杏鲍菇菌糠发酵条件优化及饲料安全性评价

■周静鹏 魏 涛 徐 崇 樊永亮 卢徐斌 陈 志 张慧敏 杨章平

（扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州225009）

菌糠，也称菌渣，是食用菌收菌后的栽培废料，含有食用菌菌丝残体以及大量粗纤维，营养丰富。我国是食用菌第一生产大国，也是产生菌糠产量第一大国[1]，近年来，将菌糠应用于动物饲料国内已有许多报道。宋汉英等[2]和庞思成[3]的研究表明用菌糠代替部分饲料配料不仅能满足动物等生长营养需要，而且大大降低了饲料成本，显著提高了经济效益。一些研究表明通过微生物发酵，可进一步提高菌糠的营养价值，解决其粗纤维含量高和消化吸收率低的问题。高旭红等[4]和闫芳等[5]研究表明发酵杏鲍菇菌糠饲料与未发酵杏鲍菇菌糠相比，粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均降低，粗蛋白质和粗灰分含量均有所提高，发酵菌糠营养价值显著提高。目前，菌糠发酵主要采用乳酸菌类、酵母菌类和霉菌类进行单菌发酵或混菌发酵，均能一定程度提升蛋白质含量和改善饲料品质[6]。然而对于菌糠发酵条件的研究还不够深入，混菌发酵种类不多且影响因素考虑较少，导致菌糠利用率不高，许多研究仅用菌糠代替部分饲料配料，菌糠作为饲料原料的研究极少。本文通过全面试验设计探究能够较好提高杏鲍菇菌糠经微生物发酵后的饲料营养水平并探索杏鲍菇菌糠的最佳发酵条件，以提高菌糠利用率，为菌糠作为饲料原料提供试验支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

杏鲍菇菌糠饲料购自江苏省宿迁市沭阳县永丰生态牧业有限公司。

黄曲霉毒素B1（AFB1）、赭曲霉毒素(OTA)、玉米赤酶烯酮(ZEN)、呕吐毒素(DON)检测试剂盒均购自深圳市宝安康生物技术有限公司。

菌落总数检测试纸、霉菌总数检测试纸、沙门氏菌检测试纸均购自广州达元绿洲食品安全科技有限公司。

1.2 试验设计

1.2.1 杏鲍菇菌糠饲料安全性检测

将菌糠样品平铺，取4 个角和中间共5 个部分混匀后，每种指标根据国标测3次取平均值。

1.2.2 杏鲍菇菌糠饲料发酵试验

本试验共分为12组。每组取5 kg杏鲍菇菌糠饲料，按照各发酵剂使用说明，分成25份，每份200 g，分别装入塑封袋中，排掉空气并封口，放入37 ℃的恒温箱中进行发酵。每24 h从各组抽检1份样品，测定其pH值，当前后两次pH值不再变化时，代表发酵结束。

每种发酵剂根据其商品使用说明进行使用，并按照商品使用说明的要求按比例与杏鲍菇菌糠饲料均匀混合，再喷洒水分调整其水分含量分别至50%、60%、70%。本文所用新鲜杏鲍菇菌糠饲料样本经测定初始水分含量为48.5%，参考青贮料发酵操作，青贮料的水分宜在65%～75%，半干青贮料可以在50%～55%。采用用手挤压法，水分含量约70%时，水会从指缝间滴出。以此为依据，本文为杏鲍菇菌糠饲料的发酵设置3个水分梯度：50%、60%、70%。

3 种不同的发酵剂组合分别为：组Ⅰ：乳酸菌（LAB）、组Ⅱ：乳酸菌-酵母菌（SC）、组Ⅲ：乳酸菌-酵母菌-枯草芽孢杆菌（BS），组Ⅳ为对照组，不添加任何发酵剂，让其自然厌氧发酵。霉菌毒素的测定结果与未发酵的杏鲍菇菌糠饲料水平（CK）进行对比。具体分组如表1所示。

