摘要：(目的)研究菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕最佳工藝條件及其肉雞營養(yǎng)價(jià)值，開發(fā)肉雞非糧飼料原料。(方法)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究甘露聚糖酶、纖維素酶和a-半乳糖苷酶單獨(dú)添加對菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕的影響。利用正交試驗(yàn)得到甘露聚糖酶、纖維素酶和a-半乳糖苷酶混合添加處理棕櫚仁粕的最佳比例，制得菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕。通過肉雞飼養(yǎng)試驗(yàn)測定菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕表觀代謝能和氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率。(結(jié)果)與未處理棕櫚仁粕相比，菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕粗蛋白質(zhì)含量增加15.10%，粗纖維和中性洗滌劑纖維含量分別下降25.10%和21.96%。處理后的棕櫚仁粕肉雞表觀代謝能增加33.81%。有16種(88.9%氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率顯著增加，增加幅度為5.48%至148.28%不等，賴氨酸和精氨酸的標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率有增加的趨勢，但差異不顯著。(結(jié)論)菌酶協(xié)同處理顯著增加了棕櫚仁粕的營養(yǎng)價(jià)值，對提高棕櫚仁粕利用率，擴(kuò)大我國飼料原料來源有重要意義。

我國飼料資源短缺，飼料糧消費(fèi)占比過高，2021年全國飼料糧消費(fèi)量達(dá)3.95億噸，占糧食總消費(fèi)的48%左右，明顯高于口糧和工業(yè)消費(fèi)。預(yù)測到2030年，在不考慮進(jìn)口的情況下，我國飼料糧供需缺口將達(dá)10920.18~17939.97萬噸。飼料資源短缺限制我國飼料工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)非糧飼料資源，提高非糧飼料利用率是改善我國飼料資源短缺現(xiàn)狀的有效手段。棕櫚仁粕是棕櫚仁油提取的副產(chǎn)物，隨著全球棕櫚仁油消費(fèi)量的增長，其產(chǎn)量也逐年增加。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)，2018-2019年度全球棕櫚仁粕產(chǎn)量超過1000萬噸，成為全球第五大蛋白粕類商品，排在豆粕、菜籽粕、葵花籽粕和棉粕之后。中國海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年國內(nèi)棕櫚仁粕進(jìn)口累計(jì)超過100萬噸，增長幅度為7.6%。棕櫚仁粕非淀粉多糖(nonstarchpolysaccharides，NSP)含量較高，在飼料配方中的使用量受限。開發(fā)棕櫚仁粕處理工藝，評價(jià)處理后棕櫚仁粕的營養(yǎng)價(jià)值，對提高棕櫚仁粕利用率，增加我國飼料資源供給具有重要意義。

(前人研究進(jìn)展)發(fā)酵和酶解的處理方式條件溫和，操作簡單，在非糧飼料資源處理中應(yīng)用廣泛。研究表明，發(fā)酵處理后，豆粕、棉粕、菜粕等飼料原料的營養(yǎng)價(jià)值均得到明顯改善。用黑曲霉發(fā)酵棕櫚仁粕7d，粗蛋白質(zhì)含量顯著增加。近年來，添加外源酶制劑降解棕櫚仁粕NSP的研究日益增多。常用酶制劑包括a-半乳糖苷酶、甘露聚糖酶和纖維素酶等。在含14%的棕櫚仁粕混合液中添加750U甘露聚糖酶，孵育6h，產(chǎn)物中還原糖Creducingsugar，RS和總糖含量顯著提升。(研究的切入點(diǎn))酶水解可在很大程度上降解棕櫚仁粕的纖維成分，但該過程不能產(chǎn)生發(fā)酵帶來的功能物質(zhì)，如乳酸和其他有機(jī)酸、抗菌肽等，而且酶解過程也易出現(xiàn)發(fā)霉現(xiàn)象。為此，有研究者開始用菌酶協(xié)同的處理方式提高原料的營養(yǎng)價(jià)值。(研究擬解決的關(guān)鍵問題)本研究通過使用兩種益生菌菌株和三種酶制劑來處理棕櫚仁粕，以改善棕櫚仁粕的營養(yǎng)價(jià)值，并測定菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕的肉雞表觀代謝能(apparentmetabolizableenergy，AME)和氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率(standardizeddealdigestibility，SID，為菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

