２０１４年（第３５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。 （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４６３０００； 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） 摘要：微生物发酵法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。 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：ｓ８１６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—５０９０（２０１４）０４—０００８—０３ 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 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 ９０．０％、植酸降解了４１．０％、脂肪氧化酶完全被降解、凝 集素降解了９３．８％。尹慧君等（２０１０） 研究也表明，经 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 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 凝集素的含量都较低。 付弘贽（２００８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．０５），蜡样 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．０５），酪酸 菌对胰蛋白酶抑制因子、植酸去除效果最差（Ｐ＞Ｏ．０５）。 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 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 。 一般来说，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 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ｐＨ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。 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（２００５） 用酵母菌ｙ－０２１、ｙ－０２８、乳酸菌 郑裴等（２００９） 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５５．５０％，胰蛋白酶抑制因子降低了５５．４４％。蛋 白质量含量增加了１３．４３％。吴胜华等（２００９） 从１２株 Ｌｃ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（２００８） 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１３．４８％（Ｐ＜Ｏ．Ｏ１），粗脂 肪的含量比发酵前提高了１８．１８％（Ｐ＜０．Ｏ１），这和任莉等 （２０１０） 报道一致。磷的含量比发酵前提高了５５．５６％ （Ｐ＜Ｏ．Ｏ１），氨基酸的含量比发酵前提高了１１．４９％，钙的 含量稍有降低，差异不显著。其中胰蛋白酶抑制因子和 豆粕中的其他抗营养因子得到了彻底消除。 ８ ・ 酵母菌筛选出一株优质的酵母菌进行单菌发酵，结果表 明，在发酵条件合适的条件下，发酵豆粕中的胰蛋白酶 抑制因子的含量下降显著，其发酵后的降解率能达到 ５６．