表1 试验分组

1.3 测定方法

1.3.1 重金属含量的测定

As、Pb、Hg、Cr、Cd、F 含量的测定参照GB/T 5009中的方法进行测定。

1.3.2 霉菌毒素的测定

黄曲霉毒素B1含量的测定参照GB/T 17480—2008进行测定；

赭曲霉毒素含量的测定参照GB/T 19539—2004进行测定；

玉米赤酶烯酮含量的测定参照GB/T 19540—2004进行测定；

呕吐毒素含量的测定参照GB/T 19539—2004 进行测定；

游离棉酚含量的测定参照GB/T 13086—1991 进行测定。

1.3.3 农药残留的测定

使用气相色谱-质谱联用技术测定滴滴涕（DDT）、六六六（HCH）、百菌清、氯氰菊酯、毒死蜱、多菌灵的残留量。

1.3.4 有害微生物的测定

霉菌总数、细菌总数、沙门氏菌的测定参照GB 4789进行测定。

1.3.5 概略养分的测定

干物质（DM）测定参照GB/T 6435—2014；

粗蛋白质（CP）测定参照GB/T 6432—1994；

粗脂肪（EF）测定参照GB/T 6433—2006；

粗纤维（CF）测定参照GB/T 6434—2006。

1.3.6 有氧稳定性的测定发酵结束后，分别取各组待测样本5 份，打开塑封袋封口，分别暴露于空气中12、24、48、72、96、120 h。至每个时间节点，将每份待测试样混合均匀，然后用四分法取20 g放入锥形瓶中，加入180 ml蒸馏水并震荡2 min，放入冰箱中4 ℃静置24 h，再用4 层纱布和定性滤纸过滤，滤出菌糠渣得到浸出液，再用pH仪测定发酵杏鲍菇菌糠饲料浸出液的pH值。

2 结果

2.1 杏鲍菇菌糠饲料重金属含量的测定结果与分析

杏鲍菇菌糠作为饲料原料应采用GB 13078—2017中的饲料原料规定限量值，根据表2 可看出，Pb、As、Hg、Cr、Cd、F 各项含量分别占各自限量值的10.44%、7.50%、24.00%、31.84%、2.95%、23.20%。可见杏鲍菇菌糠饲料中的重金属含量均远低于国家饲料安全标准的限量值。

表2 杏鲍菇菌糠饲料重金属含量(mg/kg)

2.2 杏鲍菇菌糠饲料生物毒素的测定结果与分析

杏鲍菇菌糠饲料作为饲料原料应采用GB 13078—2017中的饲料原料规定限量值。根据表3可以看出，FGP 检测值为0，OTA 含量占其限量值的53.73%，其他三项远远低于限量值，AFB1、ZEN、DON分别占各自限量值的2.56%、0.55%、0.04%。可见杏鲍菇菌糠中的各种霉菌毒素含量均低于国家饲料安全标准的限量值，符合我国现行饲料卫生标准。

表3 杏鲍菇菌糠饲料霉菌毒素含量(μg/kg)

2.3 杏鲍菇菌糠饲料农药残留的测定结果与分析

根据前人研究和食用菌栽培过程中常用农药分析，挑选了滴滴涕（DDT）、六六六（HCH）、百菌清、氯氰菊酯、毒死蜱、多菌灵六种农药交由青岛科创质量检测有限公司进行农药残留测定，结果均未检出(见表4)。

表4 杏鲍菇菌糠饲料农药残留含量(mg/kg)

2.4 杏鲍菇菌糠饲料有害微生物的测定结果与分析

杏鲍菇菌糠霉菌总数限量值应参考GB 13078—2017饲料原料条目限定值。结果如表5所示，杏鲍菇菌糠的霉菌总数测定值占其限量值的12%，细菌总数测定值占其限量值的6.5%，均远远低于限量值，沙门氏菌未被检出。

表5 杏鲍菇菌糠饲料有害微生物含量(CFU/g)

2.5 发酵杏鲍菇菌糠饲料概略养分的测定结果与分析

发酵结束后，对试验各组分别进行粗蛋白质（CP）、粗纤维（CF）、粗脂肪（EF）以及干物质（DM）测定，结果见表6，表6可见组Ⅲ营养水平最高，CP、EF含量最高，CF含量最低。组Ⅰ与组Ⅱ次之，相差无几。

表6 不同发酵处理对杏鲍菇菌糠饲料营养水平的影响(%)

2.6 发酵杏鲍菇菌糠饲料有氧稳定性的测定结果与分析

由表7 可知，各组在暴露于有氧环境12 h 之内，pH值上升相差无几，上升趋势缓慢。但在12 h至24 h之间，各组pH值迅速上升。组Ⅲ样品的pH值上升最慢，其他各组24 h 时pH 值即达到6.0，组Ⅲ在48 h 后pH值达6.0。尤其是Ⅲ2组（含水量60%）pH值上升最为缓慢。因此，Ⅲ2有氧稳定性最好。