1、試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本研究所用棕櫚仁粕。使用前，用粉碎機(jī)(KRT34S粉碎機(jī)，粉碎并過30目篩。所用益生菌制劑為植物乳桿菌D1(LactobacillusplantarumD1)和釀酒酵母Y1（SaccharomycescerevisiaeY1），。植物乳桿菌D1和釀酒酵母Y1活化后分別接種到含有150mLMRS和YPD液體培養(yǎng)基的500mL燒瓶中。乳酸菌37℃下靜置培養(yǎng)24h，期間每隔6h搖晃一次，酵母菌30℃,180r/min振蕩培養(yǎng)24h，即為棕櫚仁粕發(fā)酵用菌液。

本研究使用的酶制劑為甘露聚糖酶（100,000U/g），纖維素酶（10,000U/g）和a-半乳糖苷酶(4,000U/g）。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1發(fā)酵棕櫚仁粕樣品制備

將棕櫚仁粕(100g)轉(zhuǎn)移至500mL燒瓶中，接種10mL植物乳桿菌D1菌液和10mL釀酒酵母Y1菌液，添加80mL蒸餾水(最終固液比為1:1)?；旌暇鶆?，不調(diào)整pH，30℃下連續(xù)發(fā)酵3d后65℃烘干，測定pH、中性洗滌劑纖維(neutraldetergentfibre，NDF)和RS含量。pH測定時(shí)，稱取1.00g樣品，蒸餾水稀釋10倍，振蕩30min，用pH計(jì)(FE20K酸度計(jì)，美國梅特勒-托利多)直接測量。NDF和RS含量根據(jù)Soest方法進(jìn)行測定。

1.2.2菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕條件優(yōu)化

將甘露聚糖酶，纖維素酶和a-半乳糖苷酶分別以0.05g，0.10g，0.50g，1.00g和1.50g的劑量加入到含有100g棕櫚仁粕，10mL植物乳桿菌D1菌液，10mL釀酒酵母Y1菌液和80mL純化水的500mL燒瓶中。30℃下連續(xù)處理3d，產(chǎn)物烘干后測定pH，NDF和RS含量。選取3種酶制劑的3個添加劑量，通過L9(34)正交試驗(yàn)確定三種酶的最佳混合添加比例。正交試驗(yàn)處理棕櫚仁粕條件與前述條件相同，測定pH，NDF和RS含量以評估處理效果。每個試驗(yàn)重復(fù)三次。

1.2.3菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕肉雞AME和氨基酸SID測定

試驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行，選用210只1日齡AA肉雞。按照AA肉雞管理指南進(jìn)行飼養(yǎng)。代謝試驗(yàn)所用菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕采用優(yōu)化后的工藝制備，每批在呼吸袋中處理5kg棕櫚仁粕，酶和菌液按比例添加，處理溫度30℃，時(shí)間5d。

肉雞1-21日齡，飼喂商業(yè)前期料。第21日，選取體重均勻的健康肉雞72只，隨機(jī)分為3組進(jìn)行AME測定。每組6個籠子，每個籠子4只雞。各組分別飼喂玉米-豆粕基礎(chǔ)日糧、基礎(chǔ)日糧中15%部分被未處理棕櫚仁粕或處理棕櫚仁粕取代(見表1)。飼喂4天后，連續(xù)3天收集每個重復(fù)的排泄物，然后混合，干燥，研磨以待分析。

24日齡時(shí)，選取體重均勻的健康肉雞108只，隨機(jī)分為3組，測定氨基酸SID。每組6個籠子，每個籠子6只雞。各組分別喂食無氮日糧、未處理棕櫚仁粕日糧、菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕日糧（見表2），試驗(yàn)日糧添加0.4%二氧化鈦。飼喂試驗(yàn)日糧48h后，禁食6h，然后恢復(fù)試驗(yàn)日糧飼喂。3h后，對試驗(yàn)雞只電擊，5min內(nèi)手動屠宰，分離回腸，對折后取回腸后段1/2，收集食糜并冷凍干燥以待分析。

樣品常規(guī)指標(biāo)按美國分析化學(xué)家協(xié)會和VanSoest建議方法進(jìn)行。能量用量熱儀(C200量熱儀，德國IKA公司)測定，氨基酸用氨基酸分析儀(L8900全自動氨基酸分析儀，日本日立公司)測定，二氧化鈦含量根據(jù)方法測定。AME和氨基酸SID計(jì)算方法參照文獻(xiàn)進(jìn)行。

1.3統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析使用SPSSStatistics17.0進(jìn)行。利用單因素方差分析(ANOVA)對結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果以平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示。P<0.05和P<0.01作為差異顯著和差異極顯著的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2、結(jié)果

