微囊化发酵鲶鱼废弃物提取物对肉鸡表观代谢能、养分消化率、消化酶活性及肠道微生物菌群的影响

《Food Science & Nutrition》：Effect of Microencapsulated Fermented Catfish Waste Extract on Apparent Metabolizable Energy, Nutrient Digestibility, Digestive Enzyme Activity, and Intestinal Microbiota of Broiler Chickens

　　

微囊化发酵鲶鱼废弃物提取物（MFCWE）是一种具有前景的循环经济型饲料添加剂，可通过发酵与微囊化技术实现鲶鱼加工副产物的价值化利用，并有望替代抗生素生长促进剂（AGP）。本研究评估了饲粮中梯度添加MFCWE（0.5%–2.0%）对肉鸡能量利用、养分消化率、消化酶活性及肠道特定微生物指标的影响。试验采用完全随机设计，设6个处理组：基础饲粮组（T-）、基础饲粮+杆菌肽锌（100 ppm；T+）以及基础饲粮分别添加0.5%、1.0%、1.5%或2.0% MFCWE（T0.5–T2）。于第35天对肉鸡进行代谢能试验，并采集样品用于消化率、酶活性及微生物计数测定。结果表明，MFCWE显著影响表观代谢能（AME，p=0.003）、氮校正表观代谢能（AMEn，p=0.007）及氮存留率（p<0.001），其中1.5%–2.0%添加量下AME/AMEn值最高，1.5%添加量下氮存留率最高。干物质消化率（DMD）和有机物消化率（OMD）在1.5% MFCWE组达到最高，较T-分别提高8.6%和7.6%（均p<0.001），且与T+组相当。淀粉酶活性随MFCWE添加而升高（p=0.005）；1.5%添加量下金黄色葡萄球菌（S. aureus）数量较T-降低16.6%（p=0.003），而总需氧菌和大肠杆菌（E. coli）数量未受显著影响（p>0.05）。总体而言，1.5% MFCWE在各指标上均表现出最为一致的改善效果，支持其作为功能性微囊化饲料添加剂及鲶鱼加工废弃物高值化利用途径的应用潜力。

微囊化发酵鲶鱼废弃物提取物（MFCWE）作为一种新型后生素类饲料添加剂，对改善肉鸡营养利用及肠道健康具有重要研究价值。本研究由Abun、Haetami等研究人员开展，论文发表于《Food Science》。研究背景方面，全球肉鸡产业持续扩张以满足日益增长的动物性蛋白需求。历史上，抗生素生长促进剂（AGPs）被广泛用于稳定肠道健康和提高饲料效率，但抗菌药物耐药性及残留问题促使研究者加速寻找有效替代方案。后生素（postbiotics），即非活性微生物及其组分与代谢产物的制剂，因其在饲料加工过程中稳定性高、较活菌益生菌更耐储存，且能调节肠道功能和病原菌压力而受到关注。鱼类加工副产物是丰富的蛋白质与脂质资源，但目前利用不足。鲶鱼加工废弃物（包括头、骨、鳍和尾）产量巨大，却常因缺乏有效利用途径而造成环境负担，其富含的功能性肽类和脂质具有开发潜力。微生物发酵可通过水解大分子、释放肽类和游离氨基酸、产生具有潜在抗菌和抗氧化特性的代谢产物来提升鱼废料的功能价值。然而，发酵鱼类提取物易氧化变质，而采用麦芽糊精基载体系统的微囊化技术能更好地保护敏感成分免受氧气和水分影响，改善粉末的加工处理性能和储存稳定性，并可能调控功能成分在胃肠道中的释放。

为探究微囊化发酵鲶鱼废弃物提取物在实际饲养条件下对肉鸡能量利用、养分消化率、消化酶及肠道微生物指标的生理影响，研究人员采用完全随机设计，以240只1日龄Cobb-500肉鸡雏鸡（雌雄混养，初始体重45.30±3.37 g）为试验对象，设置6个处理组（每组4个重复，每栏10只）：基础饲粮阴性对照组（T-）、基础饲粮+杆菌肽锌100 mg/kg阳性对照组（T+）、以及基础饲粮分别添加0.5%、1.0%、1.5%和2.0% MFCWE的试验组（T0.5–T2），饲养期为35天。试验关键在于使用经铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）、小孢根霉（Rhizopus microsporus）和解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）协同发酵4天、再经无菌过滤获得的细胞游离发酵液，以麦芽糊精为壁材（提取物与壁材比60:40，w/w）经50°C热风干燥、180μm筛分制得微囊化产品；该产品的包埋效率达91.96%，水分活度（a_w）0.21–0.26，水分含量30.47%。

