SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

反 芻 動 物 蛋 白 質(zhì) 代 謝 及 氨 基 酸 營 養(yǎng) 調(diào) 控 機(jī) 制

■ 牛驍麟1 張 千2*

（1.青海農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，青海湟源 812100；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000）

摘 要：蛋白質(zhì)是組成機(jī)體的重要營養(yǎng)物質(zhì)，蛋白質(zhì)營養(yǎng)的核心是氨基酸營養(yǎng)，其吸收與代謝對

動物的生長發(fā)育起到關(guān)鍵作用。反芻動物擁有獨(dú)特的微生物發(fā)酵系統(tǒng)，影響蛋白質(zhì)和氨基酸代謝的

因素較多，表現(xiàn)出蛋白質(zhì)利用低、小腸氨基酸營養(yǎng)調(diào)控復(fù)雜等特點(diǎn)。文章從反芻動物蛋白質(zhì)代謝及

小腸氨基酸營養(yǎng)兩個方面，系統(tǒng)闡述了影響反芻動物蛋白質(zhì)利用的因素及優(yōu)化小腸氨基酸組成模

式，旨在為相關(guān)研究提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瘤胃；蛋白質(zhì)；氨基酸；營養(yǎng)代謝；微生物

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.19.011

中圖分類號：S823.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-991X（2023）19-0067-05

Regulation Mechanism of Protein Metabolism and Amino Acid Nutrition in Ruminants

NIU Xiaolin1

ZHANG Qian2*

(1. Qinghai Agri-Animal Husbandry Vocational College, Qinghai Huangyuan 812100, China; 2. Institute

of Grassland Research of CAAS, Inner Mengolia Hohhot 010000, China)

Abstract：Protein is the most important nutrient for animals, the core of protein nutrition is amino acid

nutrition, which absorption and metabolism play a key role in the growth and development of animals.

Ruminant has a unique microbial fermentation system, which has many factors affecting protein and

amino acid metabolism. It is characterized by low protein utilization and complex amino acid nutrition

regulation in small intestine. In this paper, the factors affecting the utilization of protein in ruminants and

the optimization of amino acid composition pattern in small intestine were systematically expounded from

two aspects of protein metabolism and amino acid nutrition in the ruminants, in order to provide scien‐

tific basis for related research.

Key words：rumen; protein; amino acid; nutrient metabolism; microbial

我國傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)主要依賴豆粕作為主要蛋白質(zhì)

飼料原料，近年來由于世界經(jīng)濟(jì)、政治及氣候不斷變

化，糧食價格高漲不下，致使飼料價格不斷上漲。我

國作為豆粕等飼料原料進(jìn)口大國，畜牧業(yè)的發(fā)展受到

嚴(yán)重制約[1]

。為保障我國畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)農(nóng)

村部聚焦“提質(zhì)提效、開源增料”，不斷加強(qiáng)蛋白質(zhì)飼

料新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝創(chuàng)新及推廣應(yīng)用，以低蛋

白、低豆粕、多元化、高轉(zhuǎn)化率為目標(biāo)，充分實(shí)現(xiàn)節(jié)糧

降耗。反芻動物消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，飼料中的蛋白質(zhì)

首先進(jìn)入瘤胃，經(jīng)過微生物代謝后進(jìn)入后腸道消化，

因此反芻動物較單胃動物飼料中的蛋白質(zhì)利用率

低[2]

，未被利用的蛋白質(zhì)通過代謝排出體外[3]

，不僅造

成環(huán)境污染，而且導(dǎo)致蛋白質(zhì)資源的浪費(fèi)。因此，文

章就影響反芻動物蛋白質(zhì)的消化及氨基酸平衡調(diào)控

機(jī)制作一綜述，旨在為節(jié)約蛋白質(zhì)資源、提高反芻動

物蛋白質(zhì)利用率提供科學(xué)依據(jù)。

1 瘤胃蛋白質(zhì)代謝影響因素

1.1 瘤胃蛋白質(zhì)降解通路

營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入瘤胃后，通過微生物黏附及吞噬作

用，分泌相關(guān)酶將蛋白質(zhì)分解為氨基酸和肽類，一部

分用于合成微生物蛋白（microprotein，MCP），一部分

生成氨被瘤胃壁吸收，而未被降解的部分則進(jìn)入小

腸。與單胃動物不同，瘤胃微生物能夠利用非蛋白氮

（non protein nitrogen，NPN），其中瘤胃細(xì)菌占主導(dǎo)地

位，NPN進(jìn)入瘤胃后，微生物通過分泌脲酶將 NPN 分

作者簡介：牛驍麟，講師，研究方向?yàn)榉雌c動物營養(yǎng)。

*通訊作者：張千，博士，助理研究員。

收稿日期：2023-07-06

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目[2021LHBS03008]；中

央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)[1610332022002]

67

反 芻 動 物 2023年第44卷第19期 總第688期

解為 CO2和氨等用于合成 MCP[4]

。反芻動物瘤胃中

有 30%~50% 細(xì)菌具有降解蛋白質(zhì)的酶活性，其中

溶纖維丁酸弧菌（Butyrivibrio fibrisolvens）是反芻動

物主要的蛋白質(zhì)分解菌，當(dāng)日糧存在大量抗性蛋白

時，該菌大量繁殖，其降解蛋白酶的活性更高；而棲

瘤胃普雷沃氏菌（Prevotella ruminicola）則是瘤胃數(shù)

量最多的蛋白質(zhì)分解菌，其總數(shù)可能占瘤胃細(xì)菌總

數(shù)的 60%，主要在蛋白質(zhì)的降解及肽的吸收和發(fā)酵

過程中起作用[5]

。反芻動物瘤胃蛋白質(zhì)降解通路如

圖 1 所示。

圖1 日糧蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解過程

1.2 蛋白質(zhì)來源差異的影響

日糧中瘤胃降解蛋白（rumen degradable protein，

RDP）達(dá)到 60% 可以滿足反芻動物合成 MCP 的需

要[6]

，然而不同來源蛋白質(zhì)在瘤胃中降解速率不同，因

此進(jìn)入小腸蛋白質(zhì)總量、速率具有差異性[7]

。王洪榮

等[8]

研究發(fā)現(xiàn)，飼料蛋白質(zhì)來源不同，能夠顯著影響山

羊 MCP 的產(chǎn)量，豆粕組山羊瘤胃 MCP 產(chǎn)量顯著高于

羽毛粉組（7.71 mg/mL vs 5.53 mg/mL）。姜旭明等[9]

通過體外研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng) 24 h 培養(yǎng)模擬瘤胃體外發(fā)酵

后，玉米-豆粕型日糧粗蛋白（CP）降解率最高，達(dá)到

96%；其次為玉米-豆粕-棉粕型日糧；而玉米-棉粕菜粕型日糧蛋白質(zhì)降解率最低，為 91%。Da Silva

等[10]

通過原位降解試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，柱花草中 CP 降解率顯

著低于玉米青貯（498 g/kg DM vs 529 g/kg DM）。范

定坤[11]

研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵菜籽粕與發(fā)酵豆粕瘤胃 CP 降

解率高于豆粕及菜籽粕。張民等[12]

通過對我國北方

地區(qū)奶牛常用飼料 CP 組分及其降解規(guī)律的研究發(fā)

現(xiàn)，黃玉米青貯瘤胃降解率顯著高于羊草以及干玉米

秸稈，大豆粕在瘤胃的降解率高于棉籽粕以及膨化大

豆粉。綜上所述，日糧 CP 來源不同在瘤胃中的降解

率不同，飼料 CP 降解率主要取決于其在瘤胃中的發(fā)

酵程度及滯留時間。此外，飼料的CP組成、非蛋白氮

及真蛋白的含量、細(xì)胞壁及抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在均會影

響蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解率[13]

。有研究表明，豆粕及

葵花粕 CP 降解率可以達(dá)到 55.0%~60.0%，高于棉粕

（50.0%）、菜籽粕（32.9%）及玉米蛋白粉（46.8%）等；

糠麩類飼料中 CP 降解率表現(xiàn)為麩皮（71.5%）>玉米

（54.2%）> 小 米 糠（27.3%）> 玉 米 皮（25.6%）> 稻 殼

（18.4%）；粗飼料中苜蓿草CP降解率較高（55.0%），玉

米秸稈（16.6%）、羊草（19.4%）等降解率較低[14]

。

1.3 瘤胃內(nèi)環(huán)境的影響

瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定對于維持反芻動物健康、營養(yǎng)

物質(zhì)利用至關(guān)重要，瘤胃pH及溫度是反映反芻動物瘤

胃功能是否正常的重要指標(biāo)[15]

。當(dāng)日糧結(jié)構(gòu)發(fā)生變化

時，會顯著影響瘤胃內(nèi)pH，改變瘤胃內(nèi)環(huán)境、瘤胃微生

物菌群，進(jìn)一步影響營養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃內(nèi)的降解率[16]

。

研究發(fā)現(xiàn)，瘤胃最適pH為6.6~6.8，當(dāng)pH低于5.5或更

低時，會對瘤胃內(nèi)氮素利用微生物造成影響[17]

。Kljak

等[18]

以高粱青貯作為粗飼料來源，設(shè)置不同粗精比日糧

（85∶15 vs 75∶25 vs 65∶35 vs 55∶45），發(fā)現(xiàn)，隨著

精 料 比 例 的 增 加 ，日 糧 CP 降 解 率 提 高 5%~7%

（58.05% vs 63.80%）。袁鵬等[19]

發(fā)現(xiàn)，日糧精粗比為

68

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

30∶70、50∶50組 CP表觀消化率顯著高于 10∶90組

（53.82% vs 59.88% vs 31.58%）。在一定程度上可以

提高日糧精料比例，能有效增加瘤胃優(yōu)勢菌普雷沃氏

菌相對豐度，促進(jìn)飼草料在瘤胃中的消化，有利于機(jī)體

對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[20]

。也有部分研究發(fā)現(xiàn)，pH過低會

導(dǎo)致 CP 降解率下降[21-22]

，推測其原因，可能是較低的

pH引起反芻動物發(fā)生瘤胃酸中毒，損傷瘤胃功能并且

改變了瘤胃內(nèi)微生物區(qū)系，導(dǎo)致CP降解率下降。

1.4 消化酶互作調(diào)控

瘤胃中 CP 主要通過蛋白質(zhì)水解酶進(jìn)行降解[23]

，

而瘤胃中其他一些酶類，如淀粉酶及纖維素酶等，會

產(chǎn)生相互作用進(jìn)一步影響蛋白質(zhì)水解酶的作用[16]

。

研究表明，瘤胃細(xì)菌蛋白質(zhì)水解酶最佳 pH 范圍為

5.5~7.0[24]

。Tománková 等[25]

通過原位降解試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，

在相同日糧組成中添加淀粉酶可顯著影響 CP 降解

率，添加淀粉酶組 CP 降解率提高了約 8%，說明淀粉

酶可能與蛋白質(zhì)水解酶之間存在協(xié)同作用，進(jìn)一步提

高了 CP 降解率，但具體機(jī)制還需進(jìn)一步研究。陳雅

坤等[26]

通過體外發(fā)酵試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相同日糧營養(yǎng)水平

下，添加不同水平復(fù)合酶制劑（纖維素酶、木聚糖酶、

β-葡聚糖酶、甘露寡糖酶、果膠酶和中性蛋白酶），其

中 0.15% 復(fù)合酶制劑添加組可以提高 5% 左右 CP 降

解率，分析其原因可能是復(fù)合酶制劑能夠降解非淀粉

多糖，解除屏蔽作用，從而提高了瘤胃微生物對蛋白

質(zhì)等大分子物質(zhì)的利用率，但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研

究。有研究表明，日糧中添加纖維素酶能夠使 CP 的

降解率提高2%~5%[27-29]

，表明纖維素酶與蛋白水解酶

之間可產(chǎn)生互作調(diào)控，進(jìn)一步提高瘤胃CP的降解率。

分析其原因，一方面可能是其他消化酶與蛋白質(zhì)水解

酶之間具有協(xié)同作用，提高了飼料CP的降解率；另一

方面，補(bǔ)充酶制劑可以提高飼料在瘤胃中的酵解強(qiáng)

度，迅速降解植物細(xì)胞壁，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)快速釋放，從而

提高了CP的利用率[30]

。

2 小腸氨基酸營養(yǎng)調(diào)控

2.1 小腸氨基酸來源

反芻動物小腸氨基酸來源包括 MCP提供的氨基

酸，過瘤胃蛋白提供的氨基酸以及少量內(nèi)源性氨基

酸[31]

。反芻動物小腸氨基酸代謝主要受三個方面影

響，首先是 MCP的數(shù)量及氨基酸組成；其次是過瘤胃

蛋白（rumen undegradable protein，RUP）的數(shù)量及氨基

酸組成；最后是小腸氨基酸吸收能力。由于瘤胃微生

物的代謝作用，導(dǎo)致 MCP 及 RUP 氨基酸的數(shù)量及組

成在小腸中存在較大的差異，瘤胃 MCP 的產(chǎn)量及過

瘤胃氨基酸組成模式發(fā)生變化，導(dǎo)致供應(yīng)小腸的氨基

酸模式發(fā)生改變，因此，到達(dá)十二指腸氮源的數(shù)量及

種類是影響小腸氨基酸營養(yǎng)的重要因素[32]

。

2.2 日糧影響小腸氨基酸組成

日糧提供小腸氨基酸組成模式主要取決于日糧

中CP降解率及RUP的組合效果。日糧CP來源不同，

在瘤胃中降解程度以及氨基酸組成模式也不相同，導(dǎo)

致到達(dá)小腸的氨基酸組成模式與數(shù)量存在差異[33]

。

么學(xué)博等[34]

通過尼龍袋法研究發(fā)現(xiàn)，不同飼料瘤胃總

氨基酸的降解率存在差異，主要表現(xiàn)在酒糟蛋白總氨

基酸瘤胃有效降解率最低（6.18%），小麥麩總氨基酸

降解率最高（80.37%），豆粕、棉粕（51.22%、51.31%）

居中。Storm等[35]

通過相同方法測定了魚粉、大豆粕、

花生粕、向日葵粕在瘤胃中降解9 h后氨基酸組成，發(fā)

現(xiàn)魚粉降解前與降解后氨基酸組成差異較大，而其余

幾種氨基酸組成與降解前相似，主要是由于魚粉中蛋

白質(zhì)多為水溶性，因此降解速率很快。研究發(fā)現(xiàn)，精

料氨基酸降解前后差異較小，因此，精料氨基酸在瘤

胃降解后的氨基酸成分可參照降解前的組成，而粗飼

料氨基酸降解前后差異較大，且降解程度根據(jù)粗飼料

的種類而異，餅粕類飼料 CP 瘤胃降解率一般為 60%

左右，進(jìn)行保護(hù)處理后則可使到達(dá)小腸蛋白質(zhì)的量達(dá)

到 60% 以上；谷物類飼料 CP 瘤胃降解率一般為 80%

左右；優(yōu)質(zhì)魚粉瘤胃降解率較低，一般低于30%[32]

。

2.3 瘤胃微生物氨基酸的作用

反芻動物 MCP 是進(jìn)入小腸氨基酸的主要來源，

占進(jìn)入小腸總氨基酸氮的 60%~85%[32]

。近期的研究

發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入十二指腸的 MCP 主要是細(xì)菌及原蟲的混

合物，其中細(xì)菌占主要部分[36]

，MCP 的氨基酸組成并

不是恒定的[37]

。 Erasmus等[38]

研究發(fā)現(xiàn)，在CP水平相

同的條件下，飼喂血粉組瘤胃細(xì)菌組氨酸含量比飼喂

向日葵粕組降低了 18.2%，而亮氨酸與纈氨酸含量則

提高了12.5%及10.1%。王洪榮等[8]

研究發(fā)現(xiàn)，飼喂不

同 CP來源日糧（羽毛粉 vs玉米蛋白 vs豆粕 vs魚粉），

MCP中氨基酸氮的含量及氨基酸組成存在差異，主要

表現(xiàn)在魚粉組微生物氨基酸氮的比例最高、豆粕組最

低，不同處理之間原蟲蛋白纈氨酸含量高于細(xì)菌、細(xì)

菌蛋白賴氨酸含量高于原蟲。因此，瘤胃微生物的結(jié)

構(gòu)、組成、多樣性和相對豐度的不同導(dǎo)致進(jìn)入小腸氨

基酸的類型、組成和含量產(chǎn)生巨大差異，從而影響整

個小腸氨基酸營養(yǎng)代謝，瘤胃微生物對小腸的氨基酸

代謝調(diào)控具有重要作用。

2.4 過瘤胃氨基酸

CP 經(jīng)瘤胃降解后，進(jìn)入小腸的氨基酸組成及比

例發(fā)生變化，因此通過對所需氨基酸進(jìn)行一定的處理，

69

反 芻 動 物 2023年第44卷第19期 總第688期

減少在瘤胃中的降解，使更多的氨基酸進(jìn)入小腸為動

物提供營養(yǎng)，提高氨基酸的利用效率。目前，反芻動物

第一和第二限制性氨基酸主要為蛋氨酸或賴氨酸。Li

等[39]

通過在羔羊日糧中添加不同梯度的過瘤胃蛋氨酸

（rumen-protected methionine，RPM）研究發(fā)現(xiàn)，添加量

為4.5 g/d RPM組（相比于對照組）干物質(zhì)表觀消化率

（77.48% vs 59.95%）、體 內(nèi) 氮 的 存 留 率（39.36% vs

30.56%）最高。多數(shù)研究表明，添加過瘤胃氨基酸能夠

顯著改善反芻動物生產(chǎn)性能（表1）。給奶牛添加過瘤

胃賴氨酸（rumen-protected lysine，RPL）、RPM、過瘤胃

組氨酸（rumen-protected histidine，RPH），可以顯著提

高奶牛泌乳量約 2%、增加體重（body weight，BW）約

3%。給育肥羊添加 RPM，可顯著提高干物質(zhì)采食量

（dry matter intake，DMI）約 5%。 給 犢 牛 添 加 RPL、

RPM，體重可以顯著提高（約 2%）、平均日增重（aver‐

age daily gain，ADG）提高約4%。綜上所述，通過添加

過瘤胃氨基酸能夠增加到達(dá)小腸氨基酸的含量，保證

反芻動物小腸氨基酸需要，進(jìn)一步提高家畜生產(chǎn)性能，

不僅可以提高CP利用效率，而且對于小腸氨基酸營養(yǎng)

調(diào)控的研究具有重要意義。

表1 不同過瘤胃氨基酸對反芻動物生產(chǎn)性能的影響

動物品種

泌乳奶牛

泌乳奶牛

育肥羊

泌乳奶牛

泌乳奶牛

犢牛

泌乳奶牛

添加氨基酸

過瘤胃賴氨酸；

過瘤胃組氨酸

過瘤胃蛋氨酸；

過瘤胃賴氨酸

過瘤胃蛋氨酸

過瘤胃蛋氨酸；

過瘤胃蘇氨酸；

過瘤胃異亮氨酸；

過瘤胃亮氨酸

過瘤胃蛋氨酸

過瘤胃蛋氨酸；

過瘤胃賴氨酸

過瘤胃蛋氨酸；

過瘤胃賴氨酸

影響

生產(chǎn)性能

乳產(chǎn)量、乳糖↑；

物質(zhì)采食量、體重、

能量校正乳←→

體重↑；

干物質(zhì)采食量、

乳產(chǎn)量←→

干物質(zhì)采食量↑

乳產(chǎn)量、代謝蛋白、

乳糖↑

干物質(zhì)采食量、

乳產(chǎn)量、脂肪校正

乳←→；乳脂率↑

體重、平均日增重↑

乳產(chǎn)量、乳脂率、

乳蛋白率↑

養(yǎng)分消化

粗蛋白↑；

干物質(zhì)、有機(jī)物、

中性洗滌纖維←→

酸性洗滌纖維↑；

干物質(zhì)、中性洗滌纖維、

有機(jī)物、粗蛋白←→

干物質(zhì)↑；中性洗滌纖維、

酸性洗滌纖維←→

干物質(zhì)、粗蛋白、有機(jī)物、

中性洗滌纖維、

酸性洗滌纖維←→

干物質(zhì)、有機(jī)物、

中性洗滌纖維、

酸性洗滌纖維←→

干物質(zhì)、有機(jī)物←→；

氮↑

未測定

瘤胃發(fā)酵

未測定

氨、異丁酸↓；

pH、丙酸、乙酸、

丁酸←→

未測定

未測定

未測定

未測定

未測定

參考文獻(xiàn)

Morris等[40]

Lee等 [41]

Li等[39]

Zhao等[42]

Pereira等 [43]

Monta?o等[44]

丁大偉等[45]

注：↑表示為顯著升高；↓表示為顯著降低；←→表示無顯著差異。

3 小結(jié)

反芻動物 CP 降解過程受到蛋白質(zhì)來源、日糧類

型、瘤胃微生物、消化酶互作等多種因素的影響，其中

改變瘤胃微生物區(qū)系是影響和調(diào)控瘤胃CP降解的主

要途徑。

氨基酸營養(yǎng)代謝主要與微生物氨基酸組成模式、

過瘤胃蛋白質(zhì)氨基酸組成模式有關(guān)，運(yùn)用過瘤胃氨

基酸技術(shù)調(diào)控小腸氨基酸營養(yǎng)，是一種可以改善家畜

生產(chǎn)性能的技術(shù)手段。

參考文獻(xiàn)

[1] 高鵬翔, 潘予琮, 蔣林樹, 等 . 飼用豆粕減量替代技術(shù)的應(yīng)用及

新型蛋白質(zhì)飼料的開發(fā)前景[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2023, 35(3):

1433-1443.

[2] PUTRI E M, ZAIN M, WARLY L, et al. Effects of rumendegradable-to-undegradable protein ratio in ruminant diet on in

vitro digestibility, rumen fermentation, and microbial protein syn‐

thesis[J]. Veterinary World, 2021, 14(3): 640-648.

[3] PORMALEKSHAHI A, FATAHNIA F, JAFARI H, et al. Interac‐

tion of dietary rumen undegradable protein level and supplemental

rumen-protected conjugated linoleic acid on performance of grow‐

ing goat kids[J]. Small Ruminant Research, 2020, 191: 106167.

[4] 郭偉 . 低蛋白飼糧中補(bǔ)充過瘤胃氨基酸對肉羊生長性能、屠宰

性能和消化性能的影響[D]. 碩士學(xué)位論文 . 邯鄲: 河北工程大

學(xué), 2020.

[5] 馮仰廉. 反芻動物營養(yǎng)學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2004: 247.

70

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

[6] 李蕓, 張英杰 . 羊蛋白質(zhì)營養(yǎng)研究進(jìn)展[J]. 中國草食動物科學(xué),

2014(S1): 23-26.

[7] CASTRO-MONTOYA J, WESTREICHER-KRISTEN, HENKE A,

et al. In vitro microbial protein synthesis, ruminal degradation and

post‐ruminal digestibility of crude protein of dairy rations contain‐

ing Quebracho tannin extract[J]. Journal of Animal Physiology &

Animal Nutrition, 2018, 102(1): e77-e86.

[8] 王洪榮, 王夢芝, 曹恒春, 等 . 日糧不同蛋白質(zhì)來源對山羊瘤胃

微生物氨基酸組成的影響(英文)[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2009, 21(6):

834-845.

[9] 姜旭明, 齊智利, 齊德生, 等 . 不同蛋白質(zhì)來源的日糧對瘤胃發(fā)

酵特性及蛋白質(zhì)消化的影響 [J]. 草業(yè)科學(xué), 2009, 26(1): 74-80.

[10] DA SILVA L D, PEREIRA O G, DA SILVA T C, et al. Effects

of silage crop and dietary crude protein levels on digestibility, ru‐

minal fermentation, nitrogen use efficiency, and performance of

finishing beef cattle[J]. Animal Feed Science and Technology,

2016, 220: 22-33.

[11] 范定坤. 不同蛋白質(zhì)來源對育肥牛生產(chǎn)性能、血液指標(biāo)及瘤胃

內(nèi)環(huán)境的影響[D]. 碩士學(xué)位論文. 重慶: 西南大學(xué), 2022.

[12] 張民, 桂榮, 王加啟 . 我國北方地區(qū)奶牛常用飼料蛋白質(zhì)組分

及其降解規(guī)律的研究[J]. 中國飼料, 2005(14): 8-10, 14.

[13] 陳艷, 張曉明, 王之盛, 等 . 6種肉牛常用粗飼料瘤胃降解特性

和瘤胃非降解蛋白質(zhì)的小腸消化率[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2014,

26(8): 2145-2154.

[14] 喬良, 郝俊璽, 閆素梅, 等. 奶牛主要飼料原料蛋白質(zhì)瘤胃降解

率的研究[J]. 中國奶牛, 2008(6): 18-21.

[15] 趙繼政, 莊蒲寧, 石富磊, 等 . 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的奶牛瘤胃 pH

值和溫度監(jiān)測系統(tǒng)研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2022, 53(2): 291-

298, 308.

[16] TROTTA R J, SWANSON K C. Effects of dietary supplement

sources on the rate and extent of in vitro ruminal degradation

from alfalfa-based diets for cattle[J]. Canadian Journal of Animal

Science, 2019, 100(2): 242-252.

[17] ORTON T, ROHN K, BREVES G, et al. Alterations in fermenta‐

tion parameters during and after induction of a subacute rumen

acidosis in the rumen simulation technique[J]. Journal of Animal

Physiology and Animal Nutrition, 2020: 1-12. DOI: 10.1111/

jpn.13412.

[18] KLJAK K, PINO K, HEINRICHS F, et al. Effect of forage to con‐

centrate ratio with sorghum silage as a source of forage on rumen

fermentation, N balance, and purine derivative excretion in limitfed dairy heifer[J]. Journal of Dairy Science, 2017, 100(1): 213-

223.

[19] 袁鵬, 王家豪, 余學(xué)亮, 等. 不同精粗比全混合顆粒飼糧對育成

期準(zhǔn)噶爾雙峰駝養(yǎng)分表觀消化率和血清生化指標(biāo)的影響[J]. 動

物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2022, 34(11): 7262-7271.

[20] 張俊, 王雅晶, 曹志軍, 等. Meta分析探究不同精粗比日糧精準(zhǔn)

飼喂對后備奶牛采食、瘤胃發(fā)酵、消化以及排泄的影響[J]. 中國

畜牧雜志, 2021, 57(10): 189-197.

[21] 曾磊, 王之盛, 康坤, 等. 飼糧能量水平對圍產(chǎn)期肉牛營養(yǎng)物質(zhì)

表觀消化率和血清生化指標(biāo)的影響[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2020,

32(8): 3732-3741.

[22] 李春芳. 不同日糧營養(yǎng)水平對荷斯坦淘汰奶牛、奶公牛生長性能

及肉品質(zhì)的影響[D]. 碩士學(xué)位論文. 保定: 河北農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013.

[23] KIELISZEK M, POBIEGA K, PIWOWAREK K, et al. Character‐

istics of the proteolytic enzymes produced by lactic acid bacteria

[J]. Molecules, 2021, 26: 1858.

[24] KOPECNY J, WALLACE R J. Cellular location and some proper‐

ties of proteolytic enzymes of rumen bacteria[J]. Applied and En‐

vironmental Microbiology, 1982, 43(5): 1026-1033.

[25] TOMáNKOVá O, KOPECNY J. Prediction of feed protein degra‐

dation in the rumen with bromelain[J]. Animal Feed Science and

Technology, 1995, 53(1): 71-80.

[26] 陳雅坤, 王建平, 卜登攀, 等. 復(fù)合酶制劑對瘤胃發(fā)酵及泌乳早

期奶牛生產(chǎn)性能的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2018, 27(4): 170-177.

[27] KOHN R A, ALLEN M S. In vitro protein degradation of feeds

using concentrated enzymes extracted from rumen contents[J].

Animal Feed Science and Technology, 1995, 52(1): 15-28.

[28] LU Q, WU J, WANG M, et al. Effects of dietary addition of cel‐

lulase and a saccharomyces cerevisiae fermentation product on

nutrient digestibility, rumen fermentation and enteric methane

emissions in growing goats[J]. Archives of Animal Nutrition,

2016, 70(3): 224-238.

[29] 張貴花, 王聰, 劉強(qiáng), 等. 纖維分解酶處理玉米秸稈對肉牛瘤胃

發(fā)酵和養(yǎng)分消化代謝的影響[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2013, 25(9):

2091-2100.

[30] ILINSKAS I, MONKEVIIEN I, TAPIO I, et al. The effectiveness

of fibrolytic enzymes and active yeast on improving reticuloru‐

men pH in dairy cows[J]. Polish Journal of Veterinary Sciences,

2020, 23(4): 545-552.

[31] REZA R, WU Z L, HOU Y Q, et al. Amino acids and mammary

gland development: nutritional implications for milk production

and neonatal growth[J]. Journal of Animal Science and Biotech‐

nology, 2016, 7(4): 437-458.

[32] 王洪榮. 反芻動物氨基酸營養(yǎng)平衡理論及其應(yīng)用[J]. 動物營養(yǎng)

學(xué)報(bào), 2013, 25(4): 669-676.

[33] 李洋, 李春雷, 趙洪波, 等. 不同產(chǎn)地全株玉米青貯的瘤胃降解

特性與小腸消化率的研究[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2015, 27(5):

1641-1649.

[34] 么學(xué)博, 楊紅建, 謝春元, 等. 反芻家畜常用飼料蛋白質(zhì)和氨基

酸瘤胃降解特性和小腸消化率評定研究[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào),

2007(3): 225-231.

[35] STORM E, BROWN D S, RSKOV E R. The nutri-tive value of

rumen microorganisms in ruminants. 3. The digestion of micro‐

bial amino and nucleic acids in, and losses of endogenous nitro‐

gen from the small in-testine of sheep[J]. British Journal of Nu‐

trition, 1983, 50: 479-485.

[36] 楊金波, 文斯敏, 趙瑞 . 反芻動物蛋白質(zhì)及氨基酸營養(yǎng)研究進(jìn)

展[J]. 廣東飼料, 2010, 19(6): 33-37.

[37] 黃健 . 低蛋白質(zhì)日糧添加蛋氨酸和賴氨酸對梅花鹿幼鹿生長

性能、消化代謝和血清生化指標(biāo)的影響[D]. 碩士學(xué)位論文 . 北

京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2015.

[38] ERASMUS L J, BOTHA P M, MEISSNER H H. Effect of protein

source on ruminal fermentation and passage of amino acids to

the small intestine of lactating cows[J]. Elsevier, 1994, 77(12):

3655-3665.

[39] LI H Q, JIANG B W, ZHOU Y X. Effects of supplementation of

rumen-protected methionine on performance, nitrogen balance,

carcass characteristics and meat quality of lambs fed diets con‐

taining buckwheat straw[J]. Canadian Journal of Animal Science,

71

試 驗(yàn) 研 究 2023年第44卷第19期 總第688期

擠壓膨化對大豆?jié)饪s蛋白物理特性和蛋白組分的影響

■ 林華杏 覃笛根 陳 強(qiáng) 孟曉雪 鄭煜東 譚北平 遲淑艷*

（廣東海洋大學(xué)，水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料實(shí)驗(yàn)室，廣東湛江 524025）

摘 要：試驗(yàn)旨在研究擠壓膨化工藝對大豆?jié)饪s蛋白物理特性和蛋白組分的影響。利用大豆?jié)?/p>

縮蛋白、小麥淀粉和磷脂制成配合飼料，進(jìn)行一次膨化，隨后取一部分飼料進(jìn)行二次膨化。結(jié)果表

明：在二次膨化中，飼料的醇溶蛋白、清蛋白和谷蛋白含量均顯著降低（P<0.05）；二次膨化的飼料球

蛋白含量與一次膨化的飼料球蛋白含量無顯著差異（P>0.05）；二次膨化的飼料膨化率顯著低于一次

膨化（P<0.05），二次膨化的飼料溶解性顯著低于一次膨化（P<0.05）；一次膨化和二次膨化間飼料的容

重、軟化時間和吸水性均無顯著差異（P>0.05）。說明在本試驗(yàn)條件下，一次膨化比二次膨化效果好，

一次膨化能較好地發(fā)揮飼料中的蛋白組分含量和特性，具有較高的膨化率，提高在水體中的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：擠壓膨化；大豆?jié)饪s蛋白；蛋白組成；物理特性；膨化率

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.19.012

中圖分類號：S816.34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-991X（2023）19-0072-06

Effect of Extrusion Expansion on The Physical Properties and Protein Fraction of Soybean

Protein Concentrate

LIN Huaxing QIN Digen CHEN Qiang MEN Xiaoxue ZHENG Yudong TAN Beiping CHI Shuyan*

(Laboratory of Aquatic Animal Nutrition and Feed, Guangdong Ocean University,

Guangdong Zhanjiang 524025, China)

Abstract：The aim of this experiment is to

investigate the effect of extrusion expansion

on the physical properties and protein frac‐

tion of soybean protein concentrate. A com‐

pound feed made from soybean protein con‐

centrate, wheat starch and phospholipids

with primary puffing, followed by secondary

puffing of a portion of the feed. The results

showed that the alcohol soluble protein, albu‐

作者簡介：林華杏，博士，研究方向?yàn)樗a(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料。

*通訊作者：遲淑艷，博士生導(dǎo)師。

收稿日期：2023-07-07

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目[2019YFD0900200]；湛

江市科技計(jì)劃項(xiàng)目[2022A01043、2022A01212]；基于全產(chǎn)業(yè)鏈

的水產(chǎn)養(yǎng)殖“三型”人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新與實(shí)踐項(xiàng)目[教高廳函

（2020）20號]

2019, 100(2). DOI:10.1139/CJAS-2018-0180.

