难以推广等。

微生物发酵豆粕是指利用一种或多种对豆粕进行发酵处理,经过相应的干燥、粉碎等制成产品。

发酵豆粕核酸后抗营养因子的变化六义2。

由表2可知,发酵能降低部分或者全都抗营养物质的含量,同时还能够降低蛋白质含量,改善适口性等。

不同菌种发酵产生的效果不同,应筛选熔点合适的单一菌种发酵降低某一种抗营养因子的含量,然后通过多菌种联合压榨,并且还要充分考虑多菌种发酵时菌种的相互关系(协同作用、拮抗作用等),以降低豆粕中全部抗营养因子的含量。

3.发酵豆粕在工业生产畜禽生产中的应用拿来发酵的微生物种类繁多,发酵豆粕在畜禽生产中的应用安全性,而且具有提高畜牧生产性能、提高免疫力等作用。

3.1家畜Wang等用乳酸菌焦炭发酵豆粕饲喂仔猪,结果表明,发酵豆粕提高了巴氏的生长性能,并提升肠黏膜的绒毛高度不断提高和绒毛高度/隐窝深度值、肠道中乳酸菌数,提高了大肠杆菌数,是仔猪优质蛋白质来源。

微生物发酵豆粕产活性

微生物发酵豆粕产活性

微生物发酵豆粕产活性大豆肽饲料的研究进展近年来,国内饲用蛋白源短缺、饲料成本增加、利润降低等现状严重制约着我国畜牧业的发展,豆粕因含有丰富的营养成分成为重要的植物蛋白源。

但是,因含有抗营养因子制约了动物对豆粕中营养物质的吸收和利用,为了改善这一状况,利用微生物发酵豆粕产活性大豆肽饲料的研究已成为国内外研究的热点。

文章概括了目前微生物发酵豆粕产活性大豆肽饲料的特点、生产及应用的研究进展。

1豆粕和微生物发酵豆粕面对中国畜牧业和饲料工业发展速度快、规模大的现状,为了减少我国饲料工业对鱼粉等昂贵动物蛋白源的依赖,开发、研制出更廉价易得的蛋白源产品来满足动物对饲料蛋白营养的需要至关重要。

大豆粕中因含有丰富的营养成分成为一种重要的植物蛋白源,豆粕中的大豆蛋白含量在43.0%~55.0%之间,多数为水溶性蛋白,除蛋白质外还含有其他丰富的营养物质,是鱼类和单胃动物良好的日粮蛋白源。

但是,豆粕中因含有的蛋白酶抑制剂(Protease Inhibitors)、脲酶(Urease)、大豆原蛋白(Antigen Protein)、大豆低聚糖(Soybean Oligosaccharides) 、植物凝集素(Soybean Agglutinin,SBA)及植酸(Phytic Acid)等成分,影响了动物机体对豆粕中营养物质的充分利用,不但阻碍了动物肠道对豆粕中营养成分的消化、吸收和利用,而且严重地危害了动物机体的健康生长。

目前,为了有效提高豆粕的蛋白利用率和营养价值,应用微生物发酵技术处理豆粕的研究成为热点。

经研究表明,微生物发酵豆粕不但可以有效地去除豆粕中的植物凝集素、脲酶、蛋白酶抑制剂等抗营养因子,而且能够使抗原蛋白的含量明显降低,同时增加了游离氨基酸、活性大豆肽等营养物质的含量,提高了豆粕的应用价值的同时使饲料具有较好的动物适口性。

微生物发酵豆粕是国内近年来发展起来的,利用微生物发酵技术处理豆粕使其含有高活性大豆肽的一种新型的植物蛋白源饲料,其早在欧洲形成产业化,近年来从台湾省传到大陆后逐渐兴起。

发酵豆粕应用报告

发酵豆粕应用报告

发酵豆粕应用报告一、引言豆粕是从大豆中提取出的一种饲料原料,富含蛋白质、能量以及多种维生素和矿物质。

然而,由于其特殊的成分和营养结构,豆粕在饲料中的应用仍然存在一些问题。

为了改善豆粕的饲料价值,近年来对其进行发酵处理,以提高其营养价值和降低抗营养因子的含量,已被广泛研究和应用。

本报告旨在综述和分析发酵豆粕的应用研究,并探讨其在饲料中的潜在应用价值。

二、发酵豆粕的制备方法及机制1.发酵豆粕的制备方法发酵豆粕的制备方法主要包括微生物法、酶法和物理法。

微生物法是利用菌种对豆粕中的抗营养因子和非生物可利用成分进行分解和转化。

常用的菌种包括酵母菌、乳酸菌、霉菌等。

酶法是通过添加食用酶制剂,利用其对豆粕中的蛋白质、糖类等进行降解和转化。

物理法主要是通过热处理或压榨等方式对豆粕进行改性处理,改变其结构和性质。

2.发酵豆粕的作用机制发酵豆粕的作用机制主要体现在以下几个方面:(1)降低抗营养因子的含量:豆粕中含有多种抗营养因子,如非淀粉多糖、酚类化合物以及胰蛋白酶抑制剂等。

发酵处理能够降解这些抗营养因子,提高豆粕的消化利用率。

(2)提高蛋白质的生物利用率:发酵豆粕可以使其中的蛋白质发生水解和转化,生成更容易被动物消化吸收的小肽和氨基酸。

(3)改善饲料口感和食欲:发酵豆粕中产生的有机酸和挥发性物质可以改善饲料的口感,增加动物的食欲,提高饲料摄入量。

三、发酵豆粕在饲料中的应用研究1.发酵豆粕在猪饲料中的应用研究研究表明,将发酵豆粕作为猪饲料中的替代品可以提高猪对蛋白质的利用率,降低饲料的粪便氮排放。

同时,发酵豆粕还可以改善猪饲料的口感,增加猪的食欲和饲料摄入量,促进猪的生长发育。

2.发酵豆粕在鸡饲料中的应用研究研究发现,将发酵豆粕作为鸡饲料中的替代品可以提高鸡对蛋白质和能量的利用率,降低饲料的代谢能消耗。

此外,发酵豆粕还可以降低鸡饲料中的丙酸盐含量,改善肠道环境,减少鸡的肠道病原菌数量。

四、发酵豆粕的潜在应用价值与前景发酵豆粕通过改善抗营养因子的消化利用、提高蛋白质的生物利用率和改善饲料口感等途径,可以有效提高其在饲料中的营养价值和利用效果。

瘤胃微生物降解豆粕抗营养因子的发酵条件的优化

瘤胃微生物降解豆粕抗营养因子的发酵条件的优化
即接 种量 为 5 ( 积分数 ) 料 水 比为 1 1 发 酵 温度 为 3 c, 蛋 白 氮添加 量 为 O 5 g 发 酵 时 间为7 。 % 体 , :, 9c 非 . , 2h 发
酵豆 粕 中主要 抗 营养 因子得 到有 效去 除。
关 键词 瘤 胃微 生物 发酵 豆粕 胰 蛋 白酶抑 制剂 植 酸
豆粕 是 畜禽最 重 要 的植 物性 蛋 白源 , 格 低 且 来 源 价 广 , 理想 的鱼粉 替代 物。其 中粗 蛋 白为 4 % ~ 是 3 4% , 8 并有 较平衡 的氨基 酸 组成 , 尤其 是 其 他 植 物性 饲料 易 缺 的赖 氨 酸 , 质 量 分 数 为 2 5 ~2 8 。 其 .% .% 但 豆粕 中存在 多种 抗 营养 因子 , 如胰 蛋 白酶抑 制 剂 、 植 酸等 … , 大 地 影 响 了豆 粕 的 饲 用 价 值 。胰 蛋 白 极 酶抑 制剂 ( I 是 豆粕 中 主要 的抗 营 养 因 子 , 阻碍 T) 能
中图分 类号 :8 6 ¥ 1
文 献标 识码 : A
文章 编号 :0 3— 14 2 1 )6— 0 3— 5 10 0 7 ( 0 1 0 0 7 0
网络 出版 时间 :0 l 0 2 8 1 2 1 一 5— 31 :8 网络 出版 地址 :t :/ w . n in tk m / e i 1 . 8 4 T . 0 15 3 1 1 .0 .t ht / w w c k. e c s dt l 1 2 6 . S 2 10 2 . 8 8 0 1 hml p / a/
保存备 用。瘤 胃液取 自早饲 前 2h的健康 瘘管 湖羊瘤 胃 , 出后 , 取 置于 (9±0 5 3 . )℃ 的水 浴 锅 内, 次 用 2 依