２％左右，小肽含量提高了４．３倍。陈洁梅等（２０１１） ・ 南毒粒兽蓬蒸 ２０１４年（第３５卷）第４期 蔡国林、杨旭等人（２００８） ｕ－用实验室筛选出来的酵 １：１、发酵温度为２５℃±５℃、ｐＨ为７．０±０．２、接种量在 母ＷＸＡ和乳酸菌ＷＸＢ进行豆粕固态发酵，研究对豆粕 ２％～２．５％、发酵时间为４８ ｈ的条件下发酵豆粕中的抗营 进行发酵后对豆粕的营养价值的影响，结果表明，发 养因子被降解的最多，发酵效果最理想。吴胜华等 酵豆粕中的粗蛋白含量从４６．２％能够提高到４９．７％，赖 （２００９） 用酵母菌单菌固态发酵豆粕中的胰蛋白酶抑 氨酸含量提高了７．９１％，蛋氨酸含量提高了２０．３４％， 制因子的含量下降显著的发酵条件为，接种量为６％、料 １ ０００ Ｄａ相对分子质量以下的小肽占可溶蛋白的比例从 水比为１：０．９、自然ｐＨ（６．８）、温度为３０℃、发酵４８ ｈ。 发酵前的１９．２％提高到了５４．２％，棉籽糖降解至０．１％，水 付弘贽（２００８）…研究利用枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢 苏糖被完全降解。而邝哲师等（２００７）Ｉｌ１］的研究则表明， 杆菌、植物乳酸菌、酪酸梭状芽孢杆菌四种菌种进行单 豆粕经乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌发酵后，抗营养因子 菌发酵试验，研究接种量、含水量、发酵时间对各菌去除 得到了有效降解，尿素酶活性由原来的０．３５３ ｍｇ／ｇ・ｍｉｎ 豆粕中胰蛋白酶抑制因子、植酸、脂肪氧化酶、凝集素等 降低到０．０２１ ｍｇ，ｇ・ｒａｉｎ，棉籽糖含量也降低到０．５０％，水 抗营养因子的影响。结果表明，枯草芽孢杆菌在料水比 苏四糖的含量也降低到０．０５％，粗蛋白质含量升高，达 １：１、接种量９％、发酵４８ ｈ条件下对豆粕中胰蛋白酶抑 到５０％以上，蛋白质分子也由大分子量降解为小分子多 制因子及植酸的去除率分别达到６５．３６％和８３．４５％ 肽，除赖氨酸含量略有下降外，其他氨基酸含量都略有 （Ｐ＜０．０１），此条件下脂肪氧化酶（１ｏｘｌ、ｌｏｘ２）也被完全灭 升高，尤其是苏氨酸含量上升４．１５％。 活（Ｐ＜０．０１）。枯草芽孢杆菌在料水比１：１．２、接种量９％、 付弘贽（２００８年）Ｏ１研究表明枯草芽孢杆菌、蜡样芽 发酵４８ ｈ条件下对凝集素的去除率达到９０％（Ｐ＜０．０１）。 孢杆菌、植物乳酸菌和酵母菌分别以６％、４％、４％和４％ 而枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、植物乳酸菌和酵母菌 比例接种，能够最大程度去除豆粕中胰蛋白酶抑制因 分别以６％、４％、４％和４％比例接种混合发酵豆粕，其最 子、植酸和大豆抗原蛋白等主要抗营养因子，去除率分 佳发酵条件为料水比１：１～１：１．２、发酵温度３７℃、起始ｐＨ 别达到７５．８９％、８６．７ｌ％和１００％。混菌发酵组合去除各 自然（６．５）、发酵时间６０ ｈ，在此条件下，豆粕中胰蛋白 抗营养因子效应中，枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌对胰 酶抑制因子去除率达７９．４４％，植酸含量去除率为 蛋白酶抑制因子去除效果分别达到极显著（Ｐ＜０．０１）和 ９０．６２％，凝集素含量去除率达９９．６９％，脂肪氧化酶ｌｏｘｌ 显著（Ｐ＜０．０５），优于乳酸菌和酵母菌的水平。而枯草芽 去除率达９０％，而脂肪氧化酶ｌｏｘ２则被完全灭活。大豆 孢杆菌和酵母菌对植酸的去除效应则显著（Ｐ＜０．０５），优 抗原蛋白去除率达到１００％。小肽含量也由２．７％增加至 于乳酸菌和蜡样芽孢杆菌，各菌在去除脂肪氧化酶、凝 １１．