表7 不同发酵处理对杏鲍菇菌糠饲料有氧稳定性的影响(pH值)

2.7 发酵杏鲍菇菌糠饲料霉菌毒素的测定结果与分析

根据概略养分测定结果和有氧稳定性测定结果，选取组Ⅲ进行霉菌毒素测定，各测定项目的限量值与未发酵杏鲍菇菌糠饲料相同。测定结果如表8所示，三组各项测定值均远低于限量值。组Ⅲ1、组Ⅲ2、组Ⅲ3 同没有发酵前相比AFB1 大幅度降低，分别降低了3.89%、7.79%、2.59%，OTA 和DON 也有所降低，OTA 分别降低了49.67%、37.04%、34.56%，DON 分别降低了7.00%、4.50%、2.50%。因此，发酵后的杏鲍菇菌糠饲料符合国家饲料安全标准。

表8 发酵杏鲍菇菌糠饲料中生物毒素的含量(μg/kg)

3 讨论

杏鲍菇菌糠饲料发酵前后经过安全性测定均符合我国当前现行饲料卫生标准，这与前人的研究一致。雷雪芹等[7]在稻草菌糠的提取物中发现其不含有黄曲霉素B1 等霉菌毒素；李莉[8]研究表明，棉籽壳菌糠中游离棉酚的含量在0.010 3%～0.023 5%之间，黄曲霉毒素也在限量值以下，且未检出沙门氏菌和志贺氏菌。

本研究发现，杏鲍菇菌糠饲料经过微生物发酵后营养水平提高，霉菌毒素下降。与自然发酵组Ⅳ相比，微生物发酵组CP、EF 含量均提高，CF、DM 下降，其中组Ⅲ（乳酸菌-酵母菌-枯草芽孢杆菌）发酵水平最优，发酵后CP 含量平均提升27.12%，CF 平均降低19.52%，EF 平均提升38.92%，DM 平均下降3.41%。郑有坤等[9]发现用酵母菌和乳酸菌的混菌发酵能够明显降低香菇菌糠各种纤维素含量，增加粗蛋白质含量，与本研究结果一致。Kwak等[10]利用酵母菌和乳酸菌发酵秸秆菌糠也得到了类似结果。相关资料表明，微生物发酵处理会降低菌糠的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和可溶性碳水化合物的含量，提高粗蛋白质含量。此外，组Ⅰ（乳酸菌）、组Ⅱ（乳酸菌-酵母菌）和组Ⅳ粗蛋白质水平较发酵前均有不同程度的降低，尤以不加任何发酵剂的自然发酵组组Ⅳ降幅最高，这可能是由于组Ⅳ在自然发酵过程中有氧好气性阶段最长，有害菌对养分的消耗较大所致。

本研究中组Ⅲ营养水平最高，其中以50%含水量Ⅲ1 最为突出，组Ⅲ2 次之。此外，在有氧稳定性方面，组Ⅲ有氧稳定性高于其他组，这可能是因为其发酵剂中含有枯草芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌是我国允许直接饲喂动物的益生菌菌种之一，可产生多种消化酶和营养物质，能降解饲料中的抗营养因子，对一些沙门氏菌等致病菌具有明显拮抗作用。同时枯草芽孢杆菌为需氧菌，可消耗大量的游离氧，抑制病原菌生长[11]。组Ⅲ三个水分梯度的pH 值上升最慢，在暴露于有氧环境48 h之时，尤其以60%水分的Ⅲ2组pH值上升最慢，其有氧稳定性远胜过其它组。

本研究选取了营养水平最高的组Ⅲ进行安全性测定，结果显示各组霉菌毒素水平均有所降低，其中AFB1 和DON 降低4.77%和4.65%，OTA 降低40.42%，说明发酵过程对霉菌毒素具有一定的降解作用。张秀江等[12]研究发现酵母菌对饲料中黄曲霉毒素B1 的降解和脱除作用显著，张高娜等[13]研究表明酵母在发酵过程可能对霉菌毒素有直接的降解作用，与本研究结果基本一致。此外，对于各毒素的降低幅度不同，可能由于发酵过程对不同毒素的降解能力不同，一些研究也显示枯草芽孢杆菌对AFB1菌丝生长也有一定的抑制作用[14-15]。

4 结语

本研究结果表明，杏鲍菇菌糠饲料含水量为60%时，采用乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的发酵型菌糠能够有效提高菌糠饲料价值。因此，将此发酵型菌糠作为饲料原料进行饲喂试验检测其饲喂效果将是下一步研究方向。