小麥、玉米、大米是中國(guó)產(chǎn)量較大的谷物。中國(guó)2017 年谷物產(chǎn)量為61520.53萬t,小麥為13433.39萬t,水稻為21267.59 萬t,玉米為25907.07萬t。麥麩是小麥面粉加工和乙醇生物煉制的主要副產(chǎn)物,我國(guó)年產(chǎn)約2600萬t。米糠資源豐富,100kg稻谷可產(chǎn)米糠6~9kg,米糠年產(chǎn)量約1200萬t。玉米皮占玉米粒重量的9%~13%,玉米皮年產(chǎn)量近3000萬t。中國(guó)的谷物糠麩產(chǎn)量巨大,但是未充分利用,附加值低,社會(huì)效益低。糠麩是富含植物化學(xué)物質(zhì)的谷物外層,由酚類物質(zhì)與膳食纖維和β-葡聚糖結(jié)合而成,具有廣泛的生物活性。而固態(tài)發(fā)酵早已應(yīng)用于生物活性產(chǎn)品開發(fā)中,常用于增加食品、飼料中活性成分的含量,分解有害物質(zhì)。通過微生物的發(fā)酵,小麥麩、玉米皮、米糠等含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量降低,一些無法利用、利用率低的成分也被分解為易消化的小分子物質(zhì),蛋白質(zhì)含量及消化率提高,可以部分替代蛋白飼料。固態(tài)發(fā)酵可以降低米糠中的脂肪含量,減少酸敗延長(zhǎng)米糠保存時(shí)間。另外,通過固態(tài)發(fā)酵糠麩生產(chǎn)富含有益代謝產(chǎn)物的飼料,能夠?yàn)閯?dòng)物提供良好的抗氧化劑、益生菌來源,在合理利用糠麩的同時(shí)減少抗生素使用,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益多贏。作者綜述了糠麩的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、發(fā)酵菌種、發(fā)酵前后變化及其發(fā)酵飼料在動(dòng)物生產(chǎn)的應(yīng)用,以期為發(fā)酵糠麩的應(yīng)用提供一定依據(jù)。
1、糠麩的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值
1.1 糠麩的營(yíng)養(yǎng)成分 1.1.1 小麥麩的營(yíng)養(yǎng)成分 由表1可見,小麥麩的粗蛋白質(zhì)(CP)含量較高,為11.77%~17.02%,粗脂肪(EE)為2.33%~3.35%,粗纖維(CF)約8.45%。小麥麩維生素A、D 偏少,維生素E、B含量較高;礦物質(zhì)元素豐富,含鈣較少而磷偏多,主要為植酸磷。植酸酶活性很強(qiáng),磷的利用率較高。小麥麩有輕瀉作用,其口感粗糙,有苦澀味。因其結(jié)構(gòu)疏松,在動(dòng)物生產(chǎn)上常用作添加劑預(yù)混料、吸附劑與發(fā)酵飼料的載體。小麥麩吸水性較強(qiáng),易霉變,易被嘔吐毒素污染,不適合長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。
1.1.2 米糠的營(yíng)養(yǎng)成分 米糠營(yíng)養(yǎng)豐富,CP含量為13.55%~15.47%,EE 含量為14.77%~19.58%,CF含量為5.99%;脫脂米糠的CP含量為18.63%,EE 含量為2.73% (表1)。米糠還含20.86%膳食纖維、32.92%淀粉、70%可溶性蛋白。米糠飽和脂肪酸(SFA)占總脂肪酸的10.30%,單不飽和脂肪酸43.40%,多不飽和脂肪酸占46.30%;主要脂肪酸為C16∶0、C18∶1、C18∶2(95.05%)。其能量高,適口性好,但大量飼喂會(huì)使動(dòng)物下痢;同時(shí),米糠易發(fā)生酸敗,產(chǎn)生刺激性氣味,動(dòng)物代謝困難,還含有具有顯著致癌毒性的小分子醛類。