[40] MORRIS D L, KONONOFF P J. Effects of rumen-protected ly‐

sine and histidine on milk production and energy and nitrogen

utilization in diets containing hydrolyzed feather meal fed to lac‐

tating Jersey cows[J]. Journal of Dairy Science, 2020, 103(8):

7110-7123.

[41] LEE C, GIALLONGO F, HRISTOV A N, et al. Effect of dietary

protein level and rumen-protected amino acid supplementation

on amino acid utilization for milk protein in lactating dairy cows

[J]. Journal of Dairy Science, 2015, 98(3): 1885-1902.

[42] ZHAO K, LIU W, LIN X Y, et al. Effects of rumen-protected

methionine and other essential amino acid supplementation on

milk and milk component yields in lactating Holstein cows[J].

Journal of Dairy Science, 2019, 102(9): 7936-7947.

[43] PEREIRA A B D, MOURA D C, WHITEHOUSE N L, et al. Pro‐

duction and nitrogen metabolism in lactating dairy cows fed

finely ground field pea plus soybean meal or canola meal with or

without rumen-protected methionine supplementation[J]. Journal

of Dairy Science, 2020, 103(4): 3161-3176.

[44] MONTA?O M F, CHIRINO J O, LATACK B C, et al. Influence

of supplementation of growing diets enriched with rumenprotected methionine and lysine on feedlot performance and char‐

acteristics of digestion in Holstein steer calves[J]. Applied Ani‐

mal Science, 2019, 35(3): 318-324.

[45] 丁大偉, 高許雷, 滕樂幫, 等. 過瘤胃蛋氨酸與過瘤胃賴氨酸不

同組合對奶牛瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量、產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響

[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2019, 31(6): 2716-2726.

（編輯：沈桂宇，guiyush@126.com）

?????????????????????????????????????????????????????

72

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

min and gluten content of the feed were significantly reduced in the secondary expansion (P<0.05). How‐

ever, the globular protein content of the feed from the secondary expansion was not significantly different

from that of the primary expansion (P>0.05). The expansion rate of the second expansion was signifi‐

cantly lower than the expansion rate of the primary expansion (P<0.05). The solubility of the second ex‐

pansion was significantly lower than the solubility of the primary expansion (P<0.05). There were no sig‐

nificant differences in feed capacity, softening time or water absorption (P>0.05). Under the present ex‐

perimental conditions, primary puffing is more effective than secondary puffing. A single ouffing gives

better use of the protein fraction content and properties of the feed, with a high swelling rate and im‐

proved stability in the water column.

Key words：extrusion puffing; soybean protein concentrate; protein composition; physical properties; ex‐

pansion rate

隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的快速發(fā)展和高度集約

化，飼料工業(yè)對蛋白質(zhì)飼料的需求日益增加。魚粉在

原料的資源量和價格方面已經(jīng)對產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)

生了不利影響[1]

，而非魚粉蛋白源在營養(yǎng)品質(zhì)和飼料

加工工藝的角度上又帶來了新的挑戰(zhàn)。大豆蛋白源

因具有蛋白質(zhì)含量高、營養(yǎng)組成平衡、價格合理和供

應(yīng)穩(wěn)定等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)飼料行業(yè)[2]

。2020年

中國大豆產(chǎn)量為 1 960萬噸，僅次于美國、巴西、阿根

廷，居世界第四位[3]

。

大豆?jié)饪s蛋白是以脫脂豆粕為原料，去除大豆糖

蜜等非蛋白成分后，蛋白質(zhì)含量達(dá)到 65% 以上[4]

，高

于國產(chǎn)魚粉和部分進(jìn)口魚粉。大豆?jié)饪s蛋白品質(zhì)主

要包括營養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)，與大豆中蛋白質(zhì)含量以

及各組分的含量和比例密切相關(guān)。大豆?jié)饪s蛋白中

的蛋白質(zhì)組分依據(jù)溶解性的不同分為 4類：溶于水的

清蛋白、溶于稀鹽的球蛋白、溶于稀堿的谷蛋白和溶

于乙醇的醇溶蛋白[5]

。清蛋白和球蛋白具有生理活

性，可調(diào)控機(jī)體發(fā)育的多種代謝活動，主要影響原料

的營養(yǎng)品質(zhì)[6]

。醇溶蛋白和谷蛋白稱為貯藏蛋白或面

筋蛋白，主要影響原料的加工品質(zhì)。醇溶蛋白富有黏

性、延展性和膨脹性；醇溶蛋白和谷蛋白的含量與組

成決定蛋白質(zhì)加工質(zhì)量，在面團(tuán)流變學(xué)特性等加工品

質(zhì)中發(fā)揮重要作用[7-8]

。

擠壓膨化技術(shù)使原料發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，如

淀粉熟化、蛋白質(zhì)受熱分解變性等[9]

，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于

食品、飼料等加工領(lǐng)域，可改善飼料適口性和提高養(yǎng)

分消化率，顯著促進(jìn)動物的生長性能[10-12]

。在水產(chǎn)飼

料中，蛋白質(zhì)的黏性、彈性及吸水性等特征與水產(chǎn)膨

化飼料的穩(wěn)定性有著十分密切的聯(lián)系[13]

。研究表明，

擠壓膨化處理引起大豆蛋白結(jié)構(gòu)變化，影響飼料溶解

性和吸水性[14]

。飼料生產(chǎn)過程中可能會對飼料進(jìn)行

多次膨化，然而，一次膨化與二次膨化對飼料質(zhì)量的

影響是有差異的[15]

。本研究以大豆?jié)饪s蛋白為唯一

蛋白源，分析擠壓膨化工藝對其蛋白質(zhì)組分和膨化顆

粒品質(zhì)的影響，為蛋白質(zhì)原料在擠壓膨化加工過程的

變化提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 飼料

大豆?jié)饪s蛋白（含粗蛋白 66.83%）中清蛋白、球

蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白含量見圖 1。本試驗(yàn)所用飼

料配方（表 1）中含大豆?jié)饪s蛋白（湛江市海寶飼料有

限公司）70%，小麥淀粉（南海穗揚(yáng)食品原料有限公

司）28%，磷脂（湛江市粵海飼料有限公司）2%。按配

方稱量，過 60 目篩，置于混合機(jī)中（江蘇馳通機(jī)械制

造有限公司，型號為 VH-6）混勻，加入已稱量好的磷

脂，裝入混合機(jī)中二次混合（天津聯(lián)恒工業(yè)有限公司，

型 號 為 B20-G），并 緩 慢 加 水（飼 料 質(zhì) 量 的 25%~

30%）。將混合均勻的物料裝入膨化機(jī)（北京現(xiàn)代洋

工機(jī)械科技發(fā)展有限公司，型號為 TSE65S），?？字?/p>

徑為4 mm，制成顆粒狀，完成一次膨化。將制好的顆

粒分出50%，再次倒入膨化機(jī)，進(jìn)行第二次膨化制粒。

兩次制得的顆粒飼料在室溫風(fēng)干，用密封袋密封，

于-20 ℃儲存。

膨化機(jī)運(yùn)行參數(shù)：主機(jī) 30 Hz，主機(jī)溫度 39.8 ℃，

切刀轉(zhuǎn)速1 080 r/min，油泵溫度39.8 ℃。

1.2 試劑

總蛋白含量測定試劑盒（南京建成生物工程研究

所有限公司）；配制 5% 氯化鈉溶液（氯化鈉分析純購

73

試 驗(yàn) 研 究 2023年第44卷第19期 總第688期

自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），70% 乙醇（分析純，

國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）溶液，0.2% 氫氧化鈉

（分析純，光華科技股份有限公司）溶液。含量(μg/mL)

谷蛋白 清蛋白 球蛋白 醇溶蛋白

3 500

3 000

2 500

2 000

1 500

1 000

500

0

圖1 大豆?jié)饪s蛋白各蛋白類型的含量

表1 飼料組成

原料組成

大豆?jié)饪s蛋白

小麥淀粉

磷脂

合計(jì)

含量（%）

70.00

28.00

2.00

100.00

1.3 測試方法

1.3.1 各蛋白類型含量檢測

將制成配合飼料的飼料顆粒，隨機(jī)取一定量，通

過破碎機(jī)（溫嶺市林大機(jī)械有限公司，DFY-500C）進(jìn)

行低速破碎，收集粉末。分別對大豆?jié)饪s蛋白原料和

配合飼料進(jìn)行蛋白類型含量檢測。

1.3.1.1 清蛋白含量

稱取 0.1 g飼料粉末于 1.5 mL 離心管中，加 1 mL

純化水，于搖床上振蕩提取 2 h，然后在 10 000 r/min

條件下離心 10 min，將上清液傾入 10 mL 刻度試管

中，重復(fù)提取3次，最后合并提取液。

1.3.1.2 球蛋白含量

在提取過清蛋白的原料粉沉淀中加 1 mL 5% 氯

化鈉溶液以提取球蛋白，其提取及測定過程與上述清

蛋白含量測定方法相同。

1.3.1.3 醇溶蛋白含量

在提取過球蛋白的原料粉沉淀中加1 mL 70%乙

醇溶液，其提取及測定過程與上述清蛋白含量測定方

法相同。

1.3.1.4 谷蛋白含量

在提取過醇溶蛋白的米粉沉淀中加1 mL 0.2%氫氧

化鈉溶液，于搖床上振蕩提取2 h，然后在12 000 r/min

條件下離心 10 min，將上清液傾入 50 mL 容量瓶中，

重復(fù)提取3次，合并提取液。

各提取液的蛋白質(zhì)含量測定均嚴(yán)格按照試劑盒

（南京建成生物工程研究所有限公司）說明書進(jìn)行操

作。上述各組分蛋白質(zhì)含量的測定，每樣品均重

復(fù)3次。

1.3.2 膨化顆粒料容重

在 1 L量筒中倒?jié)M顆粒飼料，將其超出量筒上邊

緣的顆粒用直尺削平，體積記作 V。在裝入飼料顆粒

時，避免在量筒內(nèi)出現(xiàn)較大空隙，然后稱量量筒內(nèi)所

裝飼料質(zhì)量（m），計(jì)算容重。

容重（g/m3

）=量筒內(nèi)飼料的質(zhì)量/量筒內(nèi)飼料的

體積

1.3.3 膨化顆粒料軟化時間

在燒杯中添加水，數(shù) 30粒飼料顆粒投入水中，計(jì)

時。試驗(yàn)期間不間斷地用鑷子隨機(jī)取出顆粒進(jìn)行觀

察，直至取出的顆粒橫截面全部被水浸潤，可以用手

指捏碎且無“硬芯”，以 80% 的飼料軟化透心為計(jì)時

終點(diǎn)。

1.3.4 顆粒徑向膨化率

每份樣品隨機(jī)取 20粒，用游標(biāo)卡尺測量其直徑，

取其平均值作為樣品直徑，膨化樣品的橫切面直徑與

模孔直徑之比，計(jì)算徑向膨化率。

樣品的徑向膨化率=樣品的橫切面直徑（mm）/模

孔直徑（mm）

1.3.5 膨化顆粒料吸水性

稱取飼料粉末0.50 g，放入離心管中，稱重W1，加

入 5 mL 純化水，混勻，靜置 40 min 后，4 500 r/min 離

心15 min，去除上清液，稱量W2，計(jì)算吸水性。

吸水性（g/g）=（W2-W1

）/0.50

式中：W1——樣品和離心管的質(zhì)量（g）；

W2——去除水分后的樣品和離心管總質(zhì)量（g）。

1.3.6 膨化顆粒料溶解度的測定

稱取飼料粉末2.00 g（m1

），加入20 mL 50 ℃純化

水，于50 ℃水浴攪拌30 min，3 000 r/min離心10 min。

吸取 2 mL 上清液于已恒重的稱量瓶中，(105±2) ℃干

燥至恒重，稱得溶解物質(zhì)量（m2

），計(jì)算溶解度。

溶解度（%）=（[ 10×m2

）/m1]×100

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0進(jìn)行方差分析。數(shù)據(jù)以

“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。以P<0.05表示差異顯著。

74

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

4 000 3 000 2 000 1 000 0

醇溶蛋白

球蛋白

清蛋白

谷蛋白

1 000 2 000 3 000 4 000

一次膨化

二次膨化

各類型蛋白含量（μg/mL）

注：同一指標(biāo)內(nèi)不含有相同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），含有相同字母或無字母表示差異不顯著（P>0.05）。

圖2 大豆?jié)饪s蛋白飼料一次膨化和二次膨化各類型蛋白含量

337.09a

149.11

560.07a 480.63b

411.46

88.16b

3 083.57a 2 804.97b

2 結(jié)果與分析

2.1 膨化次數(shù)對飼料蛋白組成的影響

如圖 2所示，二次膨化對飼料的蛋白組成影響較

顯著。其中，二次膨化中飼料的醇溶蛋白、清蛋白和

谷蛋白含量均顯著低于一次膨化（P<0.05）。醇溶蛋

白含量下降了73.85%，清蛋白含量下降了14.18%，谷

蛋白含量下降了 9.03%。二次膨化的飼料球蛋白含

量 與 一 次 膨 化 的 飼 料 球 蛋 白 含 量 無 顯 著 差 異

（P>0.05）。

2.2 膨化次數(shù)對飼料相關(guān)物理特性的影響

由表 2 可知，膨化次數(shù)對飼料的徑向膨化率和

溶解度均有顯著影響（P<0.05）。二次膨化的飼料

徑向膨化率顯著低于一次膨化（P<0.05）。然而，二

次膨化的飼料溶解度顯著高于一次膨化的飼料溶

解度（P<0.05）。飼料的容重、軟化時間和吸水性均

無顯著差異（P>0.05）。二次膨化的飼料容重和吸

水性高于一次膨化。二次膨化的飼料軟化時間低

于一次膨化。

表2 飼料一次膨化和二次膨化相關(guān)指標(biāo)

項(xiàng)目

容重（g/m3

）

軟化時間（s）

徑向膨化率

吸水性（g/g）

溶解度（%）

一次膨化

583.93

3 357

1.17±0.03b

1.55±0.00

6.45±1.30a

二次膨化

624.10

3 217

1.07±0.04a

1.68±0.20

78.74±8.89b

注：同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不含有相同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），含

有相同字母或無字母表示差異不顯著（P>0.05）。

2.3 一次膨化飼料物理特性與蛋白質(zhì)類型的相關(guān)性

由表 3 可知，在一次膨化飼料中，吸水性與醇溶

蛋白呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。徑向膨化率與清蛋

白、球蛋白和醇溶蛋白呈正相關(guān)，與谷蛋白呈負(fù)相關(guān)。

其中，徑向膨化率與蛋白質(zhì)類型的相關(guān)性大小為：球

蛋白>醇溶蛋白>清蛋白>谷蛋白。溶解度與谷蛋白呈

正相關(guān)，與其他蛋白呈負(fù)相關(guān)。

表3 一次膨化飼料物理特性與蛋白質(zhì)類型的相關(guān)性

項(xiàng)目

清蛋白

球蛋白

醇溶蛋白

谷蛋白

徑向膨化率

0.03

0.82

0.57

-0.49

吸水性（g）

0.80

0

-1.00**

-0.43

溶解度（%）

-0.12

-0.87

-0.50

0.56

注：“**”表示該物理特性與蛋白質(zhì)類型呈極顯著相關(guān)（P<0.01）。

3 討論

蛋白質(zhì)是生命活動的基礎(chǔ)性物質(zhì)，幾乎參與了所

有的生命活動，作為機(jī)體的重要組成部分，蛋白質(zhì)在

營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、飲食結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位[16]

。高溫一般會

引起蛋白質(zhì)組分的明顯變化。擠壓膨化技術(shù)是一種

現(xiàn)代的飼料加工方法，經(jīng)過高溫、高壓、高剪切力等綜

合處理后的飼料原料[17]

。大豆蛋白在高溫、高壓和高

剪切的作用下，維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵發(fā)生一系列

變化[14]

。研究表明，高溫高濕條件容易改變清蛋白和

球蛋白的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而使清蛋白和球蛋白的物理

性質(zhì)發(fā)生改變，使清蛋白和球蛋白含量的下降[18]

。本

研究也得到相似的結(jié)論，高溫和高壓的擠壓膨化條件

下，清蛋白含量顯著下降。研究表明，擠壓過程中的

熱效應(yīng)和剪切效應(yīng)使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，分子內(nèi)部疏水

基團(tuán)暴露[19]

。球蛋白因其內(nèi)部的二硫鍵和疏水作用

75

試 驗(yàn) 研 究 2023年第44卷第19期 總第688期

維持十分緊實(shí)的折疊結(jié)構(gòu)，且所含有的堿性亞基表面

具有大量的疏水基團(tuán)，易發(fā)生自聚集[20]

。此外，馬夢

瑤等[21]

研究發(fā)現(xiàn)，延長加熱時間，谷蛋白和醇溶蛋白

結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重?cái)嗔?，不能形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在本

試驗(yàn)中，醇溶蛋白和谷蛋白含量也顯著下降，可能是

較高的濕熱處理造成蛋白質(zhì)表面張力變大，形成凹陷

甚至破裂的不規(guī)則表面，這說明熱處理會破壞蛋白質(zhì)

完整的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且隨著濕熱處理時間的增長，蛋

白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會被進(jìn)一步破壞，影響飼料的品質(zhì)[22]

。因

此，在本試驗(yàn)條件下，一次膨化比二次膨化更能保存

大豆?jié)饪s蛋白中蛋白質(zhì)組成含量。

溶解度主要反映淀粉顆粒的降解程度，溶解度間

接表示了樣品中可溶解性營養(yǎng)素含量的多少以及樣

品在水中的溶解性能；吸水性能夠表明淀粉的吸水能

力，這兩個指標(biāo)可用于衡量粉體的沖調(diào)特性和穩(wěn)定

性[23-24]

。擠壓膨化對糙米粉溶解度與吸水性的影響

表明擠壓膨化能顯著提高擠出物的水溶性與復(fù)水

性[25-27]

。本試驗(yàn)中，二次膨化后也得到類似的結(jié)果。

這一變化結(jié)果可能有兩方面的原因：一方面，濕物料

在高溫、高壓、高剪切力的作用下，淀粉充分糊化，大

分子物質(zhì)（如淀粉、蛋白質(zhì)、粗纖維等）斷裂成小分子

物質(zhì)，可溶性物質(zhì)進(jìn)一步增加；另一方面，多次擠壓膨

化會加大破壞淀粉的晶體結(jié)構(gòu)，從而使擠出物具有較

高的吸水性[28]

；并且，原本含水量較低的飼料經(jīng)過二

次膨化，水分隨高溫蒸發(fā)，制成的飼料更易吸水。因

此，一次膨化比二次膨化更穩(wěn)定。此外，研究表明谷

物類品質(zhì)性狀與谷蛋白/醇溶蛋白比值呈顯著相

關(guān)[29]

。隨谷蛋白含量增加，穩(wěn)定時間都有明顯增加；

醇溶蛋白高于谷蛋白含量，其穩(wěn)定時間短。趙乃新

等[30]

研究表明，小麥品質(zhì)性狀與麥谷蛋白/醇溶蛋白

比值顯著相關(guān)，隨麥谷蛋白含量的增加，穩(wěn)定時間有

明顯延長。梁榮奇等[31]

指出，總蛋白含量相當(dāng)時，隨

著醇溶蛋白含量降低，谷蛋白含量增加，小麥穩(wěn)定時

間延長。在本試驗(yàn)中，進(jìn)一步分析一次膨化的吸水性

和溶解度與大豆?jié)饪s蛋白類型的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)吸水性

與醇溶蛋白含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；而溶解度與谷蛋白

呈正相關(guān)。因此，在一次膨化中，原料谷蛋白/醇溶蛋

白比值對膨化料的穩(wěn)定性具有重要作用。

膨化率直接影響膨化產(chǎn)品的質(zhì)地和口感，是衡量

擠壓膨化產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)[32]

，徑向膨化率是

衡量膨化度的重要指標(biāo)[33]

。水是谷物的主要軟化劑，

可使物料在擠出過程中發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變，因而使物料

易于變形和膨脹[34]

。在本試驗(yàn)中，第二次的擠壓膨化

過程中，沒有再添加水，第一次的徑向膨化率顯著高

于第二次。此外，研究表明，植物性蛋白具有較高的

吸水性（親水性），會使熔融物料具有更高的表觀黏

度，增強(qiáng)了水與微顆粒之間的結(jié)合強(qiáng)度，從而降低了

模頭處熔體過熱時的膨脹效果[35]

。因此，二次膨化過

程中，由于自身含水量少和吸水的特性，導(dǎo)致配合飼

料膨化率顯著下降。此外，大量研究表明，膨化率與

飼料淀粉含量有關(guān)，淀粉含量的增加，擠壓產(chǎn)品的體

積膨化率增大[36-37]

。目前，膨化率與原料蛋白質(zhì)類型

之間關(guān)系的研究極少。本試驗(yàn)進(jìn)行徑向膨化率與大

豆?jié)饪s蛋白類型相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)與其他蛋白相比，

膨化率與球蛋白相關(guān)性高，兩者之間的關(guān)系仍需進(jìn)一

步研究。

容重表示膨化飼料在一定容積內(nèi)的質(zhì)量，是飼料

膨化質(zhì)量的綜合標(biāo)志。研究發(fā)現(xiàn)，在水分含量從24%

上升至 32% 過程中，容重呈持續(xù)上升趨勢[38]

。這與

Singh 等[39]

獲得的擠壓膨化豌豆蛋白的研究結(jié)果一

致。然而在本研究中，二次膨化的容重比一次膨化

大。原因可能是在第一次膨化過程中，飼料含水量

高，膨化效果好，膨化率高，飼料顆粒中氣孔數(shù)量多，

則顆粒容重越低[40]

。

飼料軟化時間是表示飼料在水體中維持顆粒一

定形態(tài)的時間，間接反映飼料在水體中的穩(wěn)定性。王

昊等[38]

研究擠壓膨化工藝參數(shù)對全植物蛋白配方的

水產(chǎn)飼料顆粒質(zhì)量的影響時發(fā)現(xiàn)，含水量充足時飼料

的膨化率顯著升高，耐水性隨之顯著升高，軟化時間

也相應(yīng)地延長。本研究也得到類似的結(jié)論。在第一

次膨化過程中，充足的含水量能夠促進(jìn)原料微顆粒之

間的均勻混合與相互交聯(lián)，使成型后顆粒經(jīng)過長時間

浸泡后更具有黏彈性，而不易潰散。因此，在本試驗(yàn)

條件下，膨化一次能夠更好地延長膨化飼料的軟化

時間。

4 結(jié)論

在本試驗(yàn)條件下，以大豆?jié)饪s蛋白作為配合飼料

的主要蛋白原料，一次膨化比二次膨化效果好。一次

膨化能較好地保存飼料中的蛋白組成含量，具有較高

的膨化率，提高在水體中的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 張澤龍, 李軍濤, 張秀霞, 等 . 魚類配合餌料中魚粉替代的研究

進(jìn)展[J]. 現(xiàn)代畜牧獸醫(yī), 2022(12): 79-85.

[2] AH A，SW A，NWF A，et al. Solid state fermented plant protein

76

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

sources as fish meal replacers in whiteleg shrimp Litopaeneus van?

namei[J]. Animal Feed Science and Technology, 2020, 264: 114474.

[3] 農(nóng)發(fā)行產(chǎn)業(yè)客戶部 . 我國大豆及油料行業(yè)分析[J]. 農(nóng)業(yè)發(fā)展與

金融, 2022(11): 59-67.

[4] 孫靜, 鄧岳松, 何托宇, 等 . 大豆?jié)饪s蛋白的營養(yǎng)價值及在水產(chǎn)

飼料中的應(yīng)用[J]. 湖南飼料, 2022(2): 29-32.

[5] ORTH R A, BUSHUK W. A comparative study of protein of

wheats of diverse baking qualities[J]. Cereal Chemistry, 1972, 49

(4): 463-484.

[6] 石培春, 張薇, 曹連莆, 等. 小麥籽粒蛋白質(zhì)組分的研究進(jìn)展[J].

種子, 2005(10): 38-41.

[7] 劉亞偉 . 小麥精深加工:分離重組轉(zhuǎn)化技術(shù)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)

出版社, 2005.

[8] 李碩碧, 高翔, 單明珠, 等 . 小麥高分子量谷蛋白亞基與加工品

質(zhì)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2001.

[9] 李重陽, 楊潔, 李軍國, 等 . 膨化工藝參數(shù)對犬糧加工質(zhì)量特性

的影響研究[J]. 飼料工業(yè), 2022, 43(21): 6-11.

[10] 葉瓊娟, 楊公明, 張全凱, 等. 擠壓膨化技術(shù)及其最新應(yīng)用進(jìn)展

[J]. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào), 2013, 4(5): 1329-1334.

[11] 王瀟, 何瑞國, 張文靜 . 不同添加量的膨化玉米對斷奶仔豬的

生長性能和養(yǎng)分消化率的影響[J]. 飼料工業(yè), 2005(23): 24-26.

[12] 李忠榮, 簡勇軍, 陳立偉, 等. 不同加工處理玉米對斷奶仔豬生

長性能的影響[J]. 畜牧與獸醫(yī), 2010, 42(12): 45-47.

[13] 阮征, 米書梅, 印遇龍 . 我國大宗非糧型飼料蛋白資源現(xiàn)狀及

高效利用[J]. 飼料工業(yè), 2015, 36(5): 51-55.

[14] 閻欣, 郭興鳳 . 擠壓膨化處理對大豆蛋白功能特性影響[J]. 糧

食加工, 2017, 42(6): 33-37.

[15] 葛春雨, 李軍國, 楊潔, 等. 二次制粒工藝下膨化玉米添加比例

對顆粒飼料加工質(zhì)量及斷奶仔豬生長性能的影響[J]. 動物營養(yǎng)

學(xué)報(bào), 2018, 30(11): 4379-4387.

[16] 毛曉英. 核桃蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)表征及其制品的改性研究[D].碩士

學(xué)位論文.無錫：江南大學(xué), 2012.

[17] 何媛媛 . 擠壓膨化高粱釀造白酒的試驗(yàn)研究[D]. 碩士學(xué)位論

文.淄博：山東理工大學(xué),2017.

[18] 殷晶晶, 趙妍, 田曉花 . 不同儲藏溫濕度對玉米中蛋白質(zhì)的影

響 [J]. 食品工業(yè)科技, 2017, 38(3): 331-335.

[19] CHEN F L, WEI Y M, ZHANG B. Chemical cross-linking and

molecular aggregation of soybean protein during extrusion cook‐

ing at low and high moisture content[J]. LWT - Food Science

and Technology, 2011, 44(4): 957-962.

[20] 巨倩. 不同比例大豆7S、11S球蛋白水分散體系性質(zhì)的研究[D].

碩士學(xué)位論文.楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué), 2019.

[21] 馬夢瑤, 謝巖黎, 范亭亭, 等. 熱加工對小麥蛋白結(jié)構(gòu)和消化特

性的影響[J]. 中國糧油學(xué)報(bào), 2021, 36(12): 50-55.

[22] 郭項(xiàng)雨, 任清, 張曉, 等. 傳統(tǒng)高溫炒制工藝對裸燕麥清蛋白和

球蛋白特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(13): 45-48.

[23] 戴曉慧, 張名位, 馬永軒, 等 . 蒸汽酶解調(diào)質(zhì)-擠壓膨化工藝改

善速食米粉沖調(diào)分散性和預(yù)消化性[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2020,

36(10): 200-209，156.

[24] 邱婷婷, 熊華, 朱雪梅, 等. 滾筒干燥和擠壓膨化對黑色谷物理

化性質(zhì)及儲藏穩(wěn)定性的影響[J]. 食品科學(xué), 2020, 41(21): 73-

83.

[25] 王婷, 趙建偉, 周星, 等. 低溫?cái)D壓對粳糙米營養(yǎng)特性及理化性

質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2019, 40(12): 12-17，25.

[26] 方浩標(biāo), 鄭經(jīng)紹, 余宏達(dá), 等. 擠壓膨化對紫糙米粉營養(yǎng)品質(zhì)及

理化性質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2021, 42(19): 70-77.

[27] 馬永軒, 張名位, 魏振承, 等. 擠壓膨化對大米和糙米理化與營

養(yǎng)特性的影響[J]. 食品研究與開發(fā), 2017, 38(12): 9-12.

[28] 肖香, 周玉蓉, 楊華平, 等. 擠壓膨化對大麥全粉理化特性的影

響[J]. 食品工業(yè)科技, 2020, 41(20): 41-45.

[29] 劉志華, 胡尚連, 韓占江, 等. 小麥蛋白質(zhì)組分與加工品質(zhì)關(guān)系

[J]. 糧食與油脂, 2003(10): 7-9.

[30] 趙乃新, 顧小紅, 蘭靜, 等. 小麥品質(zhì)性狀與蛋白組份含量關(guān)系

的研究[J]. 麥類作物學(xué)報(bào), 1998(4): 44-47.

[31] 梁榮奇, 張義榮, 尤明山, 等 . 小麥谷蛋白聚合體的 MS-SDSPAGE及其與面包烘烤品質(zhì)的關(guān)系[J]. 作物學(xué)報(bào), 2002(5): 609-

614.

[32] 張?jiān)Ｖ? 王景 . 食品擠壓加工技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京: 中國輕工

業(yè)出版社, 1998.

[33] 趙志浩, 劉磊, 張名位, 等 . 預(yù)酶解-擠壓膨化對全谷物糙米粉

品質(zhì)特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2019, 40(1): 108-116.

[34] OKE, AWONORIN, WORKNEH T S. Expansion ratio of ex‐

truded water yam (dioscorea alata) starches using a single screw

extruder[J]. African Journal of Agricultural Research, 2013, 8.

DOI:10.5897/AJAR12.1091.

[35] MORKEN T, KRAUGERUD O F, SORENSEN M, et al. Effects

of feed processing conditions and acid salts on nutrient digest‐

ibility and physical quality of soy-based diets for Atlantic

salmon (Salmo salar)[J]. Aquaculture Nutrition, 2012, 18(1): 21-

34.

[36] 劉超, 張波, 魏益民 . 影響淀粉類擠壓膨化產(chǎn)品膨化率的因素

研究進(jìn)展[J]. 中國糧油學(xué)報(bào), 2013, 28(7): 124-128.

[37] MERCIER C, FEILLET P. Modification of carbohydrate compo‐

nents by extrusion-cooking of cereal products (Wheat, rice, corn)

[J]. Cereal Chemistry, 1975, 52: 283-287.

[38] 王昊, 李軍國, 楊潔, 等. 膨化工藝參數(shù)對全植物蛋白水產(chǎn)飼料

顆粒質(zhì)量的影響[J]. 飼料工業(yè), 2021, 42(17): 26-31.

[39] SINGH B, SEKHON K S, SINGH N. Effects of moisture, tem‐

perature and level of pea grits on extrusion behaviour and prod‐

uct characteristics of rice[J]. Food Chemistry, 2007, 100(1): 198-

202.

[40] 楊潔, 李軍國, 許傳祥, 等. 不同淀粉源對水產(chǎn)膨化飼料加工及

品質(zhì)特性影響研究進(jìn)展[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2019, 43(10): 2102-

2108.