浅谈豆粕中主要抗营养因子及处理方法

浅谈豆粕中主要抗营养因子及处理方法

质 ,但 同时 也含 有 很多 抗 营养 因子 ,这 些抗 营 养 因子 如蛋 白酶 因
热 处理 法 对 热不 稳定 的抗 营养 因 子 ,如蛋 白酶 抑制 因 子 、脲
子 、凝集 素 、寡 糖 、大 豆 抗原 蛋 白等 ,不但 降 低 了豆 粕 的利 用价 酶 、凝 集 素 、脲 酶 、抗 维生 素 因子 等 产生 破 坏作 用 ,但 对 大豆 抗
食 含 蛋 白酶 抑 制 因子 的 日粮后 ,畜禽 的采食 量 、 日增 重 和饲 料转 批 量处 理生 豆饼 。1%氢 氧酸 钠溶 液对 胰 蛋 白酶抑 制 因子 ,脲 酶及
化率 降 低 ,但 其影 响 程度 受 日粮 中蛋 白酶抑 制 因 子浓 度 高低 的影 脂 肪 氧化 酶 的破 坏 程度 最 大 。化 学方 法 在工 业 上易 于控 制 ,但 残
胰 腺 肥 大 和增 生 ,消化 系统 紊乱 和失 调 ,严 重 时 出现 下 痢 ,使 动 3.3 酶制 剂处理
物生 长 受 阻 。含蛋 白酶抑 制 因 子 的 日粮 会使 动物 采食 量 和 日增 重
将 植 酸 酶 中 入 豆 粕 中 ,对 植 酸 进 行 水 解 ,不 仅 可 以 消 除 酸
食 凝集 素 会降 低 胃排 空 速率 ,从 而 影 响动 物 采食 量 ,使 动 物生 长
利用 微 生物 在 豆粕 中生长 繁殖 和新 陈代 谢 ,积 累消化 分 解 酶
受 阻 。另 外凝 血 素还 会 引起 肠 细胞 退化 ,微 绒毛 变 短萎 缩 ,肠 腔 和 中 间代 谢 产 物 ,分 解 和破 坏抗 营 养 因子 ,使 豆粕 中的 一些 成 分
本 文 介绍 了豆粕 中存在 的抗营 养 因子 的 种类 ,并对 其 作用 机 理 以 2.5 其 他抗 营养 因子

酵母菌发酵植物粕类饲料研究进展

酵母菌发酵植物粕类饲料研究进展

酵母菌发酵植物粕类饲料研究进展
信珊珊;丁浩;杨阳;陈伊灵;朱小燕;李相前;刘培
【期刊名称】《中国饲料》
【年(卷),期】2023()3
【摘要】养殖业的迅速发展使蛋白质饲料缺口不断拉大,豆粕、菜籽粕、花生粕等植物粕类饲料资源丰富且富含蛋白质,可以作为蛋白饲料源开发和利用。

但是植物粕类的抗营养因子会对动物机体产生不良影响。

通过微生物发酵技术降解粕类饲料中的抗营养因子,提高粕类饲料的利用率,可以极大的缓解饲料缺口。

本文主要概述了酵母菌发酵豆粕、菜籽粕、棉籽粕、棕榈粕、花生粕、芝麻粕、油茶粕这几类植物粕类的研究进展,旨在为酵母菌发酵植物粕类技术的开发利用提供参考。

【总页数】6页(P5-10)
【作者】信珊珊;丁浩;杨阳;陈伊灵;朱小燕;李相前;刘培
【作者单位】淮阴工学院生命科学与食品工程学院;江苏省益生制剂重点建设实验室;江苏省生物质转化与过程集成工程实验室
【正文语种】中文
【中图分类】S816.7
【相关文献】
1.氨基酸粉·发酵棉粕和发酵菜粕在异育银鲫饲料中的应用效果
2.杂粕及发酵糟渣类饲料高效利用关键技术研究进展
3.酵母菌发酵杂粕生产生物菌体蛋白饲料初探
4.
固态发酵法生产植物糟渣类饲料的研究进展5.3种植物饼粕类饲料原料对肉牛体外产气量、瘤胃发酵以及瘤胃降解特性的影响
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微生物固态发酵豆粕的研究的开题报告

微生物固态发酵豆粕的研究的开题报告

微生物固态发酵豆粕的研究的开题报告题目:微生物固态发酵豆粕的研究一、研究背景豆粕是豆类食品加工过程中剩余的部分,富含蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养物质,但由于含有一定的抗营养因素如脂肪酸酰胺等,影响了其营养价值和食用安全度。

因此,对豆粕进行固态发酵可以利用微生物作用降解抗营养因子,增加其营养价值和利用价值。

二、研究目的本研究旨在利用微生物固态发酵豆粕,研究其营养成分变化、抗营养因子降解效果等,为开发具有营养、功能双重价值的豆粕食品提供科学依据。

三、研究内容1. 选取发酵菌种:通过对不同微生物的筛选,优选出对豆粕发酵效果最好的菌种。

2. 固态发酵条件优化:研究不同pH、温度、固体水含量等条件对微生物固态发酵豆粕的影响,确定最佳发酵条件。

3. 短链脂肪酸和氨基酸含量测定:测定发酵后的豆粕中短链脂肪酸和氨基酸含量变化情况,分析微生物的代谢过程以及豆粕营养成分变化。

4. 抗营养因子含量分析:测定发酵前后豆粕中脂肪酸酰胺等抗营养因子含量的变化情况,分析微生物固态发酵的抗营养因子降解效果。

四、研究意义本研究可以为豆制品加工及贫困地区养殖业的发展提供新思路和技术手段,同时为豆粕等农副产品开发利用提供理论和实践参考。

五、研究方法利用微生物对豆粕进行固态发酵,通过物化分析等手段测定变化前后的营养成分和抗营养因子含量,进行数据处理和结果分析。

六、研究进展目前,我们已选择出了3种发酵菌株,初步确定了最佳发酵条件,同时开始进行豆粕发酵及后续分析实验。

七、预期成果1. 确定一种最适合豆粕发酵的菌株;2. 确认微生物固态发酵对豆粕的营养成分变化以及抗营养因子降解效果;3. 制备出具有营养、功能双重价值的豆粕发酵制品。

八、参考文献1. 邵连琴, 赵彦鑫. 固态发酵豆渣的研究[J]. 食品研究与开发, 2007, 28(3): 51-54.2. 严帅, 陈小菊, 邓海云,等. 固态发酵对大豆残渣膳食纤维的影响[J]. 食品科学, 2018, 39(1): 224-229.3. 黄春梅,邵珍,陈资,等. 固体发酵技术在粗制豆粕中的应用研究进展[J]. 食品工业科技, 2016, 37(22):312-315.。