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1.1.3 其他糠麩的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 黑麥麩、燕麥麩、高粱糠的CP含量較高,中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量較低,而玉米皮CP、NDF、ADF含量均較高(表1)。高粱糠含淀粉35.00% ~65.00%。玉米皮鈣、磷含量低且不平衡,分別為0.09%、0.90%,含纖維素16.40%、半纖維素47.68%、木質(zhì)素5.41%、淀粉15.50%。目前這些雜糠麩在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用較少,主要是作為提取抗氧化活性物質(zhì)的底物。由于其CP、有機(jī)物含量較高,可考慮對(duì)提取活性物質(zhì)后的殘?jiān)M(jìn)行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵飼料。這樣處理既能達(dá)到一物多用,又能減少?gòu)U物排放污染環(huán)境的問題。
1.2 糠麩中的功能性物質(zhì) 1.2.1 酚酸 谷物中的酚類化合物通過增加血液中的抗氧化能力或通過細(xì)胞信號(hào)間接減輕氧化應(yīng)激。酚類物質(zhì)高濃度存在于米糠中(1% ~2%)。黑米糠、秈稻糠、粳稻糠的總酚(以沒食子酸(GAE)計(jì))含量分別為2785.28、409.01、913.37mg/100g,黃酮(以蘆丁計(jì))含量分別為589.93、87.84、140.24mg/100g。紫米糠、白米糠二氯甲烷、甲醇提取物中總酚含量為4.88~88.51、4.90~26.39mgGAE/g,總黃酮為3.55~59.08、1.68~11.62mg兒茶素/g。Najavara水稻麥黃酮能調(diào)節(jié)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞MAPK和PI3K/Akt途徑以及下調(diào)NF-kB信號(hào)傳導(dǎo),發(fā)揮強(qiáng)大的抗炎作用。高粱糠含單寧0.10%~10.00%,紫杉葉素、紫杉葉苷六糖苷、低聚原花青素和表兒茶素是高粱麩亞臨界水提取物中最豐富的多酚化合物。大麥麩甲醇提取物中總酚含量為125.9~152.9μgGAE/mL,類黃酮含量為85.8~105.4μg表兒茶素/mL。阿魏酸是一種含有類似羥基和苯氧基的酚類化合物,占小麥麩總酚酸的90%以上(1400mg/100g)。小麥麩阿魏酸可以調(diào)節(jié)YPEN-1細(xì)胞蛋白酪氨酸激酶/蛋白酪氨酸磷酸酶平衡,抵抗2,2’-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽(AAPH)自由基誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶和絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶2A失活,改善氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的炎癥。米糠阿魏酸也能改善小鼠和人體的氧化應(yīng)激和線粒體生物合成。高粱糠阿魏酸能顯著抑制AAPH 自由基誘導(dǎo)的紅細(xì)胞膜氧化(78.0%)??梢姴煌符焷碓吹陌⑽核峋哂休^強(qiáng)的抗氧化作用,能夠改善機(jī)體健康。
1.2.2 多糖/阿拉伯木聚糖 多糖是米糠的主要有效成分,由半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖等組成,其抗腫瘤活性可以通過攻擊腫瘤細(xì)胞、清除氧自由基和抗脂質(zhì)過氧化或增強(qiáng)免疫功能來實(shí)現(xiàn)。小麥麩多糖顯著增加免疫抑制小鼠脾臟和胸腺指數(shù),并顯著促進(jìn)環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的血清白介素-2(IL-2)和干擾素γ(IFN-γ)的產(chǎn)生,是潛在的免疫調(diào)節(jié)劑。阿拉伯木聚糖是非淀粉多糖的一種,由木糖聚合物主鏈組成,具有阿拉伯糖殘基分支。阿魏酸是所有谷物和小麥中主要的細(xì)胞壁結(jié)合酚酸,其含量與阿拉伯木聚糖呈正相關(guān)。