油茶粕资源综合开发利用研究进展

2011-04-13 13:55:24王力生
饲料博览 2011年6期
关键词:饼粕皂素油茶

方 飞,王力生

(安徽农业大学动物科技学院,合肥 230036)

油茶粕是油茶籽被榨取食用油后剩下的饼粕。饼粕中含有茶皂素、茶籽蛋白、茶籽多糖等多种成分,能广泛应用于生物饲料、化工、轻工等行业。油茶粕含粗蛋白15%、粗脂肪5%、糖类40%、粗纤维 6%、茶皂素10~14%、粗灰分6%、单宁2%、咖啡碱0.95%、水分14%,是反刍动物较好的蛋白饲料。

油茶产品的开发利用主要集中在食用油上,油茶粕资源综合开发利用还停留在相对落后的阶段,我国油茶粕的年产量达到50万t,如果得不到合理有效利用,对于资源匮乏的中国来说是极大的浪费。现有的茶油产品加工企业普遍存在科技含量低、规模偏小、设备落后、土榨比例高,附加值低,油茶副产物开发能力严重受到限制。

1 茶皂素活性研究进展

茶皂素属于三萜类皂角甙,是从茶粕中提取出来的天然产物,具有良好的表面活性和生物活性,可广泛应用于制造乳化剂、生活日用品、洗洁剂、饲料添加剂和农药助剂等。

1.1 茶皂素的表面活性用途

茶皂素是天然可再生的绿色非离子型表面活性剂。传统的表面活性剂主要来源于石油工业的副产物,其降解性差,对环境造成一定的破坏,随着石油战略资源的逐渐枯竭,寻找一种新的天然可再生绿色表面活性剂具有重大意义,而茶皂素的表面活性为解决这个难题提供了一种有效的途径。

1.2 茶皂素的生物活性用途

茶皂素具有较强的抗氧化性及一定清除活性氧自由基的能力[1]。此外,茶皂素对某些真菌具有一定的抑制作用,且对不同的真菌有一定的选择性。茶皂素是水剂或可溶性粉剂农药的优良助剂,能改善农药的物理性能,提高药液在生物或植物体表的附着力,起到对农药的增效作用。茶皂素能自动降解,无毒害,其在分离过程中,不会对农药的化学性能产生影响,有利于农药的贮存。茶皂素能对体外试验的瘤胃发酵产物产生影响。苑文株等发现,把茶皂素添加在体外试验的瘤胃培养液中,茶皂素降低了培养液的pH、氨浓度、原虫数,增加了产气量、乙酸、丙酸、丁酸和微生物蛋白的产量[2]。

2 油茶粕开发生物饲料研究

茶粕蛋白中含有18种氨基酸,包括畜禽生长所需的10种必需氨基酸。通过脱壳、脱皂、生物发酵等技术手段处理的油茶粕是一种天然优良的饲料来源。此外,对油茶粕提取物在生物饲料上的应用研究表明,油茶粕提取物有望作为一种天然绿色的饲料添加剂取代抗生素,从而减少滥用抗生素所带来的危害。

2.1 生物发酵技术在开发茶粕饲料资源的研究

据报道,榨油后的油茶粕一般含有茶皂素12.9%~13.34%、单宁2%~6.72%、生物碱1.63%~3.27%、黄酮0.18%~0.22%,陈久的油茶粕会含有微量的植酸。油茶粕中含中性洗涤纤维28.30%~35.47%,主要来源于茶籽壳。高含量的粗纤维影响饲料的适口性,可消化性差,给畜禽的肠道消化能力带来极大的挑战,通过微生物发酵降解可转化为易消化的单糖或低聚糖。未经去除茶皂素的茶粕,对动物的毒害较大,一般不直接用于饲料原料。经有机提取的茶粕只含有少量的皂素,同时也能去除部分的单宁和生物碱,是一种优良的生物饲料。油茶饼粕经过脱脂和去除茶皂素,其无氮浸出物含量丰富,营养价值和能值比较高[3]。

茶皂素对微生物的生长有一定抑制作用[4]。马力等通过试验获得饲料用油茶粕发酵最佳培养基为:热水脱皂的油茶粕16 g、麦麸1 g、葡萄糖2 g、硫酸铵1 g、水19mL[5]。李君君等筛选出初步鉴定为青霉属的降解油茶粕粗纤维L3菌株,该菌株纤维素外切酶、内切酶、总酶3种酶活力分别依次可达到 1 701.7999、1 880.0634、1 798.2334 U[6]。肖玉娟等采用粗壮脉纹胞菌发酵生产的油茶粕产品,粗纤维含量从初始的21.52%降到14.15%,粗蛋白含量从初始的12.82%提高至12.82%,可溶性糖含量从初始的7.6%提高至35.97%[7]。