（編輯：張 雷，747334055@qq.com）

77

試 驗(yàn) 研 究 2023年第44卷第19期 總第688期

體外產(chǎn)氣法評定玉米青貯、苜蓿、燕麥、

花生秧的組合效應(yīng)

■ 馮肖然 張春桃 屠 焰*

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

摘 要：試驗(yàn)旨在通過體外產(chǎn)氣法探究相同精粗比下（C ：R）全株玉米青貯、苜蓿、燕麥草及花生

秧配比間的組合效應(yīng)，以期篩選出奶牛日糧中粗飼料的最優(yōu)組合比例。本試驗(yàn)按 C∶R=60∶40 配

制 8 種不同組合的飼糧，各組合精料均為玉米∶豆粕∶麩皮∶預(yù)混料=60∶15∶15∶10，粗飼料原

料組合分別為組合1（苜?！萌暧衩浊噘A=2∶2）、組合2（苜?！萌暧衩浊噘A=1∶3）、組合3（單一全

株玉米青貯）、組合 4（苜?！萌暧衩浊噘A∶燕麥草=1∶2∶1）、組合 5（苜蓿 ：全株玉米青貯∶花生

秧=1∶2∶1）、組合 6（全株玉米青貯∶燕麥草=2∶2）、組合 7（全株玉米青貯∶花生秧=2∶2）、組合 8

（全株玉米青貯∶燕麥草∶花生秧=2∶1∶1）。試驗(yàn)應(yīng)用 Menke體外產(chǎn)氣法分別在 2、4、8、12、16、24、

32、40、48、56、64 h和72 h測定其產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速度，并于24 h測定發(fā)酵液pH、氨態(tài)氮（NH3-N）濃度和

微生物蛋白（MCP）產(chǎn)量。結(jié)果表明，組合8在0~72 h 時的產(chǎn)氣量在數(shù)值上為各組最高，累計(jì)產(chǎn)氣量

顯著高于組合 1 和組合 3（P<0.05），但產(chǎn)氣速度各組間差異不顯著（P>0.05）。各組間 24 h發(fā)酵液存

在顯著差異（P<0.05），但均處于瘤胃發(fā)酵正常范圍。綜上所述，在本試驗(yàn)條件下，C∶R=60∶40時，不

同組合比例的粗飼料飼糧體外發(fā)酵72 h，粗料組合為全株玉米青貯∶燕麥草∶花生秧=2∶1∶1時可有

效提高瘤胃發(fā)酵水平，更大程度地發(fā)揮飼料營養(yǎng)成分互補(bǔ)的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：體外產(chǎn)氣法；粗飼料；苜蓿減量；產(chǎn)氣量；組合效應(yīng)

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.19.013

中圖分類號：S816.32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-991X（2023）19-0078-06

Evaluation of Associative Effects of Corn Silage, Alfalfa Hay, Oat Hay and Peanut Vine by

In Vitro Gas Production Method

FENG Xiaoran ZHANG Chuntao TU Yan*

（Beijing Key laboratory of Cow Nutrition, Institute of Feed Research, Chinese Academy of Agricultural Sci?

ences, Beijing 100081, China)

Abstract：The purpose of this experiment was to evaluate the associative effects of whole corn silage, al‐

falfa hay, oat hay and peanut vine under the same concentrate to forage ratio by in vitro gas production

method, in order to select the optimal combination ratio for dairy cattle. In this experiment, 8 different

combinations of diets were formulated according to concentrate∶roughage=60∶ 40. The concentrate of

each combination was corn∶soybean meal∶bran∶premix=60∶15∶15∶10, and the roughage material

combinations were combination 1 (alfalfa hay∶ whole corn silage=2∶ 2), combination 2(alfalfa hay∶

whole corn silage=1∶3), combination 3 (whole corn silage), combination 4 (alfalfa hay∶whole corn silage∶

oat hay=1∶ 2∶ 1), combination 5 (alfalfa hay ：

whole corn silage∶peanut vine=1∶2∶1), combi‐

nation 6 (whole corn silage∶oat hay=2∶2), com‐

bination7 (whole corn silage∶peanut vine=2∶ 2),

combination 8 (whole corn silage∶oat hay∶peanut

vine=2∶ 1∶ 1). Gas production and gas produc‐

tion rate were measured at 2, 4, 8, 12, 16, 24, 32,

40, 48, 56, 64 and 72 h by Menke in vitro gas

production method, pH, NH3-N and MCP of fer‐

作者簡介：馮肖然，碩士，研究方向?yàn)榉雌c動物營養(yǎng)與飼

料科學(xué)。

*通訊作者：屠焰，研究員，博士生導(dǎo)師。

收稿日期：2023-07-07

基金項(xiàng)目：家畜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目[BA‐

IC05]；中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 科 技 創(chuàng) 新 工 程 項(xiàng) 目[CAAS-ASTIPIFR-03]

78

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

mentation liquid was measured at 24 h. The results showed as follows: the gas production of combination

8 at 0 to 72 h was the highest in numerical terms, and the cumulative gas production was significantly

higher than that of combination 1 and combination 3 (P<0.05), but there was no significant difference in

gas production rate among all groups (P>0.05). There were significant differences in pH values of 24 h

fermentation solution (P<0.05), but all of them were in the normal range of rumen fermentation. In con‐

clusion, under the conditions of this experiment, when C ：R=60 ：40, the roughage diets with different

combination proportions were fermented for 72 h in vitro, and the combination effect of the roughage com‐

bination with whole corn silage∶oat hay∶peanut vine ratio=2 ：1 ：1 was the best. This combination can

effectively improve the rumen fermentation level and give full play to the advantages of dietary nutrient

complement to a greater extent.

Key words：in vitro gas production method; roughage; alfalfa reduction; gas production; combination effect

隨著國內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，飼料資源短缺問題

逐漸凸顯，優(yōu)質(zhì)粗飼料的合理利用顯得極為重要，科

學(xué)配制飼糧對提高飼料轉(zhuǎn)化率具有良好的促進(jìn)作用。

飼料中的組合效應(yīng)是指不同飼料不同成分之間的相

互作用，合理的粗飼料組合將表現(xiàn)出正組合效應(yīng)，有

利于提高飼料的利用率[1]

，是降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)畜牧

業(yè)發(fā)展的重要手段。

有著“牧草之王”美稱的苜蓿作為常用的粗飼料，

以其豐富的蛋白質(zhì)含量、優(yōu)良的纖維素和維生素[2]

，被

廣泛運(yùn)用到動物飼料配方中。但苜蓿草的供應(yīng)仍然

與養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展不相匹配，我國苜蓿利用仍部分依賴于

進(jìn)口。研究人員對于不同粗飼料組合效果的工作已

開展多年，以期達(dá)到苜蓿減量的目的。研究發(fā)現(xiàn)，玉

米纖維飼料與羊草組合替代奶牛日糧中 17% 的苜蓿

干草可降低飼料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益且對奶牛生長無

影響[3]

；Li等[4]

將辣木葉與辣木梗3∶2組合替代泌乳中

期奶牛日糧中苜蓿干草后發(fā)現(xiàn)，奶牛干物質(zhì)采食量和

產(chǎn)奶量提高，同時瘤胃發(fā)酵情況有所改善。對于其他

粗飼料，全株玉米青貯全年供應(yīng)充足，同時具有良好

的適口性和豐富的營養(yǎng)成分在反芻動物飼料中已得

到廣泛應(yīng)用。此外，花生秧作為糧食生產(chǎn)副產(chǎn)物，來

源廣，產(chǎn)量高，且具有較高的蛋白質(zhì)水平[5]

，在苜蓿替

代方面具有較大的潛在優(yōu)勢；燕麥草作為三大主要飼

草之一，營養(yǎng)價值較高，且具有易消化、可消化纖維豐

富、生物量大等優(yōu)點(diǎn)，已然成為公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)飼草[6-7]

。

充分發(fā)揮玉米青貯、燕麥、花生秧等粗飼料之間的

正組合效應(yīng)，在苜蓿干草供應(yīng)不足的背景下為牛羊養(yǎng)殖

提供優(yōu)質(zhì)粗飼料組合方案顯得尤為迫切。試驗(yàn)旨在應(yīng)

用體外產(chǎn)氣法，通過將全株玉米青貯、苜蓿干草、花生秧

和燕麥草四種粗飼料按不同比例組合后進(jìn)行評定，以更

好地利用粗飼料成分之間的相互作用，降低飼料成本。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所有飼料原料均購自內(nèi)蒙古富川飼料科

技有限公司。其中精料原料為玉米、大豆粕、麩皮，混

以10%預(yù)混料（購于北京精準(zhǔn)動物營養(yǎng)研究中心有限

公司）；粗飼料原料為全株玉米青貯、苜蓿、燕麥草、花

生秧。原料營養(yǎng)水平結(jié)果見表1。

表1 飼糧原料營養(yǎng)水平（風(fēng)干物質(zhì)基礎(chǔ)，%）

項(xiàng)目

干物質(zhì)(DM)

粗蛋白(CP)

粗灰分(Ash)

中性洗滌纖維(NDF)

酸性洗滌纖維(ADF)

半纖維素

鈣(Ca)

磷(P)

玉米

89.13

8.57

0.97

10.84

4.57

6.27

0.02

0.27

麩皮

90.09

15.90

4.08

38.80

16.65

22.15

0.11

0.92

大豆粕

89.85

45.70

5.80

11.07

7.62

3.45

0.33

0.62

全株玉米青貯

83.67

10.97

6.30

53.84

25.55

28.29

0.35

0.19

苜蓿

92.07

18.05

10.57

49.68

35.93

13.75

1.16

0.26

燕麥草

93.97

8.30

2.29

60.73

44.55

16.18

0.42

0.17

花生秧

92.34

7.52

10.24

46.37

34.05

12.32

0.94

0.10

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)按精粗比（Concentrate∶Roughage, C∶R）為

60∶40，配制了 8 種不同組合配方的飼糧，各組合精

料均為玉米∶豆粕∶麩皮∶預(yù)混料=60∶15∶15∶10，飼糧

79

試 驗(yàn) 研 究 2023年第44卷第19期 總第688期

組成如表2。

1.3 體外發(fā)酵

1.3.1 瘤胃液的采集

本 試 驗(yàn) 于 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 南 口 中 試 基 地 開

展。3 頭瘺管荷斯坦干奶牛（體重相近且健康無?。?/p>

作為體外試驗(yàn)瘤胃液的供體，奶牛于每天 07：00

和 16:00 飼喂 2 次全混合日糧（Total Mixed Ration，

TMR），TMR 組成及其營養(yǎng)水平見表 3。連續(xù)飼喂

3 d，期間奶牛自由采食和飲水。瘤胃內(nèi)容物于晨

飼前 1 h 通過瘤胃瘺管采集，經(jīng) 4 層紗布過濾于后

立即轉(zhuǎn)入 39 ℃保溫瓶帶回實(shí)驗(yàn)室，用于后續(xù)體外

發(fā)酵。

表2 試驗(yàn)飼糧組成（干物質(zhì)基礎(chǔ)，%）

組合

1

2

3

4

5

6

7

8

精料中比例

玉米

60

60

60

60

60

60

60

60

麩皮

15

15

15

15

15

15

15

15

大豆粕

15

15

15

15

15

15

15

15

預(yù)混料

10

10

10

10

10

10

10

10

粗料中比例

苜蓿

20

10

-

10

10

-

-

-

全株玉米青貯

20

30

40

20

20

20

20

20

燕麥草

-

-

-

10

-

20

-

10

花生秧

-

-

-

-

10

-

20

10

注：1. 預(yù)混料為每千克飼糧提供：VA 15 000 IU、VD 2 200 IU、VE 50 IU、Fe 55 mg、Cu 12.5 mg、Mn 47 mg、Zn 24 mg、Se

0.5 mg、I 0.5 mg、Co 0.1 mg；

2.“-”表示未添加。

表3 TMR組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

項(xiàng)目

原料組成（%）

全株玉米青貯

玉米

棉籽粕

苜蓿干草

羊草

玉米干酒糟

壓片玉米

大豆粕

甜菜粕

預(yù)混料

NaCl

合計(jì)

營養(yǎng)水平

產(chǎn)奶凈能(MJ/kg)

粗蛋白(%)

粗脂肪(%)

中性洗滌纖維(%)

酸性洗滌纖維(%)

鈣(%)

磷(%)

含量

24.53

15.73

3.31

14.31

10.20

3.11

8.17

12.32

4.81

2.95

0.56

100.00

7.13

17.36

4.56

31.34

18.50

0.68

0.41

注：1. 預(yù)混料為每千克飼糧提供：VA 15 000 IU、VD 2 200 IU、VE

50 IU、Fe 55 mg、Cu 12.5 mg、Mn 47 mg、Zn 24 mg、Se 0.5 mg、

I 0.5 mg、Co 0.1 mg；

2. 產(chǎn)奶凈能為計(jì)算值[9]

，其他營養(yǎng)水平為實(shí)測值。

1.3.2 體外發(fā)酵過程

采用 Menke[8]

的方法配制人工唾液，將人工唾液

與瘤胃液按體積比 2∶1混合均勻制成人工瘤胃培養(yǎng)

液，并通入二氧化碳（CO2

）排出空氣，用于體外發(fā)酵。

體外產(chǎn)氣試驗(yàn)于玻璃注射器內(nèi)管中進(jìn)行，每支玻璃管

中加入約0.200 g飼糧樣品，每個飼糧組合設(shè)置3個重

復(fù)，每重復(fù)6支，同時設(shè)置3支空白管。樣品放置結(jié)束

用分液器向培養(yǎng)管中分裝30.00 mL混合瘤胃液，排出

氣泡后放置于39 ℃恒溫振蕩培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)并開

始計(jì)時。試驗(yàn)所采用的設(shè)備為DSHZ-300A水域恒溫

振蕩器，發(fā)酵時間為72 h。

利用體外發(fā)酵模擬瘤胃發(fā)酵過程，在體外發(fā)酵的

第 2、4、8、12、16、24、32、36、40、48、56、64 h 和 72 h 快

速讀取玻璃注射器活塞所處刻度值，記錄產(chǎn)氣量。培

養(yǎng)到24 h時，迅速從每組各重復(fù)中取出3支培養(yǎng)管放

入冰水浴中停止發(fā)酵，用已校準(zhǔn)的pH計(jì)測定其pH并記

錄。發(fā)酵液經(jīng)低溫離心后（4 ℃，8 000 r/min，15 min），

取上清液冷凍保存，以備氨態(tài)氮（NH3-N）濃度和微生

物蛋白（Microbial Protein，MCP）產(chǎn)量的測定，剩余培

養(yǎng)管培養(yǎng)至72 h時終止。

1.4 指標(biāo)測定及方法

1.4.1 原料營養(yǎng)水平

原料營養(yǎng)水平測定中，干物質(zhì)（DM）含量是將粉

80

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

碎風(fēng)干后的樣品于 105 ℃烘箱中烘干 3 h 后測定；粗

灰分（Ash）含量是將樣品置于馬弗爐內(nèi)550 ℃灼燒8 h

后測定[10]

；粗蛋白含量利用 FOSS DumatecTM-8000 定

氮儀采用凱氏定氮法測定；中性洗滌纖維（NDF）和酸

性洗滌纖維（ADF）含量按Van Soest等[11]

的方法，采用

ANKOM-2000i 全自動纖維分析儀測定；鈣（Ca）含量

的測定采用乙二胺四乙酸二鈉絡(luò)合滴定法，磷（P）含

量的測定采用分光光度法。

1.4.2 產(chǎn)氣參數(shù)

計(jì)算體外累計(jì)凈產(chǎn)氣量和體外產(chǎn)氣動力學(xué)參數(shù)。

凈產(chǎn)氣量（mL）=某一時間段產(chǎn)氣量-該時間段內(nèi)

3支空白管的平均產(chǎn)氣量[12]

Y=B（1-e

-Ct）

式中：Y——t 時間點(diǎn) 0.200 g 組合飼糧樣本累積產(chǎn)氣

量（mL）；

B——t 時間點(diǎn) 0.200 g 組合飼糧樣本理論最大

產(chǎn)氣量（mL）；

Ct——t 時間點(diǎn) 0.200 g 組合飼糧樣本產(chǎn)氣速度

（mL/h）。

1.4.3 發(fā)酵參數(shù)

發(fā)酵液 pH 的測定采用德圖 Testo 206 pH 計(jì)，使

用前需經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)液校準(zhǔn)；NH3-N 濃度采用堿性次氯酸

鈉-苯酚分光光度法測定；MCP 產(chǎn)量的測定采用嘌呤

法，利用酵母 RNA做標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用分光光度計(jì)測定

其吸光度值，計(jì)算微生物蛋白質(zhì)量濃度。

微生物蛋白氮=RNA 測定值×RNA 含氮量/細(xì)菌

中RNA含氮量×稀釋倍數(shù)

微生物蛋白產(chǎn)量=微生物蛋白氮×6.25[12]

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)采用 Excel 2019 進(jìn)行初步整理，使用 SAS

9.2 處理軟件 NLIN（Nonlinear regression）程序計(jì)算 B

和 c 等 發(fā) 酵 參 數(shù) ，采 用 單 因 素 方 差 分 析 (one-way

ANOVA)程序進(jìn)行分析。利用 Duncan’s 法進(jìn)行多重

比較，P<0.05表示差異，P≥0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)氣曲線

由圖 1 可知，在 C∶R=60∶40 下，精料配比為玉

米∶豆粕∶麩皮∶預(yù)混料=60∶15∶15∶10，不同粗

料組合在各時間點(diǎn)產(chǎn)氣量的動態(tài)變化，呈先緩慢升

高，再快速升高，最后趨于平緩的趨勢。在0~4 h除組

合 8 產(chǎn)氣量快速升高外，其他組合產(chǎn)氣量均緩慢升

高；在 4~48 h時各組合產(chǎn)氣量上升速度較快，之后趨

于平穩(wěn)直至 72 h。組合 8 的產(chǎn)氣量速度最快且產(chǎn)量

最大，其他組合的體外產(chǎn)氣均有較長的延滯期，組合

2、組合1的產(chǎn)氣量相近，組合3產(chǎn)氣量最少。體外累計(jì)產(chǎn)氣量(mL)

2 4 8 12 72

80

70

60

50

40

30

20

10

0 16 24 32 40 48 56 64

組合1

組合2

組合3

組合4

組合5

組合6

組合7

組合8

時間（h）

圖1 體外產(chǎn)氣曲線

2.2 體外產(chǎn)氣參數(shù)

底物發(fā)酵的體外產(chǎn)氣參數(shù)與產(chǎn)氣曲線相對應(yīng)，各

組合的實(shí)際產(chǎn)氣量與理論產(chǎn)氣量均較接近。在C∶R=

60∶40下，組合8的理論產(chǎn)氣量最大，為78.696 mL，其

次是組合組合 6，為 67.746 mL，兩者差異不顯著（P>

0.05）；體外產(chǎn)氣速度最快的是組合 7，為 0.101 mL/h，

這與產(chǎn)氣曲線中上升趨勢較為一致，但產(chǎn)氣速度各組

之間差異不顯著（P>0.05）。

2.3 24 h發(fā)酵液發(fā)酵參數(shù)

如表 5 所示，24 h 時發(fā)酵樣品之間 pH 存在顯著

差異（P<0.05）。8 個不同的粗飼料組合 pH 在 6.23~

6.55，相較于組合 1、4、8，組合 2、3 的 pH 較?。≒<

0.05），均為 6.23。NH3-N 濃度各組合含量，在 5.45~

55.66 mg/dL，其中組合6 NH3-N濃度顯著高于其他組

合，組合 1顯著低于其他組合（P<0.05）。MCP產(chǎn)量各

組間無顯著差異（P>0.05）。

3 討論

3.1 產(chǎn)氣曲線

體外產(chǎn)氣量一定程度上反映了發(fā)酵底物的營養(yǎng)

水平。瘤胃中的微生物通過對飼料的附著與分解，降

解碳水化合物等生成揮發(fā)性脂肪酸的同時產(chǎn)生 CH4、

CO2和少量 H2，因此也間接反映了瘤胃微生物的活性

情況[13]

。產(chǎn)氣曲線顯示，試驗(yàn)中組合 8的產(chǎn)氣過程有

快速增加和趨于平穩(wěn)兩個階段，而其他組合飼料經(jīng)歷

了0~4 h緩慢增加，4~48 h快速增加，48 h后趨于平穩(wěn)

三個階段，這與李文娟等[14]

對經(jīng)濟(jì)作物副產(chǎn)品進(jìn)行體

外試驗(yàn)的產(chǎn)氣結(jié)果較為一致。發(fā)酵初期產(chǎn)氣量較為

緩慢原因可能是發(fā)酵底物中一部分的碳水化合物等

可消化物質(zhì)用于瘤胃微生物自身繁殖[15]

；隨著時間的

推移，環(huán)境中可消化的成分和產(chǎn)甲烷菌的含量越來越

81

試 驗(yàn) 研 究 2023年第44卷第19期 總第688期

多[16]

，產(chǎn)氣量隨即升高；發(fā)酵到一定時間后，可利用的

營養(yǎng)物質(zhì)變少且發(fā)酵環(huán)境逐漸改變，不再是微生物發(fā)

酵的適宜環(huán)境，由此產(chǎn)氣量趨于穩(wěn)定。根據(jù)產(chǎn)氣量和

產(chǎn)氣曲線的結(jié)果可知，全株玉米青貯與燕麥花生秧的

組合有良好的正組合效應(yīng)，在未來的粗飼料利用中有

一定的借鑒價值。

表5 24 h發(fā)酵液發(fā)酵參數(shù)

項(xiàng)目

組合1

組合2

組合3

組合4

組合5

組合6

組合7

組合8

SEM

P值

pH

6.55a

6.23b

6.23b

6.48a

6.44ab

6.38ab

6.38ab

6.47a

0.025

0.010

NH3

-N(mg/dL)

5.45c

22.24b

16.29b

20.21b

18.85b

55.66a

17.31b

17.61b

2.381

<0.01

MCP(mg/mL)

1.00

1.02

1.02

1.03

1.04

1.04

1.04

1.07

0.034

0.664

3.2 產(chǎn)氣參數(shù)

本試驗(yàn)中各組理論產(chǎn)氣量間存在顯著差異（P<

0.05），但 0~72 h 各粗飼料組合理論產(chǎn)氣量與實(shí)際產(chǎn)

氣量基本一致。不同的發(fā)酵底物由于營養(yǎng)成分組成

不同，理論產(chǎn)氣量也相應(yīng)不同。蘆巖等[17]

在對秸稈混

合甜菜渣發(fā)酵時發(fā)現(xiàn)體外發(fā)酵產(chǎn)氣量與飼料碳水化

合物呈正相關(guān)；Nsahlai 等[18]

研究發(fā)現(xiàn)，體外發(fā)酵理論

產(chǎn)氣量與飼料中 CP 含量呈正相關(guān)，與 NDF 和木質(zhì)素

呈負(fù)相關(guān)；Menke 等[19]

報(bào)道，產(chǎn)氣量與有機(jī)物消化率

有高度正相關(guān)關(guān)系。原因是碳水化合物等物質(zhì)可被

快速利用，而纖維類物質(zhì)的致密結(jié)構(gòu)阻礙了糖類等營

養(yǎng)物質(zhì)的分解。本試驗(yàn)中組合 8 的 72 h 總產(chǎn)氣量數(shù)

值最大，且產(chǎn)氣迅速，組合 7次之，二者產(chǎn)氣量間無顯

著差異（P>0.05），表現(xiàn)出更好的發(fā)酵性能。原因可能

是花生秧中含有豐富的蛋白質(zhì)，大量可消化纖維和干

物質(zhì)含量甚至優(yōu)于苜蓿[1]

，三種飼料的組合一定程度

上達(dá)到瘤胃發(fā)酵能氮平衡，提高了微生物活性從而進(jìn)

一步促進(jìn)了微生物對有機(jī)物的分解能力[20]

，這也表明

全株玉米青貯、燕麥和花生秧之間存在一定的正組合

效應(yīng)。與其他各組合相比，單一玉米青貯作為發(fā)酵底

物時產(chǎn)氣量在數(shù)值上處于最低。玉米青貯飼料中主

要營養(yǎng)成分為 CP、NDF和 ADF，粗纖維含量和木質(zhì)化

程度會影響瘤胃的降解率[21]

，且 NDF 與 CP 的比值越

大則越容易導(dǎo)致產(chǎn)氣停滯期變長，發(fā)酵速率變低[22]

。

試驗(yàn)中所選玉米青貯 NDF/CP 比例高達(dá) 4.91，日糧中

不平衡的 C、N 供給導(dǎo)致瘤胃微生物生長所需營養(yǎng)得

不到充分滿足，是造成單一全株玉米青貯作為粗飼料

發(fā)酵程度較差的重要原因，應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中引起

注意。

3.3 發(fā)酵參數(shù)

pH 是常用的反映瘤胃發(fā)酵情況的重要指標(biāo)，飼

糧組成比例和營養(yǎng)成分的變化均會導(dǎo)致 pH 的改變。

研究指出瘤胃內(nèi)正常發(fā)酵的 pH 范圍為 5.5~7.0[23]

，本

試驗(yàn)中 8 個不同的粗飼料組合 pH 在 6.23~6.55，均在

正常范圍內(nèi)，但各組間存在一定差異。相較于組合1、

組合4和組合8三種粗飼料組合來說，組合2和組合3

兩組的pH顯著降低（P<0.05）。優(yōu)質(zhì)玉米青貯飼料的

pH 不超過 4，當(dāng)瘤胃發(fā)酵過程中存在過多玉米青貯

時，可能會由于飼料本身的pH導(dǎo)致瘤胃pH一定程度

的降低，但本試驗(yàn)條件下各組 pH 均處于正常發(fā)酵

范圍。

瘤胃中 NH3-N 是微生物對日糧中蛋白質(zhì)和非蛋

表4 體外產(chǎn)氣動力學(xué)參數(shù)

項(xiàng)目

組合1

組合2

組合3

組合4

組合5

組合6

組合7

組合8

SEM

P值

72 h實(shí)際產(chǎn)氣量(mL)

41.337d

46.670cd

36.837d

46.003cd

55.170bc

67.937ab

62.170b

78.670a

3.119 4

0.000 1

理論產(chǎn)氣量(mL)

42.789d

48.855cd

38.744d

45.133cd

55.147bcd

67.746ab

60.464bc

78.696a

3.055 9

0.000 6

體外產(chǎn)氣速度(mL/h)

0.068

0.063

0.071

0.073

0.081

0.089

0.101

0.092

0.005 0

0.558 7

注：同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不含有相同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），含有相同字母或無字母表示差異不顯著（P>0.05）；下表同。

82

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

白氮利用情況的表征，同時與瘤胃壁的吸收和微生物

合成微生物蛋白密切相關(guān)[24]

。研究表明，瘤胃NH3-N

濃度在 6.3~27.5 mg/dL 時更有利于微生物的繁殖[25]

。

本試驗(yàn)中各組合 NH3-N 濃度在 5.45~55.66 mg/dL，

組合 6 瘤胃 NH3-N 濃度較高的原因可能是由于體外

試驗(yàn)的培養(yǎng)管中缺少瘤胃壁對其吸收造成累積，導(dǎo)致

代謝滯后，具體原因尚不明確還需進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

在苜蓿資源利用受限的背景下，綜合本試驗(yàn)各項(xiàng)

指標(biāo)結(jié)果，認(rèn)為在 C∶R=60∶40 的條件下，粗飼料組

合及比例為全株玉米青貯∶燕麥∶花生秧=2∶1∶1

時，組合效果達(dá)到最佳狀態(tài)。因此在實(shí)際生產(chǎn)中可以

考慮添加花生秧和燕麥作為粗飼料的補(bǔ)充來源。但

具體效果還需開展動物試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1] ZHANG H, ZHANG L, XUE X, et al. Effect of feeding a diet com‐

prised of various corn silages inclusion with peanut vine or wheat

straw on performance, digestion, serum parameters and meat nutri‐

ents in finishing beef cattle[J]. Animal Bioscience, 2022, 35(1):

29-38.

[2] 盧強(qiáng), 于浩然, 任志花, 等. 苜蓿青貯添加劑研究進(jìn)展[J]. 草原與

草業(yè), 2018, 30(3): 1-4.

[3] 郝小燕. 奶牛日糧中玉米纖維飼料與羊草組合替代苜蓿干草飼

喂效果的研究[D]. 博士學(xué)位論文. 哈爾濱: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué), 2017.

[4] LI Y, ZHANG G N, XU H J, et al. Effects of replacing alfalfa hay

with moringa oleifera leaves and peduncles on intake, digestibil‐

ity, and rumen fermentation in dairy cows[J]. Livestock Science,

2019, 220: 211-216.

[5] QIN M Z，SHEN Y X. Effect of application of a bacteria inoculant

and wheat bran on fermentation quality of peanut vine ensiled

alone or with corn stover[J]. Journal of Integrative Agriculture,

2013, 12(3): 556-560.

[6] 楊春, 王國剛, 王明利. 我國的燕麥草生產(chǎn)和貿(mào)易[J]. 草業(yè)科學(xué),

2017, 34(5): 1129-1135.

[7] 何江峰, 王力偉, 蘇少鋒, 等 . 飼草燕麥的營養(yǎng)特性及其在反芻

動物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 中國畜牧雜志, 2023, 59(6): 82-

86.

[8] MENKE K H. Estimation of the energetic feed value obtained

from chemical analysis and in vitro gas production using rumen

fluid[J]. Animal Research and Development, 1988, 28: 7-55.

[9] ALI M, VAN DUINKERKEN G, CONE J, et al. Relationship be‐

tween chemical composition and in situ rumen degradation charac‐

teristics of maize silages in dairy cows[J]. Animal, 2014, 8(11):

1832-1838.

[10] 楊勝. 飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)[M]. 北京: 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)

出版社, 1993.

[11] VAN SOEST P V, ROBERTSON J B, LEWIS B A. Methods for

dietary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccha‐

rides in relation to animal nutrition[J]. Journal of Dairy Science,

1991, 74(10): 3583-3597.

[12] 王璐菊, 郭全奎, 張瑞年, 等. 日糧中添加丁酸梭菌對奶牛瘤胃

體外發(fā)酵及其產(chǎn)奶性能的影響[J]. 飼料工業(yè), 2023, 44(12): 49-

54.

[13] 李志堅(jiān), 胡躍高. 飼用黑麥生物學(xué)特性及其產(chǎn)量營養(yǎng)動態(tài)變化

[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2004(1): 45-51.

[14] 李文娟, 王世琴, 姜成鋼, 等. 體外法評定南方4種經(jīng)濟(jì)作物副

產(chǎn)品及3種暖季型牧草的營養(yǎng)價值研究[J]. 畜牧與獸醫(yī), 2017,

49(4): 33-39.

[15] 李滿雙, 薛樹媛, 王超, 等. 體外產(chǎn)氣法研究沙柳混合發(fā)酵飼料

對綿羊瘤胃內(nèi)環(huán)境參數(shù)的影響[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2015, 27(6):

1943-1953.

[16] 牛驍麟, 郭濤, 周文靜, 等. 日糧粗蛋白質(zhì)水平對育肥湖羊瘤胃微

生物組成和發(fā)酵參數(shù)的影響[J]. 草業(yè)科學(xué), 2020, 37(5): 975-983.

[17] 蘆巖, 張伶俐, 羅遠(yuǎn)琴, 等. 不同比例棉稈和甜菜渣混合發(fā)酵產(chǎn)

物的體外產(chǎn)氣特性及發(fā)酵參數(shù)的研究[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2020, 29

(5): 58-66.

[18] NSAHLAI I, SIAW D, OSUJI P. The relationships between gas

production and chemical composition of 23 browses of the genus

Sesbania[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,

1994, 65(1): 13-20.

[19] MENKE K, RAAB L, SALEWSKI A, et al. The estimation of the

digestibility and metabolizable energy content of ruminant feed‐

ingstuffs from the gas production when they are incubated with

rumen liquor in vitro[J]. The Journal of Agricultural Science,

1979, 93(1): 217-222.

[20] 孫國強(qiáng), 呂永艷, 張杰杰 . 利用體外瘤胃發(fā)酵法研究全株玉米

青貯與花生蔓和羊草間的組合效應(yīng)[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2014, 23(3):

224-231.

[21] 李媛, 刁其玉, 孔路欣, 等. 辣木在奶牛瘤胃中的降解特性研究

[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 26(10): 140-148.

[22] 李袁飛, 郝建祥, 馬艷艷, 等. 體外瘤胃發(fā)酵法評定不同類型飼

料的營養(yǎng)價值[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2013, 25(10)：2403-2413.

[23] CHEN L, DONG Z, LI J, et al. Ensiling characteristics, in vitro

rumen fermentation, microbial communities and aerobic stability

of low-dry matter silages produced with sweet sorghum and

alfalfa mixtures[J]. Journal of the Science of Food and Agricul‐

ture, 2019, 99(5): 2140-2151.

[24] 何文濤, 屠焰, 楊春濤, 等. 蛋氨酸羥基類似物體外降解規(guī)律研

究及對其化學(xué)成分潛在風(fēng)險的檢測[J]. 飼料工業(yè), 2023, 44

(12): 41-48.

[25] CALSAMIGLIA S, FERRET A, DEVANT M. Effects of pH and

pH fluctuations on microbial fermentation and nutrient flow from

a dual-flow continuous culture system[J]. Journal of Dairy Sci‐

ence 2002, 85(3): 574-579.

