此外，小麥麩皮還容易受到嘔吐毒素的污染，這些因素共同限制了其在食品及飼料領域的產業化應用。我國小麥麩皮資源極為豐富，每年大約產生兩千多萬噸的麩皮副產品。
為了更好地利用這些資源，可以通過物理方法對其特性進行改變，也可以采用生物方法對其進行發酵處理，從而提高其附加值。與此同時，隨著飼料中促生長類抗生素的逐漸禁用，開發營養平衡、綠色保健的飼料已成為一種趨勢。
生物發酵方式的價值和理念正逐漸被人們所認可，例如發酵豆粕作為一種優質的蛋白原料，已經在飼料領域得到了廣泛的應用。相比之下，發酵麩皮目前在動物飼料中的應用還相對較少，其潛在價值尚未得到充分挖掘。
1 麩皮的理化特點
小麥在提取胚芽和胚乳后，剩余的部分被統稱為麩皮，其主要由皮層和糊粉層構成，通常占小麥籽粒總重量的22%到25%。麩皮含有豐富的蛋白質和礦物質，含量遠高于胚乳部分，因此具有較高的開發價值。
例如，它可以被加工成麥麩膳食纖維乳酸飲料，或者用于提取谷氨酸多糖、丙酮、丁醇等物質。此外，小麥麩皮還含有大量膳食纖維、葉酸、維生素B族以及多酚類化合物。
其中，酚類化合物和活性多糖是麩皮中兩類重要的生理活性成分。活性多糖主要包括小麥膳食纖維，能夠調節斷奶仔豬的腸道菌群結構；而酚類物質則包括酚酸、類黃酮和木酚素等，具有顯著的抗氧化功能。
然而，麩皮中也存在一些不利因素，例如氨基酸組成雖然相對平衡，但粗纖維和抗營養因子含量較高，且容易受到嘔吐毒素等污染物的污染。此外，麩皮的成分會因小麥品種、質量、制粉工藝條件以及面粉出粉率的不同而有所變化。
2 麩皮發酵
通過微生物發酵，麩皮的纖維結構得以改良，同時抗營養因子的含量顯著降低，蛋白質含量及消化率得到提升。這種經過發酵處理的麩皮可以作為優質蛋白飼料原料，部分替代傳統蛋白飼料，具有廣闊的應用前景。
2.1 發酵菌種
在麩皮發酵過程中，常用的微生物主要包括乳酸菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌和霉菌等。乳酸菌是一類能夠利用碳水化合物發酵產生乳酸的革蘭氏陽性厭氧菌。
根據其代謝途徑的不同，乳酸菌可以分為同型發酵乳酸菌和異型發酵乳酸菌。同型發酵乳酸菌的代謝產物主要是乳酸，而異型發酵乳酸菌則會產生乳酸、乙酸以及二氧化碳等多種代謝產物。
枯草芽孢桿菌是一種好氧型、能夠產生芽孢的革蘭氏陽性菌，廣泛存在于自然環境中。這種菌對人和動物是無毒無害的，并且具有廣泛的抗菌能力。酵母菌是一種以芽殖為主要繁殖方式的兼性厭氧型單細胞真菌。
在無氧條件下，酵母菌可以利用糖類底物發酵產生酒精等代謝產物；而在有氧條件下，酵母菌則會進行有氧代謝，將有機物徹底氧化為二氧化碳和水。
霉菌是絲狀真菌的總稱，其中常用于發酵的霉菌包括黑曲霉和米根霉等。這些霉菌可以通過孢子進行無性或有性繁殖，是發酵工業和食品加工領域中不可或缺的重要菌種。
2.2 發酵方式
在發酵過程中，根據所使用的菌種種類數量，發酵方式可分為單菌發酵和混菌發酵兩種。單菌發酵是指僅使用單一菌種進行發酵，而混菌發酵則是利用兩種或多種微生物的協同作用來完成發酵過程的一種創新技術。
當前，由于單一菌種發酵在微生態制劑效果上的局限性，越來越多的研究者開始關注多菌種復合發酵。這是因為混菌發酵能夠產生更為復雜的酶系，有效彌補單一菌種酶系單一的不足。
2.3 發酵影響因素