用0%~60%、60%~90%乙醇沉淀的脫脂米糠水解產(chǎn)物含有75%的阿拉伯木聚糖,阿魏酸是主要的結(jié)合酚酸,對(duì)香豆酸次之。米糠阿拉伯木聚糖(MGN-3)在γ射線輻射小鼠中發(fā)揮抗氧化活性,可減少輻射引起的身體和器官重量下降。MGN-3可作為增強(qiáng)NK細(xì)胞活性的生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑,治療神經(jīng)母細(xì)胞瘤。另外,MGN-3能特異性誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡,防止化學(xué)誘導(dǎo)大鼠腺胃癌的發(fā)生??梢娒卓钒⒗揪厶蔷哂锌寡趸?、抗炎、抗癌等作用。其他糠麩阿拉伯木聚糖也具有多種生物功能。小麥麩中阿拉伯糖/木糖占58.5%。小麥麩中大部分阿拉伯木聚糖是非水溶性的,可改善腸屏障功能,并參與菌群的變化,還能促進(jìn)高膽固醇血癥倉鼠糞便脂質(zhì)的排泄,以及增加結(jié)腸短鏈脂肪酸來降低血漿總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇濃度。玉米麩水不溶性阿拉伯木聚糖主要由木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸組成(38.3∶28.2∶22.3∶5.1∶2.5∶0.7∶1.5∶1.4),具有較強(qiáng)的Fe2+ 螯合活性,對(duì)2,2-二苯基-1-苦基肼基(DPPH)自由基具有良好的清除作用。
1.2.3 植酸 植酸是一種抗?fàn)I養(yǎng)因子,它能直接或間接結(jié)合礦物質(zhì)并改變其溶解性、功能性、消化性和吸收能力,從而影響礦物質(zhì)的生物利用率。植酸磷是小麥和其他谷物中磷的主要儲(chǔ)存形式??符熤兄菜岷繛?7.69~42.82mg/g(表2)。紫米糠、白米糠二氯甲烷和甲醇提取物中植酸含量分別為2.58~23.11和2.59~12.09mg/g。此外,植酸也具有益生功能:米糠植酸具有降低結(jié)腸、直腸癌風(fēng)險(xiǎn)的作用,還可調(diào)節(jié)肝臟葡萄糖調(diào)節(jié)酶的活性來降低高脂飲食誘導(dǎo)的高血糖的風(fēng)險(xiǎn)。1.2.4 其他 γ-谷維素是植物甾醇和三萜醇阿魏酸酯的混合物。紫米糠、白米糠二氯甲烷和甲醇提取物中谷維素含量分別為1.44~20.07 和4.05~13.99mg/g。γ-谷維素抑制脂多糖刺激的RAW264.7巨噬細(xì)胞中活性氧介導(dǎo)的ERK1/2和EGR-1信號(hào),繼而抑制環(huán)氧合酶-2的表達(dá),有助于改善炎癥反應(yīng)。米糠蛋白可抑制體外膽固醇膠束溶解度,降低大鼠血清膽固醇水平。米糠蛋白水解肽具有顯著的葡萄糖苷酶和ACE 抑制活性,與治療糖尿病的藥物阿卡波糖功效相當(dāng)。β-葡聚糖在谷物中分布廣泛。小麥麩中β-葡聚糖含量較低(約2%),占全麥膳食纖維總含量的1%以下。β-葡聚糖可參與降低血清膽固醇水平和減弱血糖反應(yīng)的生理過程。大麥麩含3.9%~4.7%的β-葡聚糖。大麥麩β-葡聚糖對(duì)3T3-L1前脂肪細(xì)胞的分化有劑量依賴性的抑制作用,高分子量大麥β-葡聚糖(552ku)能明顯降低成熟脂肪細(xì)胞(油紅O染色)及細(xì)胞內(nèi)甘油三酯含量。烷基間苯二酚能保護(hù)細(xì)胞脂質(zhì)不受氧化過程的影響。小麥麩富含烷基間苯二酚(0.3%),比全麥高4倍。糠麩中也含有對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)有負(fù)面作用的草酸鹽、胰蛋白酶抑制劑,草酸鹽含量為0.309%~0.445%,胰蛋白酶抑制劑含量為49.74~54.25TIU/g(表2)。
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2、糠麩的發(fā)酵菌種