豆粕微生物固态发酵工艺优化及其营养物质含量变化

豆粕微生物固态发酵工艺优化及其营养物质含量变化

动物营养学报2018,30(7):2749⁃2762ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2018.07.036豆粕微生物固态发酵工艺优化及其营养物质含量变化吝常华㊀刘国华㊀常文环㊀张㊀姝㊀郑爱娟㊀邓雪娟㊀蔡辉益∗(中国农业科学院饲料研究所,农业部饲料生物技术重点开放实验室,生物饲料开发国家工程研究中心,北京100081)摘㊀要:本试验以小肽含量为指标,对解淀粉芽孢杆菌单菌固态发酵豆粕以及解淀粉芽孢杆菌㊁植物乳杆菌和酿酒酵母菌3个菌种混菌固态发酵豆粕的工艺条件进行优化,并对其发酵前后的营养物质含量变化进行研究㊂通过解淀粉芽孢杆菌㊁植物乳杆菌和酿酒酵母3个试验菌的生长曲线确定其接种到固态培养基的最佳接种时间㊂采用单因素试验设计研究解淀粉芽孢杆菌接种量㊁温度㊁料水比㊁发酵时间4个因素对豆粕发酵产小肽的影响,并在此基础上采用四因素三水平的正交试验设计对单㊁混菌固态发酵豆粕的工艺条件进行优化㊂对豆粕发酵前后豆粕营养物质含量㊁大豆球蛋白含量㊁蛋白质分子质量㊁发酵产物pH进行测定㊂结果显示:3株试验菌接在各自种子培养基扩大培养至21h为其接种到固态培养基的最佳时间㊂解淀粉芽孢杆菌单菌固态发酵豆粕的最佳工艺条件为:接种量为10%㊁温度为40ħ㊁料水比为1.0ʒ1.2㊁发酵时间为72h;解淀粉芽孢杆菌㊁植物乳杆菌㊁酿酒酵母混菌固态发酵豆粕的最佳工艺条件为:接种量为15%㊁温度为31ħ㊁料水比为1.0ʒ1.0发酵时间为120h,3个菌株的接种比例为:解淀粉芽孢杆菌ʒ植物乳杆菌ʒ酿酒酵母=9ʒ3ʒ2㊂经微生物发酵后,发酵产物中小肽㊁粗蛋白质㊁粗灰分㊁粗脂肪含量较发酵前均得到显著提高(P<0.05),粗纤维含量则显著下降(P<0.05);单菌发酵组和混菌发酵组发酵产物中大豆球蛋白含量均较未发酵组显著降低(P<0.05);单菌发酵组和混菌发酵组发酵产物中蛋白质分子质量较未发酵组降低;混菌发酵组发酵产物的pH较未发酵组显著降低(P<0.05),而单菌发酵组发酵产物的pH则与未发酵组差异不显著(P>0.05)㊂综上所述,豆粕经微生物固态发酵后营养价值在一定程度上得到改善,大分子蛋白质被降解,pH也发生了变化,并且单菌发酵和混菌发酵的效果存在差异㊂关键词:豆粕;单菌;混菌;发酵;工艺优化;营养物质中图分类号:S665.4㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2018)07⁃2749⁃14收稿日期:2017-12-15基金项目:国家肉鸡产业技术体系(CARS⁃41)作者简介:吝常华(1990 ),女,河南安阳人,硕士研究生,从事家禽营养研究㊂E⁃mail:1353371280@qq.com∗通信作者:蔡辉益,研究员,博士生导师,E⁃mail:caihuiyi@caas.cn㊀㊀豆粕作为我国重要的植物性蛋白质原料,与其他植物性蛋白质原料(棉籽粕㊁菜籽粕㊁花生粕等)相比具有氨基酸组成合理㊁消化利用率高㊁适口性好的特点[1],与鱼粉等动物性蛋白质饲料相比具有资源较为充足㊁价格相对低廉㊁不易氧化腐败㊁安全系数高等优点[2]㊂但是,我国作为一个畜牧生产大国,豆粕资源的供需矛盾依然突出,同时豆粕中含有大豆球蛋白㊁胰蛋白酶抑制剂㊁植酸等抗营养因子[3],其中大豆球蛋白占总蛋白质的40%[4],是大豆中含量最高的一种球蛋白,同时也是热稳定性最强的抗原蛋白之一,是引起动物过敏反应和腹泻的主要成分,其不仅限制了豆粕在饲粮中的使用,而且对畜禽危害较为严重㊂因此,充分利用现有豆粕资源,采取一定的技术途径提㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷高豆粕饲用价值具有重要意义㊂近年来,人们对微生物(主要是有益菌)发酵技术的关注度日益提高,并积极探索发掘菌种资源用于饲料的发酵生产,其中解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefa⁃ciens)作为一种益生菌,具有繁殖速度快,稳定性好,生命力强[5],富含淀粉酶㊁蛋白酶㊁纤维素酶的特点[6-9],在固态发酵豆粕的应用研究中取得了较好的效果[10-12]㊂有关微生物发酵豆粕工艺参数的研究报道虽然较多,但是目前对于菌种资源和发酵工艺依然有严格的衡量标准,且微生物单独发酵和混菌发酵豆粕对比研究较少㊂因此,本试验拟分别优化解淀粉芽孢杆菌单菌及其在植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)和酿酒酵母菌(Sac⁃charomycescerevisiae)的协同下混菌发酵豆粕的工艺参数,并对豆粕发酵前后的理化性质进行分析比较,为发酵豆粕菌种的选择和发酵工艺的优化提供科学依据㊂1㊀材料与方法1.1㊀试验材料与菌种㊀㊀豆粕和麸皮:由中国农业科学院饲料研究所昌平南口基地提供,粉碎过40目筛㊂㊀㊀无菌水:蒸馏水分装,121ħ灭菌20min㊂㊀㊀解淀粉芽孢杆菌:为本实验室分离筛选所得㊂㊀㊀植物乳杆菌:购自中国普通微生物菌种管理保藏中心,保藏编号为1.557㊂㊀㊀酿酒酵母菌:购自中国普通微生物菌种管理保藏中心,保藏编号为2.388㊂1.2㊀培养基1.2.1㊀液体种子培养基㊀㊀LB培养基:氯化钠10.0g㊁蛋白胨10.0g㊁酵母粉5.0g,蒸馏水定容至1000mL,调pH至7.4,121ħ灭菌20min㊂㊀㊀MRS培养基:葡萄糖20.0g㊁蛋白胨10.0g㊁牛肉膏8.0g㊁酵母膏4.0g㊁硫酸镁0.5g㊁硫酸锰0.3g㊁柠檬酸铵2.0g㊁乙酸钠5.0g㊁吐温-801.0mL,蒸馏水定容至1000mL,调pH至6.2 6.6,121ħ灭菌20min㊂㊀㊀YPD培养基:葡萄糖20.0g㊁蛋白胨10.0g㊁酵母粉5.0g,蒸馏水定容至1000mL,自然pH,121ħ灭菌20min㊂1.2.2㊀斜面培养基㊀㊀在各个液体种子培养基的基础上添加20.0g琼脂糖㊂1.2.3㊀固体发酵培养基㊀㊀豆粕45.0g㊁麸皮5.0g,灭菌水适量,自然pH㊂1.3㊀试验方法1.3.1㊀发酵种子液的制备㊀㊀首先用接种环从解淀粉芽孢杆菌㊁植物乳杆菌和酿酒酵母菌斜面培养基上分别接1环于各菌种的液体种子培养基中,依次为LB培养基㊁MRS培养基和YPD培养基,将解淀粉芽孢杆菌置于37ħ㊁180r/min摇床振荡培养,酿酒酵母菌置于30ħ㊁180r/min摇床振荡培养,植物乳杆菌置于30ħ静置培养,3个菌种均培养48h㊂然后,将上述培养好的菌液按1%的接种量接种到各菌种液体种子培养基中进行扩大培养24h,制成发酵种子液㊂1.3.2㊀各菌种生长曲线的测定及接种时间的确定㊀㊀采用分光光度计比浊法[13],用已经灭菌的未接种各菌种的液体种子培养基作为空白对照,取各自相应培养条件下培养0㊁3㊁6㊁9㊁12㊁15㊁18㊁21㊁24㊁27㊁30㊁33㊁36㊁39㊁42㊁45㊁48h时的3个菌种,分别测定600nm处的吸光度值,以培养时间为横坐标,以相应菌液的吸光度值为纵坐标绘制生长曲线㊂选择各菌种处于对数生长期时的菌液接种到固体发酵培养基中,此时菌体活力最强,生长最旺盛[14]㊂1.3.3㊀固态发酵方法㊀㊀将固体发酵培养基分装于250mL三角瓶中,将培养好的发酵种子液按一定的接种量接种到含豆粕的固态发酵培养基中,搅拌均匀,静置发酵㊂1.3.4㊀单菌发酵豆粕试验设计1.3.4.1㊀单因素试验㊀㊀以接种量(A)㊁温度(B)㊁料水比(C)和发酵时间(D)这4个因素为研究对象进行单因素试验,以发酵产物中小肽含量为指标,研究单一因素对解淀粉芽孢杆菌发酵豆粕产小肽的影响㊂1.3.4.2㊀单菌发酵豆粕工艺条件的优化㊀㊀为了获得解淀粉芽孢杆菌单菌发酵豆粕的最佳发酵工艺,在单因素试验的基础上,以发酵产物小肽含量为指标,采用四因素三水平L9(34)的正交试验对发酵工艺进行优化,每个水平设3个重复㊂优化单菌发酵豆粕工艺条件的正交试验设计见表1㊂05727期吝常华等:豆粕微生物固态发酵工艺优化及其营养物质含量变化表1㊀优化单菌发酵豆粕工艺条件的正交试验设计Table1㊀Orthogonalexperimentdesignofprocessconditionoptimizationforsinglestrainfermentedsoybeanmeal水平Levels因素Factors接种量Inoculationquantity(A)/%温度Temperature(B)/ħ料水比Feedʒwater(C)发酵时间Fermentationtime(D)/h15301.0ʒ0.848210351.0ʒ1.072315401.0ʒ1.2961.3.5㊀混菌发酵豆粕试验设计1.3.5.1㊀混菌发酵豆粕菌种比例优化㊀㊀采用L9(34)正交试验设计,将3个菌种按3个接种量进行三因素三水平正交试验,每个水平设3个重复㊂在温度34ħ㊁料水比1.0ʒ1.0㊁自然pH条件下发酵48h,以发酵产物小肽含量为指标,确定混菌发酵豆粕时3个菌种的最佳接种比例㊂优化混菌发酵豆粕菌种比例的正交试验设计如表2所示㊂表2㊀优化混菌发酵豆粕菌种比例的正交试验设计Table2㊀Orthogonalexperimentdesignofstrainproportionoptimizationformixedstrainfermentedsoybeanmeal%水平Levels因素Factors解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens(A)植物乳杆菌Lactobacillusplantarum(B)酿酒酵母菌Saccharomycescerevisiae(C)1311262239331.3.5.2㊀混菌发酵豆粕工艺条件的优化㊀㊀在确定3个菌种最佳接种比例的基础上,采用L16(44)正交试验设计,将混菌发酵豆粕的接种量(A)㊁温度(B)㊁料水比(C)㊁时间(D)4个因素进行优化,每个因素设4个水平,每个水平设3个重复,进行四因素四水平的正交试验㊂优化混菌发酵豆粕工艺条件的正交试验设计如表3所示㊂表3㊀优化混菌发酵豆粕工艺条件的正交试验设计Table3㊀Orthogonalexperimentdesignofprocessconditionoptimizationformixedstrainsfermentedsoybeanmeal水平Levels因素Factors接种量Inoculationquantity(A)/%温度Temperature(B)/ħ料水比ʒFeedʒwater(C)发酵时间Fermentationtime(D)/h16311.0ʒ0.64829341.0ʒ0.872312371.0ʒ1.096415401.0ʒ1.21081.4㊀测定指标与方法㊀㊀发酵结束后,将产物置于50ħ烘箱中烘至恒重,放于室内回潮24h,然后粉粹过60目筛,进行指标的测定㊂1.4.1㊀小肽及常规营养成分含量的测定㊀㊀小肽含量:参照轻工行业标准‘大豆肽粉“(QB/T2653 