麩皮發酵過程中，發酵效果主要受到多種因素的影響，包括培養溫度、外源氮水平、發酵液的初始pH值、發酵時間以及發酵液中菌種的接種量等。
由于不同微生物的生長對溫度和pH值的要求各不相同，且對菌種的接種量也有特定要求，因此在發酵過程中需要精確控制這些條件。在一定的接種量范圍內，增加接種量可以促進菌體數量的快速增長，增加發酵過程中的活菌數量，從而縮短發酵周期。
然而，如果接種量過高，培養基中的營養物質將無法滿足菌體的生長需求，反而會限制菌體的生長，導致發酵后活菌數量減少。
2.4 發酵效果
在麩皮發酵過程中應用乳酸菌，能夠產生乳酸等有機酸，進而降低發酵體系的pH值，有效抑制雜菌的生長。
同時，乳酸菌還能產生呈味氨基酸，賦予發酵麩皮獨特的酸香味，這種香味可以刺激動物的食欲，促進其采食，進而提高動物的增重效果。
此外，乳酸菌發酵還可以降低麩皮中抗營養因子（如植酸）的含量，同時增加阿拉伯木聚糖（Arabinoxylans，AX）和酚酸的含量，從而增強小麥麩皮的抗氧化活性。
枯草芽孢桿菌在生長代謝過程中能夠產生多種酶，包括蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶和脂肪酶等。這些酶可以將麩皮中的大分子物質（如蛋白質、碳水化合物和脂肪）分解為更易被動物消化吸收的小肽、氨基酸、低聚糖和游離脂肪酸。
這一過程不僅提高了飼料的可消化性和營養價值，還能消除麩皮中的抗營養因子，如植酸。此外，枯草芽孢桿菌能夠產生耐熱性強的芽孢，這些芽孢在高溫制粒和動物胃腸道中仍能存活，從而競爭性地抑制有害菌的生長，維護動物腸道健康。
酵母菌同樣可以分泌多種酶，其代謝產物富含B族維生素，對動物的健康生長具有重要意義。酵母菌發酵可以增加麩皮中的可溶性阿拉伯木聚糖（SAX）和多酚含量，同時降低植酸含量。
此外，發酵后麩皮的酸度和成分會發生顯著變化，從而進一步提升其營養價值。Moore等的研究表明，通過酵母菌固態發酵，麩皮的蛋白質含量可以提高11%到12%，但纖維組成沒有顯著變化。
王立克等的研究發現，酵母菌發酵后，麩皮的粗蛋白含量比發酵前提高了119.59%，乙醇浸提物含量提高了73.68%，賴氨酸含量增加，同時維生素和酶的含量也更為豐富。
在發酵體系中引入霉菌（例如里氏木霉）的主要目的是利用其高效產生蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶的特性，這些酶能夠有效降解發酵底物中的蛋白質和纖維素等成分，從而提升發酵麩皮的營養價值和適口性。
此外，發酵麩皮中豐富的酶系能夠彌補動物內源酶分泌不足的問題，進而提高動物腸道對營養物質的吸收效率。
陳洪偉等研究者利用酵母菌與高產纖維素酶的黑曲霉之間的協同作用，以麩皮為發酵底物進行混菌固態發酵，生產蛋白飼料。研究結果顯示，發酵產物中的粗蛋白含量達到了25.26%，相比發酵前的麩皮提高了33.93%。由此可見，麩皮發酵過程對其主要營養成分和功能的改善具有顯著的作用。
3 發酵麩皮的特性與功能
經過微生物發酵處理后，小麥麩皮在多個方面發生了顯著的改善。一方面，發酵有效降低了麩皮中抗營養因子的含量，同時增加了低聚木糖和一些生物活性物質的含量。