邓桂兰等以油茶饼粕为主要原料,接种黑曲霉、米曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母等微生物进行混菌发酵,在最佳培养基和发酵条件下,得到的菌体干重最大值为21.25 g·L-1[8]。该法能够明显提高油茶粕的蛋白含量,提高油茶产业化的附产值。周浩宇等采用混菌发酵油茶粕脱毒和化学法脱毒进行比较,前者选用枯草芽孢杆菌、黑曲霉、产朊假丝酵母为复合菌种,油茶籽粕发酵后各抗营养因子脱除效果最好,粗蛋白提高率最大;后者脱毒后茶皂素和总酚含量分别降至0.93%和0.74%,但纤维素含量大大增加[9]。钟海雁等对油茶粕的毛霉等发酵产物进行117假丝酵母二次发酵,其粗蛋白含量约为20%,氨基酸组成趋向平衡[10]。

2.2 茶粕和茶粕提取物在饲料上的应用

茶皂素对动物血液中的红细胞具有溶血作用,一般未经去皂的油茶粕不直接用于饲料。脱脂和去除茶皂素的油茶饼粕中的蛋白质和碳水化合物的含量会提高。此外,茶皂素具有生物活性,少量的茶皂素对动物的生长有一定积极作用,其促生长机理是茶皂素通过多巴胺、去甲肾上腺素的增加从而使cAMP和cGMP活性增强,从而提高了营养物质的消化和吸收[11]。茶皂素能够增加肠黏膜的通透性,促进营养物质的吸收,促进动物生长,提高饲料利用效率,改善肉品质。周江等研究发现,在罗非鱼的日粮中添加水浸法去皂的油茶粕10%~15%,对罗非鱼的成活率无明显影响,同时提高了罗非鱼肠道各消化酶的活性[12]。这可能是去皂后剩余的少量茶皂素引起的。该试验结果与李红权等的结论一致[13]。刘长忠等报道,添加含茶皂素的饲料添加剂能改善哺乳仔猪生长性能,提高哺乳仔猪抗腹泻能力[14]。李静姬等报道,茶皂素对雏鸡免疫器官的成熟具有明显的促进作用,使雏鸡的生产性能明显提高(P<0.01)[15]。李敏等采用提取过茶皂素和茶多糖后的茶粕对杜×长×大生长猪进行消化代谢试验,添加该茶粕18%日粮粗蛋白质表观消化率78.97%、消化能11.83MJ·kg-1,显著低于玉米-豆粕型日粮(P<0.05)[16]。朱艳芳等报道,适当浓度油茶籽水浸液能够提高仔鳝的成活率[17]。苑文株等在湖羊的日粮中添加茶皂素0.75、1.5、3.0 g·d-1,日增重差异不显著(P>0.05),但分别比对照组增加了11.2%、24.3%、42.0%,饲料转化率分别提高了11.2%、23.2%、40.8%,以3.0 g·d-1的效果最佳,且茶皂素对采食量无显著影响(P>0.05),说明茶皂素有改善湖羊的生产性能、提高日增重的趋势[18]。

从油茶粕中提取的糖萜素是一种安全、无毒的饲料添加剂,具有增强动物免疫功能、提高畜禽生产性能和改善畜产品品质的作用,是较理想的抗生素替代品。唐晓玲等在早期断奶仔猪的基础日粮中添加糖萜素和黄霉素,结果表明,在盲肠中两者单独添加或是联合使用,都对大肠杆菌的生长有抑制作用;添加糖萜素500mg·kg-1能显著促进盲肠中双歧杆菌增殖,降低仔猪腹泻[19]。该试验结论与刘长忠等报道一致[20]。卢国全在早期断奶仔猪日粮中添加糖萜素400mg·kg-1,结果表明,与对照组相比日增重和料肉比,差异极显著(P<0.01),与喹乙醇组相比差异显著(P<0.05)[21]。李学军等在基础日粮中添加茶籽多糖600mg·kg-1饲喂长×大阉公猪,试验组日增重提高了4.7%,采食量提高了4.5%,料肉比降低了4.2%,差异均不显著(P>0.05),血清超氧化物歧化酶(SOD)活力提高了9.9%(P>0.05),丙二醛(MDA)含量降低了4.8%(P>0.05)[22]。

3 小结

通过发酵技术处理的茶粕能够增加我国蛋白饲料来源,潜在市场巨大,但在实际生产和试验中也存在一些问题,我国油茶的种植地域广,导致各地区的油茶粕营养成分的稳定性造成一定影响;茶油的制取工艺不同,营养成分和抗营养因子也不一致,导致很难统一应用。大力发展油茶粕的综合利用,最终实现油茶产业化有效、健康、可持续的发展,对缓解我国蛋白质资源缺乏的现状具有重要的作用。

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