研究结果部分详细报道如下：

发酵液及微囊特性：发酵过程参数稳定（pH 5.10–5.18，温度32.75°C–34.97°C，水分72.83%–73.57%），总可滴定酸度（TTA）为31.00 g乳酸当量/L，可溶性蛋白/肽含量为3.50 mg/mL；挥发性脂肪酸（VFAs）未检出。微囊产品得率59.98%（以总固形物计），粗蛋白含量37.07%，醚提取物26.97%，粒径D₅₀≤180μm。

表观代谢能与氮存留率：MFCWE显著影响AME（F_{(5, 18)}=5.44，p=0.003）、AMEn（F_{(5, 18)(5, 18)}=8.72，p<0.001）。1.5%–2.0% MFCWE组的AME和AMEn值最高；1.5% MFCWE组氮存留率最大化，较T-提高4.7%。

养分消化率：处理显著影响干物质消化率（DMD，F_{(5, 18)}=69.25，p<0.001）和有机物消化率（OMD，F_{(5, 18)}=85.08，p<0.001），1.5% MFCWE组表现最优且与抗生素对照相当，DMD和OMD较T-分别提高8.6%和7.6%。粗蛋白消化率亦受影响（F_{(5, 18)}=5.61，p=0.003），但2.0%添加量时最低。

消化酶活性：MFCWE显著提高淀粉酶活性（F_{(5, 18)}=5.06，p=0.005），1.5%添加量时较T-提高34.5%，与T+仅差1.9%；蛋白酶和脂肪酶活性未达显著水平（p>0.05）。

肠道微生物计数：MFCWE显著降低金黄色葡萄球菌数量（F_{(5, 18)}=5.43，p=0.003），1.5%添加量时较T-降低16.6%、较T+降低11.8%；总需氧菌和大肠杆菌数量未受显著影响（p>0.05）。

讨论部分，研究人员指出MFCWE在1.5%添加量时对肉鸡营养利用和肠道功能指标产生最为一致的调节效应。其机制可能在于：发酵将鲶鱼副产物基质部分水解为更易利用的低分子量营养物质和代谢产物，而微囊化技术则有助于保护这些不稳定组分在干燥、储存和饲料混合过程中的活性。1.5%–2.0% MFCWE组较高的AME/AMEn值可能反映了底物可及性改善及发酵衍生生物活性物质向消化道更稳定递送的综合效应。干物质和有机物消化率在1.5% MFCWE时的改善表明，发酵提取物的生物活性组分超越了简单营养供给而支持了胃肠道功能。淀粉酶活性的显著升高提示碳水化合物消化改善及更有利于内源酶作用的肠道环境，这可能源于发酵衍生营养物质和代谢产物对消化生理的间接刺激，而非单纯的外源酶补充效应。微生物数据表明金黄色葡萄球菌的选择性抑制而非广谱抑菌作用，这与发酵衍生酸类和肽类抗菌物质对革兰氏阳性机会致病菌更具活性的生物学机制相符，而微囊化有助于保护这些代谢产物直至饲料投喂和消化过程。

本研究局限性包括：采用培养法进行微生物评估而非高分辨率菌群分析、缺乏病原菌攻毒验证、以及GC-FID未检出VFAs。未来研究应整合攻毒试验、微囊货架期/氧化稳定性检测、靶向代谢组学及下一代测序技术，以深入关联代谢特征与菌群变化及生产性能。

研究结论：微囊化发酵鲶鱼废弃物提取物可改善肉鸡的能量利用、养分消化率、肠道淀粉酶活性并抑制金黄色葡萄球菌，其中1.5%添加量产生最为一致的综合效应。这些结果支持MFCWE作为抗生素生长促进剂替代方案及鲶鱼加工废弃物高值化利用策略的应用潜力，但需在培养法微生物评估及缺乏攻毒模型验证的研究背景下进行解读。