糠麩發(fā)酵使用的微生物主要為霉菌、酵母、乳酸菌、芽孢桿菌,少部分使用食用真菌(表3),這些微生物大部分都在飼料添加劑品種目錄(2013)內(nèi)。這些菌種除了在發(fā)酵過程中產(chǎn)生代謝物,改善糠麩營(yíng)養(yǎng)價(jià)值外,還能夠通過飼料為動(dòng)物補(bǔ)充益生菌。益生菌通過改變微生物菌落結(jié)構(gòu)來改善腸道健康,增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)和反應(yīng),提高營(yíng)養(yǎng)消化率,改善健康狀況,提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能。黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和里氏木霉(Trichoderma reesei)等真菌可以產(chǎn)生大量的次生代謝物。黑曲霉可產(chǎn)生乙醛酸、山梨酸、抗壞血酸、富馬酸、葡萄糖酸、檸檬酸、D-半乳糖酸,天冬氨酸、曲霉素等。米曲霉亦能產(chǎn)生豐富的產(chǎn)物:γ-生育酚、D-生育酚、染料木苷、大豆黃素、曲霉素、曲霉酸、生物素、維生素B、檸檬酸、肌醇等。里氏木霉不產(chǎn)生任何霉菌毒素,其代謝產(chǎn)物有α-氨基丁酸和異纈氨酸、西拉菌素、非核糖體肽、含鐵血黃素等。酵母在發(fā)酵中發(fā)揮著重要作用。酵母能夠利用糖和必需營(yíng)養(yǎng)素(如氮、無機(jī)磷酸鹽和硫酸鹽)以及其他礦物質(zhì)和維生素合成大分子(如蛋白質(zhì)、核酸),能將低值廢棄物轉(zhuǎn)化為高值飼料。酵母富含磷、鈣、鈉、鋅、鐵、銅、錳和硒等礦物質(zhì),B族維生素及以核酸形式存在非蛋白質(zhì)氮。乳酸菌在發(fā)酵技術(shù)中應(yīng)用廣泛,能夠產(chǎn)生維生素B2、維生素B9 和維生素B12,還可通過分解單寧和植酸鹽來提高礦物質(zhì)的生物利用度。乳酸菌代謝產(chǎn)物(如乳酸、H2O2、細(xì)菌素和苯乳酸)對(duì)細(xì)菌、病毒和真菌具有直接的抗致病活性,能利用宿主不能代謝的營(yíng)養(yǎng)成分,從而提高飼料的常量和微量元素的生物利用度。乳酸菌通過產(chǎn)生乳酸、降低腸道pH、抑制腸道病原體而提高宿主免疫力。芽孢桿菌是革蘭氏陽性、有氧或兼性厭氧、內(nèi)孢子形成菌的一個(gè)屬,可以對(duì)多種細(xì)菌和真菌病原體施加體外頡頏或抑制活性,提供消化酶,激活生長(zhǎng)因子,并調(diào)節(jié)水生動(dòng)物的免疫力。孢子能夠克服胃屏障(低pH)到達(dá)小腸,發(fā)揮其益生菌功能。
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3、糠麩發(fā)酵前后變化
3.1 小麥麩發(fā)酵前后變化 由表4 可知,發(fā)酵小麥麩的CP 含量為23.67%,比發(fā)酵前提高56.56%,EE、粗灰分的含量均顯著增加,無氮浸出物含量下降,DM、CP消化率均顯著提高。小麥麩的苦澀味經(jīng)酵母發(fā)酵后變?yōu)榫品枷阄?,葡萄糖透析延遲指數(shù)提高,陽離子交換能力下降,CP含量提高79.80%。CP的提高可能是微生物生物量增加,即菌體蛋白增加引起的。而部分微生物能夠?qū)⑿←滬熖妓衔镛D(zhuǎn)化為脂質(zhì),提高EE含量。
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Pleurotus eryngii發(fā)酵小麥麩12d后,總黃酮(以槲皮素計(jì))由2.4μg/g提高到5.0μg/g,總酚(以GAE計(jì))由2.4mg/g提高到4.7mg/g,粗多糖(以葡萄糖計(jì))由36.8mg/g提高到73.4mg/g。Zhao等采用酵母和乳酸菌(Lactobacillus bul-garicus和Streptococcus thermophiles)固態(tài)發(fā)酵小麥麩,總膳食纖維和可溶性膳食纖維含量增加,水提阿拉伯木聚糖含量提高了3~4倍,烷基間苯二酚顯著增加,總酚略有下降,同時(shí)植酸含量降低20%以上。發(fā)酵小麥麩(Aspergillusoryzae GIM3、Aspergillus clavatus、Aspergillus awamori)的DPPH自由基清除能力、2,2’-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS+·)清除能力、鐵離子還原/抗氧化能力(FRAP)和金屬螯合能力均強(qiáng)于未發(fā)酵的小麥麩,其中Aspergillus awamori 效果最優(yōu)。