2004)中方法进行测定㊂㊀㊀粗蛋白质含量:参照国家标准‘饲料中粗蛋白测定方法“(GB/T6432 1994)中方法进行测定㊂1572㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷㊀㊀粗纤维含量:参照国家标准‘饲料中粗纤维的含量测定过滤法“(GB/T6434 2006)中方法进行测定㊂㊀㊀粗灰分含量:参照国家标准‘饲料中粗灰分的测定“(GB/T6438 2007)中方法进行测定㊂㊀㊀粗脂肪含量:参照国家标准‘饲料中粗脂肪的测定“(GB/T6433 2006)中方法进行测定㊂1.4.2㊀蛋白质分子质量的测定㊀㊀采用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS⁃PAGE)法[15]测定蛋白质分子质量:称取粉碎过60目筛的豆粕1.000g,用0.1mol/L的Tris⁃HCl缓冲液(pH=8.0)浸提1h,3000ˑg㊁4ħ离心10min,取上清液置于4ħ冰箱保存待用㊂电泳时采用5%浓缩胶㊁15%的分离胶,每条泳道加20μL上清液,20mA㊁80V恒流电泳2h后,考马斯亮蓝染色观察㊂1.4.3㊀大豆球蛋白含量的测定㊀㊀采用大豆球蛋白检测试剂盒进行大豆球蛋白含量的测定,其主要是利用间接竞争的方法,样品中的大豆球蛋白与试剂盒中预包被的抗原竞争大豆球蛋白抗体,然后加入酶标二抗后,3,3ᶄ,5,5ᶄ-四甲基联苯胺(TMB)底物显色,使得样品吸光度值与其所含大豆球蛋白的含量呈负相关,因此可通过酶标仪检测吸光度值,并与标准曲线比较得出样品中大豆球蛋白的含量㊂1.4.4㊀发酵豆粕产物干样pH的测定㊀㊀称取3.000g发酵豆粕干样,加入30.0mL的蒸馏水,搅拌均匀,4ħ静置6h,过滤,用pH计测定上清液的pH㊂1.5㊀数据统计与分析㊀㊀试验数据用Excel2016进行初步处理后,采用SPSS19.0软件进行统计分析㊂其中正交试验数据采用一般线性模型单变量进行极差与方差分析,其他采用单因素方差分析,检验组间差异显著性,并采用Duncan氏法进行多重比较,结果以 平均值ʃ标准差 表示,显著性水平为P<0.05㊂2㊀结果与分析2.1㊀试验菌种生长曲线的测定结果及接种时间的确定2.1.1㊀解淀粉芽孢杆菌生长曲线㊀㊀由图1可以看出,解淀粉芽孢杆菌在37ħ恒温培养33h时,生长达到最旺盛期,且在18 24h这个时间段快速增长,拟为对数生长期㊂图1㊀解淀粉芽孢杆菌生长曲线Fig.1㊀GrowthcurveofBacillusamyloliquefaciens2.1.2㊀植物乳杆菌生长曲线㊀㊀由图2可以看出,植物乳杆菌在30ħ恒温培养时,在3 21h内快速生长繁殖,在27h时达到峰值,且于此后生长缓慢,在30h后生长速度开始下降㊂图2㊀植物乳杆菌生长曲线Fig.2㊀GrowthcurveofLactobacillusplantarum2.1.3㊀酿酒酵母菌生长曲线㊀㊀由图3可以看出,酿酒酵母菌在30ħ恒温培养时,前24h生长速度较快,在27h时生长达到峰值,而此后生长进入相对稳定期㊂2.1.4㊀试验菌种接种时间的确定㊀㊀为便于比较发酵所用各菌种的生长周期,将各菌种生长曲线置于同一图(图4)中㊂由图4可以看出,植物乳杆菌生长较为迅速,在21h后即进入稳定期,而解淀粉芽孢杆菌和酿酒酵母菌的生长周期相对较长,分别在27和24h后进入稳定期㊂为便于统一试验步骤㊁简化混菌发酵操作,选择培养21h时作为3个菌种的接种时间,且此时各菌种均处于生长对数期,菌株呈几何对数速度生长,菌体活力强,能保证其在接种到固体培养基25727期吝常华等:豆粕微生物固态发酵工艺优化及其营养物质含量变化后迅速生长㊂图3㊀酿酒酵母菌生长曲线Fig.3㊀GrowthcurveofSaccharomycescerevisiae图4㊀3个试验菌种的生长曲线Fig.4㊀Growthcurvesofthreeteststrains2.2㊀单因素试验结果2.2.1㊀接种量对小肽含量的影响㊀㊀由图5可知,在料水比为1.0ʒ1.0㊁温度为35ħ㊁发酵时间为72h的条件下进行发酵时,不同接种量对发酵效果产生了不同的影响㊂菌种接种量为0时,产物中小肽含量为1.11%,显著低于其他4个接种量(P<0.05);随着接种量的增加,发酵产物中小肽含量先增加后降低,当接种量为10%时,发酵产物中小肽含量达到最高值,为11.14%;当接种量为15%和20%时,发酵产物中小肽含量相同㊂2.2.2㊀料水比对小肽含量的影响㊀㊀由图6可知,在接种量为10%㊁发酵温度为35ħ㊁发酵时间为72h的条件下进行发酵时,不同料水比对发酵效果产生了不同的影响㊂料水比为1.0ʒ0.4时,发酵产物中小肽含量为5.71%,显著低于其他4个料水比(P<0.05);随着含水量的增加,发酵产物中小肽含量先逐渐增加,当料水比达到1.0ʒ0.8时,发酵产物中小肽含量达到最高,为11.57%;其后,随着含水量的继续增加,发酵产物中小肽含量开始呈现下降趋势㊂㊀㊀数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)㊂图6至图8同㊂㊀㊀Valueswithdifferentsmalllettersuperscriptsmeansig⁃nificantdifference(P<0.05),whilewiththesamesmalllet⁃tersuperscriptsmeannosignificantdifference(P>0.05).ThesameasFig.6toFig.8.图5㊀接种量对小肽含量的影响Fig.5㊀Effectofinoculationamountonsmallpeptidecontent图6㊀料水比对小肽含量的影响Fig.6㊀Effectoffeedʒwateronsmallpeptidecontent2.2.3㊀温度对小肽含量的影响㊀㊀由图7可知,接种量为10%㊁料水比为1.0ʒ1.0㊁发酵时间为72h的条件下进行发酵时,不同发酵温度对发酵效果产生了不同的影响㊂温度为45ħ时,发酵产物中小肽含量最低,为6.54%,显著低于其他4个温度(P<0.05);温度为30ħ时,发酵产物中小肽含量达到最高值,为11.06%,但在25㊁30㊁35㊁40ħ条件下,发酵产物中小肽含量无显著差异(P>0.05)㊂2.2.4㊀发酵时间对小肽含量的影响㊀㊀由图8可知,在接种量为10%㊁料水比为1ʒ1㊁温度为35ħ的条件下进行发酵时,不同发酵时间对发酵效果产生了不同的影响㊂发酵时间为24h3572㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷时,发酵产物中小肽含量为6.30%,显著低于其他4个发酵时间(P<0.05);发酵时间为72h时,发酵产物中多肽含量达到最高值,为10.37%,但与发酵时间为48㊁96㊁120h时无显著差异(P>0.05)㊂图7㊀温度对小肽含量的影响Fig.7㊀Effectoftemperatureonsmallpeptidecontent图8㊀发酵时间对小肽含量的影响Fig.8㊀Effectoffermentationtimeonsmallpeptidecontent2.3㊀单菌发酵豆粕工艺条件优化的试验结果㊀㊀由表4中正交试验结果的极差(R)值分析可以看出,4个因素对发酵豆粕产小肽的影响程度为B>D>C>A,即温度对发酵效果的影响最大,发酵时间其次,料水比和接种量对发酵效果的影响较小㊂接种量对发酵产物中多肽含量的影响最小,所以将此项作为误差项进行方差分析㊂进一步的方差分析结果(表5)显示,温度和发酵时间对发酵产物中小肽含量有显著的影响(P<0.05)㊂结合k值大小分析可得,解淀粉芽孢杆菌固态发酵豆粕工艺条件的最佳组合为A2B3C3D2,即在接种量为10%㊁温度为40ħ㊁料水比为1.0ʒ1.2㊁发酵时间为72h时,发酵效果最优㊂2.4㊀混菌发酵豆粕的试验结果2.4.1㊀混菌发酵豆粕菌种比例优化结果㊀㊀由表6中正交试验结果的R值分析可以看出,3个菌种对发酵豆粕产小肽的影响程度为A>B>C,即解淀粉芽孢杆菌对发酵效果影响最大,其次是植物乳杆菌,酿酒酵母菌对发酵效果的影响最小㊂进一步的方差分析结果(表7)显示,3个菌种对发酵产物中小肽含量均没有显著影响(P>0.05)㊂因此,此次试验中解淀粉芽孢杆菌㊁植物乳杆菌和酿酒酵母混合发酵豆粕接种比例的最佳组合为A3B3C2,即解淀粉芽孢杆菌ʒ植物乳杆菌ʒ酿酒酵母菌=9ʒ3ʒ2㊂表4㊀单菌发酵豆粕正交试验结果Table4㊀Resultsoforthogonalexperimentofsinglestrainfermentedsoybeanmeal试验号TestNo.