９８％。 集素的效应中影响差异不显著（Ｐ＞０．０５）。姜丹（２０１１） 姜丹（２０１１）［２１研究表明对于豆粕中的粗蛋白和胰蛋 研究表明在接种比例为酵母菌Ａ一１（产朊假丝酵母）：酵 白酶抑制因子影响最大的菌种是酵母菌Ａ一１，在９％接 母菌Ｂ一１（热带假丝酵母）：酵母菌Ｃ一１（啤酒酵母）：木霉 种量、料水比为１：１．２、发酵时间为４８ ｈ的条件下提高粗 Ｓ－１（康宁木霉）为６％：６％：４％：２％的时候粗蛋白含量提 蛋白的含量和降解胰蛋白酶抑制因子的效果最显著，木 高最显著，同时胰蛋白酶抑制因子在此接种比例下被降 霉在６％接种量、料水比１：１、发酵时间７２ ｈ的条件下对 解的最明显，粗纤维在木霉６％的接种比例的时候去除 豆粕中的粗纤维降解最显著，酵母菌Ｂ一１在６％接种量、 率显著，综合几种影响因子共同的发酵效果，混合菌种 料水比１：０．８、发酵时间４８ ｈ的时候植酸的去除率在四 的接种比例是酵母菌Ａ一１：酵母菌Ｂ一１：酵母菌Ｃ一１：木霉 种菌中是最低的。在接种比例为酵母菌Ａ一１：酵母菌 Ｓ－１为６％：６％：４％：４％。 Ｂ一１：酵母菌Ｃ一１：木霉Ｓ－１为６％：６％：４％：４％的情况下，对 以上研究结果表明，混菌发酵对豆粕中主要抗营养 于发酵后豆粕中粗蛋白、胰蛋白酶抑制因子和植酸的影 因子作用明显，且相对单菌发酵显现出较大的去除优 响最大的发酵条件在８％接种量、起始ｐＨ为自然 势，而这种作用和优势可能主要依赖于多菌种混合发酵 （６．６８）、料水比在１：０．８～１：１、发酵温度在２８℃～３２℃、发 微生物区系之间的相互关系和共同作用。但混菌发酵 酵时间为４８ ｈ的时候，发酵后豆粕中的粗蛋白含量提高 过程中菌种问共生、竞争、抑制等交互作用受多方因素 最显著，而胰蛋白酶抑制因子和植酸在此条件下被降解 的影响，且其作用机制也较复杂，有待于进一步的研 的最彻底；而降解粗纤维在ｐＨ值为９、料水比为１：１．２、 究。在实际应用中应根据实际情况和所关注的影响物 温度为３６℃、发酵时间为７２ ｈ的条件下降解率最高。 质的不同而使用不同的混菌比例和发酵条件。 以上研究结果表明，不同发酵菌种和发酵条件下产生 ３发酵条件对豆粕中抗营养因子及其营养价值的影响 的发酵豆粕质量存在差异，因此，优良的发酵菌种和适宜 姚晓红等（２００５） １在微生物混合发酵去除生豆粕中 的发酵条件还有待进一步研究和摸索，为更好的开发利用 胰蛋白酶抑制剂的研究表明，最优的发酵工艺为接种量 豆粕这种优质植物蛋白源提供进一步的参考依据。 为４％酵母菌ｙ－０２１、２％ｙ一０２８、乳酸菌Ｌｃ为２％、料水比 综上所述，微生物发酵法可有效分解和破坏豆粕中 １：１、起始的ｐＨ值选为自然环境下、发酵温度为３０℃、发 的抗营养因子，这样就能降低抗营养物质对畜禽的影 酵的时间为７２ ｈ。朱曦等（２００７）［１２ 利用乳酸菌、芽孢杆 响，增加动物对营养物质的消化及吸收，从而提高了豆 菌和酵母菌共同作用发酵豆粕，结果表明在料水比在 粕的营养成分和饲喂价值。发酵豆粕的工艺简单，资源 ２０１４年（第３５卷）第４期 丰富，价格低廉，营养性好，消化吸收率高，它作为植物 源型饲料的优势是不言而喻的，大力推广应用发酵豆粕 纛 南需牲兽蓬 ［６】尹慧君，宋俊梅．微生物发酵对豆粕中抗营养因子的 影响ｌＪ１．粮食与饲料工业，２０１０，（１２）：５６－一５８． 作为饲料，将会给社会带来巨大的经济效益。 参考文献： 【７］姚晓红，吴逸飞，汤江武．微生物混合发酵去除生豆粕 中胰蛋白酶抑制剂的研究［ＪＪ．中国饲料，２００５，２４：１６—１８． ［１］付弘资．微生物固态发酵豆粕的研究【Ｄ］．安徽农业大 学，２００８． ［８】马文强，冯杰，刘欣．微生物发酵豆粕营养特性研究 中国粮油学报，２００８，２３（１）：１２１—１２４． ［２】姜丹．微生物发酵对豆粕中营养物质和抗营养因子影 响的研究【Ｄ１．