（編輯：張 雷，747334055@qq.com）

83

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

發(fā) 酵 菌 劑 對 稻 草 型 飼 糧 體 外 發(fā) 酵 特 性 的 影 響

■ 田雨晴1 張一平1 李秋鳳1* 曹玉鳳1 吳春會1 王明亞1 張秀江2 肖 陽3

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，河北保定 071000；2.保定市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北保定 071000；

3.定興縣動物疫病預(yù)防控制中心，河北保定 072650）

摘 要：為了探究稻草與全株玉米青貯比例和發(fā)酵菌劑在混合飼糧中的組合效應(yīng)，采用雙因子

完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將不同稻草與全株玉米青貯比例（100∶0、80∶20、60∶40、40∶60、20∶80、0∶

100）和發(fā)酵菌劑（未添加發(fā)酵菌劑、添加發(fā)酵菌劑）的混合飼糧進(jìn)行體外發(fā)酵，測定常規(guī)發(fā)酵指標(biāo)并

進(jìn)行隸屬函數(shù)分析。結(jié)果表明：①稻草與全株玉米青貯的比例對產(chǎn)氣量（GP）有顯著影響（P<0.05），

隨著稻草比例的減少，GP總體上呈上升趨勢；添加發(fā)酵菌劑對GP有顯著影響（P<0.05）；稻草添加比

例和發(fā)酵菌劑的互作效應(yīng)在8、36、48 h影響顯著（P<0.05）。②稻草與全株玉米青貯的比例對干物質(zhì)

降解率（DMD）有顯著影響（P<0.05）。③稻草與全株玉米青貯的比例以及添加發(fā)酵菌劑對pH均有顯

著影響（P<0.05），pH 范圍為 6.85~7.12。④添加發(fā)酵菌劑顯著降低了稻草與全株玉米青貯的比例為

80∶20和20∶80時的氨態(tài)氮（NH3-N）。⑤稻草與全株玉米青貯的比例對丙酸（PA）、丁酸（BA）和乙/丙

（AA/PA）有顯著影響（P<0.05），添加發(fā)酵菌劑對乙酸（AA）、丙酸、總揮發(fā)性脂肪酸（T-VFA）有顯著影

響（P<0.05），稻草添加比例和添加發(fā)酵菌劑對乙/丙的互作效應(yīng)顯著（P<0.05）。隸屬函數(shù)分析表明，當(dāng)

稻草與全株玉米青貯比例為40∶60、20∶80、0∶100時無論是否添加發(fā)酵菌劑，發(fā)酵效果均優(yōu)于稻草與

全株玉米青貯比例為100∶0、80∶20、60∶40時，其中稻草與全株玉米青貯的比例在20∶80時發(fā)酵效

果更好；當(dāng)?shù)静菖c全株玉米青貯比例為40∶60、20∶80、0∶100時可不添加發(fā)酵菌劑，以降低成本。

關(guān)鍵詞：體外發(fā)酵；發(fā)酵菌劑；稻草；全株玉米青貯；隸屬函數(shù)

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.19.014

中圖分類號：S816.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-991X（2023）19-0084-06

Effects of Fermenting Bacteria on In Vitro Fermentation Characteristics of Rice Straw Diet

TIAN Yuqing1

ZHANG Yiping1

LI Qiufeng1*

CAO Yufeng1

WU Chunhui1

WANG Mingya1

ZHANG Xiujiang2

XIAO Yang3

(1. College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Hebei Baoding 071000,

China; 2. Baoding Agricultural and Rural Bureau, Hebei Baoding 071000, China; 3. Dingxing County

Animal Epidemic Prevention and Control Center, Hebei Baoding 072650, China)

Abstract：In order to explore the combination effect of rice straw and whole corn silage ratio and ferment‐

ing bacteria in mixed diet, a double factor completely randomized design of experiments was used to fer‐

ment the mixed diet of different rice straw to whole plant corn silage ratios (100∶0, 80∶20, 60∶40, 40∶

60, 20∶80, 0∶100) and yeast agent (without yeast agent added, with yeast agent added) in vitro, deter‐

mine the conventional fermentating indexes and

conduct the membership function analysis. The re‐

sults showed that: ① the ratio of rice straw to

whole plant corn silage had a significant impact

on gas production (GP) (P<0.05), and as the ratio

of rice straw decreased, GP showed an overall up‐

ward trend; The addition of fermenting bacteria

had a significant impact on GP (P<0.05); the inter‐

action effect between the addition ratio of straw

and fermenting bacteria was significant at 8 hours,

作者簡介：田雨晴，碩士，研究方向?yàn)閯游餇I養(yǎng)與飼料

科學(xué)。

*通訊作者：李秋鳳，教授，碩士生導(dǎo)師。

收稿日期：2023-07-07

基金項(xiàng)目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助項(xiàng)目[CARS37]；河北省二期現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系肉牛創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)高效養(yǎng)

殖崗位建設(shè)項(xiàng)目[HBCT2018130202]；河北省優(yōu)質(zhì)粗飼料防霉

及高效利用關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目[19226615D]

84

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

36 hours, and 48 hours (P<0.05). ② The ratio of rice straw to whole plant corn silage has a significant

impact on the dry matter degradation rate (DMD) (P<0.05). ③ The ratio of rice straw to whole plant corn

silage and the addition of fermenting bacteria have significant effects on pH (P<0.05), with a pH range of

6.85-7.12. ④ The addition of fermenting bacteria significantly reduced the NH3-N at the ratio of rice

straw to whole plant corn silage at 80∶20 and 20∶80. ⑤ The ratio of rice straw to whole plant corn si‐

lage had a significant impact on propionic acid (PA), butyric acid (BA), and acetic acid/propionic acid

(AA/PA) (P<0.05). The addition of fermenting bacteria had a significant impact on acetic acid (AA), pro‐

pionic acid, and total volatile fatty acids (T-VFA) (P<0.05). The addition ratio of rice straw and ferment‐

ing bacteria had a significant interaction effect on acetic acid/propionic acid (P<0.05). The membership

function analysis shows that when the ratio of rice straw to whole plant corn silage are 40∶60, 20∶80,

0∶100, regardless of whether fermenting bacteria are added, the fermentation effect is better than when

the ratio of rice straw to whole plant corn silage are 100∶0, 80∶20, 60∶40, among which the ferment‐

ing bacteria effect is better when the ratio of rice straw to whole plant corn silage is 20∶80; when the ra‐

tio of rice straw to whole plant corn silage are 40∶60, 20∶80, 0∶100, no fermenting bacteria can be

added to reduce costs.

Key words：in vitro fermentation; fermenting bacteria; rice straw; whole corn silage; membership function

當(dāng)前，我國農(nóng)作物生產(chǎn)技術(shù)不斷提升，水稻產(chǎn)量

穩(wěn)步增長，而稻草秸稈作為水稻農(nóng)作物的副產(chǎn)物，其

利用方式還主要集中在作為生活燃料、秸稈還田和露

天燃燒。稻草秸稈雖然可以作為飼草飼喂動物，但因

營養(yǎng)水平低、適口性差，限制了其在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)

用[1]

。李婭楠[2]

研究表明，在稻草中添加微生物菌劑

后可降低酸度，提高稻草有機(jī)物消化率和代謝能，提

升稻草的營養(yǎng)價值。全株玉米青貯適口性較好，采食

量和消化率較秸稈類高，是易發(fā)酵的優(yōu)質(zhì)粗飼料，其與

秸稈組合可能對消化率的提高起到促進(jìn)作用[3]

。李蓓

蓓等[4]

利用體外發(fā)酵技術(shù)研究了玉米秸稈青貯飼料和

谷草不同比例組合的瘤胃發(fā)酵效果，結(jié)果顯示玉米秸

稈青貯飼料和谷草比例為 80∶20的組合最有利于瘤

胃發(fā)酵。目前，稻草秸稈與全株玉米青貯的組合發(fā)酵

效果尚未見報(bào)道。鑒于此，本試驗(yàn)在不添加發(fā)酵菌劑

和添加發(fā)酵菌劑的條件下通過體外產(chǎn)氣法研究稻草秸

稈與全株玉米青貯不同比例組合對混合飼糧體外發(fā)酵

的影響，通過隸屬函數(shù)法綜合分析了混合飼糧的發(fā)酵

效果，為稻草秸稈在反芻動物飼養(yǎng)中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)原料為稻草、全株玉米青貯、精料（壓片玉

米、甜菜顆粒、全棉籽、豆粕、精補(bǔ)料），均來自于保定

市滿城宏達(dá)牧業(yè)有限公司。發(fā)酵菌劑，主要成分為復(fù)

合酶、GE 生物制劑、植物甾醇、微生態(tài)制劑等。稻草

和全株玉米青貯的營養(yǎng)水平見表1。

表1 稻草和全株玉米青貯的營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)，%）

營養(yǎng)水平

粗蛋白（CP）

粗脂肪（EE）

中性洗滌纖維（NDF）

酸性洗滌纖維（ADF）

稻草

3.62

1.26

65.79

38.88

全株玉米青貯

6.56

2.50

48.61

27.24

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用雙因子完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，兩因子分別為稻

草與全株玉米青貯比例、發(fā)酵菌劑。稻草與全株玉米

青貯比例（A）設(shè)6個水平，分別為T1（100∶0）、T2（80∶

20）、T3（60∶40）、T4（40∶60）、T5（20∶80）、T6（0∶

100）；發(fā)酵菌劑（B）設(shè) 2個水平，分別為 B1（未添加發(fā)

酵菌劑）、B2（添加發(fā)酵菌劑）。發(fā)酵菌劑按照推薦添

加量（0.1%）溶于適量純化水中，均勻噴灑在飼糧表

面，處理時間 10 min。試驗(yàn)共 12 個處理，每處理 3 次

重復(fù)。試驗(yàn)飼糧中粗飼料與精料的比例為 1∶1。試

驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

1.3 瘤胃液來源及人工瘤胃緩沖液的配制

選擇 3 頭體況良好、體重接近、安裝永久性瘤胃

瘺管的荷斯坦奶牛作為瘤胃液供體奶牛。瘺管牛選

自保定市滿城宏達(dá)牧業(yè)有限公司，欄養(yǎng)，自由采食與

飲水，飼糧組成及營養(yǎng)水平見表 3。人工瘤胃緩沖液

參照Menke等[5]

的方法進(jìn)行配制。

85

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及精粗料組成（g）

項(xiàng)目

未添加發(fā)酵菌劑（B1）

添加發(fā)酵菌劑（B2）

組別

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T1

T2

T3

T4

T5

T6

精料

125

125

125

125

125

125

125

125

125

125

125

125

粗料

稻草

125

100

75

50

25

0

125

100

75

50

25

0

全株玉米青貯

0

25

50

75

100

125

0

25

50

75

100

125

表3 瘤胃液供體牛的飼糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ))

項(xiàng)目

原料組成（%）

玉米

豆粕

棉籽粕

干酒糟及其可溶物

石粉

預(yù)混料

小蘇打

氯化鈉

全株玉米青貯

羊草

合計(jì)

營養(yǎng)水平

綜合凈能（NEmf，MJ/kg）

粗蛋白（CP，%）

中性洗滌纖維（NDF，%）

酸性洗滌纖維（ADF，%）

鈣（Ca，%）

總磷（TP，%）

含量

20.50

4.36

9.36

3.69

0.49

0.50

0.70

0.40

40.00

20.00

100.00

6.50

13.93

36.80

17.10

0.65

0.40

注：1. 預(yù)混料為每千克飼糧提供：VA 4 200 IU、VD3 750 IU、VE 35 IU、

Cu 10 mg、Zn 45 mg、Mn 40 mg、Co 0.35 mg、I 0.35 mg、Se

0.25 mg；

2. 綜合凈能為計(jì)算值，其他均為實(shí)測值。

1.4 體外發(fā)酵試驗(yàn)

按不同比例組合處理，分別稱取0.5 g樣品（dry mat‐

ter，DM）放入已知重量的纖維袋中密封，放入100 mL已

編號的發(fā)酵瓶中。體外培養(yǎng)所需瘤胃液于晨飼前采集，

經(jīng)4層紗布過濾到密封厭氧且提前預(yù)熱的保溫瓶中（過

程中持續(xù)通入CO2使其達(dá)到厭氧條件），并于30 min內(nèi)

送回實(shí)驗(yàn)室。每個發(fā)酵瓶中加入15 mL瘤胃液和45 mL

緩沖液（39 ℃水?。?，期間不斷通入CO2

，保證厭氧條件，

然后用橡膠塞和鋁制蓋密封發(fā)酵瓶，置于39 ℃恒溫氣浴

搖床中，轉(zhuǎn)速保持為125 r/min，同時設(shè)置2個空白對照，

開始發(fā)酵。分別于發(fā)酵2、4、8、12、24、36、48 h測量發(fā)酵

瓶中的產(chǎn)氣值，并用空白值進(jìn)行校對。

1.5 常規(guī)發(fā)酵指標(biāo)測定

干物質(zhì)降解率（DMD）：48 h后體外發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)束

后，將纖維袋取出，用清水及純化水洗凈，放入烘箱中

65 ℃烘干48 h至恒重，取出并稱重，通過發(fā)酵前后底

物重量差計(jì)算 DMD。pH：用 UB-7 pH 測定儀（美國）

測定；氨態(tài)氮（NH3-N）：采用馮宗慈等[6]

的比色法，用

UV-2102PCS 型紫外光可見分光光度計(jì)進(jìn)行測定；產(chǎn)

氣量（GP）：采用 Rogerio 等[7]

的方法計(jì)算；揮發(fā)性脂肪

酸（VFA）：使用安捷倫 7890A氣相色譜（美國）參照外

標(biāo)分析法[8]

測定。

1.6 隸屬函數(shù)評價

采用隸屬函數(shù)評價法對各個處理進(jìn)行綜合評價，

得出最佳處理[9]

。

具體公式為：UX（+）=（Xij-Ximin）（/ Ximax-Ximin）

UX（-）=1-UX（+）

式中：X——樣品各指標(biāo)測定值；

UX（+）——各指標(biāo)呈正相關(guān)隸屬函數(shù)值；

UX（-）——各指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)隸屬函數(shù)值；

Xij——某樣品某指標(biāo)測定值；

Ximax——某樣品某指標(biāo)最大測定值；

Ximin——某樣品某指標(biāo)最小測定值。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用 Excel 軟件進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)，然后采用

SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件中一般線性模型進(jìn)行雙因子方差分

析，用Duncan’s法進(jìn)行組間多重比較，以P<0.05作為差

異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑對 GP

的影響

由表 4可知，隨著發(fā)酵時間的延長，GP 呈逐漸上

升的趨勢，而且隨著稻草比例的減少，GP總體上呈上

升趨勢。在稻草與全株玉米青貯比例的因素下，GP

呈先升高后降低再升高的趨勢，稻草與全株玉米青貯

比例對GP具有顯著影響（P<0.05）。添加發(fā)酵菌劑對

GP有顯著影響（P<0.05）。稻草比例與發(fā)酵菌劑的互

作效應(yīng)在8、36、48 h時差異顯著（P<0.05）。

2.2 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑對

DMD、pH、NH3-N濃度的影響

86

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

表4續(xù) 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑對產(chǎn)氣量的影響(mL/g)

組別

T1

T2

T3

T4

T5

T6

SEM

P值

A

B

A×B

發(fā)酵時間

24 h

B1

28.86±2.44Bd

32.44±2.94Bcd

30.80±8.26Bd

40.16±2.37bc

47.18±6.97ab

52.51±3.63a

1.53

<0.001

0.004

0.173

B2

35.62±4.91Ac

41.16±3.76Abc

40.04±1.31Abc

42.88±3.73b

45.72±1.98b

53.22±0.89a

36 h

B1

34.58±3.42c

40.27±3.55c

38.50±8.36Bc

51.13±1.98b

59.96±6.73ab

64.87±3.28a

2.41

<0.001

0.027

0.025

B2

43.26±6.71c

49.47±4.82bc

48.08±0.71Abc

51.59±3.23b

54.69±2.16b

63.15±0.57a

48 h

B1

38.67±4.18c

44.62±3.81Bc

43.10±8.70Bc

56.91±2.54b

67.73±5.51a

71.44±2.76a

2.57

<0.001

<0.001

0.014

B2

53.31±10.00c

60.71±4.93Abc

58.08±0.64Abc

62.15±3.95bc

64.71±3.42b

74.96±1.54a

注：同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不含有相同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）；同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不含有相同大寫字母表示差異顯著（P<

0.05）；含有相同字母表示差異不顯著（P>0.05）；下表同。

表4 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑對產(chǎn)氣量的影響(mL/g)

組別

T1

T2

T3

T4

T5

T6

SEM

P值

A

B

A×B

發(fā)酵時間

2 h

B1

1.80±0.58Aab

2.06±1.64ab

0.68±0.77b

0.55±0.37b

1.80±0.95ab

2.68±0.22Aa

0.38

0.024

<0.001

0.158

B2

0.49±0.21B

0.37±0.37

0.12±0.21

0.12±0.21

0.37±0.00

0.37±0.00B

4 h

B1

4.04±0.58ab

5.06±1.99ab

2.79±1.34b

3.04±0.57b

5.05±1.74ab

5.93±1.10Aa

0.59

0.016

0.022

0.242

B2

3.81±0.58

3.94±0.78

2.92±0.21

3.18±0.01

3.42±0.23

3.68±0.79B

8 h

B1

12.96±1.66bc

14.11±2.09bc

10.63±2.52c

11.82±0.80bc

15.33±2.19ab

18.02±1.82Aa

0.89

0.003

0.007

0.002

B2

11.58±1.13ab

13.47±1.74a

11.50±1.07ab

12.84±0.24ab

13.23±0.23a

11.18±0.79Bb

12 h

B1

19.46±1.65c

21.81±2.55Bbc

18.88±4.59c

21.83±1.61bc

26.72±3.20ab

31.94±3.18a

1.53

<0.001

0.001

0.189

B2

23.60±3.00b

27.32±2.67Ab

25.77±1.16b

25.87±3.47b

26.64±1.21b

32.35±0.80a

由表 5可知，在稻草與全株玉米青貯比例的因素

下，DMD、pH 差異顯著（P<0.05），DMD 隨稻草比例的

降低總體上呈上升的趨勢，pH 隨稻草比例的降低總

體上呈下降的趨勢。發(fā)酵菌劑對 pH、NH3-N 具有顯

著影響（P<0.05）。DMD、pH、NH3-N 的比例與發(fā)酵菌

劑的互作效應(yīng)均不顯著（P>0.05）。

2.3 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑對 VFA

的影響

由表 6 可知，稻草與全株玉米青貯比例對丙酸

（PA）、丁酸（BA）和乙丙比（AA/PA）具有顯著影響（P<

0.05），對乙酸（AA）和總揮發(fā)性脂肪酸（T-VFA）無顯

著影響（P>0.05）。添加發(fā)酵菌劑對 AA、PA、T-VFA

有顯著影響（P<0.05）。AA/PA 的稻草與全株玉米青

貯比例與發(fā)酵菌劑的互作效應(yīng)顯著（P<0.05），其他指

標(biāo)互作效應(yīng)均不顯著（P>0.05）。

2.4 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑在混合

飼糧中的隸屬函數(shù)分析及綜合價值評價

將各處理的 9 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)分析，其中

GP、DMD、AA、PA、BA、T-VFA 為正向指標(biāo)，pH、NH3-

N、AA/PA為負(fù)向指標(biāo)。平均9項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，

進(jìn)行綜合價值的排序，平均值越大綜合價值越高，各

處理綜合價值排序?yàn)?B1T5（0.78）>B1T6（0.75）>B2T5

（0.69）>B1T4（0.59）>B2T6（0.57）>B2T4（0.51）>B2T3

（0.50）>B2T2（0.38）>B1T3（0.36）>B2T1（0.31）>B1T2

（0.27）>B1T1（0.06），見表7。

3 討論

3.1 稻草與全株玉米青貯的比例對瘤胃體外發(fā)酵的

影響

87

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

飼糧中的纖維含量是影響飼料降解性的關(guān)鍵因

素[10]

，DMD 表示飼草被動物利用的難易程度，與纖維

化及木質(zhì)化程度有關(guān)[11]

。本試驗(yàn)中 DMD 隨著稻草比

例的增加呈降低趨勢，這可能是因?yàn)榈静葜泻写罅?/p>

的粗纖維，飼糧中稻草比例越高，粗纖維含量越高，

DMD 越低。NH3-N 含量是衡量瘤胃氮代謝的重要指

標(biāo)，正常范圍為 6~30 mg/dL，濃度過高或過低均不利

于瘤胃微生物的正常生長繁殖[12]

，本試驗(yàn)的NH3-N含

量為11.88~19.41 mg/dL，屬于正常范圍。一般情況下

瘤胃pH在6.8~7.8[13]

，本試驗(yàn)pH為6.85~7.12，且pH隨

表5 稻草比例與發(fā)酵菌劑對DMD、pH、NH3-N濃度的影響

組別

T1

T2

T3

T4

T5

T6

SEM

P值

A

B

A×B

干物質(zhì)降解率（DMD，%）

B1

51.97±4.91c

62.89±7.10b

62.66±8.61b

68.63±1.18ab

71.77±4.67ab

75.53±1.60a

3.16

<0.001

0.258

0.297

B2

60.10±2.30b

57.63±4.99b

59.13±3.19b

63.51±3.50ab

68.13±1.78ab

72.26±11.37a

pH

B1

7.12±0.02Aa

7.09±0.01Ab

7.08±0.01Abc

7.06±0.01Ac

7.02±0.00Ad

7.01±0.02Ad

0.01

<0.001

<0.001

0.051

B2

6.90±0.03Babc

6.94±0.05Ba

6.91±0.02Bab

6.90±0.03Babc

6.85±0.01Bc

6.88±0.03Bbc

氨態(tài)氮（NH3

-N，mg/dL）

B1

18.65±3.82

19.41±2.91A

16.82±1.90

16.76±2.66

17.77±2.16A

18.59±4.95

1.56

0.911

<0.001

0.587

B2

14.73±1.45

13.66±2.11B

14.10±3.90

15.30±1.58

13.34±0.58B

11.88±0.61

表6 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑對VFA的影響

組別

T1

T2

T3

T4

T5

T6

SEM

P值

A

B

A×B

乙酸

(AA，mmol/L)

B1

14.09±2.30

15.87±1.31

16.54±0.63

16.65±0.56

19.43±1.72

18.09±2.39A

1.23

0.139

0.011

0.231

B2

13.81±3.51

15.16±1.47

15.79±3.89

15.79±0.64

15.68±2.47

12.61±1.50B

丙酸

(PA，mmol/L)

B1

5.79±1.20c

6.72±0.84bc

7.25±0.95abc

8.09±0.07Aab

8.69±0.92a

8.34±1.32ab

0.64

0.031

0.023

0.625

B2

5.91±1.97

6.13±0.66

6.86±1.50

6.79±0.16B

7.45±1.48

6.32±0.70

丁酸

(BA，mmol/L)

B1

2.02±0.30b

2.33±0.18b

2.25±1.06b

2.86±0.02ab

3.62±0.42a

3.57±0.57a

0.29

0.004

0.242

0.064

B2

2.19±0.59

2.49±0.29

2.70±0.67

2.74±0.06

3.04±0.51

2.30±0.23

總揮發(fā)性脂肪酸

(T-VFA，mmol/L)

B1

21.89±6.06

24.91±2.32

26.04±2.52

27.60±0.63A

31.74±3.00

30.00±4.13A

2.10

0.060

0.018

0.286

B2

21.90±6.06

23.78±2.42

25.35±6.05

25.32±0.85B

26.17±4.44

21.23±2.42B

乙/丙

(AA/PA)

B1

2.45±0.16a

2.37±0.12ab

2.30±0.22ab

2.06±0.05c

2.23±0.05abc

2.17±0.06bc

0.07

<0.001

0.966

0.033

B2

2.38±0.21a

2.48±0.06a

2.29±0.08ab

2.32±0.05a

2.11±0.10bc

1.99±0.06c

表7 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑在混合飼糧中的隸屬函數(shù)分析及綜合價值評價

組別

B1T1

B1T2

B1T3

B1T4

B1T5

B1T6

B2T1

B2T2

B2T3

B2T4

B2T5

B2T6

產(chǎn)氣量

（GP）

0.00

0.16

0.12

0.50

0.80

0.90

0.40

0.61

0.53

0.65

0.72

1.00

干物質(zhì)降解率

（DMD）

0.00

0.46

0.45

0.71

0.84

1.00

0.35

0.24

0.30

0.49

0.69

0.86

pH

0.00

0.11

0.15

0.22

0.37

0.41

0.81

0.67

0.78

0.81

1.00

0.89

氨態(tài)氮

（NH3

-N）

0.10

0.00

0.34

0.35

0.22

0.11

0.62

0.76

0.71

0.55

0.81

1.00

乙酸

（AA）

0.27

0.59

0.72

0.74

1.24

1.00

0.22

0.47

0.58

0.58

0.56

0.00

丙酸

（PA）

0.00

0.32

0.50

0.79

1.00

0.88

0.04

0.12

0.37

0.34

0.57

0.18

丁酸

（BA）

0.00

0.19

0.14

0.53

1.00

0.97

0.11

0.29

0.43

0.45

0.64

0.18

總揮發(fā)性脂肪酸

（T-VFA）

0.06

0.35

0.46

0.61

1.00

0.83

0.06

0.24

0.39

0.39

0.47

0.00

乙/丙

（AA/PA）

0.06

0.22

0.37

0.86

0.51

0.63

0.20

0.00

0.39

0.33

0.76

1.00

平均值

0.06

0.27

0.36

0.59

0.78

0.75

0.31

0.38

0.50

0.51

0.69

0.57

排序

12

11

9

4

1

2

10

8

7

6

3

5

88

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

著稻草比例的增加而增加，與唐賽涌等[14]

的研究結(jié)果

一致。

GP在一定的范圍內(nèi)隨著發(fā)酵底物的非結(jié)構(gòu)性碳

水化合物含量的降低而逐漸降低[15-16]

，在本試驗(yàn)中，

48 h總GP隨著稻草比例的增加逐漸降低，因全株玉米

青貯中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（淀粉和可溶性碳水化合

物）含量高，當(dāng)飼料中淀粉含量高時，GP升高，反之降

低。溫媛媛等[17]

研究發(fā)現(xiàn)，GP隨著全株玉米青貯比例

降低而降低，當(dāng)全株玉米青貯比例為0時，GP最低，與

本試驗(yàn)研究一致。瘤胃微生物的活性也與VFA有關(guān)，

瘤胃食糜附著的細(xì)菌種類也與瘤胃 VFA 組分及其產(chǎn)

量有關(guān)[18]

。稻草中纖維含量高會降低瘤胃發(fā)酵底物的

發(fā)酵速率，所以本試驗(yàn)中稻草比例越高，T-VFA越低，

這與孫麗莎等[19]

的研究結(jié)果一致。粗飼料中的纖維素

發(fā)酵主要產(chǎn)生乙酸，對丙酸影響較小，故當(dāng)?shù)静荼壤?/p>

時，乙酸濃度高于丙酸濃度，繼而乙/丙值升高。

3.2 發(fā)酵菌劑對瘤胃體外發(fā)酵的影響

稻草中粗纖維含量高，營養(yǎng)水平低，當(dāng)?shù)静荼壤?/p>

為 100% 時添加發(fā)酵菌劑的 DMD 高于未添加發(fā)酵菌

劑的 DMD，說明添加發(fā)酵菌劑可降解稻草中纖維素

和木質(zhì)素，同時打破復(fù)合結(jié)構(gòu)，提高其消化率。添加

發(fā)酵菌劑后 T1、T2、T3、T4、T6 組 48 h 的 GP 顯著高于

未添加發(fā)酵菌劑時 48 h 的 GP，可能是因?yàn)樘砑影l(fā)酵

菌劑后對瘤胃微生物的區(qū)系具有一定的影響，引起發(fā)

酵功能的改變，發(fā)酵會導(dǎo)致氣體的產(chǎn)生，從而產(chǎn)氣量

升高。添加發(fā)酵菌劑后pH低于未添加發(fā)酵菌劑時的

pH，可能是因?yàn)樘砑影l(fā)酵菌劑后，發(fā)酵速度加快，酸

性物質(zhì)產(chǎn)生較多，從而使 pH 下降。添加發(fā)酵菌劑后

NH3-N 降低，可能是添加發(fā)酵菌劑后微生物大量繁

殖，使飼糧中的蛋白質(zhì)被分解所導(dǎo)致。添加發(fā)酵菌劑

后 T-VFA 降低，稻草比例高時影響不顯著；當(dāng)?shù)静荼?/p>

例低時 T-VFA 顯著降低，可能是添加發(fā)酵菌劑后抑

制了碳水化合物的分解。

3.3 稻草與全株玉米青貯的比例和發(fā)酵菌劑的隸屬

函數(shù)分析

由于各處理在不同指標(biāo)上表現(xiàn)均不相同，而以任

何一個單一指標(biāo)評價最佳處理組合均是不全面的[20]

。

將各處理的 9 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)分析，最后所得

9 個指標(biāo)的隸屬函數(shù)平均值越大說明效果越好。稻草

中粗纖維含量高，營養(yǎng)價值低，當(dāng)?shù)静菖c全株玉米青

貯的比例為 40∶60、20∶80、0∶100時效果優(yōu)于稻草

與全株玉米青貯的比例為 100∶0、80∶20、60∶40

時，其中稻草與全株玉米青貯的比例為 20∶80 時發(fā)

酵效果最好。當(dāng)?shù)静菖c全株玉米青貯的比例為 20∶

80、0∶100時，不添加發(fā)酵菌劑其發(fā)酵效果更好，故當(dāng)

稻草比例低時可不添加發(fā)酵菌劑，以降低成本。

4 結(jié)論

當(dāng)?shù)静菖c全株玉米青貯比例為 40∶60、20∶80、

0∶100時，無論是否添加發(fā)酵菌劑，發(fā)酵效果均優(yōu)于稻

草與全株玉米青貯的比例為 100∶0、80∶20、60∶40

時，其中稻草與全株玉米青貯比例在20∶80時發(fā)酵效

果更好；當(dāng)?shù)静菖c全株玉米青貯的比例為40∶60、20∶

80、0∶100時可不添加發(fā)酵菌劑，以降低成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡永強(qiáng), 李玲玉, 賴濤, 等 . 不同微貯配方對微貯稻草品質(zhì)的影

響[J]. 黑龍江畜牧獸醫(yī), 2018(22): 161-164.

[2] 李婭楠. 乳桿菌與地衣芽孢桿菌復(fù)合微貯對稻草營養(yǎng)價值影響

及機(jī)理研究[D]. 碩士學(xué)位論文. 銀川: 寧夏大學(xué), 2022.

[3] 張建剛, 李文婷, 莊濤, 等 . 玉米秸稈青貯與稻草的不同比例對

肉羊生長性能和血液生化指標(biāo)的影響[J]. 廣東飼料, 2012, 21

(6): 23-26.

[4] 李蓓蓓, 李秋鳳, 曹玉鳳, 等 . 玉米秸稈青貯飼料和谷草組合效

應(yīng)的研究[J]. 畜牧與獸醫(yī), 2017, 49(6): 32-38.

[5] MENKE K H, RAAB L, SALEWSKI A, et al. The estimation of

the digestibility and metabolizable energy content of ruminant

feedingstuffs from the gas production when they are incubated

with rumen liquor in vitro[J]. The Journal of Agricultural Science,

1979, 93(1): 217-222.

[6] 馮宗慈, 高民. 通過比色測定瘤胃液氨氮含量方法的改進(jìn)[J]. 畜

牧與飼料科學(xué), 2010, 31(Z1): 37.

[7] ROGERIO M M, FERGUS L M, MEWA S D, et al. A semiautomated in vitro gas production technique for ruminant feedstuff

evaluation[J]. Animal Feed Science and Technology, 1999, 79(4):

321-330.

[8] KHORASANII G R, OKINE E K, KENNELLY J J. Forage source

alters nutrient supply to the intestine without influencing milk

yield[J]. Journal of Dairy Science, 1996, 79(5): 862.

[9] 苗芳, 張凡凡, 唐開婷, 等. 同/異質(zhì)型乳酸菌添加對全株玉米青

貯發(fā)酵特性、營養(yǎng)品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào),

2017, 26(9): 167-175.

[10] 薛紅楓, 孟慶翔 . 奶牛中性洗滌纖維營養(yǎng)研究進(jìn)展[J]. 動物營

養(yǎng)學(xué)報(bào), 2007(S1): 454-458.

[11] 陳曉琳, 劉志科, 孫娟, 等. 不同牧草在肉羊瘤胃中的降解特性

研究[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2014, 23(2): 268-276.

[12] 王珊, 史良峰, 張振斌, 等. 麻葉蕁麻和羊草比例對體外培養(yǎng)瘤

胃微生物發(fā)酵參數(shù)的影響[J]. 家畜生態(tài)學(xué)報(bào), 2018, 39(4): 33-

37.

[13] 許文斌, 楊金山, 李欣新, 等. 體外產(chǎn)氣法評定加拿大進(jìn)口與國

產(chǎn)雙低菜籽粕瘤胃發(fā)酵與降解率差異[J]. 中國畜牧雜志,

2017, 53(4): 82-87, 92.

[14] 唐賽涌, 張永根. 體外法評定玉米青貯與稻秸之間組合效應(yīng)的

研究[J]. 飼料工業(yè), 2009, 30(9): 26-29.

89

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

[15] 耿春銀, 趙麗萍, 何立文, 等. 活性干酵母與酵母培養(yǎng)物對體外

瘤胃發(fā)酵參數(shù)影響的比較[J]. 中國畜牧獸醫(yī), 2016, 43(11):

2931-2938.

[16] 樊慶山, 刁其玉, 畢研亮, 等 . 3種植物餅粕類飼料原料對肉牛

體外產(chǎn)氣量、瘤胃發(fā)酵以及瘤胃降解特性的影響[J]. 飼料工

業(yè), 2018, 39(13): 9-17.

