2025年菜籽粕產業(yè)布局分析：縮合單寧降解技術改善菜籽粕營養(yǎng)價值

年菜籽粕產業(yè)布局分析：縮合單寧降解技術改善菜籽粕營養(yǎng)價值在飼料資源日益緊急的當下，植物源非糧飼料資源的開發(fā)成為解決飼料短缺問題的關鍵。然而，這類飼料中普遍存在的抗養(yǎng)分因子縮合單寧，限制了其在飼料中的應用。菜籽粕作為常見的植物源飼料，其高效利用對飼料產業(yè)意義重大。對縮合單寧降解技術的討論，以及優(yōu)化菜籽粕固態(tài)發(fā)酵工藝，成為提升菜籽粕養(yǎng)分價值、推動飼料產業(yè)進展的重要方向。

一、菜籽粕原料特性與試驗材料預備

試驗所用菜籽粕來自唐山市某飼料公司，干物質含量為93.40%。在干物質基礎下，其粗蛋白質含量達41.17%，粗纖維含量為25.41%，粗脂肪含量為1.50%，多肽含量為3.48%，可溶縮合單寧含量為0.11%，不溶縮合單寧含量為0.26%，總縮合單寧含量為0.37%。此外，試驗還使用了從菜籽皮中粗提獲得的菜籽皮縮合單寧(RSCT)，其中縮合單寧含量為45%，聚合度約為3.68。

《2025-2030年中國菜籽粕市場專題討論及市場前景猜測評估報告》指出，為篩選縮合單寧降解菌，試驗預備了多種培育基。馴化培育基以硝酸鈉、磷酸氫二等為基礎成分，加入濃度從1g/L漸漸提高到5g/L的縮合單寧濾滅液;初篩培育基加入適量縮合單寧濾滅液;復篩培育基加入適量RSCT濾滅液;耐受培育基則在基礎成分中加入適量RSCT濾滅液，并以葡萄糖作為碳源之一。

二、菜籽粕縮合單寧降解菌的篩選過程

(一)菌株馴化

選取裝有永久瘤胃瘺管的荷斯坦奶牛瘤胃液、云南普洱茶和江西某茶園地表土樣品，使用稀釋混勻法制備菌株富集液。將富集液用無菌生理鹽水逐級稀釋后，接種于馴化培育基中，在30℃條件下振蕩培育7d。之后，取上清液加入縮合單寧濃度遞增的馴化培育基，直至濃度達到5g/L。馴化結束后，將培育液分別涂布于LB平板、MRS平板、YPD平板和PDA平板，選取不同特征的單菌落進行分別純化，純化后的菌株于50%甘油里-20℃保存。

(二)初篩和復篩

將分別純化后的菌株活化，接種于初篩培育基，恒溫培育48h后，離心取上清液測定縮合單寧濃度，選取縮合單寧降解率最高的10株菌株進行復篩。復篩時，將菌株接種于復篩培育基，同樣培育48h后，離心取上清液測定RSCT濃度，最終確定RSCT降解率最高的菌株LWY-37-2作為目標菌株，其RSCT降解率為62.56%。

(三)生長曲線測定和底物耐受性評估

將目標菌株LWY-37-2活化成種子液，按1%接種量接種于LB培育基，在37℃振蕩培育，每2h測定一次600nm處的吸光度(OD)值，繪制生長曲線。結果顯示，該菌株在0-2h處于遲滯期，2-10h為對數(shù)生長期，16-24h消失其次次生長，22h達到最大生長濃度。同時，將種子液處理后制成特定濃度的菌懸液，按2%接種量分別接種于不同縮合單寧濃度(0.1、0.5、1.0、3.0和5.0g/L)的底物耐受培育基中培育，測定OD值繪制曲線。結果表明，隨著縮合單寧濃度上升，菌株生長趨勢下降，但在濃度為5g/L時仍能緩慢生長。

(四)菌株鑒定

對菌株LWY-37-2進行革蘭氏染色，顯微鏡下觀看發(fā)覺其菌落為淺白色，直徑3-4mm，邊緣粗糙不規(guī)章，中間略微突起且有皺褶;菌株呈紫色短桿狀，菌體四周有芽孢產生。通過16SrDNA通用引物擴增其16SrDNA，經序列分析和比對，該菌株與地衣芽孢桿菌具有很高的同源性，相像度達100%，結合形態(tài)學觀看，判定其為地衣芽孢桿菌。

三、菜籽粕固態(tài)發(fā)酵工藝優(yōu)化試驗

(一)預試驗

取250g菜籽粕，用目標菌株在1%接種量(4.2×10?CFU/g)、料水比1:1、溫度37℃條件下發(fā)酵2d，每隔12h翻料一次，重復3次。發(fā)酵后，菜籽粕質地松軟，產生白色菌體，帶有微酸敗味。經測定，可溶縮合單寧降解率為41.69%，不溶縮合單寧降解率為2.90%，由于不溶縮合單寧降解效果不佳，后續(xù)選擇可溶縮合單寧降解率作為發(fā)酵指標。

