付晓琪，商振达,，谭占坤*，曹云鹤

（1.西藏农牧学院动物科学学院，西藏高原饲料加工工程研究中心，西藏林芝 860000；2.动物营养学国家重点实验室，中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193）

在饲料工业中，豆粕通常是最常用的植物来源蛋白质。但随着豆粕价格的高涨，许多畜禽生产者逐步开始寻找成本更低的蛋白质补充料替代来源。经研究发现，菜籽粕是替代豆粕的首选蛋白饲料。菜籽粕是油菜籽压榨加工浸提去油后剩下的副产品，其粗蛋白质在34%～38%。然而，芥子油苷被油菜籽中存在的黑芥子酶水解，释放出一系列有毒产物。最常见的产物是异硫氰酸酯，可导致动物摄食量减少、生长受损和诱发甲状腺肿。有毒芥子油苷的存在限制了菜籽粕的应用，尤其是对幼龄动物。此外，菜籽粕中还存在硫代葡萄糖苷、植酸等多种抗营养因子。

固态发酵是指在没有游离水参与的情况下，采用不同发酵条件（不同发酵温度、含水量、菌种接种量、发酵时间等）培养微生物，通过微生物的参与生产出所需发酵后产品。固态发酵已被广泛用于提高菜籽粕中营养物质的生物学利用率（包括油菜籽肽、钙、磷酸盐和b 族维生素）及降低其抗营养因子（如芥子油苷）水平。如chiang 等研究表明，使用发酵菜籽粕部分替代日粮中的豆粕可以提高肉鸡的生产性能和养分吸收率，并且可以刺激体内免疫过程，从而改善肉鸡的健康状况。本文主要综述了固态发酵菜籽粕降低抗营养因子含量及其在动物生产中的应用研究，为菜籽粕替代豆粕以减少饲料成本和调控畜禽生产提供理论参考。

固态发酵菜籽粕时常用的微生物主要是乳酸菌、芽孢杆菌和曲霉菌等。发酵过程中也有许多细菌产酶的参与，如乳酸杆菌产生植酸酶、纤维素酶、木聚糖酶和葡聚糖酶；芽孢杆菌可以合成纤维素酶和植酸酶；曲霉能够产生多种酶，如半纤维素酶、果胶酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、单宁酶和植酸酶。因此，固态发酵时可以单纯用混菌发酵，也可以菌酶协同发酵菜籽粕。

菜籽粕经发酵后可改变其营养成分含量。研究显示，固态发酵可降低菜籽粕的干物质含量，其原因可能是由于微生物对碳水化合物的消耗，改变了菜籽粕的物理和营养特性。使用植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌固态发酵菜籽粕可使粗蛋白质含量由37.1% 提高到58.4%；用枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和粪肠球菌固态发酵后的菜籽粕粗蛋白质含量从42.11%增加到44.63%。在用细菌、真菌或酵母发酵后，菜籽粕粗蛋白含量增加可能是以可发酵糖为代价的干物质损失，也可能是由于发酵期间产生了微生物蛋白。除了粗蛋白质，粗脂肪也是饲料中的一个重要营养成分。vig 等研究表明，固态发酵可以增加菜籽粕的氮和蛋白质含量，发酵后粗脂肪浓度略有增加，可能是由干物质含量下降引起的，而不是脂肪含量的实际增加。rozan 等研究表明，用枯草芽孢杆菌固态发酵后增加了菜籽粕的粗脂肪含量，而shi 等用黑曲霉固态发酵菜籽粕时粗脂肪含量减少；同时用枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和粪肠球菌的固态发酵降低了菜籽粕的粗纤维含量，用黑曲霉发酵导致中酸性洗涤纤维、半纤维素和木质素的减少，其原因可能是发酵过程中微生物产生的纤维降解酶（半纤维素酶和纤维素酶），饲粮中含有过多的纤维源会导致饲料适口性差从而使机体采食量下降，但适量的纤维源可以改善消化器官的发育，从而提高营养物质消化率和吸收性能。总的来说，固态发酵能够提高菜籽粕的营养价值。