發(fā)酵小麥麩穩(wěn)定性良好,室溫存放1年游離氨基酸含量及其他特性變化不明顯。小麥麩經(jīng)過微生物發(fā)酵,部分淀粉、CF等物質(zhì)被降解為小分子糖、有機(jī)酸,部分蛋白質(zhì)降解為多肽或氨基酸,這些小分子物質(zhì)被菌體利用,合成類黃酮、烷基間苯二酚等功能成分。另外,特定微生物能夠產(chǎn)生胞外植酸酶,降低植酸含量。除了評(píng)價(jià)發(fā)酵小麥麩的營(yíng)養(yǎng)變化外,還需考量其植酸降解、抗氧化能力的改變,這對(duì)于小麥麩發(fā)酵飼料的應(yīng)用十分重要。但目前小麥麩發(fā)酵研究不夠深入,體現(xiàn)在:①對(duì)于發(fā)酵后小麥麩的消化利用率缺乏研究,發(fā)酵后也許CP提高,抗?fàn)I養(yǎng)因子也降低,但消化利用率不一定提高;②部分霉菌在一定條件下會(huì)產(chǎn)毒素,很多研究并未對(duì)發(fā)酵小麥麩霉菌毒素含量進(jìn)行測(cè)定。這些因素都會(huì)直接影響發(fā)酵小麥麩在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用。
3.2 米糠發(fā)酵前后變化 不同菌種發(fā)酵米糠前后的營(yíng)養(yǎng)成分變化不同,發(fā)酵后米糠CP均提高,CF均降低,EE和灰分的變化不一致(表4)。微生物菌體蛋白的提高是造成發(fā)酵米糠蛋白質(zhì)提高的主要原因,另外微生物代謝產(chǎn)生多種酶,既能降解蛋白質(zhì)為氨基酸,又能重新合成氨基酸。而CF的降低主要是由于部分微生物能夠產(chǎn)生纖維素酶,降解纖維素??莶菅挎邨U菌(Bacillus subtilis)發(fā)酵米糠的CP可達(dá)20.34%,賴氨酸、纈氨酸、脯氨酸含量分別提高22.83%、37.66%、43.06%。而黑曲霉發(fā)酵米糠(水分60%,pH5.5,接種量20mL/100g,37℃發(fā)酵102h)的真蛋白含量提高41.88%,蛋氨酸、蘇氨酸占總氨基酸含量分別提高73.92%、22.99%。另外,與發(fā)酵小麥麩類似,目前缺乏對(duì)發(fā)酵米糠消化利用率、霉菌毒素含量等方面的研究。
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不同菌種發(fā)酵米糠可產(chǎn)生豐富的代謝產(chǎn)物,提高米糠總抗氧化活性和酚酸含量,同時(shí)產(chǎn)生大量有益菌。此外,發(fā)酵米糠作為飼料,能為動(dòng)物補(bǔ)充功能活性物質(zhì),促進(jìn)機(jī)體健康。AbdRazak等測(cè)定少孢根霉(Rhizopus oligosporus)和紫紅曲霉(Monascus purpureus)單獨(dú)和混合固態(tài)發(fā)酵對(duì)米糠酚酸含量和抗氧化活性的影響,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵樣品的抗氧化活性均得到提高,DPPH 自由基清除活性明顯改善,阿魏酸、西奈酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸和4-羥基苯甲酸的含量顯著增加。米根霉(Rhizopus oryzae (CCT1217)發(fā)酵米糠的酚類含量增加了2倍以上,阿魏酸從33mg/g提高到765mg/g。Lentinusedodes 真菌發(fā)酵米糠的總酚含量由31.32mgGAE/g提高到156.08mgGAE/g,而β-葡聚糖由0.57%降低到0.14%??莶菅挎邨U菌亞種發(fā)酵米糠96h,可顯著提高酚產(chǎn)量、酚濃度和自由基清除能力。嗜酸乳桿菌(Lactobacillusaci dophilus)發(fā)酵72h后,脫脂米糠中總糖和還原糖分別下降了31.33%、60.76%,不溶性酚類物質(zhì)下降20.32%,而24h 時(shí)可溶性酚類物質(zhì)含量提高33.00%。此外,米糠作為發(fā)酵底物可合成特殊功能物質(zhì)。Mucorrouxii 發(fā)酵米糠可生產(chǎn)γ-亞麻酸(6g/kg)。紅酵母(Rhodotorulaglutinis)在最佳條件(pH5.0,水分70%,碳氮比4)發(fā)酵米糠,其生物量和β-胡蘿卜素含量可分別提高60%和30%。