(二)基質確定

將目標菌株接種液分別接種到滅菌與不滅菌的發(fā)酵培育基中，條件同預試驗。結果顯示，滅菌對比菜籽粕有苦味，不滅菌對比菜籽粕有酸香味和霉味;滅菌發(fā)酵菜籽粕有酸敗味，pH為5.30，不滅菌發(fā)酵菜籽粕有酸味和氨味，pH為4.81。且不滅菌發(fā)酵菜籽粕的縮合單寧降解率和多肽增加率均高于滅菌發(fā)酵菜籽粕，因此選擇生料發(fā)酵。

(三)單因素試驗

采納掌握變量法，分別探究溫度、pH、接種活菌數(shù)、料水比和發(fā)酵時間對固態(tài)發(fā)酵菜籽粕的影響。結果表明，發(fā)酵溫度為30℃和33℃時，縮合單寧降解率顯著較高，分別為42.03%和42.44%，考慮節(jié)能選擇30℃;初始pH為7時，降解率最高，達29.98%;接種活菌數(shù)為5×10?CFU/g時，既能保證較高降解率(41.43%)又可節(jié)省成本;料水比為1.0:1.0時，降解率顯著高于其他比例，為34.98%;發(fā)酵時間為3d時，降解率最高，為26.99%。

(四)正交試驗

以發(fā)酵時間、溫度和料水比為因素，設計3因素×3水平的L?(3?)正交試驗。以縮合單寧降解率和多肽增加率為評價指標，通過加權法計算總變化率進行綜合評價。結果表明，最佳固態(tài)發(fā)酵工藝為發(fā)酵溫度30℃，料水比1.0:0.8，發(fā)酵時間3d，各因素對總變化率的影響排序為發(fā)酵時間料水比發(fā)酵溫度。

(五)最優(yōu)工藝驗證

在最優(yōu)工藝條件下(接種活菌數(shù)5×10?CFU/g，生料發(fā)酵，初始pH為7)發(fā)酵500g菜籽粕。發(fā)酵后，菜籽粕質地松散，顏色呈黃褐色，氣味酸香，pH為5.10?？扇芸s合單寧降解率為64.98%，不溶縮合單寧降解率為4.47%，總縮合單寧降解率為22.96%，多肽增加率為151.63%，總變化率為77.97%，效果顯著優(yōu)于正交試驗最高組。同時，發(fā)酵后菜籽粕粗蛋白質含量提高至42.86%，粗脂肪含量降低至0.40%，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量也有所降低，總氨基酸含量提高了3.21%。

四、菜籽粕發(fā)酵相關爭論

縮合單寧廣泛存在于植物中，是菜籽粕的主要抗養(yǎng)分因子之一。利用微生物發(fā)酵技術降解縮合單寧是一種有效方法。本試驗中，目標菌株來源于瘤胃，與以往討論中食草動物來源微生物具有降解縮合單寧潛力的結論相符。

地衣芽孢桿菌在降解植物抗養(yǎng)分因子方面有肯定力量。本試驗得到的地衣芽孢桿菌LWY-37-2在縮合單寧濃度較高時仍能生長，顯示出其在降解縮合單寧方面的潛力。盡管以往對其降解縮合單寧的報道較少，但經馴化后可能產生相關變化使其具備該力量。

發(fā)酵條件對菜籽粕發(fā)酵效果影響顯著。生料發(fā)酵效果更好，可能是由于菜籽粕中內生微生物與地衣芽孢桿菌協(xié)同作用。發(fā)酵溫度、時間、料水比、pH和接種活菌數(shù)等因素，通過影響菌種生長和代謝，進而影響發(fā)酵效果。例如，溫度過高會使酶失活，料水比影響基質含氧量等。

微生物發(fā)酵顯著改善了菜籽粕品質。發(fā)酵后粗蛋白質含量增加，主要是由于“濃縮效應”;粗脂肪含量降低是由于地衣芽孢桿菌利用脂肪作為碳源;纖維變化與地衣芽孢桿菌產纖維素酶有關。同時，發(fā)酵提高了菜籽粕的總氨基酸含量，改善了氨基酸平衡。

五、討論總結

通過一系列試驗，勝利篩選出一株能高效降解縮合單寧的自然?菌株地衣芽孢桿菌LWY-37-2，其對縮合單寧和RSCT的降解率分別達到76.40%和62.56%。確定了單菌固態(tài)發(fā)酵菜籽粕的最優(yōu)工藝，即生料發(fā)酵，接種活菌數(shù)5×10?CFU/g，初始pH為7，溫度30℃，料水比1.0:0.8，發(fā)酵時間3d。在該最優(yōu)工藝下，固態(tài)發(fā)酵菜籽粕的可溶縮合單寧降解率為64.98%，不溶縮合單寧降解率為4.47%，總縮合單寧降解率為22.96%，多肽增加率為151.63%，總變化率為77.97%，有效提高了菜籽粕的粗蛋白質含量，降低了纖維和粗脂肪含量，提升了總氨基酸含量，顯著改善了菜籽粕的養(yǎng)分價值。這一討論成果為菜籽粕等非糧飼料資源的高效利用供應了新途徑，對推動2025年菜籽粕產業(yè)進展具有重要意義。