固态发酵还可降低菜籽粕中的抗营养因子含量。用乳杆菌、屎肠球菌、酿酒酵母和枯草芽孢杆菌固态发酵30 d，菜粕中异硫氰酸酯含量从72.7 mmol/kg 降低到14.1 mmol/kg，葡萄糖酸盐从41.91 μmol/g减少到23.86 μmol/g，异硫氰酸盐从2.48 mg/kg 减少到1.10 mg/kg，恶唑烷硫酮从1.88 mg/g 减少到1.04 mg/g。另外，用唾液乳杆菌固态发酵使硫代葡萄糖苷从22 μmol/g 降低到13.6 μmol/g。固态发酵后菜籽粕中硫代葡萄糖苷的减少可能是由于微生物酶利用了葡萄糖和这些化合物中的部分硫，植酸的减少可归因于发酵过程中产生的微生物酶（植酸酶）。由此可见，固态发酵可以有效降低其中的抗营养因子含量。aljubori 等研究也表明，固态发酵后菜籽粕的异硫氰酸酯含量会显著降低约80%。chiang 等研究表明，菜籽粕经30 d 发酵后，异硫氰酸酯含量从119.6 mmol/kg 降至14.7 mmol/kg。vig 等报道，硫代葡萄糖苷在菜籽粕固态发酵第2、5、8、10天分别下降13.7%、25.1%、33%、43.1%。

综上可见，菜籽粕经固态发酵后，营养成分会有一定提高，抗营养因子含量可得到有效降低（表1）。

表1 菜籽粕的固态发酵条件及发酵后成分变化

2.1 发酵菜籽粕替代豆粕在家禽生产中的应用 用乳杆菌和枯草芽孢杆菌发酵的菜籽粕是一种很有前景的蛋白质来源，可在肉鸡饲粮中替代一定比例的豆粕，乳酸菌发酵饲料的一大特点是乳酸菌数量多，乳酸浓度高；且饲喂发酵菜籽粕可提高生产性能，可刺激免疫系统，提高家禽的抗氧化能力；发酵菜籽粕还可一定程度上改善肉鸡的肉品质，且对生长性能、胃肠道微生物区系、血液生化指标均无负面影响。吴东等研究发现，添加3%、6%、9%发酵菜籽粕菜粕替代等营养豆粕饲喂黄羽肉公鸡时，均可一定程度上改善肉鸡的生长性能及肉品质，其中菜籽粕添加量为9%时效果较好。陈昭琪等用经黑曲霉、枯草芽孢杆菌混菌发酵的菜籽粕替代部分豆粕，发现发酵菜籽粕替代饲料中15% 豆粕时不影响aa 肉仔鸡的生长性能，且达到提高生长性能的效果较好。游金明等研究表明，用5%、10%、15% 发酵菜籽粕替代豆粕日粮，15% 组前期和后期平均日增重低于对照组，5%和10%组变化不显著，平均日采食量也无显著影响，且随着菜粕使用比例增加，整个过程饲料转化率均降低，但替代10% 以内无显著影响，可见发酵菜粕替代豆粕比例不超过10% 时较为适宜。乳酸菌的主要作用是改善肠道菌群及健康，提高肠绒毛上皮细胞的消化和吸收功能，从而增强酶活性和营养吸收。chiang 等用发酵乳杆菌、屎肠球菌、酿酒酵母和枯草芽孢杆菌固态发酵处理菜籽粕，饲喂肉鸡后均可改善其平均日增重和饲料转化率。xu 等用乳杆菌和枯草芽孢杆菌发酵菜粕，以5% 和10% 发酵菜粕替代豆粕对肉鸡整个生长阶段平均日增重、平均日采食量等指标没有显著影响，但生长性能等略有提高，其原因可能是固态发酵降低了菜籽粕中的抗营养因子含量并提高了营养价值；10% 和15% 发酵菜籽粕组血清igg含量极显著高于另外两组，后期血清尿素氮含量极显著降低；但15% 发酵菜籽粕组肉鸡体增重和饲料转化率极显著低于其他组。因此，用发酵菜籽粕部分替豆粕饲喂肉鸡时，替代比例不超过10% 时对肉鸡的生长性能等指标无负面影响。

类似的研究在鸭中也有涉及。fazhi 等用发酵菜籽粕0%、33%、67%、100%替代豆粕日粮饲养肉鸭，发现在前期、后期和整个饲养期，100%发酵菜籽粕组肉鸭的采食量显著高于豆粕组，且日增重随着发酵菜籽粕比例的增加而逐渐增加；在生长期，发酵菜籽粕组血清中磷和钙含量较豆粕组有所提高，100%替代组总蛋白浓度低于豆粕组和33% 替代组，igm 浓度显著高于其他组；在生长后期，只有100%组血清igg 含量有所提高。因此，发酵菜籽粕可以完全替代豆粕用于肉鸭日粮。许甲平等用固态发酵菜籽粕以0、1/3、2/3 和3/3 的比例等氮替代日粮中10.5%豆粕，发现固态发酵菜籽粕可以等营养完全替代日粮中的豆粕，且以1/3 比例替代日粮中豆粕对促进肉鸭生长性能作用显著。陈小连等研究结果表明，日粮中添加发酵菜籽粕替代部分豆粕不会影响番鸭的生长性能，其中添加16% 发酵菜籽粕的效果较好。综上可知，以一定比例的发酵菜籽粕替代豆粕饲喂家禽无负面影响，且乳酸菌发酵菜籽粕还可改善肉鸡、番鸭等肠道健康，提高营养物质的吸收，从而提高其生长性能。由此可见，发酵菜籽粕可以部分替代豆粕饲喂家禽以降低饲料成本。

