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

年菜籽粕產(chǎn)業(yè)布局分析：縮合單寧降解技術(shù)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(guān)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(yīng)用。菜籽粕作為常見的植物源飼料，其高效利用對飼料產(chǎn)業(yè)意義重大。對縮合單寧降解技術(shù)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(chǎn)業(yè)進展的重要方向。

一、菜籽粕原料特性與試驗材料預(yù)備

試驗所用菜籽粕來自唐山市某飼料公司，干物質(zhì)含量為93.40%。在干物質(zhì)基礎(chǔ)下，其粗蛋白質(zhì)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(yù)備了多種培育基。馴化培育基以硝酸鈉、磷酸氫二等為基礎(chǔ)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(chǔ)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(jié)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(jié)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(jié)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(chǎn)生。通過16SrDNA通用引物擴增其16SrDNA，經(jīng)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(jié)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(yù)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(zhì)地松軟，產(chǎn)生白色菌體，帶有微酸敗味。經(jīng)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(zhì)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(yù)試驗。結(jié)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(jié)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(shè)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(quán)法計算總變化率進行綜合評價。結(jié)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(zhì)地松散，顏色呈黃褐色，氣味酸香，pH為5.10。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%，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(zhì)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(guān)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(shù)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(jié)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(jīng)馴化后可能產(chǎn)生相關(guān)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(nèi)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(zhì)含氧量等。

微生物發(fā)酵顯著改善了菜籽粕品質(zhì)。發(fā)酵后粗蛋白質(zhì)含量增加，主要是由于“濃縮效應(yīng)”;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(chǎn)纖維素酶有關(guān)。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(jié)

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(zhì)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(yīng)了新途徑，對推動2025年菜籽粕產(chǎn)業(yè)進展具有重要意義。