因素Factors接种量Inoculationquantity(A)/%温度Temperature(B)/ħ料水比Feedʒwater(C)发酵时间Fermentationtime(D)/h小肽含量Smallpeptidecontent/%15(1)30(1)1.0ʒ0.8(1)48(1)4.7025(1)35(2)1.0ʒ1.0(2)72(2)8.9835(1)40(3)1.0ʒ1.2(3)96(3)11.49410(2)30(1)1.0ʒ1.0(2)96(3)6.74510(2)35(2)1.0ʒ1.2(3)48(1)8.42610(2)40(3)1.0ʒ0.8(1)72(2)11.33715(3)30(1)1.0ʒ1.2(3)72(2)8.39815(3)35(2)1.0ʒ0.8(1)96(3)8.65915(3)40(3)1.0ʒ1.0(2)48(1)9.03K125.1719.8324.6822.1545727期吝常华等:豆粕微生物固态发酵工艺优化及其营养物质含量变化续表4试验号TestNo.因素Factors接种量Inoculationquantity(A)/%温度Temperature(B)/ħ料水比Feedʒwater(C)发酵时间Fermentationtime(D)/h小肽含量Smallpeptidecontent/%K226.4926.0524.7528.70K326.0731.8528.326.88k18.396.618.237.38k28.838.688.259.57k38.6910.629.438.96极差R0.444.011.202.19因素主次PrimaryandsecondaryfactorsB>D>C>A最佳组合BestcombinationA2B3C3D2表5㊀方差分析结果Table5㊀Varianceanalysisresult方差来源Sourceofvariance离差平方和Sumofsquaresofdeviations自由度Freedom方差VarianceF值F⁃valueP值P⁃value温度Temperature(B)24.072212.03679.3170.012∗料水比Feedʒwater(C)2.84821.4249.3840.096发酵时间Fermentationtime(D)7.62023.81025.1080.038∗误差Error0.30320.152㊀㊀ ∗ 表示有显著性差异(P<0.05)㊂表7和表9同㊂㊀㊀ ∗ meansignificantdifference(P<0.05).ThesameasTable7andTable9.表6㊀混菌发酵豆粕菌种比例正交试验结果Table6㊀Orthogonaltestresultsofstrainproportionformixedstrainsfermentedsoybeanmeal试验号TestNo.因素Factors解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens(A)植物乳杆菌Lactobacillusplantarum(B)酿酒酵母菌Saccharomycescerevisiae(C)小肽含量Smallpeptidecontent/%13(1)1(1)1(1)6.3523(1)2(2)2(2)5.9333(1)3(3)3(3)6.8746(2)1(1)2(2)6.3856(2)2(2)3(3)6.4166(2)3(3)1(1)6.6979(3)1(1)3(3)7.4089(3)2(2)1(1)7.3599(3)3(3)2(2)8.315572㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷续表6试验号TestNo.因素Factors解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens(A)植物乳杆菌Lactobacillusplantarum(B)酿酒酵母菌Saccharomycescerevisiae(C)小肽含量Smallpeptidecontent/%K119.1520.1320.57K219.4819.6920.62K323.0621.8720.68k16.386.716.86k26.496.566.87k37.697.296.89极差R1.310.730.03因素主次PrimaryandsecondaryfactorsA>B>C最佳组合BestcombinationA3B3C2表7㊀方差分析结果Table7㊀Varianceanalysisresult方差来源Sourceofvariance离差平方和Sumofsquaresofdeviations自由度Freedom方差VarianceF值F⁃valueP值P⁃value解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens(A)3.13521.56716.9980.056植物乳杆菌Lactobacillusplantarum(B)0.88620.4434.8040.172酿酒酵母菌Saccharomycescerevisiae(C)0.01620.080.0850.922误差Error0.18420.0922.4.2㊀混菌发酵豆粕工艺条件优化的试验结果㊀㊀由表8中正交试验结果的R值分析可以看出,4个因素对发酵豆粕产小肽的影响程度为A>D>C>B,即接种量对发酵效果的影响最大,其次是发酵时间,料水比和温度对发酵效果的影响不大㊂进一步的方差分析结果(表9)显示,接种量和发酵时间对发酵产物中小肽含量有显著影响(P<0.05)㊂结合k值大小分析可得,3个菌种混合发酵豆粕工艺条件的最佳组合为A4B1C3D4,即在接种量为15%㊁温度为31ħ㊁料水比为1.0ʒ1.0㊁发酵时间为120h的条件下,可以取得最优发酵效果㊂表8㊀混菌发酵豆粕正交试验结果Table8㊀Orthogonaltestresultsofmixedstainsfermentedsoybeanmeal试验号TestNo.因素Factors接种量Inoculationquantity(A)/%温度Temperature(B)/ħ料水比Feedʒwater(C)发酵时间Fermentationtime(D)/h小肽含量Smallpeptidecontent/%16(1)31(1)1.0ʒ0.6(1)48(1)5.2826(1)34(2)1.0ʒ1.2(4)108(4)8.2436(1)37(3)1.0ʒ0.8(2)72(2)6.8946(1)40(4)1.0ʒ1.0(3)96(3)6.9059(2)31(1)1.0ʒ1.2(4)96(3)7.1365727期吝常华等:豆粕微生物固态发酵工艺优化及其营养物质含量变化续表8试验号TestNo.因素Factors接种量Inoculationquantity(A)/%温度Temperature(B)/ħ料水比Feedʒwater(C)发酵时间Fermentationtime(D)/h小肽含量Smallpeptidecontent/%69(2)34(2)1.0:0.6(1)72(2)7.5479(2)37(3)1.0ʒ1.0(3)108(4)8.8889(2)40(4)1.0ʒ0.8(2)48(1)4.95912(3)31(1)1.0ʒ0.8(2)108(4)8.871012(3)34(2)1.0ʒ1.0(3)48(1)5.811112(3)37(3)1.0ʒ0.6(1)96(3)7.261212(3)40(4)1.0ʒ1.2(4)72(2)7.381315(4)31(1)1.0ʒ1.0(3)72(2)8.311415(4)34(2)1.0ʒ0.8(2)96(3)7.901515(4)37(3)1.0ʒ1.2(4)48(1)6.531615(4)40(4)1.0ʒ0.6(1)108(4)9.41K117.3129.5929.4922.57K228.5029.4928.6130.12K329.3229.5629.9021.93K432.1528.6429.2835.40k14.337.407.375.64k27.137.377.157.53k37.337.397.485.48k48.047.167.328.85极差R3.710.240.333.21因素主次PrimaryandsecondaryfactorsA>D>C>B最佳组合BestcombinationA4B1C3D4表9㊀方差分析结果Table9㊀Varianceanalysisresult方差来源Sourceofvariance离差平方和Sumofsquaresofdeviations自由度Freedom方差VarianceF值F⁃valueP值P⁃value接种量Inoculationquantity(A)3.19731.06621.0330.016∗温度Temperature(B)0.15630.0521.0280.491料水比Feedʒwater(C)0.22230.0741.4590.382发酵时间Fermentationtime(D)20.81836.939136.9420.001∗误差Error0.15230.0512.5㊀豆粕发酵前后理化性质的变化2.5.1㊀豆粕发酵前后营