2.2 发酵菜籽粕替代豆粕在家畜生产中的应用 发酵菜籽粕替代豆粕在养猪生产中已广泛应用。发酵可去除菜籽粕中抗营养因子含量，且其中过敏源的蛋白质成分能刺激有益的胃肠微生物群落，因此可改善机体代谢过程和血液生化指标，进而改善动物健康。shi 等用黑曲霉处理的发酵菜籽粕替代饲粮中的豆粕，饲喂后猪的平均日增重和饲料转化率优于不添加发酵菜籽粕组，其中日粮中添加发酵菜籽粕（6%）和豆粕（2%）可改善断奶仔猪的氧化还原状态。grela 等研究发现，在妊娠母猪日粮中添加4%～9%发酵菜籽粕替代豆粕可改善其肠道微生物群，提高初乳中的免疫球蛋白含量，有助于增加窝产仔数和窝重。satessa 等研究表明，使用发酵菜籽粕替代部分豆粕饲喂断奶仔猪可预防其断奶后肠道疾病。吴明文等用固态发酵菜籽粕代替部分豆粕饲喂仔猪，可提高仔猪日增重、降低耗料增重比。丁小玲等研究显示，用发酵菜籽粕替代部分膨化豆粕饲喂断奶仔猪对其生长性能无影响。吴东等用4%、5%、8%、10%的发酵菜籽粕替代豆粕饲养生长育肥猪，发现用5%发酵菜籽粕替代豆粕饲喂生长猪是可行的。孙佩佩等研究表明，发酵菜籽粕可在一定程度上改善生长猪的生长性能，替代量可达到16%，且饲喂不同比例发酵菜籽粕替代豆粕提高了生长猪的抗氧能力，对生长猪的免疫能力亦没有负面影响。也有研究表明，使用发酵菜籽粕可以提高猪的生产性能，并对血清生化指标有益。

发酵菜籽粕替代豆粕在其他家畜也有应用。曾钰等用发酵杂粕替代基础粮中0%、25%、50%、75%、100%的豆粕，发现发酵杂粕完全替代豆粕对肉牛的生长性能及养分消化率等无负面影响，其中75% 比例替代时肉牛生长性能等达到有效提高。另外，郑杰等在放牧补饲模式下利用发酵菜籽粕饲喂贵州黑山羊羔羊，发现发酵菜籽粕等氮替代16%豆粕时，以50%替代比例效果较好，能够提高羔羊机体部分免疫细胞含量，从而提高其免疫功能促进其生长。利用好发酵菜籽粕替代部分豆粕可一定程度上解决豆粕成本高昂的问题，且发酵可降低菜籽粕中的抗营养因子成分，降低其对家畜的有害作用。由此可见，利用发酵菜籽粕饲喂家畜是一项值得深入研究的内容。

2.3 发酵菜籽粕替代豆粕在其他动物生产中的应用nowakowicz-d?bek 等以4%、8%、12% 发酵菜籽粕代替豆粕，发现随着发酵菜籽粕摄入量的增加，兔胃肠道中免疫球蛋白水平升高且微生物种群间的相关性增加，可见发酵菜籽粕通过提供有价值的营养物质，增强了兔的免疫系统发育并有助于防止肠道微生物群的紊乱。也有研究发现，用发酵菜籽粕替代豆粕饲喂尼罗鱼对其生长和营养物质吸收率都有提高的效果。由此可见，发酵菜籽粕替代豆粕可降低饲料成本，提高动物生长性能，在很多动物上的应用仍有待探究。

菜籽粕是油菜籽浸提榨油后的副产物，粗蛋白质含量较高，氨基酸组成均衡，可用于替代部分动物日粮中的豆粕。然而，由于抗营养因子的存在，菜籽粕在动物日粮中的使用受到限制。固态发酵可减少菜籽粕中的抗营养因子含量，提高其营养物质含量，但固态发酵时菌种选择以及发酵条件的探索仍然处于发展阶段，不同菌种和条件发酵后菜籽粕营养成分有很大不同，且也存在大量发酵过程中的工序繁琐、易被污染等问题。因此，有必要探究适宜的发酵菌种及其接种量、发酵时间（即最适发酵条件）使菜籽粕的抗营养因子得到有效降低；同时，发酵菜籽粕饲喂动物对其生长性能等指标的影响和机制也是今后的重要关注点。