[17] 溫媛媛, 張美琦, 劉桃桃, 等. 體外產(chǎn)氣法評價生薯?xiàng)l加工副產(chǎn)

品-稻草混貯與全株玉米青貯組合效應(yīng)的研究[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào),

2021, 30(8): 154-163.

[18] 曾鈺, 高彥華, 彭忠利, 等. 飼糧中添加酵母培養(yǎng)物對舍飼牦牛

瘤胃發(fā)酵參數(shù)及微生物區(qū)系的影響[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2020,

32(4): 1721-1733.

[19] 孫麗莎, 李華偉, 崔慧慧, 等. 蠶沙和稻秸不同比例組合對瘤胃

微生物體外發(fā)酵的組合效應(yīng)[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2015, 27(1):

313-319.

[20] 張吉鹍, 鄒慶華, 李龍瑞 . 飼料間的組合效應(yīng)及其在粗飼料科

學(xué)搭配上的應(yīng)用[J]. 飼料廣角, 2003(21): 26-30.

（編輯：沈桂宇，guiyush@126.com）

植物乳桿菌與纖維素酶組合

對玉米秸稈微貯品質(zhì)的影響

■ 王加黛1 王利軍1 王 平1 劉超齊1 金三俊1 黨曉偉2 常 娟1 尹清強(qiáng)1*

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，河南鄭州 450046；2.河南德鄰生物制品有限公司，河南新鄉(xiāng) 453500）

摘 要：為了提高微貯玉米秸稈的發(fā)酵質(zhì)量，以玉米秸稈為主要發(fā)酵底物，利用三因素三水平正

交試驗(yàn)篩選出發(fā)酵的最佳條件；在此基礎(chǔ)上采用單因素設(shè)計(jì)，分為對照組（不加菌酶）、單菌組（植物

乳桿菌1×106

CFU/g）、單酶組（纖維素酶0.1 FPU/g 風(fēng)干物質(zhì)）、菌酶復(fù)合組（植物乳桿菌1×106

CFU/g、

纖維素酶0.1 FPU/g 風(fēng)干物質(zhì)）進(jìn)行玉米秸稈微貯。結(jié)果表明：發(fā)酵底物風(fēng)干物質(zhì)的配比為玉米秸稈

96%、玉米粉2%、棉粕2%、水分含量為60%時微貯效果最好。在此條件下菌酶復(fù)合室溫微貯28 d后

微貯秸稈品質(zhì)評分最高，玉米秸稈pH降至3.88，顯著低于對照組（P<0.05），乳酸菌活菌數(shù)顯著高于對

照組（P<0.05），中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、纖維素及半纖維素含量顯著低于對照組

（P<0.05）。說明菌酶組合能夠提高玉米秸稈的微貯品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：玉米秸稈；微貯；發(fā)酵；植物乳桿菌；纖維素酶

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.19.015

中圖分類號：S816.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-991X（2023）19-0090-05

Effect of Lactobacillus plantarum and Cellulase Combination on The Fermented Quality

of Corn Straw

WANG Jiadai1

WANG Lijun1

WANG Ping1

LIU Chaoqi1

JIN Sanjun1

DANG Xiaowei2

CHANG Juan1

YIN Qingqiang1*

(1. College of Animal Science and Technology, Henan Agricultural University, Henan Zhengzhou 450046,

China; 2. Henan Delin Biological Products Co., Ltd., Henan Xinxiang 453500, China)

Abstract：The aim of this study was to increase

microbial fermented quality of corn straw, the opti‐

mal fermented conditions were selected by or‐

thogonal design with three factors and three levels

based on the main substrate of corn straw. After

the optimal fermented condition was obtained, the

further fermenting experiment was divided into

three groups: the control group (without adding

Lactobacillus plantarum and cellulase), single bac‐

作者簡介：王加黛，碩士，研究方向?yàn)閯游餇I養(yǎng)與飼料生

物技術(shù)。

*通訊作者：尹清強(qiáng)，教授，博士生導(dǎo)師。

收稿日期：2023-07-06

基金項(xiàng)目：河南省創(chuàng)新示范專項(xiàng)[201111311100]；河南省

研究生教育改革與質(zhì)量提升工程項(xiàng)目[YJS2023JD18]；新鄉(xiāng)市

重大科技專項(xiàng)[22ZD011]

?????????????????????????????????????????????????

90

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

terial group (Lactobacillus plantarum 1 × 106

CFU/g), single enzyme group (cellulase 0.1 FPU/g air-dried

matter), enzyme-bacteria group (Lactobacillus plantarum 1 × 106

CFU/g + cellulase 0.1 FPU/g air-dried

matter). The results showed that the optimal composition of fermented substrates in dry matter was 96%

corn straw, 2% corn meal and 2% cottonseed meal, plus 60% moisture, in which the best fermenting re‐

sult was obtained. Based on the above fermented substrates, the highest score of fermentation was ob‐

tained after 28 days fermentation including both bacteria and enzyme additions, in which pH value (3.88)

was significantly decreased (P<0.05), the counts of lactic acid bacteria were significantly increased (P<

0.05), the contents of NDF, ADF, cellulose and hemicellulose were significantly decreased (P<0.05), com‐

pared with the control group. In conclusion, the enzyme-bacteria combination can improve the fermenta‐

tion quality of corn straw.

Key words：corn straw; microbial fermentation; fermentation; Lactobacillus plantarum; cellulase

玉米秸稈是我國常見的農(nóng)副產(chǎn)品，具有纖維素

含量高、適口性差、瘤胃降解率低等特點(diǎn)，導(dǎo)致其

利用率低，僅為 30%，直接限制了玉米秸稈資源在

反芻動物粗飼料中的應(yīng)用。玉米秸稈微貯主要以

干秸稈為原料，通過調(diào)節(jié)水分、添加發(fā)酵菌劑密封

儲存，利用微生物厭氧發(fā)酵，降低其 pH，達(dá)到改善

飼料品質(zhì)、增加營養(yǎng)價值、提高家畜生產(chǎn)性能和經(jīng)

濟(jì) 效 益 的 目 的 ，是 一 種 秸 稈 資 源 化 利 用 的 有 效

途徑[1-3]

。

乳酸菌是微貯飼料中最常見的添加劑種類，進(jìn)

行微貯時直接加入乳酸菌制劑，能夠增加發(fā)酵時的

初始乳酸菌數(shù)目，加快乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸，促使微貯

pH 快速下降，從而抑制霉菌等有害微生物的生長

繁殖，提高秸稈的營養(yǎng)價值，改善微貯發(fā)酵品質(zhì)[4-5]

。

纖維素酶能夠降解玉米秸稈細(xì)胞壁中的纖維素，降

低秸稈中的纖維含量[6]

，同時將秸稈中富含的多糖

物質(zhì)水解為單糖，為微生物的生長繁殖提供資源，

促進(jìn)秸稈的發(fā)酵過程[7]

。常見的微貯輔料（如玉米

粉、豆粕等）的添加也能在一定程度上改善發(fā)酵品

質(zhì)。因此，本試驗(yàn)通過添加發(fā)酵底物并聯(lián)合使用植

物乳桿菌和纖維素酶進(jìn)行玉米秸稈微貯，研究其對

玉米秸稈微貯品質(zhì)的影響，為玉米秸稈微貯工藝提

供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米秸稈取自河南省新鄉(xiāng)市，挑選干凈的玉米秸

稈去根，自然風(fēng)干，室溫保存。植物乳桿菌來自河南

農(nóng)業(yè)大學(xué)飼料生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，纖維素濾紙酶活為

221.74 FPU/g。玉米粉、棉粕由河南德鄰生物制品有

限公司惠贈。

1.2 微貯玉米秸稈發(fā)酵底物的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用三因素三水平正交設(shè)計(jì)，選取玉米粉

（A）、棉粕（B）、水分含量（C）為考察因素，進(jìn)行 L9(33

)

正交試驗(yàn)，共 10組（9個試驗(yàn)組+1個對照組），試驗(yàn)分

組如表 1 所示。9 個試驗(yàn)組中玉米秸稈占風(fēng)干物質(zhì)

的比例為 94%~98%，使風(fēng)干物質(zhì)總量達(dá)到 100%；發(fā)

酵物中水分含量，根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整至 60%~70%。

對照組不添加玉米粉、棉粕、氯化鈉和植物乳桿菌，

僅含有玉米秸稈，并調(diào)整水分含量為 65%。每組 3個

重復(fù)，每個重復(fù) 100 g。將試驗(yàn)組發(fā)酵底物混合均勻

后，添加 0.9% 氯化鈉及一定量的植物乳桿菌，使物

料中植物乳桿菌的活菌數(shù)達(dá)到 1×106

CFU/g；混合均

勻后裝入聚乙烯真空袋中，用真空包裝機(jī)封口。根

據(jù)本實(shí)驗(yàn)室以前的試驗(yàn)結(jié)果，室溫下（16~28 ℃）微

貯秸稈的發(fā)酵時間定為 28 d。發(fā)酵結(jié)束后，取樣測

定其 pH，以 pH 為主要指標(biāo)確定最佳底物配比及水

分含量。

表1 微貯玉米秸稈發(fā)酵底物的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(%)

水平

1

2

3

因素

A（玉米粉）

1

2

3

B（棉粕）

1

2

3

C（水分含量）

60

65

70

1.3 菌和酶單獨(dú)及組合處理玉米秸稈的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在獲得上述最佳發(fā)酵底物組成的基礎(chǔ)上，共設(shè)計(jì)

91

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

四個組。分別為對照組：不添加菌和酶；單菌組：添加

植物乳桿菌1×106

CFU/g；單酶組：添加的纖維素酶濾

紙酶活性為0.1 FPU/g風(fēng)干物質(zhì)；菌酶組合組：植物乳

桿菌 1×106

CFU/g、纖維素酶 0.1 FPU/g 風(fēng)干物質(zhì)。每

組 3個重復(fù)，每個重復(fù) 100 g，將發(fā)酵底物混合均勻后

放于聚乙烯真空袋中，用真空包裝機(jī)封口，室溫下發(fā)

酵 28 d，28 d 后取樣進(jìn)行感官評定，并進(jìn)行 pH、乳酸

菌活菌數(shù)、纖維素降解率的測定。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 感官評定

感官評定方法參考我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部下發(fā)的《青貯

飼料質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)》，如表 2所示，開封時對微貯玉米

秸稈的水分含量、色澤、氣味和質(zhì)地等感官指標(biāo)評定，

并測定pH，進(jìn)行綜合評分。

表2 青貯飼料質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)（分）

項(xiàng)目

色澤

氣味

結(jié)構(gòu)

水分

pH

得分

分值

20

25

10

20

25

100

優(yōu)質(zhì)

青綠色或黃綠色（14~20）

酸香味（18~25）

松軟不粘手（8~10）

緊壓，濕潤但不形成水滴（14~20）

3.40~3.87（18~25）

76~100

良好

黃褐色（8~13）

酒香味（9~17）

松軟無黏性（4~7）

緊壓，可形成水滴（8~13）

3.90~4.20（9~17）

51~75

一般

褐色（1~7）

刺鼻酸味（1~8）

略帶黏性（1~3）

緊壓，有水分流出（1~7）

4.20~4.70（1~8）

26~50

低劣

黑褐色（0）

腐敗霉?fàn)€味（0）

發(fā)黏結(jié)塊（0）

干燥或抓握見水（0）

4.80以上（0）

0~25

1.4.2 pH測定

將樣品混勻后稱取 10 g 于 250 mL 錐形瓶中，加

入 90 mL 純化水，于搖床上 180 r/min 振蕩 20 min，通

過定性濾紙過濾，所制備的浸提液采用 pHS-3C pH

計(jì)進(jìn)行測定。

1.4.3 乳酸菌活菌數(shù)測定

將樣品混勻后稱取 2 g 于 50 mL 離心管中，加入

18 mL滅菌生理鹽水，振蕩均勻后稀釋至100萬倍，使用

MRS固體培養(yǎng)基在37 ℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)48 h。乳酸菌活菌

數(shù)采用平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行測定，結(jié)果以每克微貯飼料所含

的微生物菌落數(shù)（CFU/g）的自然對數(shù)值（lg）來表示。

1.4.4 纖維素含量的測定

將樣品置于65 ℃烘箱，干燥至恒重后，將干燥后

的樣品用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎并過 40目篩后用自封袋密

封保存待測。利用濾袋法，參照Van Soest等[8]

的方法

測定樣品中中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、纖維素和

半纖維素的含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方

差分析，并用 Duncan’s法對組間進(jìn)行多重比較，結(jié)果

用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，以P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 最佳底物配比及水分含量的正交試驗(yàn)結(jié)果

以 pH 為參照指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)分析，由表 3 可

知，各因素對玉米秸稈微貯 pH 影響的主次關(guān)系為：C

（水分含量）>A（玉米粉）>B（棉粕），正交試驗(yàn)得出的

最佳組合為 A2B2C1，與 5 組一致，且 5 組 pH 顯著低于

2、3、4 組和對照組（P<0.05）。因而，玉米秸稈微貯中

最佳風(fēng)干物質(zhì)的組成為 96% 玉米秸稈、2% 玉米粉、

2%棉粕；最佳水分含量為60%。以此為基礎(chǔ)，開展下

面的試驗(yàn)。

表3 不同比例玉米粉、棉粕、水分含量對微貯28 d

玉米秸稈pH的影響

組別

對照

1

2

3

4

5

6

7

8

9

K1

K2

K3

R

玉米粉(A)

0

1

1

1

2

2

2

3

3

3

5.39

5.12

5.56

0.43

棉粕(B)

0

1

2

3

1

2

3

1

2

3

5.35

5.21

5.51

0.30

水分(C)

2

1

3

2

2

1

3

3

2

1

4.92

5.59

5.56

0.67

pH

6.50±0.01a

4.88±0.20c

5.66±0.10b

5.62±0.30b

5.57±0.52b

4.39±0.04c

5.42±0.11b

5.59±0.04b

5.45±0.71b

5.49±0.13b

A2

B2

C1

RC>RA>RB

注：表中K值代表各因素在同一水平下的平均值；R值代表極差，即

各因素 K1、K2、K3中最大值與最小值的差值；表中同列數(shù)據(jù)肩

標(biāo)不含有相同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），含有相同小寫

字母表示差異不顯著（P>0.05）；下表同。

92

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

2.2 菌酶復(fù)合發(fā)酵對玉米秸稈微貯乳酸菌活菌數(shù)、

pH及感官評定的影響

由表 4 可知，與對照組相比，單菌組和菌酶復(fù)合

組均能顯著提高玉米秸稈微貯中的乳酸菌活菌數(shù)（P<

0.05）。單菌組、單酶組和菌酶復(fù)合組與對照組相比，

均能顯著降低玉米秸稈微貯的 pH，其中菌酶復(fù)合組

的 pH 降至 3.88，顯著低于其余各組（P<0.05）。感官

評定總評分從高到低依次為：菌酶復(fù)合組>單菌組>單

酶組>對照組。

2.3 菌酶復(fù)合發(fā)酵對微貯玉米秸稈纖維素含量及纖

維素降解率的影響

由表 5 可知，與對照組和單菌組對比，單酶組和

菌酶復(fù)合組均可顯著降低玉米秸稈的中性洗滌纖維

（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、纖維素和半纖維素含

量（P<0.05）。

表4 發(fā)酵28 d各組玉米秸稈微貯乳酸菌活菌數(shù)及感官評定

組別

對照

單菌

單酶

菌酶復(fù)合

乳酸菌活菌數(shù)

(lg CFU/g)

8.56±0.03c

8.86±0.07ab

8.67±0.18bc

8.92±0.08a

pH

5.63±0.05a

4.73±0.07c

5.19±0.04b

3.88±0.01d

感官評定得分

(分)

33

52

47

71

表5 發(fā)酵28 d各組玉米秸稈中纖維素含量（%）

組別

對照

單菌

單酶

菌酶復(fù)合

NDF

67.29±1.21a

67.56±1.77a

57.78±2.74b

60.59±0.73b

ADF

42.29±1.35a

42.63±1.56a

34.74±2.80b

37.89±0.71b

纖維素

35.32±1.02a

34.12±0.71a

28.17±1.56b

29.52±0.50b

半纖維素

25.00±0.45a

24.94±0.51a

23.04±0.46b

22.70±0.89b

3 討論

3.1 發(fā)酵底物對微貯效果的影響

微貯原料中可溶性碳水化合物（WSC）的含量

可影響微貯發(fā)酵的效果[9]

，由于秸稈中的 WSC 含量

較低，所以在發(fā)酵底物中添加玉米粉可提高原料的

初始 WSC 含量，為乳酸菌生長提供優(yōu)質(zhì)碳源，促進(jìn)

乳酸菌的生長增殖，從而達(dá)到降低微貯 pH、改善玉

米秸稈的微貯效果[10]

。棉粕中粗蛋白含量高，可以

為微生物的生長和繁殖提供氮源，有利于提高玉米

秸稈的發(fā)酵品質(zhì)。本試驗(yàn)中，在玉米秸稈的發(fā)酵底

物中添加適量的玉米粉和棉粕可顯著降低玉米秸

稈微貯后的 pH，其原因是玉米粉和棉粕提供了充

足的能源和氮源，有利于乳酸菌的生長和繁殖。水

分含量的高低可直接影響微貯的發(fā)酵效果，水分過

高容易導(dǎo)致微貯過程中發(fā)生腐敗，水分過低則不利

于微生物生長和秸稈發(fā)酵。本試驗(yàn)結(jié)果顯示水分

為 60% 時微貯效果最好，這與李苗苗等[11]

的研究結(jié)

果一致。

3.2 菌酶復(fù)合使用對微貯玉米秸稈中乳酸菌活菌數(shù)

的影響

乳酸菌是微貯發(fā)酵過程中的關(guān)鍵微生物。研究

發(fā)現(xiàn)，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸對微貯玉米秸稈發(fā)酵品質(zhì)具

有改善作用，乳酸菌通過產(chǎn)生乳酸提高飼料發(fā)酵質(zhì)

量[12]

，并且在生長過程中將秸稈中難以被消化吸收的

大分子物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子分解轉(zhuǎn)化，形成便于家畜吸

收和利用的小分子營養(yǎng)物質(zhì)，提高秸稈的營養(yǎng)價

值[13]

。經(jīng)過風(fēng)干后的秸稈可利用的營養(yǎng)物質(zhì)含量低

于新鮮秸稈，且表面附著的乳酸菌數(shù)量減少，因此進(jìn)

行微貯時加入乳酸菌制劑能夠增加發(fā)酵初始乳酸菌

數(shù)目，促進(jìn)乳酸菌增殖產(chǎn)酸，迅速降低微貯秸稈的

pH，抑制霉菌等有害微生物的生長，有效改善微貯發(fā)

酵品質(zhì)。纖維素酶能夠水解玉米秸稈細(xì)胞壁的多糖

結(jié)構(gòu)，使之分解為葡萄糖，為微生物的生長繁殖提供

豐富碳源，進(jìn)而增加微貯玉米秸稈中有益微生物菌

群的數(shù)量[14]

。本試驗(yàn)中，單菌組和菌酶復(fù)合組發(fā)酵

28 d 后，乳酸菌活菌數(shù)顯著高于對照組，且菌酶復(fù)合

組的乳酸菌數(shù)目顯著高于單菌組。其原因是，纖維

素酶分解秸稈產(chǎn)生的葡萄糖等低分子碳水化合物，

為乳酸菌的生長和繁殖提供了充足的能源，提高了

發(fā)酵秸稈中乳酸菌數(shù)量，并降低 pH，說明菌酶復(fù)合

有利于提高發(fā)酵秸稈的品質(zhì)，與青綠飼料的發(fā)酵結(jié)

果一致[15]

。

3.3 菌酶復(fù)合使用對微貯玉米秸稈pH的影響

pH是衡量玉米秸稈微貯發(fā)酵秸稈品質(zhì)的一個重

93

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

要指標(biāo)，發(fā)酵過程中微貯的 pH 因乳酸菌大量繁殖產(chǎn)

生的乳酸而下降[16]

。本試驗(yàn)結(jié)果中單菌組、單酶組和

菌酶聯(lián)合組處理的微貯 pH 均顯著低于對照組，其中

菌酶復(fù)合組的微貯玉米秸稈中pH最低。乳酸菌是微

貯發(fā)酵是否成功的關(guān)鍵，底物中添加的玉米粉，可被

乳酸菌利用產(chǎn)生有機(jī)酸，使微貯的 pH 顯著降低。纖

維素酶的添加可以破壞細(xì)胞壁中纖維結(jié)構(gòu)，并在進(jìn)行

微貯時將纖維素轉(zhuǎn)化為葡萄糖，可作為乳酸菌的發(fā)酵

底物，促進(jìn)乳酸的產(chǎn)生，降低發(fā)酵后的 pH[16]

。這也是

為什么菌酶聯(lián)合組pH顯著降低及發(fā)酵效果好和評分

高的原因[17]

。

3.4 菌酶復(fù)合使用對微貯玉米秸稈中纖維素含量的

影響

本研究結(jié)果證明，添加纖維素酶的兩組均能顯著

降低玉米秸稈的NDF、ADF和纖維素及半纖維素的含

量。其主要原因是在微貯過程中添加纖維素酶所致，

與前人研究結(jié)果一致[18]

。因此，在未來的秸稈微貯

中，為了提高微貯秸稈的品質(zhì)，考慮纖維素酶及其與

乳酸菌的共同添加。

4 結(jié)論

玉米秸稈微貯發(fā)酵風(fēng)干底物的組成為玉米秸稈

96%、玉米粉 2%、棉粕 2%，水分含量為 60% 時，微貯

發(fā)酵效果最好；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行菌酶復(fù)合常溫微貯

28 d 后，顯著提高了玉米秸稈的發(fā)酵品質(zhì)，證明了纖

維素酶與植物乳桿菌在微貯玉米秸稈中的疊加功能，

有利于優(yōu)質(zhì)微貯玉米秸稈的生產(chǎn),但菌酶組合微貯玉

米秸稈在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用效果還有待進(jìn)一步

探究。

參考文獻(xiàn)

[1] ZAYED M S. Enhancement the feeding value of rice straw as ani‐

mal fodder through microbial inoculants and physical treatments

[J]. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agri‐

culture, 2018, 7(2) : 117-124.

[2] 高祎妍, 陳光, 楊文艷, 等 . 菌群組合效應(yīng)對玉米秸稈微貯飼料

發(fā)酵品質(zhì)及營養(yǎng)價值的影響[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2022, 44

(3): 372-378.

[3] 王玉婷. 膨化微貯玉米秸稈營養(yǎng)價值的評定及其對肉牛生產(chǎn)性

能的影響[D]. 碩士學(xué)位論文. 長春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué), 2019.

[4] ZHANG Q, YU Z, WANG X, et al. Effects of inoculants and envi‐

ronmental temperature on fermentation quality and bacterial diver‐

sity of alfalfa silage[J]. Animal Science Journal, 2018, 89(8):

1085-1092.

[5] 韓雅慧. 不同乳酸菌對低溫下黃貯玉米秸稈發(fā)酵品質(zhì)及飼料特

性的影響[D]. 碩士學(xué)位論文. 大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué), 2016.

[6] 吳立坡, 姜寧, 張愛忠. 添加菌酶復(fù)合制劑發(fā)酵玉米秸稈的篩選

試驗(yàn)[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2020, 32(7): 3358-3364.

[7] 牛彥波, 安琦, 原韜, 等 . 纖維素酶處理玉米秸稈對 NDF與 ADF

及乳酸菌數(shù)量的影響[J]. 黑龍江科學(xué), 2022, 13(6): 14-16.

[8] VAN SOEST P J, ROBERTSON J B, LEWIS B A. Methods for di‐

etary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides

in relation to animal nutrition[J]. Journal of Dairy Science, 1991,

74(10): 3583-3597.

[9] 凌文卿, 張磊, 李玨, 等 . 布氏乳桿菌和不同糖類聯(lián)用對紫花苜

蓿青貯營養(yǎng)成分、發(fā)酵品質(zhì)、瘤胃降解率及有氧穩(wěn)定性的影響

[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2023, 32(7): 122-134.

[10] 吳建萌 . 稻秸菌酶聯(lián)用黃貯工藝參數(shù)研究[D]. 碩士學(xué)位論文 .

合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué), 2020.

[11] 李苗苗, 謝華德, 王立超, 等. 不同水分及乳酸菌處理對玉米秸

稈黃貯發(fā)酵指標(biāo)和體外干物質(zhì)消失率的影響[J]. 黑龍江畜牧獸

醫(yī), 2018(19): 133-137, 145.

[12] LIU Q, CHEN M, ZHANG J, et al. Characteristics of isolated lac‐

tic acid bacteria and their effectiveness to improve stylo (Stylos?

anthes guianensis Sw.) silage quality at various temperatures[J].

Animal Science Journal, 2012, 83(2): 128-135.

[13] 王紅梅 . 復(fù)合酶處理玉米秸稈對肉羊生產(chǎn)性能及破解纖維結(jié)

構(gòu)機(jī)制的研究[D]. 博士學(xué)位論文 . 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,

2017.

[14] HOU M, GE G, LIU T, et al. Silage preparation and fermentation

quality of natural grasses treated with lactic acid bacteria and

cellulase in meadow steppe and typical steppe[J]. AsianAustralasian Journal of Animal Sciences, 2017, 30(6): 788-796.

[15] 劉鑫陽. 添加不同菌劑對玉米秸稈微貯菌群及品質(zhì)的影響[D].

碩士學(xué)位論文. 呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 2019.

[16] 王目森 . 植物乳桿菌與布氏乳桿菌對多花黑麥草青貯品質(zhì)及

有氧穩(wěn)定性的影響[D]. 碩士學(xué)位論文 . 雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué),

2015.

[17] 孫貴賓, 常娟, 尹清強(qiáng), 等. 纖維素酶和復(fù)合益生菌對全株玉米

青貯品質(zhì)的影響[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2018, 30(11): 4738-4745.

[18] 曾輝, 邱玉朗, 李林, 等. 酶制劑和乳酸菌對秸稈微貯飼料質(zhì)量

及瘤胃降解率的影響[J]. 中國畜牧雜志, 2018, 54(11): 84-88.

（編輯：王博瑤，wangboyaowby@qq.com）

94

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

Bacillus sp. AFJ-3產(chǎn)T-2毒素降解酶發(fā)酵工藝優(yōu)化

■ 馬 妍1，2 劉虎軍2 王 峻2 杜 穩(wěn)2 孫長坡2 周文化1 趙一凡2*

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙 410000；2.國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院，北京 100037）

摘 要：為提高T-2毒素降解酶產(chǎn)生菌Bacillus sp. AFJ-3的產(chǎn)酶量，同時降低發(fā)酵成本，試驗(yàn)以

T-2毒素降解酶酶活力為評價指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)、Plackett-Burman試驗(yàn)和Box-Behnken試驗(yàn)對其發(fā)

酵條件和培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，最佳產(chǎn)酶發(fā)酵工藝為酵母提取物 5 g/L，MgSO4·7H2O 16 g/L，

黃豆餅粉5 g/L，培養(yǎng)基初始pH 5.8，溫度36.5 ℃，接種量0.5%，轉(zhuǎn)速200 r/min。在此優(yōu)化條件下，T-2

毒素降解酶活力達(dá)到1 674.68 U/mL，較優(yōu)化前提高了47.39%。研究結(jié)果可為T-2毒素降解酶的分離

純化與酶制劑的開發(fā)應(yīng)用提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：T-2毒素；芽孢桿菌；降解；產(chǎn)酶；發(fā)酵工藝；響應(yīng)面優(yōu)化

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.19.016

中圖分類號：S816 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-991X（2023）19-0095-09

Optimization of The Fermentation Process for T-2 Toxin-Degrading Enzyme Production

by Bacillus sp. AFJ-3

MA Yan1,2

LIU Hujun2

WANG Jun2

DU Wen2

SUN Changpo2

ZHOU Wenhua1

ZHAO Yifan2*

(1. College of Food Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology,

Hunan Changsha 410000, China; 2. Academy of National Food and Strategic Reserves Administration,

Beijing 100037, China)

Abstract：The purpose of this study was to increase the enzyme production of T-2 toxin-degrading en‐

zyme produced by bacteria Bacillus sp. AFJ-3, and to reduce the fermentation costs. Using T-2 toxindegrading enzyme activity as an evaluation indicator, the fermentation conditions and media were opti‐

mized by single-factor, Plackett-Burman and Box-Behnken test. As a result, the optimal enzymeproducing fermentation process was yeast extract 5 g/L, MgSO4·7H2O 16 g/L, soybean powder 5 g/L,

media initial pH 5.8, temperature 36.5 ℃, inoculation 0.5%, and rotation speed 200 r/min. Under this op‐

timized condition, the enzymatic activity of T-2 toxin-degrading enzyme reached 1 674.68 U/mL, which

was 47.39% higher than that before optimization. The results provide a reference for the isolation and pu‐

rification of T-2 toxin-degrading enzymes and the development and application of enzyme preparations.