此外，發酵過程還能產生重要的風味化合物，顯著提升了麩皮的風味和理化性質。發酵麩皮具有多種功能和特點，例如具有抗氧化功能，富含可溶性膳食纖維、低聚木糖、有機酸、有益菌以及未知生長因子等。
3.1 發酵麩皮的抗氧化功能
麩皮本身含有阿魏酸，但在正常狀態下，阿魏酸主要與纖維素形成酯鍵結合，難以游離并發揮其抗氧化作用。微生物發酵能夠使麩皮的結構從緊密的交聯狀態變得疏松，從而使酚酸得以釋放，顯著提高發酵麩皮中總酚和阿魏酸的含量，進而有效清除氧自由基，增強抗氧化能力。
孫盈乾通過固態發酵法對紫麥麩皮中的酚酸釋放和抗氧化活性進行研究，結果表明，經過固態發酵后，麩皮的總酚含量達到463 mgGAE/g麩皮，酚酸含量達到2084.56μg/g麩皮。
此外，使用高活性干酵母發酵大麥麩皮的研究發現，隨著發酵時間的延長，發酵液中的多酚含量呈明顯上升趨勢，發酵6天后，多酚含量達到420.4 mgGAE/mL，表現出良好的抗氧化性能。
納豆芽孢桿菌發酵麩皮的體外試驗也表明，發酵麩皮液的抗氧化活性顯著高于未發酵麩皮水提液，其抑制豬油氧化的效果與維生素E相近。
3.2 發酵麩皮富含可溶性膳食纖維與低聚木糖
膳食纖維（Dietary Fiber，DF）是一種重要的營養成分，具有多種生理功能，包括潤便、調節血糖、降低血膽固醇水平、預防肥胖和高血壓等。膳食纖維主要分為可溶性膳食纖維（Soluble Dietary Fiber，SDF）和不可溶性膳食纖維（Insoluble Dietary Fiber，IDF）。
IDF在體內主要通過增加腸道內容物的體積和黏度，促進腸道蠕動，但同時也可能會降低動物對營養物質的消化吸收效率。而SDF則可以通過促進后腸有益菌的增殖，在微生物的作用下生成短鏈脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids，SCFA），進而促進機體的能量代謝和吸收，具有降血脂、降血壓、增強免疫力和抗炎等作用。
然而，小麥麩皮中SDF的含量相對較低，限制了其在食品和飼料中的應用。通過物理或生物加工方法可以提高麩皮中SDF的含量，從而提升其應用價值。
在菌種選擇方面，研究者們既采用單菌發酵，也進行混菌發酵。例如，以普通小麥麩皮為原料，利用黑曲霉、納豆芽孢桿菌、釀酒酵母和糞鏈球菌進行混菌固態發酵后，麩皮中的粗纖維含量從10.5%降低到5.32%。
此外，也有研究以米根霉作為發酵菌種，通過優化培養條件，液態發酵和固態發酵的SDF得率分別達到9.71%和8.48%，并且在發酵過程中，可溶性蛋白和總蛋白含量均呈現增加趨勢。
吳學鳳等研究了小麥麩皮膳食纖維的發酵制備方法，在優化的混菌發酵條件下，SDF含量達到11.74%，提高了86.94%，符合高品質膳食纖維的標準。
3.3 發酵麩皮具有豐富的有機酸
微生物發酵能夠使麩皮產生多種對機體有益的有機酸，這些有機酸在調節機體腸道pH值以及促進有益菌增殖等方面具有顯著效果。此外，發酵處理還顯著提升了小麥麩皮的經濟附加值。
在食品加工領域，以麩皮為原料，利用根霉菌進行發酵，可以高效生物轉化制備富馬酸；采用干酪乳桿菌ET-8作為發酵菌株，以小麥麩皮為發酵原料生產乳酸。
通過優化預處理和培養發酵條件，可以進一步提高乳酸的產量。此外，通過在黑麥麩皮中添加α-淀粉酶、糖化酶、酸性蛋白酶和纖維素酶等，可以提高L-乳酸的產量。
