全 文 ：利用甜叶菊渣为主要原料制备发酵饲料的研究
卢占军 刘先春 易 龙 邝素明
摘 要：以甜叶菊渣为主要原料配合适当辅料生产微生物发酵浓缩饲料。原料配比甜叶菊渣： 玉
米粉： 豆粕为 5： 4： 1，采用黑曲霉、里氏木酶和酿酒酵母三种菌种混合发酵分段添加，设计三种菌种
按比例添加的正交试验 L9(34)，发酵前后测定真蛋白、游离氨基酸、粗纤维和可溶性还原糖含量进行比
较分析。试验结果显示最佳发酵效果的菌种接种量是黑曲霉 8％、里氏木酶 4％、酿酒酵母 3％，该条件
获得的发酵饲料中真蛋白含量为 21.44％、游离氨基酸 5.19％、可溶性还原糖 6.87％，比发酵前分别提
高了 57.65％、278.83％和 161.21％；粗纤维含量从原来的 15.85％降为 7.86％，降解率 50.41％。甜叶菊渣
作为主要原料制备发酵饲料是一种很好的资源利用方式。
关键词：甜叶菊渣；发酵饲料；原料；制备
中图分类号：S963.73+4 文献标识码：A 文章编号：1001-991X（2011）13-0058-04
卢占军，赣南师范学院生命与环境科学学院，博士，讲师，
341000，江西省赣州市黄金经济开发区。
刘先春、邝素明，赣州市佳利来生物技术有限公司。
易龙，单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期：2011-04-30
基金项目:江西省国际科技合作项目[2009BHA17200]；江
西省科技计划指导性项目[2009ZDN10100]
甜叶菊(Stevia rebaudiana)别名甜菊、糖草，属菊科
(Compositae)，斯台维亚属，原产地在南美亚热带地区，
1977年我国引进栽培获得成功，目前，中国已成为世
界甜叶菊生产大国，主要销往美国、日本、韩国和南亚
国家及国内市场，近年来价格逐年上涨，产品供不应
求。甜叶菊的根、茎、叶中含有甜叶菊糖甙，其甜度是
蔗糖的 200~300 倍，而能量仅为蔗糖的 1/300，含有
14种微量元素，32 种营养成分，是一种高甜度低热
能、味质好、且安全无毒的天然低热糖源，可替代糖精
或部分替代蔗糖，应用于各种食品、饮料中。甜叶菊糖
甙还有防糖尿病、肥胖症及小儿龋齿等疾病，是患者
的理想甜味剂，所以甜叶菊是一种颇有前途的经济作
物，已成为继蔗糖、甜菜糖之后的第三种天然糖源，被
誉为最有发展前途的新糖源[1]。甜叶菊这一新兴糖料
作物，已引起世界各国广泛重视，甜叶菊的科学研究
与开发利用范围和途径也迅速扩大[2]。
我国是目前世界上最大的甜叶菊糖产品生产供
应国，约占全球总产量的 90% ，但大量甜叶菊残渣未
得到很好利用，不仅造成资源的极大浪费，还严重污
染了环境[3]。研究资料显示，甜叶菊渣作为饲料或添加
剂极具利用价值，但甜叶菊渣中粗纤维较高，这是影
响其作为饲料大比例添加的主要因素。将甜叶菊渣经
过适当的预处理，再利用微生物多菌种混合协同固态
发酵技术处理，提高其营养价值，改善其适口性，得到
较易被动物消化利用的具有高饲用价值的发酵饲料，
可以实现甜叶菊渣低成本、无二次污染的综合利用，
为拓展饲料资源，降低饲料成本探索一条新途径。本
试验研究利用甜叶菊渣为主要原料，通过对发酵菌种
选择与配比等因素的实验研究，初步确定甜叶菊渣发
酵饲料的生产工艺，旨在探讨甜叶菊渣作为固体发酵
饲料的可行性及其在动物饲料中的适宜比例，为甜叶
菊渣的合理利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料
试验用甜叶菊渣来源为赣州市菊隆高科技实业
有限公司，甜叶菊经低温浸提甜叶菊糖后的残渣。经
国家饲料质量监督检验中心（武汉）检验分析，其营养
成分见表 1。豆粕、玉米粉等均购自赣州饲料大市场。
1.1.2 发酵菌种
黑曲霉（Aspergillus niger）、里氏木霉（Trichoderma
reesei）、酿酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiac），均购