Key words：T-2 toxin; Bacillus; degradation; enzyme production; fermentation process; response surface

optimization

T-2毒素是由擬枝孢鐮刀菌、枝孢鐮刀菌和三線

鐮刀菌等產(chǎn)生的有毒次級代謝產(chǎn)物，屬于毒性最強(qiáng)的

A類單端孢霉烯族毒素[1-2]

。研究表明，低劑量的 T-2

毒素能引起人畜嘔吐、腹瀉、食欲下降、內(nèi)分泌紊亂和

免疫系統(tǒng)失調(diào)等，達(dá)到一定劑量后會導(dǎo)致休克甚至死

亡[3-4]

；在細(xì)胞水平，T-2 毒素的毒性作用表現(xiàn)為抑制

蛋白質(zhì)合成，從而導(dǎo)致 DNA 和 RNA 合成受阻[5]

。T-2

毒素通常存在于谷物和動物飼料中，尤其是燕麥及燕

麥產(chǎn)品[6]

，廣泛污染全球農(nóng)作物[7-9]

，造成了巨大的經(jīng)

濟(jì)損失。因此，如何高效地降低 T-2 毒素的危害，成

為了目前糧食、飼料行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題。

T-2毒素脫毒方式包括物理、化學(xué)和生物法三大

類。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)法存在脫毒效果不徹底、感官

作者簡介：馬妍，碩士，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全控制。

*通訊作者：趙一凡，助理研究員。

收稿日期：2023-08-25

基金項(xiàng)目：中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)

[JY2209]

95

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

品質(zhì)降低、營養(yǎng)物質(zhì)損失等局限性[10]

。近年來，生物

法因其高效、安全、專一、無污染的特點(diǎn)，成為了當(dāng)前

最具前景的 T-2 毒素脫毒方法[11]

。生物法包括吸附

和降解兩條途徑，其中生物降解法是利用微生物代謝

產(chǎn)生的酶將毒素轉(zhuǎn)化為低毒或無毒的產(chǎn)物。目前從

土壤或水域中發(fā)現(xiàn)了短小桿菌[12]

、氧化微桿菌[13]

、黑

曲霉[14]

、彎曲假單胞菌[15]

、芽生桿菌等[16]

微生物能夠

降解 T-2 毒素。然而從自然環(huán)境中獲得的微生物產(chǎn)

酶量少，不利于 T-2 毒素降解酶的分離純化，也無法

滿足酶制劑的工業(yè)化生產(chǎn)需求。而微生物產(chǎn)酶水平

與發(fā)酵工藝密切相關(guān)，其中培養(yǎng)基組成、pH、溫度、接

種量等多個因素均對微生物產(chǎn)酶具有重要影響[17]

。

現(xiàn)已有研究者通過響應(yīng)面法、正交試驗(yàn)、均勻設(shè)計(jì)和

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法優(yōu)化微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的條件。趙一

凡等[18]

利用正交試驗(yàn)結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化了畢赤

酵母產(chǎn)伏馬毒素羧酸酯酶的發(fā)酵條件和培養(yǎng)基，優(yōu)化

后酶活提高了 1.19倍；楊文華等[19]

和戴軍等[20]

通過響

應(yīng)面法優(yōu)化了施氏假單胞菌和中華假單胞菌產(chǎn)黃曲

霉毒素 B1（AFB1）降解酶的發(fā)酵條件，酶活力較優(yōu)化

前分別提高了28.99%和25.54%。但目前還未有利用

響應(yīng)面法優(yōu)化微生物發(fā)酵產(chǎn) T-2 毒素降解酶的相關(guān)

報(bào)道。

本團(tuán)隊(duì)前期從小麥中篩選獲得一株 T-2 毒素降

解菌株 Bacillus sp. AFJ-3，已證實(shí)其胞內(nèi)酶對 T-2 毒

素具有降解效果[21]

。在此基礎(chǔ)上，本研究通過單因素

試驗(yàn)、Plackett-Burman（PB）試驗(yàn)和響應(yīng)面設(shè)計(jì)對該菌

株的發(fā)酵條件和培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，以期提高T-2毒素

降解酶的產(chǎn)量，為該酶后期的分離純化與酶制劑的工

業(yè)化生產(chǎn)提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌株來源

T-2 毒素降解菌 Bacillus sp. AFJ-3，由國家糧食

和物資儲備局科學(xué)研究院糧油加工所糧油真菌毒素

防控實(shí)驗(yàn)室篩選與保藏。

1.1.2 試劑與儀器

T-2 毒素標(biāo)準(zhǔn)品，購自北京普瑞邦科技有限公

司；酵母提取物、胰蛋白胨、乙腈（色譜級），購自賽默

飛世爾科技有限公司；NaCl，購自上海麥克林生化科

技有限公司；KCl、NaH2PO4·12H2O、KH2PO4，購自國藥

集團(tuán)。

Multitron Cell精密振蕩培養(yǎng)箱，購自瑞士Infors公

司；Centrifuge 5810R型高速冷凍離心機(jī)，購自德國Ep‐

pendorf 公司；e2695 型高效液相色譜儀、2475 型熒光

檢測器、XBridge C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），

購自美國 Waters 公司；真空離心濃縮儀，購自美國

LABCONCO 公司；多參數(shù)測試儀 S400-K，購自瑞士

Mettler Toledo 公司；GT100 球磨機(jī)，購自長沙市德科

儀器設(shè)備有限公司；G8080 玻璃珠，購自北京索萊寶

科技有限公司。

1.1.3 培養(yǎng)基與溶液

LB 培養(yǎng)基：胰蛋白胨 10 g/L，酵母提取物 5 g/L，

氯化鈉10 g/L；固體培養(yǎng)基加20 g/L瓊脂。

磷酸鹽（PBS）緩沖液：氯化鈉8 g/L，氯化鉀0.2 g/L，

十二水磷酸二氫鈉 3.63 g/L，磷酸二氫鉀 0.24 g/L，

pH 7.4。

T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)液：2 mg T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品溶于100 mL

乙腈（色譜級）。

1.2 方法

1.2.1 菌株培養(yǎng)

種子活化：取保存于-20 ℃甘油管中的菌液劃線

于LB固體培養(yǎng)基，37 ℃培養(yǎng)12~24 h。

種子培養(yǎng)：挑取單菌落接種于 30 mL LB 液體培

養(yǎng)基中，37 ℃、200 r/min培養(yǎng)12 h。

發(fā)酵培養(yǎng)：按1%的接種量，將種子培養(yǎng)液接種于

30 mL 發(fā)酵培養(yǎng)基中，于初始 pH 7、37 ℃、200 r/min

條件下?lián)u瓶發(fā)酵培養(yǎng)。

1.2.2 T-2毒素HPLC檢測

T-2 毒 素 HPLC 檢 測 方 法 參 照 GB 5009.118—

2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中T-2毒素的測定》。

1.2.3 T-2毒素降解酶酶活力測定

粗酶液制備：取 5 mL發(fā)酵菌液，5 000 r/min離心

5 min，菌體用PBS緩沖液洗滌后用1 mL PBS緩沖液重

懸，菌懸液中加入0.5 g玻璃珠，在球磨儀中振蕩10 min

進(jìn)行細(xì)胞破碎，4 ℃，12 000 r/min離心10 min，上清液

即為粗酶液。

酶反應(yīng)：取適量 T-2 毒素標(biāo)準(zhǔn)液至離心管，于真

空離心濃縮儀中旋蒸制成T-2毒素管。粗酶液50 μL

與 450 μL PBS 緩沖液在毒素管中混勻，37 ℃、pH 7

條件下振蕩反應(yīng) 30 min，加入 500 μL乙腈終止反應(yīng)，

T-2 毒素終濃度 3 μg/mL，等量的 PBS 緩沖液作為空

白對照；取100 μL反應(yīng)液于真空離心濃縮儀蒸干，衍

生，HPLC測定酶活力。

酶活力定義：在37 ℃，pH 7條件下，每1 min降解

1 ng T-2毒素所需酶量定義為一個酶活力單位（U）。

1.2.4 單因素試驗(yàn)

96

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

① 最佳產(chǎn)酶時間：取 Bacillus sp. AFJ-3 的種子

培養(yǎng)液，接入30 mL LB培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，不同時

間取樣，在 600 nm 波長下測定吸光度，同時 HPLC 檢

測酶活力。以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)，OD600值和酶活力

為縱坐標(biāo)繪制生長曲線和產(chǎn)酶曲線。

② 最適培養(yǎng)基：以LB培養(yǎng)基為基礎(chǔ)，使用無水葡

萄糖、可溶性淀粉、蔗糖、麥芽糖、玉米糊精、甘油、糖蜜

替換酵母提取物，添加量 5 g/L；使用蛋白胨、玉米漿、

牛肉膏、硫酸銨、大豆蛋白胨、黃豆餅粉替換胰蛋白胨，

添加量 10 g/L；使用 KH2PO4、K2HPO4·3H2O、Na2HPO4·

12H2O、MgSO4·7H2O、CaSO4、CaCO3、CaCl2 替換 NaCl，

添加量10 g/L。發(fā)酵培養(yǎng)12 h，取樣測定酶活力。

③ 最適培養(yǎng)基添加量：確定培養(yǎng)基種類的基礎(chǔ)

上，分別添加 1、5、10、15、20 g/L 碳源，5、10、15、20、

25 g/L 氮源，5、10、15、20、25 g/L 無機(jī)鹽。發(fā)酵培養(yǎng)

12 h，取樣測定酶活力。

④ 最適培養(yǎng)條件：以 LB 培養(yǎng)基為基礎(chǔ)，分別調(diào)

整初始 pH 為 4、5、6、7、8；搖床溫度為 25、29、33、37、

41 ℃；接種量為 0.25%、0.5%、1.0%、2.0%、3%、4.0%、

5.0%；搖床轉(zhuǎn)速為 140、160、180、200、220、240 r/min。

發(fā)酵培養(yǎng)12 h，取樣測定酶活力。

1.2.5 Plackett-Burman試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇 6 個因素作為變量，

各取 2個水平，選擇 3組空白項(xiàng)，以酶活力（Y）為響應(yīng)

值，使用 Design Expert 8.0.6 軟件設(shè)計(jì) PB 試驗(yàn)并進(jìn)行

結(jié)果分析。各因素與水平設(shè)置見表1。

表1 Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平表

因素

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

X8

X9

變量

酵母提取物(g/L)

黃豆餅粉(g/L)

MgSO4

·7H2

O(g/L)

pH

接種量(%)

溫度(℃)

虛擬項(xiàng)1

虛擬項(xiàng)2

虛擬項(xiàng)3

水平

低(-1)

5

5

10

5

0.5

29

-1

-1

-1

高(+1)

15

15

20

6

1

37

1

1

1

1.2.6 Box-Behnken試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)和 PB 試驗(yàn)結(jié)果，選擇 MgSO4·

7H2O濃度、pH和溫度三個因素作為自變量，以酶活力

（Y）為響應(yīng)值，利用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行BoxBehnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析，并對獲得的最優(yōu)產(chǎn)酶

條件進(jìn)行發(fā)酵驗(yàn)證。各因素和水平如表2所示。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理與分析

所有試驗(yàn)均重復(fù) 3 次，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”

表示。采用SPSS 22.0和Origin 2018軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)

計(jì)分析和圖表繪制，選擇 Duncan’s 法進(jìn)行顯著性分

析，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

表2 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平

變量

MgSO4

·7H2

O(g/L)

pH

溫度(℃)

水平

-1

10

5

33

0

15

6

37

1

20

7

41

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 最佳產(chǎn)酶時間

Bacillus sp. AFJ-3 經(jīng)活化后，按 1% 接種量接種

至30 mL LB培養(yǎng)基中，菌體的生長與產(chǎn)酶曲線如圖1

所示，酶的生物合成與細(xì)胞生長同步進(jìn)行。菌體生長

從 4 h 開始進(jìn)入對數(shù)期，快速繁殖產(chǎn)生大量 T-2 毒素

降解酶，酶活力迅速升高；在 10~12 h時，菌體生長進(jìn)

入穩(wěn)定期，12 h時酶活力達(dá)到最大值 1 136.19 U/mL；

12 h 之后進(jìn)入生長凋亡期，產(chǎn)酶量減少，酶活力呈現(xiàn)

下降趨勢，故選擇12 h作為后續(xù)優(yōu)化培養(yǎng)時間。酶活力(U/mL) 1 200

1 000

800

600

400

200

0

12

10

8

6

4

2

OD600

4 6 8 10 12 14 16 20 24

酶活力

OD600

培養(yǎng)時間(h)

圖1 菌體生長與產(chǎn)酶曲線

2.1.2 最適碳源及添加量

碳源為微生物的基本構(gòu)成與代謝產(chǎn)物的合成提供

碳骨架，同時為細(xì)胞生命活動提供所需能量[22]

。如圖2

（a）所示，不同碳源對酶活力的影響較為顯著（P<0.05）。

當(dāng)碳源為酵母提取物時酶活力最高（1 083.38 U/mL），而

可溶性淀粉、蔗糖、玉米糊精和甘油不利于Bacillus sp.

AFJ-3 產(chǎn)酶?？赡苁且?yàn)榻湍柑崛∥镏泻胸S富的

97

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

碳水化合物、蛋白質(zhì)、核苷酸、生長因子和微量元素等

有助于微生物生長，某些酵母提取物還含有誘導(dǎo)因子

能夠引起蛋白質(zhì)的大量表達(dá)[23]

。因此選擇酵母提取

物作為最適碳源進(jìn)行后續(xù)研究。

進(jìn)一步考察酵母提取物的最適添加量，結(jié)果見圖

2（b）。酶活力隨著其濃度的增加逐漸升高，當(dāng)濃度為

15 g/L 時酶活力最大，繼續(xù)提高其濃度，酶活力開始

下降。同時考慮到發(fā)酵生產(chǎn)成本，當(dāng)濃度為10 g/L和

15 g/L 酶活力相差不大，故選擇 10 g/L 作為酵母提取

物的最適添加量進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化。

酶活力(U/mL)

酵母提取物

可溶性淀粉

蔗糖

麥芽糖

無水葡萄糖

1 600

1 200

800

400

0

玉米糊精

甘油

糖蜜

碳源

（a）

酶活力(U/mL)

1 5

1 600

1 200

800

400

0 10 15 20

酵母提取物濃度(g/L)

（b）

圖2 碳源對酶活力的影響

2.1.3 最適氮源及添加量

氮源主要用于構(gòu)成菌體細(xì)胞物質(zhì)（氨基酸、蛋白

質(zhì)、核酸等）和含氮代謝物[24]

。不同氮源對酶活力的

影響如圖 3（a）所示，相較于無機(jī)氮源（硫酸銨），有機(jī)

氮源更適合Bacillus sp. AFJ-3的生長產(chǎn)酶，可能是因

為其含多種小分子肽有助于菌體吸收利用。當(dāng)?shù)?/p>

為黃豆餅粉時酶活力最高（1 296.77 U/mL）。史翠

娟[25]

研究表明，豆制品中含有完全蛋白、糖、維生素與

礦物質(zhì)，是工業(yè)生產(chǎn)芽孢桿菌及其代謝產(chǎn)物的優(yōu)質(zhì)培

養(yǎng)基。此外，黃豆餅粉價格低廉，有利于降低發(fā)酵成

本。故選擇黃豆餅粉作為最適氮源進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化。

進(jìn)一步探究黃豆餅粉添加量對酶活力的影響，結(jié)

果見圖3（b）。隨著黃豆餅粉濃度的提高，酶活力變化

不顯著（P>0.05），當(dāng)濃度為 15 g/L 時酶活力最高，超

過15 g/L后酶活力開始下降，推測原因可能是破壞了

培養(yǎng)基的最適碳氮比?？紤]生產(chǎn)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)成本，選

取10 g/L作為黃豆餅粉添加量進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化。

2.1.4 最適無機(jī)鹽及添加量

酶活力(U/mL)

大豆蛋白胨

蛋白胨

玉米漿

牛肉膏

硫酸銨

1 600

1 200

800

400

0

胰蛋白胨

黃豆餅粉

氮源

（a）

酶活力(U/mL)

1 5

1 600

1 200

800

400

0 10 15 20

黃豆餅粉濃度(g/L)

（b）

圖3 氮源對酶活力的影響

無機(jī)鹽不僅參與構(gòu)成微生物細(xì)胞和酶的組成成

分，還具有維持滲透壓和 pH 穩(wěn)定的作用[22]

。如圖 4

（a）所示，不同無機(jī)鹽對酶活力的影響較為顯著（P<

0.05）。 當(dāng) 無 機(jī) 鹽 為 MgSO4 ·7H2O 時 ，酶 活 力 最 高

（1 247.06 U/mL），這可能是因?yàn)镸g2+

能作為激活劑促

進(jìn)降解酶的合成[20]

。周雨亭[26]

發(fā)現(xiàn)Mg2+

能夠顯著提高

貝萊斯芽孢桿菌的纖溶酶活性；冒鑫哲等[27]

研究表明

添加Mg2+

促進(jìn)了枯草芽孢桿菌中角蛋白酶的合成與分

98

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

泌。由此推斷，Mg2+

可能對大多數(shù)芽孢桿菌產(chǎn)酶具有促

進(jìn)作用。因此選擇MgSO4

·7H2O作為最適無機(jī)鹽。

MgSO4·7H2O 濃度對酶活力的影響如圖 4（b）所

示，酶活力隨著其濃度的增加而升高，當(dāng)濃度為15 g/L

時酶活力最高，超過 15 g/L 之后酶活力開始下降，培

養(yǎng) 基 中 Mg2+濃 度 過 高 或 過 低 均 會 抑 制 芽 孢 桿 菌

AFJ-3 的產(chǎn)酶能力，因此以 15 g/L 為 MgSO4·7H2O 的

最適添加量進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化。

酶活力(U/mL)

CaCO3

KH2PO4·3H2O

Na2HPO4·12H2O

KH2PO4

1 600

1 200

800

400

0

NaCl

CaCl2

MgSO4·7H2O

無機(jī)鹽

（a）

酶活力(U/mL)

1 5

1 600

1 200

800

400

0 10 15 20

MgSO4·7H2O濃度(g/L)

（b）

圖4 無機(jī)鹽對酶活力的影響

2.1.5 最適培養(yǎng)條件

培養(yǎng)基pH是影響細(xì)胞生長、酶活力以及各種成分

跨膜運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)境參數(shù)[28]

。初始pH對酶活力的影

響如圖5（a）所示，pH在5~7范圍內(nèi)時酶活力較高，pH小

于5時酶活力大幅降低，培養(yǎng)基過酸可能會使酶蛋白變

性失活。當(dāng)pH等于5時酶活力最高（1 207.40 U/mL），

因此最適初始 pH 為 5，偏弱酸性和中性環(huán)境更適合

T-2毒素降解酶的產(chǎn)生。

溫度影響酶的合成速率與代謝產(chǎn)物的穩(wěn)定性[29]

。

不同溫度對酶活力的影響如圖5（b）所示，隨著溫度升

高，酶活力呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，說明低溫不適

合該菌的生長產(chǎn)酶，而溫度過高則可能使酶變性失

活。當(dāng)溫度為 37 ℃時酶活力最高（1 083.85 U/mL），

故選擇 37 ℃作為最適培養(yǎng)溫度，該結(jié)果與大多數(shù)芽

孢桿菌的最佳產(chǎn)酶溫度一致[17，27，30]

。

接種量影響微生物的生長規(guī)律及代謝產(chǎn)物的積

累[31]

。不同接種量對酶活力的影響如圖5（c）所示，較小

的接種量更適合Bacillus sp.AFJ-3產(chǎn)酶，隨著接種量的

增大，酶活力略微升高后降低，接種量過高時發(fā)酵前期營

養(yǎng)物質(zhì)消耗過快，導(dǎo)致后期營養(yǎng)不足影響酶的產(chǎn)生[31]

。

當(dāng)接種量為 0.5% 時酶活力最大（1 193.01 U/mL），因

此選擇0.5%作為最適接種量。

搖瓶轉(zhuǎn)速影響培養(yǎng)基的溶氧量，進(jìn)而影響微生

物的生長情況[32]

。不同轉(zhuǎn)速對酶活力的影響如圖 5d

所示，隨著轉(zhuǎn)速的升高，酶活力緩慢增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速為

200 r/min時酶活力最大（1 084.12 U/mL），超過200 r/min

后酶活力開始下降，因此最適轉(zhuǎn)速為200 r/min。轉(zhuǎn)速

低時溶氧量小，無法滿足細(xì)胞生長需求；轉(zhuǎn)速升高剪

切力增大，會對菌體產(chǎn)生一定傷害[32]

。

2.2 Plackett-Burman試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，通過PB試驗(yàn)篩選顯著影響

酶活力的關(guān)鍵因子，結(jié)果見表 3。利用 Design Expert

8.0.6軟件對表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果如

表4所示，模型是顯著的（P=0.02<0.05），說明模型擬合

較好。X（3 MgSO4·7H2O）、X（4 pH）、X（6 溫度）的P值小于

0.05，表明對酶活力具有顯著影響，因此選擇這三個因

素進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)。為降低發(fā)酵成本，對酶活力

影響不顯著的因素X（1 酵母提取物）、X（2 黃豆餅粉）的

添加量均調(diào)整為5 g/L進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化。

2.3 響應(yīng)面分析

2.3.1 Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果與方差分析

將MgSO4

·7H2O添加量（A）、pH（B）、溫度（C）三個因

素作為變量，以酶活力（Y）為響應(yīng)值，進(jìn)行Box-Behnken試

驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。通過軟件Design Expert 8.0.6對上述

數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到二次回歸方程。

Y=1 662.77+41.87×A-55.90×B-31.13×C+5.67×AB+

29.64×AC-44.35×BC-109.92×A2

-119.83×B2

-81.01×C2

對回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表 6。模型極

顯著（P<0.01），失擬項(xiàng)不顯著（P>0.05），決定系數(shù) R2

為0.965 0，調(diào)整R2

為0.920 1，以上數(shù)據(jù)說明模型擬合

性較好，該模型能夠解釋數(shù)據(jù)的變化趨勢。表中一次

項(xiàng)系數(shù)A、B、C對酶活力影響極顯著（P<0.01）；交互項(xiàng)

99

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

BC 對酶活力影響顯著（P<0.05），AB、AC 不顯著；二次

項(xiàng)系數(shù) A2

、B2

、C2

影響極顯著（P<0.01）?；谝陨戏?/p>

析，該模型與實(shí)際情況擬合較好，可用該模型對酶活

力進(jìn)行分析和預(yù)測。

表3 Plackett-Burman試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

X1

-1

-1

-1

-1

1

-1

1

1

-1

1

1

1

X2

-1

1

-1

1

1

1

-1

-1

-1

1

-1

1

X3

-1

-1

1

1

1

1

1

-1

-1

-1

1

-1

X4

1

1

-1

1

-1

-1

1

-1

-1

1

1

-1

X5

-1

1

1

-1

-1

1

-1

1

-1

1

1

-1

X6

1

-1

1

-1

-1

1

1

-1

-1

1

-1

1

X7

1

1

-1

-1

1

1

1

1

-1

-1

-1

-1

X8

-1

1

1

1

-1

-1

1

1

-1

-1

-1

1

X9

1

1

1

-1

1

-1

-1

-1

-1

-1

1

1

酶活力（U/mL）

1 206.08

1 150.26

1 205.69

1 243.02

1 086.54

1 439.10

1 454.97

894.78

465.00

1 540.74

1 139.34

860.86

2.3.2 各因素交互作用分析

由回歸方程得到的響應(yīng)曲面圖和等高線圖如圖6

所示，反映了 MgSO4·7H2O 濃度（A）、初始 pH（B）和溫

度（C）兩兩之間的交互作用對酶活力的影響。響應(yīng)曲

面圖均開口朝下，說明酶活力存在最大值。響應(yīng)曲面

坡度越陡，表明兩因素交互作用對酶活力影響越

大[29]

。等高線呈橢圓形表示二者交互作用對酶活力

影響顯著，呈圓形則影響不顯著[22]

。

表4 Plackett-Burman試驗(yàn)方差分析

來源

模型

X1

X2

X3

X4

X5

X6

誤差

合計(jì)

自由度

6

1

1

1

1

1

1

5

11

平方和

863 600

5 988

75 949

175 400

264 800

92 479

249 000

101 600

965 200

均方和

143 900

5 988

75 949

175 400

264 800

92 479

249 000

20 322

F值

7.08

0.29

3.74

8.63

13.03

4.55

12.25

P值

0.02

0.61

0.11

0.03

0.02

0.09

0.02

MgSO4·7H2O濃度和 pH、溫度交互的響應(yīng)曲面坡

度較平緩且等高線呈圓形（圖 6a、6b、6c、6d）,溫度和

pH交互作用的等高線呈橢圓形且響應(yīng)曲面坡度較陡

（圖 6e、6f），因此，3 組交互項(xiàng)對酶活力影響的顯著性

順序?yàn)椋築C>AC>AB，與方差分析結(jié)果一致。隨著

MgSO4·7H2O 濃度、pH 和溫度的增大，酶活力均呈現(xiàn)

先增大后下降的趨勢，與單因素結(jié)果保持一致。

2.3.3 模型預(yù)測與驗(yàn)證

利用回歸方程求得酶活力最高時各因素的最優(yōu)

初始pH

（a）

酶活力(U/mL)

4 5

1 600

1 200

800

400

0 6 7 8 9

酶活力(U/mL)

25 29

1 600

1 200

800

400

0 33 37 41

溫度(℃)

（b）

接種量(%)

（c）

酶活力(U/mL)

0.25 0.5

1 600

1 200

800

400

0 1 2 3 4 5

酶活力(U/mL)

140 160

1 600

1 200

800

400

0 180 200 220 240

轉(zhuǎn)速(r/min)

（d）

圖5 不同發(fā)酵條件對酶活力的影響

100

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

值：MgSO4·7H2O 15.86 g/L，初始 pH 5.79，反應(yīng)溫度

36.59 ℃，在此條件下酶活力最大值為1 673.84 U/mL。

考慮實(shí)際情況后作出適當(dāng)調(diào)整：MgSO4·7H2O 16 g/L，

初始pH 5.8，反應(yīng)溫度36.5 ℃。其余條件為酵母提取

物5 g/L，黃豆餅粉5 g/L，接種量0.5%，轉(zhuǎn)速200 r/min。

使用上述參數(shù)，獨(dú)立重復(fù) 3 次試驗(yàn)，得到最大酶活力

平均值 1 674.68 U/mL，與模型預(yù)測值基本吻合，說明

此模型可靠，能夠有效預(yù)測 T-2 毒素降解酶的酶活

力。與初始酶活力（1 136.19 U/mL）相比，優(yōu)化后酶活

力提升了47.39%。

表5 Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

A

1

0

0

0

1

-1

1

1

-1

0

0

-1

-1

0

0

0

0

B

-1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

-1

-1

1

0

0

-1

0

C

0

0

1

-1

1

1

0

-1

-1

0

1

0

0

0

0

-1

0

酶活力（U/mL）

1 530.96

1 655.95

1 345.55

1 464.55

1 489.43

1 360.05

1 432.47

1 524.35

1 513.55

1 699.10

1 548.00

1 444.91

1 323.73

1 658.69

1 692.45

1 489.62

1 607.68

表6 Box-Behnken試驗(yàn)方差分析

來源

模型

A-A

B-B

C-C

AB

AC

BC

A2

B2

C2

殘差

失擬值

凈誤差

總和

平方和

213 000

14 026

24 998

7 753

129

3 515

7 866

50 876

60 465

27 630

7 721

2 422

5 299

220 800

自由度

9

1

1

1

1

1

1

1

1

1

7

3

4

16

均方和

23 670

14 026

24 998

7 753

129

3 515

7 866

50 876

60 465

27 630

1 103

807

1 325

F值

21.46

12.72

22.66

7.03

0.1167

3.19

7.13

46.13

54.82

25.05

0.609 4

P值

0.000 3

0.009 1

0.002 1

0.032 9

0.742 6

0.117 4

0.032 0

0.000 3

0.000 1

0.001 6

0.643 4

顯著性

**

**

**

**

不顯著

不顯著

*

**

**

**

不顯著

注：**表示極顯著水平（P<0.01），*表示顯著水平（P<0.05）。

3 討論

T-2毒素具有高毒性和污染廣泛性，給糧食與畜

牧業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅著人畜的健康

和社會的發(fā)展。生物脫毒法因其高效、綠色、環(huán)保等

優(yōu)點(diǎn)而展現(xiàn)出強(qiáng)大優(yōu)勢，從自然環(huán)境中篩選降解微生

物并挖掘其中的降解酶是當(dāng)前研究的主要方向。而

野生菌產(chǎn)酶水平低與酶活性不穩(wěn)定等問題，限制了降

解酶的分離純化與酶制劑的開發(fā)應(yīng)用。利用基因工

程或發(fā)酵工程技術(shù)提高酶的產(chǎn)量和催化活性，使微生

物中的降解酶能夠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，真正地從“實(shí)驗(yàn)”

走向“實(shí)際”，具有廣闊的發(fā)展前景。

T-2 毒素降解酶的挖掘仍停留在初級階段。吳

娛[14]

對黑曲霉中的 T-2降解酶進(jìn)行分離純化，僅推斷

出該酶分子量為50 ku左右，此外，Mg2+

能激活該酶的

活性，這與本研究結(jié)果一致。向雨珂[13]

對氧化微桿菌

產(chǎn)生的 T-2 毒素降解酶進(jìn)行純化，僅得出該酶能在

pH=8.0、10.00% 的鹽濃度條件下，通過陰離子柱在

AKTA上被分離出來的結(jié)論。Ueno等[12]

、Beeton等[16]

、

Fuchs 等[33]

、施崎[15]

發(fā)現(xiàn)了多種 T-2 毒素降解微生物，

但未對其產(chǎn)生的降解酶進(jìn)行深入研究。本試驗(yàn)在獲

得 T-2 毒素降解菌的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化其發(fā)酵工藝，

成功地提高了 T-2 毒素降解酶的產(chǎn)量。后續(xù)還將進(jìn)

行發(fā)酵罐放大優(yōu)化，進(jìn)一步提高其產(chǎn)量，為該酶的分

離純化提供一定技術(shù)支撐。

響應(yīng)面法具有試驗(yàn)次數(shù)少、周期短、考慮多個因

素交互作用的優(yōu)點(diǎn)。迄今為止，該方法已成功應(yīng)用于

優(yōu)化一系列微生物降解真菌毒素的研究中。熊科

等[34]

通過響應(yīng)面法優(yōu)化米曲霉降解赭曲霉毒素的條

件，優(yōu)化后降解率達(dá) 94%，產(chǎn)酶周期縮短 62.5%；張

銘[35]

利用該法建立了短黃桿菌 3J2MO 降解花生粕中

黃曲霉毒素固態(tài)發(fā)酵的工藝條件；孫標(biāo)等[36]

通過該法

使枯草芽孢桿菌 QR-015 對黃曲霉毒素 B1 的降解率

提升至97.5%。本試驗(yàn)同樣通過該法使T-2毒素降解

酶酶活力提升了 47.39%，進(jìn)一步證明利用響應(yīng)面法

優(yōu)化微生物產(chǎn)真菌毒素降解酶是一種科學(xué)合理、行之

有效的優(yōu)化方法。

4 結(jié)論

本研究對 Bacillus sp. AFJ-3 產(chǎn) T-2 毒素降解酶

的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，以酶活力為考察指標(biāo)，首先通

過單因素試驗(yàn)確定了最適碳源、氮源、無機(jī)鹽、初始

pH、溫度、接種量和轉(zhuǎn)速；再利用 Plackett-Burman 試

驗(yàn)篩選出MgSO4·7H2O濃度、初始pH和溫度三個因素

對酶活力影響顯著（P<0.05）；最后通過響應(yīng)面設(shè)計(jì)確

101

生 物 技 術(shù) 2023年第44卷第19期 總第688期

定了最佳產(chǎn)酶條件為：酵母提取物5 g/L，MgSO4·7H2O

16 g/L，黃豆餅粉 5 g/L，初始 pH 5.8，溫度 36.5 ℃，接

種量 0.5%，轉(zhuǎn)速 200 r/min。在此條件下，酶活力達(dá)到

最大值1 674.68 U/mL，較優(yōu)化前提升47.39%，大幅提

高了T-2毒素降解酶的產(chǎn)量，并在一定程度上降低了

發(fā)酵生產(chǎn)成本，對T-2毒素脫毒酶制劑的開發(fā)應(yīng)用具

有重要借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] WU Q H, QIN Z H, KUCA K, et al. An update on T-2 toxin and

its modified forms: metabolism, immunotoxicity mechanism, and

human exposure assessment[J]. Archives of Toxicology, 2020, 94

(11): 3645-3669.

圖6 各因素交互作用對酶活力的影響

B：pH

10.00 12.00 14.00 16.00 20.00

7.00

6.50

6.00

5.50

5.00

酶活力(U/mL)

18.00

A：MgSO4·7H2O(g/L)

（b）

6.50

1 700

酶活力(U/mL)

10.00

1 800

1 600

1 500

1 400

1 300

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00 5.00

6.00

5.50

7.00

A：MgSO4·7H2O(g/L) B：pH

（a）

C：溫度(℃)

10.00 12.00 14.00 16.00 20.00

33.00

35.00

37.00

39.00

41.00

酶活力(U/mL)

18.00

A：MgSO4·7H2O(g/L)

（d）

39.00

1 700

酶活力(U/mL)

10.00

1 800

1 600

1 500

1 400

1 300

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00 33.00

37.00

35.00

41.00

A：MgSO4·7H2O(g/L) C：溫度(℃)

（c）

C：溫度(℃)

5.00 5.50 6.00 6.50 7.00

33.00

35.00

37.00

39.00

41.00

酶活力(U/mL)

B：pH

（f）

39.00

1 700

酶活力(U/mL)

5.00

1 800

1 600

1 500

1 400

1 300

5.50 6.00

6.50 7.00 33.00

37.00 35.00

41.00

B：pH C：溫度(℃)

（e）

102

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

[2] NAZARI L, PATTORI E, TERZI V, et al. Influence of tempera‐

ture on infection, growth, and mycotoxin production by Fusarium

langsethiae and F. sporotrichioides in durum wheat[J]. Food Micro‐

biology, 2014, 39: 19-26.

[3] 楊成林, 鄔靜. T-2毒素的毒性作用及其誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡機(jī)制概述

[J]. 動物醫(yī)學(xué)進(jìn)展, 2020, 41(1): 117-120.

[4] 向彪, 陳長福, 王迎, 等. T-2毒素毒性作用研究進(jìn)展[J]. 中國獸

醫(yī)雜志, 2020, 56(2): 67-69.

[5] JANIK E, NIEMCEWICZ M, PODOGROCKI M, et al. T-2 Toxinthe most toxic trichothecene mycotoxin: metabolism, toxicity, and

decontamination strategies[J]. Molecules, 2021, 26(22): 6868.

[6] ARCELLA D, GERGELOVA P, INNOCENTI M L, et al. Human

and animal dietary exposure to T‐2 and HT‐2 toxin[J]. EFSA Jour‐

nal, 2017, 15(8): 12-25.

[7] PERNICA M, KYRALOVá B, SVOBODA Z, et al. Levels of T-2

toxin and its metabolites, and the occurrence of Fusarium fungi in

spring barley in the Czech Republic[J]. Food Microbiology, 2022,

102: 103875.

[8] KI? M, VULI? A, KUDUMIJA N, et al. A two-year occurrence of

Fusarium T-2 and HT-2 toxin in croatian cereals relative of the

regional weather[J]. Toxins, 2021, 13(1): 39.

[9] MOREIRA G M, NICOLLI C P, GOMES L B, et al. Nationwide

survey reveals high diversity of Fusarium species and related my‐

cotoxins in Brazilian rice: 2014 and 2015 harvests[J]. Food Con‐

trol, 2020, 113: 107171.

[10] XU H W, WANG L Z, SUN J D, et al. Microbial detoxification

of mycotoxins in food and feed[J]. Critical Reviews in Food Sci‐

ence and Nutrition, 2022, 62(18): 4951-4969.

[11] LI P, SU R X, YIN R Y, et al. Detoxification of mycotoxins

through biotransformation[J]. Toxins, 2020, 12(2): 121.

[12] UENO Y, NAKAYAMA K, ISHII K, et al. Metabolism of T-2

toxin in Curtobacterium sp. strain 114-2[J]. Applied and Envi‐

ronmental Microbiology, 1983, 46(1): 120-127.

[13] 向雨珂 . T-2毒素脫毒菌株的篩選及脫毒特性研究[D].碩士學(xué)

位論文. 廣州：華南理工大學(xué)，2018.

[14] 吳娛 . T-2毒素降解菌的篩選、降解酶的提取及其降解效果的

研究[D]. 碩士學(xué)位論文. 合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2016.

[15] 施琦 . T-2 毒素的自然發(fā)生與降解及其在對蝦中的蓄積規(guī)律

[D]. 碩士學(xué)位論文. 湛江：廣東海洋大學(xué)，2013.

[16] BEETON S, BULL A T. Biotransformation and detoxification of

T-2 toxin by soil and freshwater bacteria[J]. Applied and Envi‐

ronmental Microbiology, 1989, 55(1): 190-197.