吉林大学，２０１ １． 【３］郑裴，吕峰，徐玉霞，程茂基．植物乳杆菌发酵豆粕及 其抗营养因子的研究 安徽农学通报，２００９，１５（１）： ６３－６４． ［９】任莉，冯定远，陈志伟，黄寇庆．不同发酵条件对发酵 豆粕营养成分的影响［Ｊ】．饲料研究，２０１０，（１）：３７—３８． 『ｌＯ］蔡国林，杨旭，曹钰，陆健．微生物发酵对对豆粕营养 价值的影响［Ｊ］．中国油脂，２００８，（１０）：２１—２２． 【１ｌ】邝哲师，时明强，丘银清，黄小光，潘木水，张玲华．豆 粕抗营养因子的微生物发酵降解试验ｆＪ１．中国饲料， ２００７，２２：２７一－２８． 【４］吴胜华，李吕木，张邦辉，韩景华．酵母菌单菌固态发 酵豆粕的研究 中国粮油学报，２００９，（７）：４１—４４． 【５】陈洁梅，熊娟，常磊，刘永萍，徐聪聪，余益耀．芽孢杆 菌在豆粕固态发酵中的应用研究ｆＪ］．饲料工业，２０１１，３２ （９）：１５—１９． ［１２］朱曦，田慧云．混合发酵去除豆粕中抗营养因子最佳 发酵条件的探究．养殖与饲料，２００７，（１）：４４一－４６． （收稿日期：２０１４一．０２—１５） 囊素的研 进展 在动物兰严．ｆ，的犀Ｉｌｌ 宗玉霞，王文娟，张花菊 （河南省平顶山市动物疫病预防控制中心，河南平顶山４６７０００） 摘要：囊素是一种小分子肽类物质，对畜禽具有广泛的免疫学和生理学活性作用。为此，从结构、作用机 理、生物学活性、制备及在动物生产中的应用等方面对囊素相关研究进行介绍，以期为囊素在畜牧养殖实践应 用中提供参考。 关键词：囊素；作用机理；生物学活性；制备；应用 中图分类号：￥８１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４－一５０９０（２０１４）０４．一００１０－．－０３ Ｈａｒａ等ｕ 证明，蛋白质在消化道中的消化终产物大 部分是小肽，小肽能完整地通过肠黏膜细胞进入体循环 。 小肽吸收具有吸收快、能耗低、效率高、载体不易饱和等 优点，吸收进入血液循环系统后的部分小肽具有调节机 体免疫机能，并通过生长轴调控动物生长，充分发挥动物 生产潜能的作用。 量。因此自囊素首次发现以来，便得到广泛研究和应用， 其在畜禽生产中具有重要意义。 １ 囊素的种类与作用机理 １．１ 囊素的种类 １７世纪初Ａｕｄａｈｙａ从禽类的法氏囊中首次发现一种 天然活性三肽，化学构成为Ｌ—Ｌｙｓ—Ｈｉｓ—Ｇｌｙ—Ｎｉｌ ，，其组成 比例１：Ｏ．９：１：０．８，即囊素三肽，并且证明该物质具有诱导 前体Ｂ细胞分化的功能，可以提高机体的免疫力。目前 为止囊素三肽是发现最早、研究最多的一类囊素，其作用 囊素是小分子肽类物质，是从禽类的法氏囊中最先 发现的一种活性肽。近４００年的研究发现它与免疫有着 密切的关系，抗肿瘤方面也有一定的功效，另外还有一定 的增重效果。尽管囊素最初是在禽类法氏囊中发现的， 然而囊素并无种属特异性，不仅对禽类具有免疫调节功 机理及功能活性等已经得到众多学者的深入研究，并且 目前也已经应用到生产实践中。有学者发现一种囊素五 能，而且对哺乳动物及人类淋巴细胞也具有明显的免疫 学及生理学活性 。湛南辉等［４－５１研究表明囊素分布非常 广泛，所以囊素的制备方式有较多的选择，不仅可以通过 肽，该五肽功能类似三肽，但报道较少，还没有得到广泛 的研究。 １．２囊素的作用机理 提取获得粗提物，也可以通过化学合成等获得大量高纯 度样品。在生产实践中可以促进动物生长，提高饲料转 囊素主要是通过促进体液免疫、提高细胞免疫水平 来提高动物的机体免疫力。囊素主要可能通过诱导Ｂ淋 巴细胞的分化和增殖，促进抗体的合成和分泌两种途径 实现的。囊素与细胞相互作用后，或与细胞膜上的受体 化率，促进体液免疫及调节细胞免疫功能，提高机体免疫 力，降低使用疫苗时造成的应激，显著增强免疫器官的质 瓣 ＿ ・ｌ６ 。 …