這一過程主要是利用α-淀粉酶、酸性蛋白酶和纖維素酶將麩皮水解為乳桿菌可利用的單糖，隨后通過乳桿菌發酵獲取L-乳酸。因此，選擇合適的菌種和酶，以麩皮為底物發酵生產各種有機酸是完全可行的。
3.4 發酵麩皮富含有益菌
發酵麩皮富含大量有益菌，例如乳酸菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌等。這些有益菌能夠在機體腸道內與大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌競爭腸道黏膜的結合位點，從而阻止有害菌的定植，形成腸道微生物屏障，維持機體的健康狀態。
例如，以普通小麥麩皮為原料，采用黑曲霉、納豆芽孢桿菌、釀酒酵母和糞鏈球菌進行混菌固態發酵后，發酵麩皮中有益菌的總數可達到10?個/g干物料。
任科潤等研究者以麩皮為主要原料，利用乳酸菌和酵母菌進行固態發酵，結果顯示，植物乳桿菌L.casei Zhang p8的菌數可達39.8×10? CFU/g，酵母菌S1的菌數可達17.1×10? CFU/g。
同時，大量有益菌的存在使得麩皮發酵過程中產生豐富的代謝產物，如礦物質、維生素、小肽、酶、核苷酸以及未知生長因子（UGF）等。
4 發酵麩皮在動物飼料中的應用
盡管關于發酵麩皮在動物飼料中應用的研究報道相對較少，但現有研究一致表明，發酵麩皮作為動物飼料具有顯著的積極效果。劉春雪等的研究發現，用發酵麩皮等量替代基礎日糧中5%的普通麩皮，可以顯著提升育肥豬的生長性能并改善肉質。
具體而言，采用發酵麩皮飼料飼喂的育肥豬日采食量增加了3.7%，料重比降低了4.3%，日增重提高了8.2%。曹香林等通過草魚離體消化試驗，研究了不同比例的枯草芽孢桿菌、酵母菌及乳酸菌固態發酵組合，篩選出麩皮發酵的最佳條件。
結果顯示，最佳組合發酵后的麩皮粗蛋白含量提高了56.56%，且發酵麩皮的干物質、粗蛋白消化率以及氨基酸生成量相較于發酵前均有顯著提升。
此外，Eang等的研究表明，用10%的發酵麩皮替代玉米飼喂肉雞，可以增加木質纖維素分解酶的活性，并提高肉雞的抗氧化能力。將發酵后的麩皮用作酵母菌飼料，可以顯著提高畜禽的蛋白質含量。在家禽飼養中的應用表明，產蛋率可提高約20%。
5 發酵麩皮在動物飼料應用中面臨的挑戰
作為生物發酵飼料的重要原料，發酵麩皮在應用過程中需要重點關注以下幾個關鍵問題。首先，必須確保所使用的發酵菌種的安全性。菌種的安全性是保障動物健康以及食品安全的基石。
其次，需要對發酵麩皮在動物飼料中的營養價值進行全面評估。例如，針對豬和雞的消化代謝能、氨基酸生物利用率等基礎研究是必不可少的。只有掌握了這些關鍵參數，發酵麩皮在飼料配方中的應用才能具有科學依據和實際價值。
最后，亟待建立統一的發酵麩皮質量標準。一套完善的標準化體系能夠客觀地評估發酵麩皮的品質，為其在動物飼料中的廣泛應用奠定堅實基礎。
只有解決了上述問題，通過精心挑選合適的微生物菌種及其組合，才能高效地發酵降解和轉化小麥麩皮中的粗纖維、蛋白質、抗營養因子以及霉菌毒素等成分。
進而制備出富含高品質膳食纖維、低聚木糖、有機酸和益生菌，并具有抗氧化功能的生物保健飼料。這不僅有助于促進動物的健康生長，還能顯著提升麩皮的附加值，具有極其重要的現實意義。
??魯公網安備 37140202000174號