自上海天呈科技有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 菌种活化与制备
PDA琼脂斜面培养基分别接种黑曲霉、里氏木霉
28 ℃培养活化 3~5 d；麦氏琼脂斜面培养基接种酿酒
酵母菌 28 ℃培养活化 2 d。活化后的各菌种再次转接
种扩大培养,菌体浓度至 108~109个/ml。
《饲料工业》·2011年第 32卷第 13期资 源 开 发
58
量 55％~60％，感官判定手抓指缝有水渗出不滴落，松
开即散。按照表 2的配比进行微生物接种，采用分段
添加，首先接种黑曲霉和里氏木霉搅拌均匀密封发
酵 48 h后，再接种酵母菌混合均匀继续密封发酵 48~
72 h。发酵过程中温度控制在 30~40 ℃，定期混翻物
料，待发酵物料发出略带酸甜的浓郁酒曲香味，发酵
成功，试验结束。
1.2.4 检测指标
真蛋白测定采用乙醇沉淀凯氏定氮法，游离氨基
酸含量测定采用茚三酮比色法，粗纤维测定采用酸碱
处理法；还原糖含量测定采用 3,5-二硝基水杨酸比
色法。
2 结果与分析
2.1 不同菌种添加比例对发酵饲料品质的影响(见表 3)
由表 3可知，不同菌种添加比例对发酵产物中真
蛋白含量、游离氨基酸含量、粗纤维含量和可溶性还
原糖含量的影响各不相同，在提高真蛋白方面排在前
3位的分别是 A2B1C2、A3B1C3、A2B3C1试验组；在增加游
离氨基酸方面排在前 3 位的分别是 A2B1C2、A3B2C1、
A3B1C3试验组；在降解粗纤维方面排在前 3的分别是
各菌种活化
甜叶菊渣
玉米粉、豆粕
菌种扩增
配料 蒸煮灭菌 固态发酵
混合接种
发酵物料测定
图 1 甜叶菊渣为主料的发酵饲料的技术路线
表 1 甜叶菊渣营养成分
检测方法
GB/T6433—2006
GB/T6434—2006
GB/T6432—1994
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
GB/T18246—2000
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
检测指标（％）
粗脂肪含量
粗纤维含量
粗蛋白含量
天冬氨酸
苏氨酸
丝氨酸
谷氨酸
甘氨酸
丙氨酸
缬氨酸
蛋氨酸
异亮氨酸
亮氨酸
酪氨酸
苯丙氨酸
赖氨酸
组氨酸
精氨酸
脯氨酸
检测结果
2.99
29.25
11.41
1.04
0.57
0.51
1.17
0.60
0.59
1.16
0.41
0.79
1.14
0.61
1.13
0.63
0.34
0.64
0.65
1.2.2 试验设计
以甜叶菊渣为主料的发酵饲料技术路线见图 1。
根据甜叶菊渣营养成分粗纤维含量偏高，能量偏
低的特点，按照甜叶菊渣： 玉米粉： 豆粕＝5： 4： 1
比例配料作为固体发酵培养基，采用黑曲霉、里氏
木霉和酿酒酵母菌不同比例添加正交试验 L9(34)，见
表 2。
表 2 菌种添加比例正交试验设计
黑曲霉
接种量 A
5%
8%
10%
里氏木酶
接种量 B
4%
6%
8%
酿酒酵母
接种量 C
2%
3%
4%
1
2
3
项目
1.2.3 操作过程（见图 1）
按照 1.2.2节进行配料，蒸汽灭菌后调节水分含
表 3 不同菌种添加比例对发酵产物质量的影响
试验号
发酵前
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
－
1
1
1
2
2
2
3
3
3
B
－
1
2
3
1
2
3
1
2
3
C
－
1
2
3
2
3
1
3
1
2
空白 D
1
2
3
3
1
2
2
3
1
真蛋白（％）
13.6
16.43
17.75
17.31
21.44
19.88
20.07
20.76
19.31
18.63
游离氨基酸（％）
1.37
2.91
3.06
4.11
5.19
4.15
4.38
4.97
5.08
4.65
粗纤维（％）
15.85
11.07
10.56
9.79
7.86
8.21
7.77
7.97
8.96
7.24
可溶性还原糖（％）
2.63
3.26
4.22
5.43