2.1發(fā)酵和添加單種酶制劑對棕櫚仁粕的影響

由表3可知，發(fā)酵棕櫚仁粕與未處理棕櫚仁粕相比，NDF和RS含量無明顯變化（P>0.05），pH顯著降低（P

同列肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P

與發(fā)酵棕櫚仁粕相比，添加a-半乳糖苷酶組pH和NDF含量顯著降低（P<0.05），RS含量顯著提高(P

2.2菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕條件優(yōu)化結(jié)果

由表5可知，以pH和RS含量為標(biāo)準(zhǔn)，三種酶制劑對棕櫚仁粕營養(yǎng)價(jià)值的改善強(qiáng)弱依次為甘露聚糖酶、纖維素酶和a-半乳糖苷酶。以NDF水平為標(biāo)準(zhǔn)，三種酶制劑對棕櫚仁粕營養(yǎng)價(jià)值的改善強(qiáng)弱順序依次為甘露聚糖酶、a-半乳糖普酶和纖維素酶。菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕的試驗(yàn)結(jié)果表明，各營養(yǎng)成分隨酶制劑的比例不同而不同。在三種測定的指標(biāo)中，因NSP是棕櫚仁粕的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子，選擇NDF含量作為主要標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此，A3、B3和C3為最佳比例，包含在正交設(shè)計(jì)中(Run8)。

最佳條件下菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕的營養(yǎng)參數(shù)見表6。由表6可知，棕櫚仁粕經(jīng)菌酶協(xié)同處理后粗蛋白質(zhì)含量增加了15.10%（P<0.05），從16.03%增至18.45%；粗纖維和NDF含量分別降低了25.10%（P<0.05）和21.96%（P<0.05），分別從25.10%降至18.80%，從64.20%降至50.10%。18種氨基酸成分中，賴氨酸含量從0.46%增至0.60%，增加幅度為30.43%，蛋氨酸含量從0.14%增至0.19%，增加幅度為35.71%，除脯氨酸含量降低了1.47%外，其他氨基酸含量增加了7.12%至45.45%不等。

2.3菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕對肉雞AME及氨基酸SID影響

棕櫚仁粕經(jīng)菌酶協(xié)同處理后，肉雞AME顯著提升（P<0.05），由6.33MJ/kgDM增至8.47MJ/kgDM，增加了2.14MJ/kg，增加幅度為33.81%(如表7)。在所測試的18種氨基酸中，有16種（88.9%）氨基酸的肉雞SID顯著增加（P

3、討論

3.1發(fā)酵和添加單種酶制劑對棕櫚仁粕的影響

棕櫚仁粕NSP含量較高，限制了其在飼料配方中的應(yīng)用。與細(xì)菌相比，霉菌分泌的纖維降解酶較為豐富，在固態(tài)發(fā)酵中可更高效降解纖維素和半纖維素。但霉菌發(fā)酵可能產(chǎn)生霉菌毒素，終產(chǎn)品的顏色也易影響動物采食，導(dǎo)致發(fā)酵飼料生產(chǎn)很少使用霉菌。棕櫚仁粕原料易被腐敗微生物污染，不利于發(fā)酵進(jìn)程。在本研究中，當(dāng)棕櫚仁粕用植物乳桿菌D1和釀酒酵母Y1發(fā)酵時(shí)，未觀察到霉菌生長。這可能與益生菌有機(jī)酸的產(chǎn)生、生物膜的形成、營養(yǎng)物質(zhì)競爭和抗真菌化合物的分泌有關(guān)。

與未處理棕櫚仁粕相比，棕櫚仁粕經(jīng)益生菌發(fā)酵后pH略有降低，但NDF和RS含量無顯著變化，表明植物乳桿菌D1和釀酒酵母Y1對棕櫚仁粕纖維的降解能力不足。當(dāng)甘露聚糖酶、纖維素酶和a-半乳糖苷酶與益生菌制劑混合發(fā)酵棕櫚仁粕時(shí)，pH和NDF含量顯著降低，RS含量顯著增加。此結(jié)果驗(yàn)證了利用非淀粉多糖酶降解纖維提供還原糖以促進(jìn)微生物發(fā)酵的理論。

3.2菌酶協(xié)同處理對棕櫚仁粕營養(yǎng)價(jià)值的影響

棕櫚仁粕NSP主要為甘露聚糖和半乳甘露聚糖，其中78%是甘露聚糖。這與本研究中甘露聚糖酶對棕櫚仁粕營養(yǎng)價(jià)值的改善作用最強(qiáng)相符合。a-半乳糖苷酶可以水解半乳糖苷鍵，剪除半乳甘露聚糖的側(cè)鏈，促進(jìn)甘露聚糖酶的作用。此外，由于棕櫚仁粕的纖維素成分與甘露聚糖骨架相纏結(jié)，添加纖維素酶分解纖維素的同時(shí)也會破壞纖維素與甘露聚糖之間的聯(lián)系。這表明a-半乳糖苷酶，纖維素酶和甘露聚糖酶對棕櫚仁粕的降解具有協(xié)同作用，所以菌酶協(xié)同處理對棕櫚仁粕營養(yǎng)價(jià)值的改善程度最高。

菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕增加了粗蛋白質(zhì)含量并改善了氨基酸譜。這與之前的研究結(jié)果一致，即發(fā)酵后常規(guī)和非常規(guī)飼料粗蛋白質(zhì)含量顯著提升。有研究者用纖維素降解細(xì)菌發(fā)酵棕櫚仁粕，使粗蛋白質(zhì)水平提高2.25%，遠(yuǎn)低于本研究中的15.10%，表明如果不添加NSP降解酶，細(xì)菌降解棕櫚仁粕纖維的能力有限。在發(fā)酵過程中，釀酒酵母利用氮源生長，導(dǎo)致生物量和氨基酸產(chǎn)量密集增加。微生物在呼吸時(shí)要消耗一部分原料，使產(chǎn)物總量減少，導(dǎo)致產(chǎn)物中蛋白質(zhì)含量的表觀值增加，這一現(xiàn)象被稱之為“濃縮效應(yīng)”。

3.3菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕對肉雞AME及氨基酸SID影響

本研究表明，棕櫚仁粕經(jīng)菌酶協(xié)同處理后，肉雞AME顯著提升。發(fā)酵對飼料原料代謝能的影響不同。研究發(fā)現(xiàn)，菜籽粕經(jīng)發(fā)酵處理后，肉雞AME顯著提高，由7.41MJ/kg增至8.51MJ/kg。研究表明，發(fā)酵豆粕的肉雞AME降低，但是差異不顯著。飼料原料經(jīng)發(fā)酵處理后，其代謝能有升有降，這可能與飼料原料種類，發(fā)酵所用菌種以及發(fā)酵工藝有關(guān)。營養(yǎng)價(jià)值較差的飼料原料，如菜籽粕和棉籽粕，其抗?fàn)I養(yǎng)因子種類多，蛋白質(zhì)分子質(zhì)量大，生物學(xué)利用率低，營養(yǎng)價(jià)值改善空間大，經(jīng)發(fā)酵處理后，代謝能往往表現(xiàn)為增加的趨勢。

菌酶協(xié)同處理后棕櫚仁粕的肉雞氨基酸SID顯著增加，這與菌酶協(xié)同處理窄葉羽扇豆種子和豆粕的結(jié)果一致。棕櫚仁粕的高NSP含量降低飼料的消化率。將飼料原料進(jìn)行預(yù)處理，或直接在動物日糧中添加酶制劑，降低飼料中的NSP水平，可以提高飼料的消化利用率。研究發(fā)現(xiàn)，在玉米-豆粕-雜粕型日糧中添加a-半乳糖苷酶可以降低黃羽肉雞后期料肉比，提高部分氨基酸表觀利用率。研究了餅粕類飼料原料中添加果膠酶對肉雞氨基酸SID和AME的影響，發(fā)現(xiàn)果膠酶對棉籽粕氨基酸SID的改善效果優(yōu)于豆粕，分析原因可能與不同原料NSP等抗?fàn)I養(yǎng)因子含量不同有關(guān)，越是營養(yǎng)價(jià)值低的原料，消化率改善空間越大。本研究中，菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕肉雞氨基酸SID的改善可能與菌酶協(xié)同處理棕櫚仁粕粗蛋白質(zhì)水平提升，以及粗纖維水平下降有關(guān)。

4、結(jié)論

綜上所述，菌酶協(xié)同處理提高了棕櫚仁粕的營養(yǎng)價(jià)值，粗蛋白質(zhì)含量提高了15.10%，粗纖維和NDF含量分別降低了25.10%和21.96%，18種氨基酸中17種增加了至少7.12%。同時(shí)，處理后的棕櫚仁粕肉雞AME增加了33.81%，16種（88.9%）氨基酸的SID顯著增加，增加幅度為5.48%以上。

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將上述物料混合均勻后將含水量調(diào)節(jié)到50-60%，以手抓一把成團(tuán)切沒有水滴下為宜。然后放入密閉容器中壓實(shí)密封發(fā)酵3-5天，打開聞到一股濃郁的酒香味即為發(fā)酵成功。夏天發(fā)酵時(shí)間短，冬天發(fā)酵時(shí)間較長。

密封發(fā)酵中

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