微生物發(fā)酵可改變米糠脂肪酸含量、比例。紅曲霉(Monascus anka)和木耳(Auricularia auricular)發(fā)酵使米糠總脂肪酸含量由200.75mg/g分別降至68.35mg/g和79.95mg/g。而Oliveira等研究表明,Rhizopusoryzae 發(fā)酵米糠的總脂類在發(fā)酵0~120h從20.4%下降到11.2%,而磷脂含量則上升到2.4mg/g;發(fā)酵米糠中以油酸、棕櫚酸和亞油酸為主,飽和脂肪酸減少(20%),不飽和脂肪酸增加(5%)。Liu等發(fā)現(xiàn),發(fā)酵前米糠多糖具有更大的分子質(zhì)量(91.5%在103~104的范圍內(nèi),8.5%大于104u),并且沒有檢測(cè)到單糖或寡糖;發(fā)酵9d后,分子質(zhì)量減少(103~104u),在103~104u僅檢測(cè)到2.9%的產(chǎn)物。米糠多糖(葡萄糖,阿拉伯糖,半乳糖,甘露糖和木糖)發(fā)酵前摩爾比為32∶4∶6∶2∶5,發(fā)酵后為9∶5∶8∶2∶5,葡萄糖明顯減少。但是,以上研究均未探討發(fā)酵中米糠酸敗物質(zhì)的變化,沒有討論發(fā)酵米糠的保存時(shí)間延長(zhǎng)是由于抗氧化能力提高還是脂肪酸含量的改變?這需要更多研究來證實(shí),以期為米糠的長(zhǎng)時(shí)間保存提供依據(jù)。
3.3 其他糠麩發(fā)酵前后變化 其他糠麩發(fā)酵飼料研究較少,部分糠麩通過發(fā)酵可產(chǎn)生功能物質(zhì)。畢赤酵母菌(Pichia pastoris)25℃發(fā)酵玉米皮48h,纖維素含量由16.40%下降到6.22%,半纖維素含量由47.68% 下降到33.45%。產(chǎn)朊假絲酵母、啤酒酵母和白地霉發(fā)酵玉米皮(菌液接種量7%,料水比1∶1.8,31℃,發(fā)酵80h),真蛋白質(zhì)含量可達(dá)15.6%,比發(fā)酵前提高1.94倍。玉米皮發(fā)酵后可溶性膳食纖維含量增加3倍,阿魏酸也顯著增加,植酸含量降低約50%,半纖維素顯著減少??莶菅挎邨U菌NattoD-3發(fā)酵小米糠72h,其上清液總抗氧化能力為38.04U/mL、DPPH 自由基清除率75.37%、總還原力0.18、Fe2+螯合能力44.34%,多肽含量為4.28mg/mL,纖溶酶活力為522.64IU/mL。Wu等采用黑曲霉和米根霉發(fā)酵燕麥麩,使β-葡聚糖的提取率分別提高到45.57%、51.10%,較發(fā)酵前約提高3倍(16.86%);β-葡聚糖的分子質(zhì)量分別從6.74×105下降到2.84×105、2.20×105u,表觀黏度降低。真菌Thamnidium elegans CCF1456發(fā)酵大麥麩和黑麥麩,可富集γ-亞麻酸。Aspergillusa wamori發(fā)酵增加了黑米糠總酚、原兒茶酸和阿魏酸含量(30℃固態(tài)發(fā)酵5d),發(fā)酵3d達(dá)到最大值;發(fā)酵黑米糠提取物清除自由基活性和酪氨酸酶抑制活性隨著發(fā)酵時(shí)間增加而增加。這些變化主要是由微生物豐富的酶系改變的,多樣的酶系能夠促進(jìn)不同物質(zhì)的合成或分解,繼而改善糠麩的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
4、發(fā)酵糠麩在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用