6.87
6.93
5.21
6.06
5.77
5.15
卢占军等：利用甜叶菊渣为主要原料制备发酵饲料的研究 资 源 开 发
59
A3B3C2、A2B3C1、A2B1C2试验组，在增加可溶性还原糖方
面排在前 3 位的分别是 A2B2C3、A2B1C2、A3B1C3 试验
组，采用评分法：每项中排位在第一、二、三名的分别
记 3分、2分、1分，则综合以上 4项中 A2B1C2试验组
累计积分最高为 9分。由正交结果统计分析表 4得出
黑曲霉和里氏木霉可以有效降解粗纤维，并合成大量
真蛋白，黑曲霉在发酵过程中起到主导作用，在提高
真蛋白、降解粗纤维和提高可溶性还原糖方面均为主
导因素，黑曲霉与里氏木霉添加量的最佳比例在
1： 1~2： 1，过多的黑曲霉和里氏木霉效果增加不明
显。酿酒酵母在黑曲霉与里氏木酶充分发酵 24 h后
添加可有效协同提高粗纤维降解率和增加真蛋白含
量，特别是酿酒酵母对于游离氨基酸的提高起到了主
导作用，其次才是黑曲霉和里氏木酶(见表 4)。
表 4 不同菌种添加比例对发酵产物中
营养物质影响的正交结果分析
检测对象 分析参数
K1
K2
K3
级差 R
因素主次
最佳组合
K1
K2
K3
级差 R
因素主次
最佳组合
K1
K2
K3
级差 R
因素主次
最佳组合
K1
K2
K3
级差 R
因素主次
最佳组合
A
51.49
61.39
58.7
3.3
10.08
13.72
14.7
1.54
31.42
23.84
24.17
2.52
12.91
19.01
16.98
2.03
B
58.63
56.94
56.01
0.87
A＞B＞C
A2B2C3
13.07
12.29
13.14
0.28
C＞A＞B
A3B3C3
26.9
27.73
24.8
0.97
A＞B＞C
A2B3C2
16.19
16.92
15.79
0.38
A＞C＞B
A2B2C3
C
55.81
57.82
57.95
0.71
4.38
12.9
13.23
2.95
27.8
25.66
25.97
0.71
14.24
16.24
18.42
1.39
真蛋白
游离氨基酸
粗纤维
可溶性还原糖
综合比较试验结果，降解粗纤维能力最强的试验
组是 A3B3C2，即黑曲霉接种量 10％、里氏木酶 8％、酿
酒酵母 3％；提高粗蛋白和游离氨基酸最好的试验组
为 A2B1C2，即黑曲霉接种量 8％、里氏木酶 4％、酿酒酵
母 3％，A2B1C2实验组在降解粗纤维方面仅比 A3B3C2
低 0.62个百分点，但却在增加粗蛋白和游离氨基酸
方面表现突出，再考虑生产成本因素，A2B1C2为最佳
选择。
2.2 最佳发酵效果试验组发酵前后各项指标的变化
根据上述制备方法所得甜叶菊渣发酵饲料，即原
材料配比为：甜叶菊渣 50％，玉米粉 40％，豆粕 10％。
调节好水分比例 55％~65％后先接种 8％的黑曲霉和
4％的里氏木霉，发酵 24 h后再接种 3％的酿酒酵母发
酵 72 h，发酵完成所得发酵饲料营养成分见表 5，分
别含有 21.44％蛋白质、5.19％游离氨基酸、7.86％粗纤
维、6.87％可溶性还原糖，真蛋白、游离氨基酸和可溶
性还原糖含量分别比原料培养基提高了 57.65％、
278.83％和 161.21％；粗纤维含量从原来的 15.85％降
为 7.86％，降解率 50.41％，所得产品具有较好的产品
外观和风味，具有较高的饲用价值，适合用作浓缩
饲料。
表 5 最佳试验组发酵前后各项指标的变化
真蛋白
含量（％）
13.6
21.44
57.65
游离氨基酸
含量(％)
1.37
5.19
278.83
粗纤维
含量(％)
15.85
7.86
-50.41
发酵前
发酵后
变化比率(％)
项目
可溶性还原
糖含量(％)
2.63
6.87
161.21
注：变化比率＝（发酵后－发酵前）/发酵前×100％，正值为增加，负值
为减少。
3 讨论
甜叶菊中的重要成分是甜叶菊糖甙，含量占干重
的 10%左右，提取方法通常采用低温浸提工艺法[3]，剩
余甜叶菊渣含有多种用途的营养成分，科学家们进行