养物质含量㊀㊀最佳发酵条件下,豆粕发酵前后多肽㊁粗蛋白质㊁粗纤维㊁粗灰分和粗脂肪的含量的变化情况如表10所示㊂豆粕经单菌(解淀粉芽孢杆菌)和混菌(解淀粉芽孢杆菌ʒ植物乳杆菌ʒ酿酒酵母菌=9ʒ3ʒ2)发酵后,小肽含量分别为12.73%和10.42%,均显著高于未发酵组(P<0.05),而且单菌发酵组小肽含量要显著高于混菌发酵组(P<0.05);豆粕经单菌和混菌发酵后,粗蛋白质含量由未发酵时的46.70%分别提高到55.31%(P<0.05)和56.14%(P<0.05),且混菌发酵组显著高于单菌发酵组(P<0.05);与未发酵组相比,豆粕经单菌和混菌发酵后粗纤维含量显著降低(P<7572㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷0.05),但单菌发酵组和混菌发酵组之间差异不显著(P>0.05);豆粕经单菌和混菌发酵后,粗灰分含量由未发酵时的7.58%分别提高到9.68%(P<0.05)和9.48%(P<0.05),但单菌发酵组和混菌发酵组之间差异不显著(P>0.05);同时,豆粕经单菌和混菌发酵后,粗脂肪含量由未发酵时的1.89%分别提高到2.34%(P<0.05)和2.18%(P<0.05),但单菌发酵组和混菌发酵组之间差异不显著(P>0.05)㊂表10㊀豆粕发酵前后营养物质含量的变化(干物质基础)Table10㊀Changesofnutrientsubstancecontentsforsoybeanmealbeforeandafterfermentation(DMbasis)%项目Items小肽Smallpeptide粗蛋白质CP粗纤维CF粗灰分Ash粗脂肪EE未发酵组Unfermentedgroup1.20ʃ0.18c46.70ʃ0.21c7.60ʃ0.43a7.58ʃ0.13b1.89ʃ0.16b单菌发酵组Singlestrainfermentedgroup12.73ʃ0.50a55.31ʃ0.83b5.56ʃ0.29b9.68ʃ0.07a2.34ʃ0.19a混菌发酵组Mixedstrainsfermentedgroup10.42ʃ0.93b56.14ʃ1.07a5.62ʃ0.69b9.48ʃ0.16a2.18ʃ0.22a㊀㊀同列数据肩标无字母或字母相同表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)㊂下表同㊂㊀㊀Inthesamecolumn,valueswithnoletterorthesamelettersuperscriptsmeannosignificantdifference(P>0.05),whilewithdifferentsmalllettersuperscriptsmeansignificantdifference(P<0.05).Thesameasbelow.2.5.2㊀豆粕发酵前后pH的变化㊀㊀由表11可知,未发酵豆粕的pH为6.42,豆粕经单菌发酵后,pH上升到6.77,差异不显著(P>0.05);而经混菌发酵后,pH下降到5.21,差异显著(P<0.05);此外,混菌发酵组的pH还显著低于单菌发酵组(P<0.05)㊂表11㊀豆粕发酵前后pHTable11㊀ChangeofpHforsoybeanmealbeforeandafterfermentation项目ItemspH未发酵组Unfermentedgroup6.42ʃ0.09a单菌发酵组Singlestrainfermentedgroup6.77ʃ0.20a混菌发酵组Mixedstrainsfermentedgroup5.21ʃ0.13c2.5.3㊀豆粕发酵前后大豆球蛋白含量的变化㊀㊀由表12可知,豆粕经单菌和混菌发酵后大豆球蛋白含量均显著降低(P<0.05),其中单菌发酵组大豆球蛋白含量由原来未发酵时的118mg/g下降到56.12mg/g,混菌发酵组大豆球蛋白含量则下降到70.22mg/g,且单菌发酵组要显著低于混菌发酵组(P<0.05)㊂2.5.4㊀蛋白质分子质量的测定结果㊀㊀由图9可以看出,未发酵豆粕中大分子的蛋白质占了一定比例,主要分布在35和45ku;豆粕经发酵后,样品中大于35ku的大分子蛋白质明显减少,主要分布在小于25ku部分,少数分布在25ku;与混菌发酵组相比,单菌发酵组蛋白质分子质量小于15ku的部分更多㊂表12㊀豆粕发酵前后大豆球蛋白含量(干物质基础)Table12㊀ChangeofSoybeanglobulincontentforsoybeanmealbeforeandafterfermentation(DMbasis)mg/g项目Items大豆球蛋白Soybeanglobulin未发酵组Unfermentedgroup118.51ʃ12.35a单菌发酵组Singlestrainfermentedgroup56.12ʃ1.05c混菌发酵组Mixedstrainsfermentedgroup70.22ʃ4.04b3㊀讨㊀论3.1㊀豆粕发酵前后营养物质含量的变化㊀㊀经微生物发酵处理后,豆粕中部分营养物质含量有所提高,抗营养因子得到有效降解㊂本试验中,豆粕经单菌和混菌发酵后,小肽含量较未发酵组分别提高了10.61和8.68倍,并且单菌发酵组小肽含量要显著高于混菌发酵组㊂Hong等[16]的研究显示,发酵提高了豆粕中<10ku小肽的含量,未发酵豆粕中有22.2%的肽为大肽,而发酵豆粕中不含有>60ku的大肽,这与本试验结果具有一致性㊂小肽含量的升高是因为微生物发酵可以把豆粕中的蛋白质水解为氨基酸㊁多肽和氨等小分子物质[17-18],本试验中单菌发酵组和混菌发酵8572组小肽含量存在显著差异可能是因为将豆粕中蛋白质降解为小肽的酶主要是由解淀粉芽孢杆菌产生的,而在进行混菌发酵时,解淀粉芽孢杆菌的接种量相对低于单菌发酵时的接种量㊂马文强等[19]研究发现,豆粕经微生物发酵后,粗蛋白质含量相较发酵前提高了13.48%㊂刘剑飞[20]选用1株厌氧型枯草芽孢杆菌在一定条件下对豆粕进行厌氧发酵,测得粗蛋白质含量提高了13.0%,达到53.27%;经枯草芽孢杆菌㊁酵母菌㊁植物乳杆菌混菌发酵后,粗蛋白质含量提高了13.5%,达到53.51%㊂王洪瑞[21]在研究微生物发酵豆粕工艺时发现,豆粕经发酵后,粗蛋白质含量最高可达59.52%㊂本试验中,豆粕经单菌和混菌发酵后,粗蛋白质含量分别提高了18.44%和20.21%,并且混菌发酵组粗蛋白质含量要显著高于单菌发酵组㊂豆粕固态发酵后粗蛋白质含量都有不同程度提高,这主要是因为在发酵过程中微生物(主要是有益菌)的呼吸作用消耗了部分有机物料,从而释放出二氧化碳(CO2)和水(H2O),使产物总量减少,出现了蛋白质的 浓缩效应 [22],还有部分增加的蛋白质是酵母菌体含有的菌体蛋白质和发酵过程中无机铵盐经由酵母菌转化而成的,这是发酵产物中粗蛋白质含量提高最有意义的部分[23]㊂在发酵过程中,由于微生物大量繁殖,不仅提高了发酵豆粕蛋白质基料的蛋白质水平,而且在发酵过程中,豆粕中的植物性蛋白质被微生物代谢利用转化为菌体蛋白质,这样也改变了豆粕中蛋白质的品质㊂刘栩州[24]研究发现,运用复合微生物发酵豆粕,产物中粗蛋白质含量略微上升,但粗纤维含量较发酵前下降了33.7%,而本试验中豆粕经单菌和混菌发酵后粗纤维含量下降量分别为26.84%和26.05%,可能是因为菌种差异而对粗纤维的降解能力不同㊂经单菌和混菌发酵后,发酵产物中的粗灰分和粗脂肪含量都到了显著提高,这是由于发酵过程中豆粕中部分有机物被微生物生长所利用而造成干物质损失,使得它们的含量相对提高,这一结果与付亭亭[25]和Chi等[10]的研究结果一致㊂3.2㊀豆粕发酵前后pH的变化㊀㊀本试验中,单菌发酵组发酵产物的pH升高,而杨守凤[26]在乳酸菌固态发酵豆粕的研究中则发现发酵产物pH显著降低,可能是因为解淀粉芽孢杆菌在发酵豆粕过程中产生蛋白酶,蛋白酶降解豆粕中蛋白质产生胺类物质,甚至产生一些氨气使得产物pH升高,而乳酸菌在发酵过程中可以产生一些乳酸等有机酸使发酵基质pH降低㊂本试验结果显示,豆粕经混菌发酵后pH显著降低,可能是因为在固态培养基中,解淀粉芽孢杆菌和酿酒酵母菌均为好氧菌,发酵前期它们的生长代谢为乳酸菌的生长繁殖创造了厌氧环境,后期乳酸菌大量繁殖代谢产生的乳酸中和掉了一部分胺类物质,降低了培养基pH,同时改善了发酵产物的风味,这就是发酵饲料成品具有酸香味的一个重要原因[27],这与刘剑飞[20]㊁史玉宁等[28]的研究结果一致㊂㊀㊀M:蛋白质Marker;0:未发酵豆粕样品;1:单菌发酵豆粕样品;2:混菌发酵豆粕样品㊂㊀㊀M:proteinmarker;0:unfermentedsoybeanmealsam⁃ple;1:singlestrainfermentedsoybeanmealsample;2:mixedstrainsfermentedsoybeanmealsample.图9㊀豆粕发酵前后蛋白质分子电泳图Fig.9㊀Electrophoretogramofproteinmolecularforsoybeanmealbeforeandafterfermentation3.3㊀豆粕发酵前后大豆球蛋白含量的变化㊀㊀大豆球蛋白是热稳定性最强的抗原蛋白之一,同时也是大豆引起动物过敏反应和腹泻的主要成分㊂付亭亭[25]分别采用4种不同的微生物对豆粕进行适当的发酵,发酵产物中大豆球蛋白含量均有不同程度的降低,其中大豆球蛋白的含量最低减少6.86%,最高可达29.25%;混菌发酵豆粕的结果表明不同的菌种组合表现出不同的降解能力,但是与单一菌种发酵结果相比,效果基本一致㊂而本试验中所用菌种对大豆球蛋白降解能力相对较高,豆粕经单菌㊁混菌发酵后,大豆球蛋白。