4.1 發(fā)酵小麥麩在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用 發(fā)酵小麥麩可以提高動(dòng)物消化利用率,改善動(dòng)物的生產(chǎn)性能,降低臭氣排放。研究發(fā)現(xiàn),6%、9%發(fā)酵小麥麩替換普通小麥麩飼喂仔豬,末重、平均日增重(ADG)、平均采食量(ADFI)較普通小麥麩顯著提高;料重比、腹瀉率和死淘率下降明顯,且保育仔豬的膚色毛況均得到有效改善。Kraler等發(fā)現(xiàn),與發(fā)酵小麥麩相比,飼喂天然和擠壓小麥麩的仔豬(28d)回腸中杯狀細(xì)胞數(shù)量增加;飼喂發(fā)酵小麥麩還能減少仔豬結(jié)腸中甲胺含量,而不影響回腸和結(jié)腸中的其他生物胺。此外,Kraler等用副干酪乳桿菌、植物乳桿菌發(fā)酵小麥麩,添加到缺磷基礎(chǔ)日糧中,結(jié)果表明,與無處理小麥麩組比較,發(fā)酵小麥麩組生長(zhǎng)豬DM、有機(jī)物、CF、能量、磷和鈣的總消化道表觀消化率(CTTAD)均有提高,而淀粉的N平衡和CTTAD不受處理影響。利用發(fā)酵小麥麩代替小麥麩飼喂育肥豬,育肥豬ADFI增加3.7%,料重比下降4.3%,ADG 提高了8.2%。據(jù)報(bào)道,添加10%小麥麩或發(fā)酵小麥麩均可顯著降低肉雞糞便氨水平(35d);飼喂Pleurotus eryngii發(fā)酵小麥麩可以減少肉雞外周血單核細(xì)胞NOX1、ROMO 的表達(dá),增加Nrf2,HO-1 和GST 表達(dá)(21d、35d);發(fā)酵小麥麩可提高抗氧化因子的基因表達(dá)(如血氧合酶-1和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶)并降低脂質(zhì)過氧化水平,而對(duì)肉雞無其他負(fù)面影響;10%發(fā)酵小麥麩組肉雞血清丙二醛含量(35d)顯著低于對(duì)照組。
4.2 發(fā)酵米糠在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用 發(fā)酵米糠在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用較少。研究發(fā)現(xiàn),飼喂15%發(fā)酵米糠(Bacillus amyloliquefaciens)的雞飼料轉(zhuǎn)化率(1~35d)分別比飼喂0、5%、10%、20%的提高8.72%、16.92%、27.69%和34.36%。以發(fā)酵米糠(枯草芽孢桿菌YB83,5.0×108、5.0×1010CFU/kg)飼喂臨武鴨發(fā)現(xiàn),ADG 分別提高0.72%、0.82%,料重比分別降低0.14%、0.19%,極顯著降低死亡率。研究表明,通過飲用水?dāng)z入米糠水提液懸浮液并不能改善5%右旋糖酐硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠炎癥性腸病癥狀,而飼喂植物乳桿菌和釀酒酵母發(fā)酵米糠能改善炎癥性腸病癥狀。
5、小結(jié) 在養(yǎng)殖業(yè)中充分利用糠麩類飼料資源,是減能減排、健康的發(fā)展模式。微生物發(fā)酵處理能提高糠麩營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量,改善糠麩適口性。目前,糠麩飼料化研究主要集中在以下3個(gè)方面:①作為食用真菌生長(zhǎng)基質(zhì),收獲食用真菌時(shí),糠麩發(fā)酵基質(zhì)同時(shí)作為動(dòng)物飼料;②微生物發(fā)酵糠麩富集功能物質(zhì),提取后的殘?jiān)勺鳛閯?dòng)物的抗氧化劑、益生菌;③提高糠麩中CP含量,降低CF及抗?fàn)I養(yǎng)因子含量的處理技術(shù)研究。此外,必須重視發(fā)酵糠麩中霉菌毒素的問題、篩選不產(chǎn)生毒素的菌種。目前動(dòng)物生產(chǎn)中發(fā)酵糠麩的研究較少、其添加比例、應(yīng)用動(dòng)物的品種及年齡均需進(jìn)一步研究。
注:本文由生物飼料開發(fā)國(guó)家工程研究中心(BFC)小編整理發(fā)布,如有任何建議或意見及投稿等,請(qǐng)您加小編微信(18611366384)交流互動(dòng)。 參考文獻(xiàn)略。 責(zé)編:穆圖; 審稿:劉晶晶博士; 來源:中國(guó)畜牧獸醫(yī); 作者:崔藝燕、田志梅、魯慧杰、鄧 盾、馬現(xiàn)永、陳衛(wèi)東;
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