[17] 張榮, 凌曉寧, 邱露, 等 . Bacillus sp. JY-23發(fā)酵制備膠原蛋白

酶工藝優(yōu)化[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2022, 44(5): 1261-1271.

[18] 趙一凡, 常曉嬌, 杜穩(wěn), 等. 畢赤酵母產(chǎn)伏馬毒素B1羧酸酯酶發(fā)

酵條件和培養(yǎng)基的優(yōu)化[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2021, 47(1): 43-

49.

[19] 楊文華, 劉曉華, 李文明, 等 . 施氏假單胞菌 F4 產(chǎn)黃曲霉毒素

B1降解酶條件的優(yōu)化[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(9): 256-261.

[20] 戴軍, 邵帥, 王常高, 等. 產(chǎn)黃曲霉毒素B1降解酶菌株的發(fā)酵工

藝優(yōu)化[J]. 食品工業(yè), 2015, 36(12): 76-80.

[21] 馬妍, 孫長坡, 王峻, 等 . T-2 毒素降解菌株的篩選、鑒定與降

解機(jī)制研究[J/OL]. 食品科學(xué) . https://kns.cnki.net/kcms/detail//

11.2206.TS.20221230.0831.007.html.

[22] 張雷, 張蕾, 王玲莉, 等. γ-聚谷氨酸生產(chǎn)菌株的鑒定及發(fā)酵培

養(yǎng)基優(yōu)化[J]. 食品工業(yè)科技, 2020, 41(20): 64-71.

[23] FU X Y, WEI D Z, TONG W Y. Effect of yeast extract on the ex‐

pression of thioredoxin–human parathyroid hormone from recom‐

binant Escherichia coli[J]. Journal of Chemical Technology & Bio‐

technology, 2006, 81(12): 1866-1871.

[24] 張紅巖, 張妮, 楊夢瑩, 等. 擬蕈狀芽孢桿菌Gxun-30產(chǎn)角蛋白

酶液體發(fā)酵條件優(yōu)化[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2021, 47(4): 136-

143.

[25] 史翠娟 . 防治脫氧雪腐鐮刀烯醇毒素污染的脂肽類抗菌物質(zhì)

的研究[D]. 博士學(xué)位論文. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2014.

[26] 周雨亭. 貝萊斯芽孢桿菌纖溶酶的純化、性質(zhì)研究及體內(nèi)外溶

栓效果的評價[D]. 博士學(xué)位論文. 南寧：廣西大學(xué), 2022.

[27] 冒鑫哲, 彭政, 周冠宇, 等. 枯草芽孢桿菌高產(chǎn)角蛋白酶發(fā)酵條

件優(yōu)化[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2020, 46(17): 138-144.

[28] LI Y P, WANG J, YU Y, et al. Production of enzymes by Al?

teromonas sp. A321 to degrade polysaccharides from Enteromor?

pha prolifera[J]. Carbohydrate Polymers, 2013, 98(1): 988-994.

[29] 張馨月, 岳曉潔, 李錚崢, 等 . 淡紫紫孢菌的篩選、鑒定及產(chǎn)殼

聚糖酶固體發(fā)酵條件優(yōu)化[J]. 中國食品學(xué)報(bào), 2020, 20(4): 160-

169.

[30] 陳龍, 吳興利, 李立佳, 等. 一株高產(chǎn)內(nèi)切纖維素酶貝萊斯芽孢

桿菌的產(chǎn)酶條件優(yōu)化及酶學(xué)性質(zhì)分析[J]. 中國畜牧獸醫(yī),

2019, 46(5): 1353-1361.

[31] 石慧敏, 葉建仁, 王焱, 等. 響應(yīng)面優(yōu)化Bacillus velezensis YH-18

產(chǎn)芽孢培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件[J/OL]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科

學(xué)版, 2022. http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1161.s.20220412.

1328.005.html.

[32] 劉朋肖, 常煦, 成柳潔, 等. 釀酒酵母Y3401產(chǎn)己酸乙酯發(fā)酵條

件的優(yōu)化[J]. 中國食品學(xué)報(bào), 2022, 22(2): 178-189.

[33] FUCHS E, BINDER E M, HEIDLER D, et al. Structural charac‐

terization of metabolites after the microbial degradation of type A

trichothecenes by the bacterial strain BBSH 797[J]. Food Addi‐

tives and Contaminants, 2002, 19(4): 379-386.

[34] 熊科, 熊蘇玥, 支慧偉, 等. 一株降解赭曲霉素A的新穎米曲霉

菌株篩選鑒定及其產(chǎn)酶優(yōu)化[J]. 河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)

版, 2017, 38(2): 80-87.

[35] 張銘 . 短黃桿菌 3J2MO 降解黃曲霉毒素研究[D]. 碩士學(xué)位論

文. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2019.

[36] 孫標(biāo), 白祿宏, 韓立虎, 等. 產(chǎn)黃曲霉毒素生物降解酶枯草芽孢

桿菌菌株的篩選及發(fā)酵工藝研究[J]. 飼料工業(yè), 2020, 41(10):

30-37.

（編輯：王博瑤，wangboyaowby@qq.com）

103

特 種 養(yǎng) 殖 2023年第44卷第19期 總第688期

ω-3 多不飽和脂肪酸改善寵物毛發(fā)的應(yīng)用及機(jī)理

■ 李雪嬌 俞劍鑫 王 鵬 馮 杰*

（浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所，浙江省動物營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310058）

摘 要：ω-3多不飽和脂肪酸是動物體內(nèi)不能合成但生命活動不可或缺的一類脂肪酸。在寵物

健康領(lǐng)域，越來越多的研究發(fā)現(xiàn) ω-3多不飽和脂肪酸可用于改善寵物毛發(fā)，但相關(guān)機(jī)制尚未完全明

確。文章綜述了ω-3多不飽和脂肪酸用于改善寵物犬和兔毛發(fā)的相關(guān)研究，并梳理了ω-3多不飽和

脂肪酸改善毛發(fā)的可能機(jī)制，旨在為ω-3多不飽和脂肪酸應(yīng)用于寵物行業(yè)改善寵物毛發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：ω-3多不飽和脂肪酸；寵物；生長因子；抗氧化；表皮屏障

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.19.017

中圖分類號：S816.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-991X（2023）19-0104-04

Application and Mechanism of ω-3 Polyunsaturated Fatty Acids to Improve Pet Hair

LI Xuejiao YU Jianxin WANG Peng FENG Jie*

(Key laboratory Animal Nutrition of Zhejiang Province, Institute of Feed Science, Zhejiang University,

Zhejiang Hangzhou 310058, China)

Abstract：ω-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) are essential fatty acids that cannot be synthesized

by animals but are indispensable for their life activities. In the field of pet health, an increasing number

of studies have found that ω-3 PUFAs can be used to improve pet hair coat, but the underlying mecha‐

nisms have not been fully elucidated. The relevant research on the use of ω-3 PUFAs to improve the

hair coat of dogs and rabbits has been reviewed, and the possible mechanisms by which ω-3 PUFAs

improve hair coat has been summarized. The aim is to provide a reference for the application of ω-3

PUFAs in the pet industry to improve pet hair coat.

Key words：ω-3 polyunsaturated fatty acids; pet; growth factor; antioxidant; epidermal barrier

在物質(zhì)需求逐漸得到滿足的當(dāng)下，人們越來越重

視精神層面的需要。隨著寵物進(jìn)入越來越多的家庭，

成為很多人的伙伴和家人，寵物行業(yè)迅速崛起。2022

年城鎮(zhèn)寵物行業(yè)市場規(guī)模已達(dá)到 2 706億元[1]

。寵物

毛發(fā)的柔軟度、順滑度、光澤度可以反映寵物的健康

狀況，同時還會影響人寵關(guān)系。因此，改善寵物毛發(fā)

對于促進(jìn)寵物健康、增強(qiáng)人寵和諧有著重要的作用。

ω-3 多不飽和脂肪酸具有抗氧化[2]

、抗癌[3]

、改善動物

免疫功能[4]

、預(yù)防心血管疾病[5]

等多種功能，同時已被

證實(shí)能夠改善寵物毛發(fā)[6]

。本文綜述了ω-3多不飽和

脂肪酸在改善寵物毛發(fā)方面的應(yīng)用及其改善機(jī)制，為

ω-3多不飽和脂肪酸用于改善寵物毛發(fā)提供參考。

1 ω-3多不飽和脂肪酸在改善寵物毛發(fā)上的應(yīng)用

1.1 ω-3多不飽和脂肪酸簡介

Hansen 等[7]

在 1963 年第一次發(fā)現(xiàn)了動物需要攝

入一類自身無法合成、必須從飲食中獲取的多不飽和

脂肪酸，這些多不飽和脂肪酸被稱為必需脂肪酸。必

需脂肪酸可以分為ω-6和ω-3型。其中，ω-6多不飽

和脂肪酸包括亞油酸（Linoleic acid，LA）和花生四烯酸

（Arachidonic acid，AA），ω-3 多不飽和脂肪酸包括 α亞麻酸（α-linolenic acid，ALA）、二十碳五烯酸（Eicosa‐

pentaenoic acid，EPA）以及二十二碳六烯酸（Docosa‐

hexaenoic acid，DHA），這些必需脂肪酸對于機(jī)體健康

至關(guān)重要。因ω-3多不飽和脂肪酸在碳鏈甲基端的第

三個位置處有一個雙鏈，被稱為ω-3多不飽和脂肪酸。

ω-3多不飽和脂肪酸存在于多種海產(chǎn)品中，其中魚油

和藻油是ω-3多不飽和脂肪酸的重要來源，一些植物

油中也含有一定量的ω-3多不飽和脂肪酸。ω-3多不

飽和脂肪酸的主要來源及含量見表1。

作者簡介：李雪嬌，碩士，研究方向?yàn)閯游餇I養(yǎng)與飼料科學(xué)。

*通訊作者：馮杰，教授，博士生導(dǎo)師。

收稿日期：2023-07-07

104

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

表1 ω-3多不飽和脂肪酸主要來源及含量

來源

紫蘇油

亞麻籽油

核桃油

魚油

綠藻

ω-3多不飽和脂肪酸種類

ALA

ALA

ALA

DHA、EPA

ALA

含量(%)

60.75[8]

53.36~65.84[9]

10.2~16.8[10]

12.4~16.0[11]

49.2[12]

1.2 ω-3多不飽和脂肪酸在改善寵物毛發(fā)上的應(yīng)用

隨著寵物行業(yè)的快速發(fā)展，人們已由過去僅滿足

寵物基本需求的飼喂方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙櫸锝】岛蜖I

養(yǎng)的飼養(yǎng)模式。擁有漂亮、柔軟、順滑、有光澤毛發(fā)的

健康寵物成為更多寵物主人的追求。研究表明，ω-3

多不飽和脂肪酸可以提高寵物毛發(fā)質(zhì)量，改善寵物毛

發(fā)品質(zhì)。

1.2.1 ω-3多不飽和脂肪酸改善犬的毛發(fā)

犬的毛發(fā)常作為主人判斷其健康和營養(yǎng)狀況的

指標(biāo)，膳食中補(bǔ)充多不飽和脂肪酸可以改善犬類的毛

發(fā)，如果膳食中缺乏必需脂肪酸，犬的毛發(fā)會失去光

澤，變得蓬亂無序[13]

。張明秀[6]

研究表明，與未添加亞

麻籽日糧的對照組相比，用添加亞麻籽的日糧（ALA

含量為 1.23%）飼喂比格犬 28 d 和 63 d 后，毛發(fā)質(zhì)量

得到改善。研究還表明，添加亞麻籽的日糧飼喂 7~

28 d 毛發(fā)質(zhì)量評分明顯提高，而飼喂 28~63 d 毛發(fā)質(zhì)

量評分增長速度減緩。Rees等[14]

研究結(jié)果與此相似，

用含有亞麻籽的基礎(chǔ)日糧飼喂比格犬28 d后，其毛發(fā)

狀況評分顯著升高，毛發(fā)質(zhì)量得到改善。其研究還發(fā)

現(xiàn)，飼喂含有亞麻籽的基礎(chǔ)日糧改善毛發(fā)效果在整個

試驗(yàn)的84 d內(nèi)并沒有得到持續(xù)，補(bǔ)充28 d毛發(fā)改善效

果最佳，這可能與寵物犬對含有亞麻籽的飲食出現(xiàn)適

應(yīng)有關(guān)。Combarros 等[15]

研究也證明，膳食補(bǔ)充魚油

商業(yè)制劑（20.4 mg/kg 的 EPA 和 DHA）一個月可以改

善狗的毛發(fā)和皮膚質(zhì)量，且連續(xù)補(bǔ)充魚油商業(yè)制劑

2 個月，達(dá)到最佳的改善效果。上述研究表明，膳食中

補(bǔ)充ω-3多不飽和脂肪酸對犬的毛發(fā)有積極的影響，

但長時間連續(xù)補(bǔ)充 ω-3 多不飽和脂肪酸寵物會出現(xiàn)

飲食適應(yīng)，改善毛發(fā)效果會有所下降。

1.2.2 ω-3多不飽和脂肪酸改善兔的毛發(fā)

寵物兔是許多家庭的重要成員之一，兔毛的漂亮

程度是影響寵物兔與寵物主人關(guān)系的一大因素。兔

的皮膚毛發(fā)問題已成為獸醫(yī)治療實(shí)踐中存在的第三

大問題。一些研究表明，局部治療或者膳食補(bǔ)充ω-3

多不飽和脂肪酸可以提高兔子毛發(fā)質(zhì)量。Roman

等[16]

研究發(fā)現(xiàn)，膳食補(bǔ)充亞麻籽油對兔毛的脂肪酸譜

有積極影響，與對照組相比，亞麻籽油補(bǔ)充組兔毛的

皮脂中 ALA 含量增加 71%，而 EPA 和 DHA 分別增加

了約425%和736%。同時其研究還發(fā)現(xiàn)，亞麻籽油飼

喂組中兔子絨毛的鱗片層更加光滑，從角質(zhì)層的組織

學(xué)圖像可以發(fā)現(xiàn)亞麻籽飼喂組兔子的角質(zhì)層邊緣更

加光滑，且角質(zhì)層細(xì)胞病變數(shù)量較少。Waisburd等[17]

使用一種含有必需脂肪酸的天然植物油治療兔子局

部皮膚，與對照組相比，精油治療組表現(xiàn)為兔子毛發(fā)

更加具有光澤，毛發(fā)脫落減少，氣味減弱，毛發(fā)評分顯

著升高。膳食補(bǔ)充和治療涂抹 ω-3 多不飽和脂肪酸

均可以改善兔的毛發(fā)。

2 ω-3多不飽和脂肪酸改善寵物毛發(fā)的可能機(jī)制

2.1 調(diào)節(jié)生長因子促進(jìn)毛發(fā)生長

生長因子是調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和轉(zhuǎn)移等過程的

多 肽 。 血 管 內(nèi) 皮 生 長 因 子（vascular endothelial

growth factor, VEGF）和成纖維細(xì)胞生長因子（fibro‐

blast growth factor, FGF）已被證明對調(diào)節(jié)毛發(fā)周期和

促進(jìn)毛發(fā)生長至關(guān)重要[18-19]

。VEGF在介導(dǎo)血管生成

和增強(qiáng)血管通透性方面起著重要作用，研究證實(shí)，

VEGF可以通過刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌來改善血

液循環(huán)進(jìn)而促進(jìn)毛發(fā)生長[18]

。李曉月等[20]

研究發(fā)現(xiàn)，

膳食補(bǔ)充 DHA 或 EPA 的小鼠皮膚中 VEGF 表達(dá)量明

顯升高，補(bǔ)充 DHA 或 EPA 對小鼠毛發(fā)再生具有促進(jìn)

作用。FGF家族在毛囊中發(fā)揮重要作用，在時間和空

間上精確地調(diào)控毛囊發(fā)育[21]

。有研究表明，F(xiàn)GF18是

皮膚和毛發(fā)形成的重要信號通路 Wnt/β-catenin 的靶

基因[19, 22]

。因此，F(xiàn)GF18可能是皮膚和毛發(fā)形成的重

要調(diào)節(jié)劑。有研究指出，含 DHA 與 EPA 的提取物可

以促進(jìn)FGF18在毛囊中高表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)毛囊從休止

期進(jìn)入生長期，促進(jìn)毛發(fā)再生[23-24]

。這說明 ω-3多不

飽和脂肪酸改善毛發(fā)的可能機(jī)制為通過促進(jìn)生長因

子 VEGF 和 FGF 高表達(dá)進(jìn)而改善血液循環(huán)為毛發(fā)生

長提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)，促使毛囊發(fā)育，促進(jìn)毛發(fā)生

長，改善毛發(fā)質(zhì)量。

2.2 防止毛囊氧化衰老

毛發(fā)的生長依賴于毛囊結(jié)構(gòu)干細(xì)胞的分裂、增

殖、分化，因此毛發(fā)生長取決于毛囊結(jié)構(gòu)的生長發(fā)育

情況[25]

。毛囊衰老后會出現(xiàn)毛發(fā)脫落、枯燥、無光澤、

脆性增加等現(xiàn)象[26-27]

，根據(jù)自由基學(xué)說，毛囊氧化是

其衰老的直接原因，在毛囊衰老的過程中，氧自由基

發(fā)揮著重要作用，所以減少自由基的產(chǎn)生和提高自身

抗自由基的能力是減緩毛囊損傷衰老和提高毛發(fā)質(zhì)

量的重要途徑[28-29]

。在減少自由基產(chǎn)生方面，安曉

羽[30]

研究發(fā)現(xiàn)，ω-3多不飽和脂肪酸可以通過下調(diào)煙

酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶 2（NOX2）蛋白的表

105

特 種 養(yǎng) 殖 2023年第44卷第19期 總第688期

達(dá)水平以減少活性氧（Reactive oxygen species, ROS）

的生成，進(jìn)而降低氧化應(yīng)激。在提高自身抗自由基的

能力方面，孫妍[31]

證實(shí)，60 μmol/L EPA 和 DHA 可以

顯著抑制 500 μmol/L 過氧化氫處理后導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)

谷胱甘肽（Glutathione, GSH）下降（P<0.05）。此外，其

研究還發(fā)現(xiàn)，60 μmol/L EPA和DHA處理的過氧化氫

組與對照組相比，隨著處理時間的延長，超氧化物歧

化酶（Superoxide dismutase, SOD）活性顯著增加，EPA

和 DHA 可以提高 SOD 活性進(jìn)而提高機(jī)體抗氧化能

力。因此，ω-3多不飽和脂肪酸改善毛發(fā)的可能機(jī)制

為其作為有效的抗氧化損傷成分，下調(diào) NOX2蛋白水

平和上調(diào) GSH 和 SOD 水平來減少 ROS 產(chǎn)生、提高自

身的抗氧化能力，防止毛囊氧化衰老，提高毛發(fā)質(zhì)量。

2.3 促進(jìn)表皮屏障修復(fù)

毛發(fā)光澤度、順滑度和柔軟度可能受到皮脂腺產(chǎn)

生的脂質(zhì)類型和分布的影響[32]

。局部治療或飲食補(bǔ)

充多不飽和脂肪酸可以刺激內(nèi)源性脂類的改變，進(jìn)而

可以促進(jìn)表皮屏障的形成[33]

并減少炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生、

抑制細(xì)胞免疫[34]

。皮膚屏障與角質(zhì)層產(chǎn)生的神經(jīng)酰

胺、膽固醇兩種脂質(zhì)密切相關(guān)[35-36]

。有研究指出，犬

皮膚表面膽固醇的水平可用于毛發(fā)光澤度、柔軟度和

整體狀況的評估[32, 37]

，毛發(fā)表面脂質(zhì)中膽固醇水平越

高，寵物毛發(fā)質(zhì)量越好。Kirby等[32]

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)喂食

高 不 飽 和 脂 肪 酸 飲 食（33.02 g/kg LA+11.72 g/kg

ALA）時，皮膚表面脂質(zhì)膽固醇增加，同時犬的毛發(fā)和

皮膚評估分?jǐn)?shù)也有所改善。也有研究指出，神經(jīng)酰胺

水平與皮膚屏障受損程度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[38-39]

。Cerrato

等[40]

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)犬皮膚等效模型用多不飽和脂肪酸

（22 μmol/L）處理時，其神經(jīng)酰胺百分比（[ 51.7±1.3)%]

明顯高于對照組（[ 41.6±1.4)%]，因此多不飽和脂肪酸

可以提高皮膚中神經(jīng)酰胺水平，預(yù)防和修復(fù)皮膚屏障

受損。多不飽和脂肪酸改善毛發(fā)可以促進(jìn)皮脂腺合

成膽固醇和神經(jīng)酰胺，改變皮膚的脂質(zhì)組成，促進(jìn)表

皮屏障修復(fù)。此外，多不飽和脂肪酸可以通過調(diào)節(jié)前

列腺素和白三烯的產(chǎn)生來減少過敏性炎癥反應(yīng)[41]

，促

進(jìn)表皮脂質(zhì)屏障的組成和功能的改變。

3 小結(jié)

在寵物健康領(lǐng)域，ω-3多不飽和脂肪酸可用于提

高寵物毛發(fā)質(zhì)量，改變寵物毛發(fā)毛躁、無光澤狀況，促

進(jìn)人與寵物的和諧相處。ω-3 多不飽和脂肪酸改善

寵物毛發(fā)的可能機(jī)制為通過促進(jìn) VEGF 高表達(dá)為毛

發(fā)生長提供所需的營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)FGF18高表達(dá)促進(jìn)

毛囊從靜止期向生長期過渡，進(jìn)而促進(jìn)毛發(fā)生長；下

調(diào) NOX2 蛋白水平和上調(diào) GSH 和 SOD 水平來減少

ROS產(chǎn)生和提高自身的抗氧化能力，進(jìn)而防止氧化應(yīng)

激引起的毛囊衰老，防止毛發(fā)出現(xiàn)脫落、枯燥、無光澤

等情況；促進(jìn)皮膚表面膽固醇、神經(jīng)酰胺兩種脂質(zhì)的

生成，促進(jìn)表皮屏障修復(fù)，防止表皮屏障受損。

參考文獻(xiàn)

[1] 派讀寵物行業(yè)大數(shù)據(jù)平臺 . 2022 年中國寵物消費(fèi)報(bào)告[M]. 北

京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2023.

[2] 趙丹陽, 李香月, 姚婷, 等. 膨化亞麻籽對北京油雞生長性能、屠

宰性能、血漿生化指標(biāo)、抗氧化能力和肌肉n-3多不飽和脂肪酸

沉積量的影響[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 2022, 34(1): 274-284.

[3] DIERGE E, DEBOCK E, GUILBAUD C, et al. Peroxidation of n3 and n-6 polyunsaturated fatty acids in the acidic tumor environ‐

ment leads to ferroptosis-mediated anticancer effects[J]. Cell Me‐

tabolism, 2021, 33(8)：1701-1709.

[4] 劉利曉, 李紹鈺, 彭健. 多不飽和脂肪酸對禽類免疫功能的影響

研究進(jìn)展[J]. 中國畜牧獸醫(yī), 2007, 206(1): 16-19.

[5] 田祥靜, 李春艷. n-3多不飽和脂肪酸與心血管疾病關(guān)系的研究

進(jìn)展[J]. 中國心血管雜志, 2022, 27(4): 389-392.

[6] 張明秀 . 高多不飽和脂肪酸含量犬糧的制備及應(yīng)用研究[D]. 碩

士學(xué)位論文. 無錫: 江南大學(xué), 2013.

[7] HANSEN A E, WIESE H F, BOELSCHE A N, et al. Role of lin‐

oleic acid in infant nutrition: clinical and chemical study of 428

infants fed on milk mixtures varying in kind and amount of fat[J].

Pediatrics, 1963, 31(1): 171-192.

[8] 牟朝麗, 陳錦屏. 紫蘇油的脂肪酸組成、維生素E含量及理化性

質(zhì)研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2006, 34(12):

195-198.

[9] 張曉霞, 尹培培, 楊靈光, 等 . 不同產(chǎn)地亞麻籽含油率及亞麻籽

油脂肪酸組成的研究[J]. 中國油脂, 2017, 42(11): 142-146.

[10] 朱振寶, 劉夢穎, 易建華, 等 . 不同產(chǎn)地核桃油理化性質(zhì)、脂肪

酸組成及氧化穩(wěn)定性比較研究[J]. 中國油脂, 2015, 40(3): 87-

90.

[11] FIORI L, SOLANA M, TOSI P, et al. Lipid profiles of oil from

trout (Oncorhynchus mykiss) heads, spines and viscera: trout byproducts as a possible source of omega-3 lipids[J]. Food Chemis‐

try, 2012, 134(2): 1088-1095.

[12] TAIPALE S, PELTOMAA E, SALMI P. Variation in ω -3 and

ω -6 polyunsaturated fatty acids produced by different phyto‐

plankton taxa at early and late growth phase[J]. Biomolecules,

2020, 10(4): 559-567.

[13] BURR G O, BURR M M. New deficiency disease produced by

rigid exclusion of fat from diet[J]. Nutrition Reviews, 1973, 31

(8): 248-249.

[14] REES C A, BAUER J E, BURKHOLDE W J, et al. Effects of di‐

etary flax seed and sunflower seed supplementation on normal

canine serum polyunsaturated fatty acids and skin and hair coat

condition scores[J]. Veterinary Dermatology, 2001, 12(2): 111-

117.

106

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

[15] COMBARROS D, CASTILLA-CASTANO E, LECRU L A, et al.

A prospective, randomized, double blind, placebo-controlled

evaluation of the effects of an n-3 essential fatty acids supple‐

ment (Agepi ω 3) on clinical signs, and fatty acid concentrations

in the erythrocyte membrane, hair shafts and skin surface of

dogs with poor quality coats[J]. Prostaglandins Leukotrienes and

Essential Fatty Acids, 2020, 159: 102140.

[16] ROMAN K, WILK M, KSIAZEK P, et al. The effect of the sea‐

son, the maintenance system and the addition of polyunsaturated

fatty acids on selected biological and physicochemical features of

rabbit fur[J]. Animals, 2022, 12(8): 971.

[17] WAISBURD G S, CORDERO A M, NUNEZ C R, et al. Topical

effect of a specific spot-on treatment made of natural ingredients

in rabbits (Oryctolagus cuniculus) with skin problems: a pilot

study[J]. Veterinary World, 2020, 13(9): 1760-1763.

[18] WOO Y M, KIM O J, JO E S, et al. The effect of Lactobacillus

plantarum hydrolysates promoting VEGF production on vascular

growth and hair growth of C57BL/6 mice[J]. Journal of Analytical

Science and Technology, 2019, 10: 18.

[19] SHIMOKAWA T, FURUKAWA Y, SAKAI M, et al. Involvement

of the FGF18 gene in colorectal carcinogenesis, as a novel down‐

stream target of the beta-catenin/T-cell factor complex[J]. Can‐

cer Research, 2003, 63(19): 6116-6120.

[20] 李曉月, 王成成, 段學(xué)鋒, 等 . 膳食補(bǔ)充磷脂型 EPA/DHA 結(jié)合

藍(lán)光照射對小鼠毛發(fā)再生的影響[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2021, 45(7):

1225-1234.

[21] 曹丹霞, 苗勇, 肖順娥, 等. 成纖維細(xì)胞生長因子及其受體在毛

發(fā)生長周期中的表達(dá)和作用[J]. 臨床皮膚科雜志, 2020, 49(3):

178-182.

[22] MATER V D, KOLLIGS F T, DLUGOSZ A A, et al. Transient

activation of β -catenin signaling in cutaneous keratinocytes is

sufficient to trigger the active growth phase of the hair cycle in

mice[J]. Genes & Development, 2003, 17(10): 1219-1224.

[23] KAWANO M, KOMI-KURAMOCHI A, ASADA M, et al. Com‐

prehensive analysis of FGF and FGFR expression in skin:

FGF18 is highly expressed in hair follicles and capable of induc‐

ing anagen from telogen stage hair follicles[J]. Journal of Investi‐

gative Dermatology, 2005, 124(5): 877-885.

[24] 鄒匡月, 應(yīng)明, 孫兆軍, 等. 不飽和脂肪酸對毛乳頭細(xì)胞生長發(fā)

育的影響[J/OL]. 中國油脂: 1-13[2023-07-05].http://kns.cnki.

net/kcms/detail/61.1099.ts.20220511.1744.014.html.

[25] XIAO P, ZHONG T, LIU Z F, et al. Research progress of mecha‐

nism of hair follicle development and hair curvature in sheep

and goat[J]. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2018, 49(8):

1567-1576.

[26] 邵鄰相, 鞏菊芳, 趙安爾, 等. 黑泥對小鼠皮膚膠原蛋白和毛發(fā)

生長的影響[J]. 日用化學(xué)工業(yè), 2005, 35(2): 88-90.

[27] HU B H, YANG W P, BIELEFELD E C, et al. Apoptotic outer

hair cell death in the cochleae of aging fischer 344/NHsd rats[J].

Hearing Research, 2008, 245(1/2): 48-57.

[28] HARMAN D. Role of free-radicals in aging and disease[J]. An‐

nals of the New York Academy of Sciences, 1992, 673: 126-141.

[29] KERMICI M, PRUCHE F, ROGUET R, et al. Evidence for an agecorrelated change in glutathione metabolism enzyme-activities in

human hair follicle[J]. Mechanisms of Ageing and Development,

1990, 53(1): 73-84.

[30] 安曉羽. n-3多不飽和脂肪酸改善高脂食物誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激、炎

癥反應(yīng)和脂質(zhì)代謝紊亂的機(jī)制[D]. 碩士學(xué)位論文 . 呼和浩特：

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué), 2020.

[31] 孫妍. n-3多不飽和脂肪酸對細(xì)胞氧化應(yīng)激及其毒性的調(diào)控機(jī)

制[D]. 碩士學(xué)位論文. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2014.

[32] KIRBY N A, HESTER S L, REES C A, et al. Skin surface lipids

and skin and hair coat condition in dogs fed increased total fat

diets containing polyunsaturated fatty acids[J]. Journal of Animal

Physiology and Animal Nutrition, 2010, 93(4): 505-511.

[33] CERRATO S, RAMIO-LLUCH L, PUIGDEMONT A. Effects of

essential oils and polyunsaturated fatty acids on canine skin

equivalents: skin lipid assessment and morphological evaluation

[J]. Journal of Veterinary Medicine, 2013, 2013: 231526.

[34] TODORIC J, L?FFLER M, HUBER J, et al. Adipose tissue in‐

flammation induced by high-fat diet in obese diabetic mice is

prevented by n3 polyunsaturated fatty acids[J]. Diabetologia,

2006, 49(9): 2109-2119.

[35] REITER L V, TORRES S, WERTZ P W. Characterization and

quantification of ceramides in the nonlesional skin of canine pa‐

tients with atopic dermatitis compared with controls[J]. Veteri‐

nary Dermatology, 2009, 20(4): 260-266.

[36] YAMAMOTO A, SERIZAWA S, SATO Y. Stratum corneum lipid

abnormalities in atopic dermatitis[J]. Archives of Dermatological

Research, 1991, 283(4): 219-223.

[37] BAUER J E, MCALISTER K G, MARKWELL P. Molecular spe‐

cies of cholesteryl esters formed via plasma lecithin: cholesterol

acyltransferase in fish oil supplemented dogs[J]. Nutrition Re‐

search, 1997, 17(5): 861-872.

[38] JUNGERSTED J M, HELLGREN L I, JEMEC G, et al. Lipids

and skin barrier function - a clinical perspective[J]. Contact Der‐

matitis, 2010, 58(5): 255-262.

[39] ISHIKAWA J, NARITA H, KONDO N, et al. Changes in the ce‐

ramide profile of atopic dermatitis patients[J]. Journal of Investi‐

gative Dermatology, 2010, 130(10):2511-2514.

[40] CERRATO S, RAMIó-LLUCH L, FONDEVILA D, et al. Effects

of essential oils and polyunsaturated fatty acids on canine skin

equivalents: skin lipid assessment and morphological evaluation

[J]. Journal of Veterinary Medicine, 2013, 2013: 231526.

[41] BROUGHTON K S, JOHNSON C S, PACE B K, et al. Reduced

asthma symptoms with n-3 fatty acid ingestion are related to 5-

series leukotriene production[J]. American Journal of Clinical Nu‐

trition, 1997, 65(4): 1011-1017.