微生物发酵提升植物粕资源利用率的研究及应用进展

微生物发酵提升植物粕资源利用率的研究及应用进展

微生物发酵提升植物粕资源利用率的研究及应用进展目录一、内容概要 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 微生物发酵技术概述 (3)1.3 植物粕资源概况及其利用现状 (4)二、微生物发酵提升植物粕资源利用率的原理及技术手段 (6)2.1 微生物发酵的基本原理 (7)2.2 发酵过程中微生物的生长与代谢 (7)2.3 影响微生物发酵效果的关键因素 (8)2.4 常见的微生物发酵工艺及优化策略 (9)三、微生物发酵在提升植物粕蛋白质利用率方面的研究进展 (10)3.1 植物粕蛋白质组成与营养价值分析 (12)3.2 微生物发酵对植物粕蛋白质结构与功能的影响 (13)3.3 发酵过程中植物粕中抗营养因子的去除 (14)3.4 提高植物粕蛋白质转化率的技术手段 (15)四、微生物发酵在植物粕能量利用率方面的研究进展 (16)4.1 植物粕能量来源及其在动物生产中的作用 (17)4.2 微生物发酵对植物粕能量利用率的影响 (19)4.3 发酵过程中植物粕中能量的释放与利用 (20)4.4 提高植物粕能量利用率的策略与方法 (21)五、微生物发酵在植物粕其他成分综合利用方面的研究进展 (22)5.1 植物粕中的其他活性成分及其功能 (24)5.2 微生物发酵对这些成分的影响与转化 (25)5.3 发酵技术在植物粕副产品开发中的应用 (27)5.4 植物粕综合开发利用的前景与挑战 (28)六、微生物发酵提升植物粕资源利用率的应用实践 (29)6.1 在畜牧业中的应用 (31)6.2 在种植业中的应用 (32)6.3 在食品工业中的应用 (33)6.4 存在的问题与展望 (34)七、结论与展望 (35)7.1 研究成果总结 (36)7.2 存在的问题与不足 (37)7.3 未来研究方向与展望 (38)一、内容概要随着全球人口的增长和食品需求的不断提高,植物粕作为重要的饲料原料,其资源利用率的提升显得尤为重要。

微生物发酵对豆粕营养威分的影响

微生物发酵对豆粕营养威分的影响

的。蛋 白质被 微 生物 分解 后 ,生成 动物 易吸 收 的小
分子肽 ,可以提高豆粕利用率与蛋 白质的吸收率 。
2.2微 生物发 酵 对 豆粕 营养 成分 的影 响 由表 2可 知 :豆 粕 经 过 发 酵后 ,粗 蛋 白含量 显 著提高,提高 了 8.43%;粗脂肪含量也有 明显提高 , 比豆粕 提 高 了 1 1.76%;粗 灰 分含 量 比豆粕 提 高 了 13.07% ; 发 酵 豆 粕 粗 纤 维 含 量 比 豆 粕 略 低 ,低 0.86%;发酵豆粕钙 的含量与豆粕差异不大 ;发酵豆 粕磷 的含 量 比豆粕 提 高 了 55.56%。
料 工业 中 的进 一 步应用 。常规 的处理 方法 ,如 通过 生产实 践 ,对 发酵 豆粕 的感 官质 量和 营养成 分 进行
加 热 、挤 压 、浸提 等难 以完全 去 除豆粕 中抗 原 蛋 白 , 了测定 , 旨在探讨 发酵 对 豆粕 营养成 分 的影 响 ,为
如何 消 除 豆粕 中抗 营养 因子 对 动 物生 产 的影 响一 发酵 豆粕在 生产 上 的应 用提供 理论 依据 。
【关键词】豆粕 ;发 酵;营养成分
【中 图分 类 号】S816.6
[文 献标 识 码 】A
【文章- ̄ ]1oo5—8613(2012)01—0022—02
豆粕 是畜 禽重要 的植 物性 蛋 白饲 料 ,其 粗 蛋 白 工 业 上 ,发 酵豆 粕 可 以部 分替 代 鱼粉 ,降低 对 动 物
(致 敏 因子)及 致 甲状 腺 肿 素等 ,同 时积 累其 他 一些 析 。
有益代 谢 产物 ,并 对 豆粕 中 的蛋 白质 进行 一定 程 度
1.2测 定 指 标
的分解 ,从 而获得 一种 具有 多种 功 能 的优 质 蛋 白质

生物发酵法改善菜粕品质的研究

生物发酵法改善菜粕品质的研究
过多采 食 易产 生 中 毒 , 造 成 脏 器 如 甲状 腺 和 肝 脏 的
发酵效果 , 筛选高效菌株并进行组合 , 研究 了混菌发 酵效 果及 其 适 宜 的发 酵条 件 , 考 察 发 酵 菜 粕 对 菜 粕 营养价值 的影响 , 并 通过 肉鸡饲养试验验证发 酵菜
粕 的使用 效 果 , 以期 为 实 际 生 产 中菜 粕 资 源 的利 用
菜 粕 是一 种 营养 价 值接 近 于 豆粕 的植物 性 蛋 白 饲料 资 源 , 其 蛋 白质 量 分 数 为 3 5 %~ 4 5 %, 必 需 氨基 酸含 量 丰富且 组成 较 为合 理 J , 富含 钙 、 磷、 镁、 硒 等 矿物 质元 素 , 其 中硒 含 量 是 植 物性 蛋 白 中含 量 最 高 的 J 。但菜 粕 中存在 硫 苷 、 单宁、 植 酸等 多 种抗 营养 因子 , 在一 定程 度 上 影 响 了饲 料 的安 全 性 , 且 菜 粕 中粗纤 维含 量高 , 蛋 白质 的生 物 利用 率 低 J , 动 物
1 0 0 %的未发酵莱粕 , 通过 肉鸡饲养试验验证发 酵菜粕的使 用效果。结果表 明: 1 ) 单茵发 酵以地衣 芽孢杆菌、 T一1 、 芬 氏 纤维微 菌 的效果 最优 , 其 中地衣 芽孢 杆 菌能显 著 降低硫 苷 、 单 宁 的含 量 ( P<0 . 0 5 ) , T一1能显 著 提
菜粕 中的抗 营养 因子 , 提 高其 营养价值 , 发 酵 菜粕 能改善 肉鸡 生长 性 能。
关键词 菜粕 微生物发酵 抗营养 因子 酸溶蛋 白 蛋 白质溶解度 肉鸡 生长性能 中图分 类号 : ¥ 8 1 6 . 4 文献标 识码 : A 文 章编 号 : 1 0 0 3— 0 1 7 4 ( 2 0 1 6 ) 1 1 — 0 0 8 5— 0 7

发酵对饲料原料中抗营养因子的影响

发酵对饲料原料中抗营养因子的影响

DQI :10.15906/11-2975/s_20220104发酵对饲料原料中抗营养因子的影响陈丽军,王忠艳*作者简介:陈丽军(1998-),女,硕士研究生,研究方向为野 生动物饲养,E-mail :785146481@qq .com*通讯作者:王忠艳(1965-),女,教授,博士,硕士生导师,研究方向为野生动物饲料、营养与饲养,E -mail :****************(东北林业大学野生动物与自然保护地学院,黑龙江哈尔滨150040)「摘要]饲料对养殖业至关重要,饲料原料种类繁多,其具有一定营养价值的同时,还含有许多抗营养因子,不但会影响饲料的适口性和营养物质的消化、吸收和利用,还会降低动物的生产性能,甚至会危害到动物的生命健康。

微 生物发酵技术可以降低饲料原料中抗营养因子的含量,还可提高饲料原料的营养价值。

本文对发酵技术以及发酵对常见饲料原料中抗营养因子的影响及其在动物生产中的应用效果进行综述,以期为发酵技术在饲料行业的推广使 用提供参考依据。

「关键词]发酵;饲料原料;抗营养因子「中图分类号]S816.6 「文献标识码]A 「文章编号]1004-3314(2022)01-0014-05抗营养因子是饲料中含有的一系列阻碍动物 对营养物质消化、 吸收和利用以及对动物生产性能产生不利影响的物质(姜倩倩等,2012)。

抗营养 因子在植物中普遍存在,是植物本身长期自然进化自我保护的一种机制。

但在饲料中,抗营养因子 不但会影响饲料的适口性,还会降低动物的生产性能,影响其健康状况。

随着研究的不断深入,发现的抗营养因子的种类也越来越多,如胰蛋白酶抑制因子、抗维生素因子、植物凝集素、单宁、植酸等。

目前,降低或灭活饲料中抗营养因子的方法主要包括: 物理方法 (加热、机械加工、水浸泡法、膨化法)、化学方法(酸碱处理法、氨处理法、醇类溶液处理法、盐处理法、添加特殊物质处理法)、生物学方法(酶水解 法、微生物发酵法、萌发处理、育种法)(徐汉盛等,2016)。