（編輯：沈桂宇，guiyush@126.com）

107

疫 病 防 控 2023年第44卷第19期 總第688期

牛肉是人們特別喜愛的肉類食物之一，由于牛肉

具有獨(dú)特鮮美的口感，含有充足的蛋白質(zhì)，分解出的

氨基酸與人體的需求比較接近，對人體有很好的促進(jìn)

康復(fù)和保健的功效，在日常生活中深受大家的青睞。

若病牛的肉和血清被當(dāng)作食物和生物輔料，會嚴(yán)重威

脅到人類健康。

牛病毒性腹瀉（bovine viral diarrhea, BVD）是通過

一種牛病毒性腹瀉病毒(bovine viral diarrhea virus,

BVDV)感染的傳染性疾病，也是妨礙母牛正常繁殖，

感染各年齡階段牛的呼吸消化系統(tǒng)并造成損傷的一

種免疫抑制疾病[1]

。該病最早發(fā)生于美國，典型癥狀

是腹瀉，其他癥狀有高熱、萎靡不振、厭食、流鼻涕和

唾液增多等。作為牛或其他動物的常見疾病，BVDV

的傳染方式種類繁多，可通過接觸病牛而被感染，也

可通過環(huán)境污染，使?；蛘咂渌麆游锏暮粑篮拖?/p>

化道被感染[2]

。BVDV 不是只存在牛群中，它還可以

感染豬[3]

、駱駝及其他反芻動物[4]

。牛病毒性腹瀉病呈

世界流行性分布，一旦發(fā)病會給牛場帶來極大的經(jīng)

濟(jì)損失。

牛病毒性腹瀉的病原也可稱為牛病毒性腹瀉-黏

膜 病 病 毒（bovine viral diarrhea-mucosal disease，

BVD-MD）[5]

。該病毒為直徑 40~65 nm 的粒狀球形，

摘 要：目前牛病毒性腹瀉在我國普遍流行，嚴(yán)重阻礙了養(yǎng)牛業(yè)的發(fā)展。此病是由牛病毒性腹

瀉病毒引起的，患病牛的主要癥狀為腹瀉，還會伴隨著發(fā)熱、流鼻涕等其他癥狀，嚴(yán)重威脅著牛群的

健康，同時病牛也對人類身體健康也會產(chǎn)生直接或間接的影響，給生活帶來了一定的隱患。文章綜

述了牛病毒性腹瀉病毒的流行特點(diǎn)、檢測方法及預(yù)防措施，以使牛場能夠更好地采取預(yù)防措施防止

該病的傳播。

關(guān)鍵詞：牛病毒性腹瀉；流行特點(diǎn)；檢測方法；預(yù)防措施；臨床癥狀

doi:10.13302/j.cnki.fi.2023.19.018

中圖分類號：S858.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-991X（2023）19-0108-05

Study on Epidemic Characteristics, Diagnosis and Prevention of Bovine Viral Diarrhea Virus

LIU Jianhui1

MA Siwen1

ZHANG Yongming1,2*

WANG Qian1

ZHAO Xuecheng2

ZHANG Kaikai2

HU Wei2

(1. Inner Mongolia Normal University, Inner Mongolia Huhhot 010000, China; 2. Inner Mongolia Daxi

Biotech Co., Ltd., Inner Mongolia Huhhot 010000, China)

Abstract：At present, bovine viral diarrhea is prevalent in China, which seriously hinders the develop‐

ment of cattle industry. This disease is caused by bovine viral diarrhea virus. The main symptoms of sick

cattle are diarrhea, accompanied by fever, runny nose and other symptoms, which seriously threaten the

health of cattle. At the same time, sick cattle also have a direct or indirect impact on people's health and

bring some hidden dangers to life. In this paper, the epidemiological characteristics, detection methods

and preventive measures of bovine viral diarrhea virus were reviewed, so that preventive measures could

be taken to prevent the spread of the disease in cattle farms.

Key words：bovine viral diarrhea; popular characteristics; detection method; preventive measure; clinical

signs and symptoms

作者簡介：劉建慧，碩士，研究方向?yàn)樯锘瘜W(xué)與分子生

物學(xué)。

*通訊作者：張永明，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師。

收稿日期：2023-05-30

牛病毒性腹瀉病毒流行特點(diǎn)與診斷預(yù)防措施研究

■ 劉建慧1 馬思雯1 張永明1，2* 王 茜1 趙雪城2 張凱凱2 胡 偉2

（1.內(nèi)蒙古師范大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000；2.內(nèi)蒙古大溪生物科技有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000）

108

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

且 只 有 一 個 病 毒 髓 核 ，髓 核 的 直 徑 為 24~30 nm。

BVDV屬于基因組長12.3~12.5 kb的單股正鏈RNA病

毒，由一個開放閱讀框（ORF），5’-UTR和 3’-UTR構(gòu)

成。不同BVDV毒株的5’-UTR基因序列有高度的保

守性，根據(jù)其基因序列的不同 BVDV 可分為 1 型和 2

型，到現(xiàn)在為止，1 型 BVDV 已有 22 個基因亞型（1a~

1v），2 型 BVDV 有 4 個基因亞型（2a~2d）[6]

。BVDV 對

外部環(huán)境抵抗力很弱，但在低溫的條件下仍具有一

定的穩(wěn)定性，在真空且凍干后放于-60~-70 ℃可以

保留數(shù)年，在 26~37 ℃能夠保存 24 h，但是大部分病

毒都喪失了活性，在 56 ℃下幾分鐘內(nèi)就能完全喪失

活性[7]

。

BVDV有兩種生物型，分別是致細(xì)胞病變型（CP）

和非致細(xì)胞病變型（NCP）。BVD-MD 的持續(xù)性感染

主要是由非致細(xì)胞病變性毒株引起的，且致細(xì)胞病變

毒株一般不會引起持續(xù)感染，目前的 BVD-MD 疫苗

株大部分都是致細(xì)胞病變株。

1 牛病毒性腹瀉的流行病學(xué)特點(diǎn)

1.1 傳染源和傳播途徑

牛病毒性腹瀉病的傳染源是病畜和帶毒的動物，

其排出的糞、尿等排泄物及精液等均可致病，其他致

病因素還有血液、流產(chǎn)胎兒等[8]

，如果不及時發(fā)現(xiàn)并采

取措施，可能會造成畜牧場病毒大面積暴發(fā)。該病還

可以經(jīng)過牛的口、呼吸道和消化道感染，病畜通過咳

嗽使空氣中帶病毒，使其他動物被傳染。病毒還可以

通過牛的胎盤發(fā)生垂直式感染[9]

，此時胎兒沒有任何

免疫能力，導(dǎo)致病毒在體內(nèi)繁殖，攜帶病毒直至死亡，

且死亡后需要立即進(jìn)行無害化處理以切斷傳播途徑。

也可由帶毒者的排泄物等引起水平式傳播感染。本

病的傳播方法有直接和間接兩種，一般自然潛伏 2~

14 d，分為急性感染和慢性感染兩種。病毒也存在于

雄性牛的精液中，以自然或人工受精兩種方式向母牛

傳播。

1.2 容易感染的群體

該病易感染不同品種、不同年齡的牛，而且肉牛

相對于奶牛更易被感染；除在牛群里傳播外，也會感

染綿羊、山羊、羊駝和豬等家畜及駱駝等反芻動物、鹿

和袋鼠等其他野生動物。

1.3 流行特點(diǎn)

BVDV 現(xiàn)已在世界各地存在并傳播，呈現(xiàn)一種全

球化的趨勢，一般流行方式有地方性和季節(jié)性。地方

性表現(xiàn)在：在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國家較易發(fā)生，也會在封

閉式的養(yǎng)殖場突然暴發(fā)，一般多呈現(xiàn)隱性感染的狀

況。季節(jié)性表現(xiàn)在：一年四季都實(shí)際存在，以春秋兩

季多見。BVDV 自然感染的情況每年都會發(fā)生[10]

，各

個年齡階段牛的易感率和患病率不同，6個月以下的

小?；疾÷实?，是因?yàn)槟冈纯贵w的存在；8~24月齡患

病最常見；3~18個月齡的牛犢具有很高的易感性，臨

床表現(xiàn)也較好；其他年齡階段的牛感染一般為隱性感

染。此病的發(fā)病率約為5%，死亡率超過90%。

1.4 流行狀況

BVD 第一次出現(xiàn)于 1946 年的北美洲地區(qū)，且于

1971年被正式命名。我國出現(xiàn)BVD是由于1980年自

國外引進(jìn)牛并將病毒帶入，由于管控不當(dāng)對家畜和其

他野生動物造成了不同程度的感染[11]

。我國學(xué)者隨

后開始對該病毒的研究，李佑民等[12]

在1983首次分離

并且鑒定到毒株。緊接著大量研究人員開始調(diào)查研

究發(fā)現(xiàn)，感染BVDV的省市有20多個[13]

。到現(xiàn)在為止

BVDV感染情況日益擴(kuò)大。

2 臨床癥狀

該病的臨床表現(xiàn)有腹瀉、發(fā)熱、黏膜糜爛、萎靡不

振、厭食、免疫力低、白細(xì)胞數(shù)量下降和母牛繁殖受阻

等，其嚴(yán)重程度與病程、發(fā)病時長和是否繼發(fā)感染密

切相關(guān)，一般1~14 d為牛群自然感染潛伏期，14~21 d

是牛群人工感染潛伏期[14]

?？蓪?BVDV 感染后分為

亞臨床感染、急性感染、持續(xù)性感染和黏膜病等類

型[15]

。

2.1 亞臨床感染

亞臨床感染為自然情況下的一般類型。通過研

究發(fā)現(xiàn)，人工感染牛身后出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，但持續(xù)時間

不超過 2 d，在感染后的第 13 天，淋巴組織未檢測到

抗原[16]

。該感染類型也從側(cè)面解釋了畜牧場的牛群

雖然未接種疫苗，但仍能從體內(nèi)檢測到 BVDV 抗體。

總之，該類型感染后臨床癥狀并不明顯，但奶牛有特

殊的癥狀，其產(chǎn)奶量會有下降趨勢。

2.2 急性感染

大多數(shù)BVDV感染后的類型為急性感染。BVDV

的兩種生物類型即 NCP 型和 CP 型均會引起急性感

染，其NCP型在感染中占主導(dǎo)地位[17]

。急性感染牛表

現(xiàn)為高熱、腹瀉、黏膜潰爛、免疫系統(tǒng)受到抑制、血小

板和白細(xì)胞減少和繁殖障礙等癥狀[18]

。感染牛癥狀

的輕重由病毒毒力決定，與病牛自身的免疫系統(tǒng)狀態(tài)

109

疫 病 防 控 2023年第44卷第19期 總第688期

相關(guān)，也會受到環(huán)境因素的影響。急性型大部分是被

同一種BVDV反復(fù)感染所致，犢牛和免疫系統(tǒng)健全的

育成牛急性感染率較高[19]

。

2.3 持續(xù)性感染

持續(xù)感染（PI）是最特別的一類，在妊娠期（第45~

130天）母牛接觸并感染NCP型BVDV，病毒越過母體

胎盤的保護(hù)屏障使腹中的胎兒致病[20]

，期間可能有流

產(chǎn)等征兆。這類胎兒出生后就成了終生帶毒和散播

病毒的牛[21]

，簡稱為持續(xù)感染牛（PI牛）。引起PI牛感

染的原因是小牛胎兒免疫系統(tǒng)沒有發(fā)育完全，病毒在

胎兒體內(nèi)不斷傳播感染，形成持續(xù)感染的BVDV[22]

，導(dǎo)

致體內(nèi)不能有效識別和清除病毒。CP 型和 NCP 型

BVDV 均可透過胎盤渠道感染新生胎兒，但是前者可

由胎兒免疫系統(tǒng)清除，后者則在體內(nèi)持續(xù)感染[23]

，且

兩者之間可互相轉(zhuǎn)換。由于體質(zhì)獨(dú)特，PI牛在飼養(yǎng)場

中里成為了很大的致病源。因此，對于PI牛的發(fā)現(xiàn)和

及時清除可降低BVDV感染率。

2.4 黏膜病

黏膜病是臨床上最可怕的一種類型，發(fā)病率約為

5%，一旦發(fā)病死亡機(jī)率趨近于 100%[24]

。病牛癥狀表

現(xiàn)為體溫較高、呼吸急促、糞便帶血、呼出的氣味極

臭、胃黏膜和腸黏膜大面積潰瘍糜爛等[25]

。另外，黏

膜病還會造成血液中白細(xì)胞數(shù)量和血小板均會減少，

引起免疫抑制，從而極易被其他病原感染。

3 科學(xué)的診斷

初步診斷可以根據(jù)臨床表現(xiàn)和流行病學(xué)來判斷，

如果想要進(jìn)一步確診，可以采用血清學(xué)試驗(yàn)、病毒分

離和 PCR 技術(shù)等手段。這些檢測方法各有各的優(yōu)缺

點(diǎn)，可根據(jù)試驗(yàn)條件和成本考慮，從中選擇最優(yōu)的檢

測方法。

3.1 血清學(xué)試驗(yàn)檢測

研究牛BVD，血清學(xué)試驗(yàn)是一項(xiàng)十分重要的檢測

方法與手段。常用的方法有中和試驗(yàn)、酶聯(lián)免疫吸附

試驗(yàn)（ELISA）、免疫瓊脂擴(kuò)散、免疫過氧化物酶技術(shù)

（IPT）和蛋白A膠體免疫電鏡技術(shù)。其中中和試驗(yàn)是

實(shí)驗(yàn)室常規(guī)使用的方法之一，但是有部分局限性，即

疑似牛不能確診，達(dá)不到完全清除病牛的目的。

ELISA是經(jīng)典的測試方法，也是一種主要的診斷

方法。此方法簡單快速，特異性良好，但是在制備抗

原中存在較大的困難和挑戰(zhàn)，并且在檢測抗體時對于

PI牛等各種因素都很難被檢測到，有時還會出現(xiàn)假陽

性等問題，這些方面需進(jìn)一步改進(jìn)[26]

。免疫瓊脂擴(kuò)散

法一般常用于獸醫(yī)部門檢測，有簡單方便、具有群特

異性等優(yōu)點(diǎn)，但是準(zhǔn)確性不高，敏感性低于中和試驗(yàn)。

IPT 現(xiàn)在被應(yīng)用于抗原的總體分布檢測和抗體檢測，

實(shí)驗(yàn)期間可以用顯微鏡觀察細(xì)胞的顏色進(jìn)行判斷，是

診斷 BVDV 比較準(zhǔn)確的方法之一。蛋白 A 膠體免疫

電鏡技術(shù)是采用電鏡觀察法，觀察病毒的形態(tài)，這種

方法的缺點(diǎn)是尋找病毒顆粒時會受到相似形態(tài)顆粒

的干擾，不適合大量樣本的篩選。

3.2 病毒分離

病毒分離法可以應(yīng)用于胎牛腎（MDBK）細(xì)胞、肺

原代細(xì)胞的檢驗(yàn)，小犢牛的睪丸細(xì)胞也很容易被病毒

感染[27]

，最常用細(xì)胞 MDBK 細(xì)胞分離病毒[28]

。根據(jù)病

毒分離選擇的結(jié)構(gòu)組織，把動物的組織病料進(jìn)行研磨

和無菌處理后，再接種到對BVDV敏感的細(xì)胞上，70 h

后觀察是否有BVDV的特征性病變，從而判斷此牛是

否患有該病[29]

。但是這種方法既耗時又耗費(fèi)精力，有些

病毒的分離率也比較低，對于大規(guī)模的檢測并不適用。

3.3 PCR技術(shù)檢測

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是生物體外進(jìn)行的 DNA

擴(kuò)增反應(yīng)，具有快速、特異性強(qiáng)、敏感度高、模板取材、

可擴(kuò)增 mRNA 等特點(diǎn)，可使需要的基因片段大量擴(kuò)

增。PCR 技術(shù)檢驗(yàn)是核酸對病毒病原體進(jìn)行檢測和

鑒定的一種方法，操作簡單方便，反應(yīng)快速靈敏，但實(shí)

驗(yàn)過程中存在樣品污染導(dǎo)致假陽性的出現(xiàn)，也有突變

率較高的病毒易出現(xiàn)假陰性的情況[30]

。近年來不斷

發(fā)展的熒光定量PCR技術(shù)是一種新檢驗(yàn)技術(shù)，其將傳

統(tǒng)的PCR與熒光檢測方法進(jìn)行結(jié)合檢測，這種方法是

對需檢測的樣品中的特定 DNA 序列處理，然后對其

進(jìn)行熒光定量分析。陳其兵等[32]

根據(jù)BVDV的5'UTR

保守序列設(shè)計(jì)特異性引物和探針，從而去優(yōu)化建立了

熒光定量PCR檢測方法。與RT-PCR檢測方法相比，

它具有操作簡單方便、自動化程度高、高靈敏度、特異

性更強(qiáng)、結(jié)果可觀、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，而且還能有效降

低污染風(fēng)險，對 BVDV 也能進(jìn)行早期的診斷與判

斷[31]

，及時發(fā)現(xiàn)病原，并能快速準(zhǔn)確地實(shí)施檢測，現(xiàn)已

成為檢測病原的重要手段。但這種方法對機(jī)器要求

高。還有一種 LAMP檢測方法，是應(yīng)用核酸新型檢測

技術(shù)，主要觀察反應(yīng)過程中生成的白色沉淀焦磷酸

鎂。此方法簡單方便、反應(yīng)快速、靈敏度高、特異性

強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯著，但是對引物要求比較高和嚴(yán)格[33]

。

110

SILIAO GONGYE 2023年第44卷第19期 總第688期

4 預(yù)防措施和防控建議

牛病毒性腹瀉病與牛群的環(huán)境衛(wèi)生以及養(yǎng)殖戶

的飼養(yǎng)管理密切相關(guān)，因此，為了預(yù)防這種疾病的蔓

延，必須采用綜合性預(yù)防與治療措施，包括消毒與衛(wèi)

生管理、疫苗接種、嚴(yán)格的檢疫，以及提高飼養(yǎng)管理水

平及淘汰持續(xù)性感染牛等。

4.1 消毒與衛(wèi)生管理

在日常飼養(yǎng)中應(yīng)定期清掃牛棚，并選擇合適的消

毒藥劑與消毒藥品進(jìn)行消毒處理，從而切斷感染和傳

播途徑[34]

。同時也要及時消滅、驅(qū)除養(yǎng)殖場的蚊、鼠

及其他有害動物，以預(yù)防中間宿主的感染。

4.2 疫苗接種

臨床試驗(yàn)表明，根據(jù)本地區(qū)養(yǎng)殖場牛病毒性腹瀉

流行病學(xué)的實(shí)際情況，針對性接種牛病毒性弱毒疫苗

和豬瘟兔化弱毒疫苗等，可以高效地預(yù)防 BVDV 感

染。其中 6~8 個月犢牛期是牛病毒性腹瀉極易感染

的時期，這時犢牛的抵抗力比較差，并且牛乳中所含

母源抗體含量下降，應(yīng)當(dāng)根據(jù)要求及時進(jìn)行安全、高

效的減毒或弱毒性疫苗的接種[35]

。

4.3 檢疫預(yù)防

牛場必須建立健全衛(wèi)生檢疫體系，定期監(jiān)測牛群

的病毒性腹瀉病毒，規(guī)范養(yǎng)殖戶的引種行為，避免不

同來源的動物在同一個圈舍中飼養(yǎng)[36]

，一旦發(fā)現(xiàn)

BVDV 感染牛，立刻進(jìn)行隔離處理，要進(jìn)行無害化處

理，避免疾病在牛群中的傳播與感染。嚴(yán)禁從疫區(qū)進(jìn)

口牛，且牛只買賣、運(yùn)輸時要加強(qiáng)隔離，防止該病毒的

擴(kuò)散與傳播。對于進(jìn)口肉類、乳制品、生物制品也要

嚴(yán)格隔離，進(jìn)一步阻斷傳染[37]

。

4.4 提高飼養(yǎng)管理水平

養(yǎng)殖戶在飼養(yǎng)中要增強(qiáng)對飼料的管控，各年齡段

的奶牛都要供應(yīng)平衡的營養(yǎng)飼料，禁止喂食霉變的飼

料，也要注意維生素的補(bǔ)充，提高牛群的身體免疫力，

同時要強(qiáng)化養(yǎng)殖場的衛(wèi)生和水源管理，定期清除水體

中的細(xì)菌，減少BVDV感染的可能性。

4.5 淘汰持續(xù)性感染牛

PI牛是BVDV最大的傳染源，在診治過程中要早

期篩查發(fā)現(xiàn)并淘汰，這一措施對本病的防控具有重要

的意義。這是對 BVDV 進(jìn)行有效地控制與凈化的最

佳辦法，是保障牛群長期安全的重要手段。

4.6 研發(fā)疫苗

疫苗也是很重要的一環(huán)，要積極鼓勵，研究院所

和科研單位、牛場進(jìn)行BVDV疫苗的研制工作。現(xiàn)疫

苗有兩類，分別為 BVDV 弱毒疫苗和 BVDV 滅活疫

苗。前者能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的免疫力，但個別疫苗株對后

代有不良影響及疾病缺陷；后者的安全性高，但效力

不如前者。近年來，生物信息技術(shù)迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了

一種新的疫苗研發(fā)手段，即多表位基因疫苗，與其他

疫苗相比，此疫苗具有穩(wěn)定性高、生物安全性高、過敏

率低和方便合成等特點(diǎn)[38]

。滅活疫苗的制備一般是

通過懸浮培養(yǎng)工藝完成，同時發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器規(guī)?；苽?/p>

可以作為未來疫苗發(fā)展的主要方向[39]

。

5 小結(jié)

總之，BVD是一種常見的傳染性疾病。在防控牛

BVD 時要遵守防大于治的原則，從源頭上遏制其蔓

延，一旦發(fā)現(xiàn)可疑病例，應(yīng)馬上進(jìn)行隔離。另外，在對

該疾病進(jìn)行診斷的過程中，要根據(jù)臨床表現(xiàn)和流行病

學(xué)特點(diǎn)制訂相應(yīng)的對策，以提高治療效果。養(yǎng)殖戶必

須高度重視對該病的診斷和治療，做好后續(xù)的預(yù)防工

作，制訂科學(xué)的免疫計(jì)劃，并采取相應(yīng)的預(yù)防和治療

措施以降低患病率。

參考文獻(xiàn)

[1] LINDBERG A L E. Bovine viral diarrhoea virus infections and its

control: a review[J]. Veterinary Quarterly, 2003, 25(1): 1-16.

[2] 白梅榮, 哈申托雅 . 牛病毒性腹瀉防治[J]. 畜牧獸醫(yī)科學(xué): 電子

版, 2020(24): 104-105.

[3] 王新平, 涂長春, 李紅衛(wèi), 等 . 從疑似豬瘟病料中檢出牛病毒性

腹瀉病毒[C]//中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會 . 中國科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年

會論文集: 生命科學(xué)與生物技術(shù) . 北京: 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會,

1998.

[4] OLDE RIEKERINK R G M, DOMINICI A, BARKEMAH W, et al.

Seroprevalence of pestivirus in four species of alpine wild ungu‐

lates in the High Valley of Susa, Italy[J]. Veterinary Microbiology,

2005, 108(3/4): 297-303.

[5] 童欽, 霍志云, 胡桂學(xué), 等 . 牛病毒性腹瀉病毒檢測方法的研究

進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2012, 28(14): 79-83.

[6] 曾維歡, 李蓉, 肖望成, 等. 1型、2型牛病毒性腹瀉病毒通用RTPCR檢測方法的建立與應(yīng)用[J]. 中國動物檢疫, 2021, 38(2): 98-

103.

[7] 季淑妍 . 淺述牛病毒性腹瀉病的臨床癥狀及防控措施[J]. 現(xiàn)代

畜牧科技, 2016(6): 135-135.

[8] 趙靜虎, 王華欣, 朱戰(zhàn)波 . 牛病毒性腹瀉-粘膜病的流行狀況及

防控研究進(jìn)展[J]. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 28(6): 122-

125.

[9] 李宏敏. 牛病毒性腹瀉的危害流行病學(xué)、診斷和防治措施[J]. 現(xiàn)

代畜牧科技, 2022(4): 76-78.

111

疫 病 防 控 2023年第44卷第19期 總第688期

[10] 張玉柱, 王德弟 . 牛病毒性腹瀉的治療分析及研究[J]. 農(nóng)民致

富之友, 2017(24): 186-186.

[11] JONESE L R, WEBER E L. Application of single-strand confor‐

mation polymorphism to the study ofbovine viral diarrhea virus

isolates[J]. Journal Veterinary Diagnosis Investigation, 2001(13):

50-56.

[12] 李佑民, 劉振潤, 武銀蓮. 牛病毒腹瀉-黏膜病病毒株(長春184)

的分離與鑒定[J]. 獸醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 1983, 3(2): 113-121.

[13] 孔繁德, 陸承平. 牛病毒性腹瀉-黏膜病的最新研究進(jìn)展[J]. 福

建畜牧獸醫(yī), 2005, 27(3): 9-13.

[14] 張玉柱, 王德弟 . 牛病毒性腹瀉的治療分析及研究[J]. 農(nóng)民致

富之友, 2017(24): 186-186.

[15] LANYON S R, HILL F I, REICHEL M P, et al. Bovine viral di‐

arrhoea: pathogenesis and diagnosis[J]. The Veterinary Journal,

2014, 199(2): 201-209.

[16] 王煒, 武華 . 牛病毒性腹瀉病毒生物學(xué)特性、危害及防控[J].

2014(Z4): 22-26.

[17] 劉宇. PD-1通路在BVDV抑制牛外周血T淋巴細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)

凋亡中的作用及其機(jī)制[D]. 博士學(xué)位論文. 大慶: 黑龍江八一

農(nóng)墾大學(xué), 2019.

[18] 李新培, 周偉光, 關(guān)平原, 等. 牛病毒性腹瀉病毒致病機(jī)制研究

進(jìn)展[J]. 中國畜牧獸醫(yī), 2018(8): 2303-2311.

[19] 范俊, 姜露 . 牛病毒性腹瀉病的研究進(jìn)展[J]. 吉林畜牧獸醫(yī),

2009, 30(3): 13-16.

[20] SANDRA A, BAUERMANN F V, VOGEL F S F, et al. Evidence

of mixed persistent infections in calves born to cows challenged

with a pool of bovine viral diarrhea virus isolates[J]. Pesquisa

Veterinária Brasileira, 2010, 30(12): 1053-1057.

[21] ZHANG X, DIRAVIYAM T, LI X, et al. Preparation of chicken

IgY against recombinant E2 protein of bovine viral diarrhea vi‐

rus (BVDV) and development of ELISA and ICA for BVDV de‐

tection[J]. Journal of the Agricultural Chemical Society of Japan,

2016, 80(12): 2467-2472.

[22] HANSEN T R, SMIRNOVA N P, CAMPEN H V, et al. Maternal

and fetal response to fetal persistent infection with bovine viral

diarrhea virus[J]. American Journal of Reproductive Immunology,

2010, 64(4): 295-306.

[23] CHARLESTON B, FRAY M D, BAIGENT S, et al. Establish‐

ment of persistent infection with non-cytopathic bovine viral di‐

arrhoea virus in cattle is associated with a failure to induce type

I interferon[J]. Journal of General Virology, 2001, 82(8): 1893-

1897.

[24] 王偉利, 錢愛東, 胡桂學(xué), 等. 地高辛標(biāo)記核酸探針檢測牛黏膜

病病毒[J]. 中國獸藥雜志, 2000, 34(5): 1-4.

[25] WEISS M, HERTIG C, STRASSER M, et al. Bovine virus diar‐

rhea/mucosal disease: a review[J]. Schweizer Archiv Für Tierhe‐

ilkunde, 1994, 136(5): 173-173.

[26] 李健明, 馮海峰, 時坤, 等 . 牛病毒性腹瀉-黏膜病的流行現(xiàn)狀

和診斷技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 經(jīng)濟(jì)動物學(xué), 2014, 18(2): 111-115.

[27] 孟小林, 劉建華, 劉曉娜, 等 . 牛病毒性腹瀉病的研究概況[J].

湖北畜牧獸醫(yī), 2016(11): 10-12.

[28] 普浩宇, 亐開興, 楊貴偉, 等. 牛病毒性腹瀉病毒基因2型云南

株的分離與鑒定[J]. 中國獸醫(yī)學(xué)報(bào), 2021, 41(10): 1922-1929.

[29] 肖望成, 孫玉林, 李蓉, 等. 山西一例牛病毒性腹瀉病例病原分

離鑒定及測序分析[J]. 中國奶牛, 2021(2): 28-32.

[30] 尹德琦, 何潤霞, 龍淼 . 犢牛腹瀉病原實(shí)驗(yàn)室診斷研究進(jìn)展[J].

畜牧與飼料科學(xué), 2015, 36(1): 90-94.

[31] 張康, 郭志廷, 仇正英, 等 . 牛病毒性腹瀉/黏膜病病毒熒光定

量 PCR 檢測方法的建立[J]. 福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2021, 36(9): 1042-

1047.

[32] 陳其兵, 薛霜, 漆世華, 等. 牛病毒性腹瀉-黏膜病病毒TaqMan

熒光定量RT-PCR檢測方法的建立及初步應(yīng)用[J]. 中國獸藥雜

志, 2012(4): 46-47.

[33] 姜海宇, 薛華平, 李家奎 . 牛病毒性腹瀉病毒(BVDV)的研究進(jìn)

展[J]. 養(yǎng)殖與飼料, 2022, 21(9): 107-112.

[34] 艾爾肯 塔尤甫 . 牛病毒性腹瀉的診治及預(yù)防措施[J]. 獸醫(yī)導(dǎo)

刊, 2021(11): 42-43.

[35] 趙永學(xué), 趙洪江 . 牛病毒性腹瀉防治策略探析[J]. 吉林畜牧獸

醫(yī), 2021, 42(6): 68-69.

[36] 王篤華 . 牛病毒性腹瀉黏膜病防控[J]. 畜牧獸醫(yī)科學(xué): 電子版,

2021(16): 64-65.

[37] 寧德生 . 牛病毒性腹瀉的診斷方法與防治措施[J]. 中國動物

保, 2021, 23(3): 33-35.

[38] 趙微, 張東超, 陳婷, 等. 牛病毒性腹瀉病毒多表位基因疫苗的

構(gòu)建及其免疫效果評價[J]. 畜牧與獸醫(yī), 2022, 54(10): 102-

110.

[39] 楊青春, 徐凌, 劉國英, 等. 全懸浮馴化MDBK細(xì)胞應(yīng)用于牛病

毒性腹瀉、牛傳染性鼻氣管炎二聯(lián)滅活疫苗的效果評估[J]. 中

國獸醫(yī)雜志, 2022, 58(10): 74-81.

（編輯：王博瑤，wangboyaowby@qq.com）

為了加快文章的傳播速度、擴(kuò)大文章的影響力，《飼料工業(yè)》（以下簡稱“本刊”）已許可中國知網(wǎng)、維普資訊、萬方數(shù)據(jù)庫和超星平臺

及其系列數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品以數(shù)字化方式復(fù)制、匯編、發(fā)行、信息網(wǎng)絡(luò)傳播本刊全文。作者向本刊提交文章發(fā)表的行為即視為同意本刊編輯部

的上述聲明。如作者不同意中國知網(wǎng)、維普資訊、萬方數(shù)據(jù)庫和超星平臺以電子方式收錄，請?jiān)趤砀鍟r向本刊編輯部聲明，本刊編輯部

將作適當(dāng)處理。

版權(quán)聲明

112

·本期廣告索引·

耘墾集團(tuán)（封面）

江蘇漢 生物科技有限公司（封底）

成都大帝漢克生物科技有限公司（封面拉頁）

豐尚農(nóng)牧裝備有限公司（封二、扉一）

四川新一美生物科技有限公司（封三）

江蘇法斯特智能裝備有限公司（前 1 2）

石家莊正誠飼料機(jī)械有限公司（前 3）

福建新正陽飼料科技有限公司（前 4）

常州遠(yuǎn)見機(jī)械有限公司（前 5）

武漢市華甜生物科技有限公司（前 6）

四川隆源機(jī)械有限公司（前 7）

淮安德爾機(jī)械有限公司（前 8）

上海天一高德機(jī)電實(shí)業(yè)有限公司（前 9）

鄭州兆豐糧油機(jī)械有限公司（前 10）

麥侖（漳州）生物科技有限公司（前 11）

江蘇科潤德智能裝備集團(tuán)有限公司（前 12）

德州泰多泰生物科技有限公司（前 13）

邁安德集團(tuán)有限公司（前 14）

南寧市澤威爾飼料有限責(zé)任公司（前 15）

湖南格美特生物科技有限公司（前 16）

杭州德鴻生物科技有限公司（前 17）

南備邇（上海）機(jī)械有限公司（前 18）

浙江耀飛生物科技有限公司（扉二）

廣州康瑞德農(nóng)牧科技股份有限公司（續(xù)一）

遼寧威蘭生物技術(shù)有限責(zé)任公司（續(xù)二）

北京英惠爾生物技術(shù)有限公司（續(xù)三）

河北廣瑞牧業(yè)有限公司（續(xù)四）

中化云龍有限公司（后 2）

靖江市衡動粉碎機(jī)械廠（后 3）

溧陽市裕達(dá)機(jī)械有限公司（后 4）

彩 色

山東齊灃和潤生物科技有限公司（前 1）

湖南煒基生物工程有限公司（前 2）

無錫市德瑞爾機(jī)電設(shè)備有限公司（前 3）

常州市宏寰機(jī)械有限公司（前 4）

廣西南寧龐博生物工程有限公司（前 5）

溧陽市尚品飼料機(jī)械有限公司（后 1）

黑 白