浅谈微生物发酵在豆粕中的作用及应用优势

浅谈微生物发酵在豆粕中的作用及应用优势

对 改善 幼 龄 、 弱 、 激 状 态 下 动 物 的 健 康 和 发 体 应
育 十 分 有益 。冯 杰 。 刘欣 等 (0 7 研 究 表 明微 生 20 ) 物发 酵 豆粕 可 促 进 仔 猪 的生 长 . 少 腹 泻 . 高 减 提
饲料 利 用效 率 : 酵 豆粕 饲 喂仔 猪 能有 效 维 持 仔 发
酸 . 降 低 了 p 不仅 能抑 制 肠 道 中有 害 菌 的繁 又 H.
殖 . 持肠 道 菌群 平 衡 . 且 使 得发 酵 豆粕 具 有 维 而
浓 郁 的酸 香 味 。 而 改 善 了适 口性 . 高 了动 物 从 提 的采食 量 发 酵 豆粕 产 品还 具有 溶解 度 高 、 度 黏
翎列广萄21 年第9 02 期
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3 3
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科 技视 野

S ienTh1 t cn den。 Ol e a coYu。 c g 。
浅谈微 生物发酵 在豆 中的作 用及应 用优势
张 伟 李兆勇 姚 琨
养作 用 消失 . 使得 发酵 豆粕 的应用 更加 广泛 。
2 微 生物在 发酵 豆粕 生产 中的应 用优 势
酸 06 .%, 氨 酸 O5 07 . .% 07 蛋 .%~ . 胱氨 酸 05 % .%~
08 . .% 大豆 蛋 白质 是植 物 性食 物 中氨基 酸 组成 比 例 最 合 理 、 接 近 于 F O WH 最 A / O理 想模 式 的一 种 蛋 白质 。但 由于其 溶 解度 低 、 黏度 随着 浓 度 的增
生 长性 能 , 同时降低其 腹泻 率 。许 多研究 都 表 明 .
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豆粕 是 饲料 1 二 业 中应 用 最 广 泛 的 植 物性 蛋 白原 料 ,
利 用 芽 孢 杆 菌 对 豆粕 进 行 固态 发 酵 试验 , 结果 表 明发 酵
但 由于存在多种抗营养因子 , 降低 了动物对豆粕营养的 吸收率 。大量 的研究工作 表明 , 采用热处理 、 化学法 、 作
为此, 研究微生物发酵对豆粕中抗 营养因子及其营养价值的影响。 关键词 : 微 生物发酵; 豆粕; 抗 营养因子 ; 营养价值
中图分类 号 : s 8 1 6 文献 标识 码 : B 文章 编号 : 1 0 0 4 — 5 0 9 0 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 0 0 8 — 0 3
同与 各 菌 生 物学 特 性 、 产酶 能 力 以及 产 生 的 酶 系 的差 异
所用的微生物种类有酵母菌 、 霉菌 、 乳酸菌 、 芽孢杆菌 。

般来 说 , 芽孢 杆菌和 曲霉菌 的产酶 能力较强 , 是 降解
有 氧 的 条 件 下 才 能 大量 、 快速地 繁殖 ; 酵 母 菌 能 合 成 一
L c 三株 菌混合 发酵豆粕 , 其胰 蛋 白酶抑制 因子被 完全 去 除。马文强等 ( 2 0 0 8 ) 通 过枯草芽孢杆菌 、 酿酒 酵母 菌、 乳酸菌对豆粕进行混合发 酵 , 结果表 明: 发酵后豆粕 中粗蛋 白的含量 比发酵前提高了 1 3 . 4 8 %( P < O . O 1 ) , 粗脂 肪的含量 比发酵前提高 了 1 8 . 1 8 %( P < 0 . O 1 ) , 这和任莉等
凝集素的含量都较低 。 付 弘贽( 2 0 0 8 年) n 研 究枯草芽孢杆菌 、 蜡样 芽孢杆
菌、 植物乳酸菌 、 酪 酸 梭 状 芽 孢 杆 菌 去 除 豆 粕 中胰 蛋 白 酶 抑 制 因子 、 植酸 、 脂肪氧化酶 、 凝 集 素等 抗 营 养 因 子 的 试 验表 明 , 枯 草 芽 孢 杆 菌 对胰 蛋 白酶 抑 制 因子 和 植 酸 的 降解作用 明显优于植 物乳酸菌 、 酪酸菌 ( P < O . 0 5 ) , 蜡 样
是分不开的。由于 目标产物转化效率低 , 对培养条件要
求 严 格 且 对 环 境 因素 适 应 性 差 , 发酵往往效 果不理想 , 因此 混 菌 发 酵正 逐 渐 引 起 人 们 的重 视 。 2 混菌 发 酵 对 豆 粕 中 抗营 养 因子 及 其 营养 价 值 的 影 响 姚 晓 红等 ( 2 0 0 5 ) 用 酵母 菌 y - 0 2 1 、 y - 0 2 8 、 乳 酸 菌
物育种法 、 酶制剂法 、 微 生 物 发 酵 法 均 可 以在 一 定 程 度 上 降解 抗 营养 因子 。微 生 物 发 酵处 理 豆 粕 的方 法 安 全 ,
后豆粕 中的抗 营养 因子大部分被降解 , 其中脲酶降解 了 9 0 . 0 %、 植 酸降解 了 4 1 . 0 %、 脂 肪氧化 酶完全 被 降解 、 凝 集 素降解 了 9 3 . 8 %。尹 慧君等 ( 2 0 1 0 ) 研 究也表 明 , 经
芽孢杆菌次 之。枯草芽孢杆菌 和植物乳酸菌对 凝集素 的降解作 用优于蜡样 芽孢杆菌 和酪酸菌 ( P < O . 0 5 ) , 酪酸
菌 对 胰 蛋 白酶 抑 制 因 子 、 植 酸去除效果 最差 ( P > O . 0 5 ) 。
各菌对脂肪氧化酶的去除效果均较好。 单一菌 种发酵对豆 粕 中抗营养 因子去 除效 果 的不
枯 草 芽 孢 杆 菌 发 酵 的 豆粕 , 所 含 的胰 蛋 白酶 抑 制 因 子 和
无残 留, 不仅可有效去 除豆粕 抗营养 因子 , 而且能积累 有益代谢产 物 , 提高豆粕 营养 价值 , 对 动物 机体 内的平 衡也起 到很 大的作用 。笔者对 目前通过微 生物发酵法 钝化或去除豆粕中的主要抗营养因子 , 提高豆粕 的营养
抗 营养 因子和大分子蛋 白的主要微生物 , 但它们只有在 定量的菌体蛋 白 , 并产生一定 的芳 香味 , 在有 氧和无氧 的条件下都可 以繁殖 ; 乳酸菌在发酵过程 中具有产酸作 用, 能 降低产品的 p H值 , 抑制杂 菌的生长和繁殖 , 并产
生酸 、 甜 芳香 的气 味 , 改 善 产 品 的风 味和 适 口性 。
2 0 1 4 年 ( 第 3 5 卷 ) 第 4 期
蒸 南 需 牲 兽鏖
微 生 物 发 酵 对 豆 粕 中 抗 营 养 因 子 及 其 营 养 价 值 的 影 响 研 究 进 展
刘利 晓 ’ 。 黄 志伟 ’ , 许小 友 ’ , 李洪 波 ’ 。 徐 彬。 , 陈如 水 。 , 黄元 林 。
郑裴等 ( 2 0 0 9 ) 发现豆粕经 过植物乳杆菌发 酵后 , 豆粕中主要 的抗 营养 因子得到有效 的降解 , 尿素酶活性 降低 了 5 5 . 5 0 %, 胰蛋 白酶抑 制因子 降低 了 5 5 . 4 4 %。蛋
白质 量 含 量 增 加 了 1 3 . 4 3 %。 吴 胜 华 等 ( 2 0 0 9 ) 从 1 2 株
价 值 的 研 究进 展作 一 综 合 概 述 , 为 更 好 的 开 发利 用 豆 粕 这 种 优 质植 物 蛋 白源 提 供 进一 步 的参 考 依 据 。 1 单菌 发 酵 对 豆 粕 中抗 营 养 因子 及 其营 养 价 值 的 影 响 豆 粕 中含 有 一 些 抗 营 养 因 子 , 主 要 有 胰 蛋 白酶抑 制 剂、 植酸 、 大豆凝血 素 、 脲酶 、 低 聚糖 、 脂肪氧化酶 、 大 豆 抗 原蛋 白( 致敏 因子 ) 及 致 甲状 腺 肿 素 等 n 。 发 酵 豆 粕
( 1 . 驻马店市兽药饲料( 动物产品) 质量检验监测中心 , 河南
驻马店
4 6 3 0 0 0 ;
2 . 河 南省 农业 科学 院畜 牧兽 医研究 所 ; 3 . 河 南 聚丰饲 料科 技有 限公 司 )

要: 微生物发高豆粕 营养价值 。
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