多方面深入研究，例如提取绿色素；提取叶蛋白作为
食品或饲料的添加剂；用作肥料和食用菌的培养基
等[4-5]。另一方面，对甜叶菊渣检测显示含有粗蛋白质、
粗纤维、粗脂肪、粗灰分、无氮浸出物、VB1、VB2、VC
等，其中蛋白质组成检测甜叶菊渣中含有 18种氨基
酸，这些充分说明了甜叶菊渣作为饲料或添加剂极具
利用价值。孙艳宾等[6]研究指出适当添加甜叶菊渣有
提高兔的免疫器官指数和增强免疫效果的趋势。甜
叶菊残渣可以 5%比例做禽类饲料，能起到预防禽类
腹泻等作用，调节禽类消化功能，并能提高产蛋率 [7]。
甜叶菊残渣可掺到饲料里，用来喂奶牛、奶羊，可增加
奶甜度，提高奶质量和奶中微量元素、氨基酸等物质，
对产奶量有一定促进作用[8]。左滕直彦、朱钦龙等人提
出甜叶菊作为天然饲料添加剂，可增进家畜、赛马及
宠物的食欲，并能治疗慢性疾病以及不孕症[9]。舒邓群
等进一步研究证实甜叶菊提取物可以明显改善肉鸡
生产性能，并提高免疫器官指数改善免疫机能[10-11]。宋
志东等[12]研究发现，添加甜叶菊提取液的饲料饲喂星
卢占军等：利用甜叶菊渣为主要原料制备发酵饲料的研究资 源 开 发
60
斑川鲽可以显著提高饲料系数、高密度脂蛋白含量及
超氧化物歧化酶活性。王远孝等研究指出甜叶菊糖甙
可显著提高断奶仔猪的日采食量、日增重和偏嗜指
数，降低仔猪腹泻指数[13-14]。
甜叶菊渣中含有较丰富的营养成分，较高的粗蛋
白含量，丰富的氨基酸，是一种颇有开发价值的饲料
原料，但甜叶菊渣含有较高的纤维素类物质，这直接
影响它作为直接饲料来源的应用，利用现代微生物发
酵方式开发利用粗纤维类饲料原料已经开始推广应
用[15]，而且大量的研究和实际生产应用证实发酵饲料
对于提高畜禽的饲料利用率、生产性能以及抗病能力
都有明显的效果[16-18]。利用甜叶菊渣生产发酵甜叶菊
渣饲料的关键是：要求对甜叶菊渣中的粗纤维具有较
高的降解率，同时所得发酵饲料中积累较多的还原
糖、蛋白质、氨基酸等营养物质。采用黑曲霉、里氏木
霉联合发酵生产甜叶菊渣饲料，一方面可以降解纤维
素、半纤维素和木质素等[19-21]，另一方面后段添加的酵
母菌利用甜叶菊渣的降解产物，合成蛋白质、氨基酸
等营养，从而实现甜叶菊渣降解与产品营养增富的协
调统一[22]。值得注意的是黑曲霉和里氏木酶应按比例
添加，并且要先行发酵，这是因为黑曲霉和里氏木霉
是纤维素酶产生菌，在增殖过程中产生纤维素酶，将
纤维素水解生成葡萄糖供酵母生长繁殖，如果黑曲霉
和里氏木霉接种量小，纤维素酶合成就低，生成的葡
萄糖不能满足酵母的生长繁殖，从而使酵母的增殖速
率下降，进而导致由酵母产生的糖化酶和蛋白酶活力
也降低。在后段添加酿酒酵母菌时添加比例不能过多
或者发酵时间不宜过度，否则会导致蛋白含量和氨基
酸含量下降，这可能是由于培养时间过长，可供酵母
生长繁殖代谢的碳源短缺，使氨基酸脱氨基以满足酵
母对碳源物质的需求[23]，从而导致产物中真蛋白质含
量下降。
总之，甜叶菊渣经微生物发酵后，能够有效地提
高蛋白含量，降低粗纤维含量，并产生一些消化酶类
和维生素类物质，这不仅对于提高甜叶菊渣的综合利
用效率、减轻环境污染其有重要意义，而且对于生产
微生物饲料具有广阔的前景。
参考文献
[1] 孙传范，李进伟. 甜菊糖苷研究进展 [J]. 食品科学,2010,31(09):
338-340.
[2] 杨扬，陈社云，陈凯，等. 甜菊糖提取工艺进展及发展前景[J]. 中
国食品添加剂，2010, 05:194-199,219.
[3] 张雪颖，徐仲伟，战宇，等. 酶法浸提甜菊糖甙的研究[J]. 食品工
业科技，2007, 05:190-192.
[4] 郭伟,申昌优,肖先仪. 施用甜叶菊渣对烤烟生长及产质的影响[J].
湖南农业科学，2010, 21: 53-55.
[5] 施克俭，朱兰宝，陈义明. 甜菊糖生产中高效絮凝剂的研制及其
下脚料的综合利用[J]. 化工时刊，1992, 01：28-29.
[6] 孙艳宾, 林英庭, 王利华,等. 甜叶菊渣对肉兔生产性能和养分消
化率的影响[J]. 饲料研究，2011, 01:52-53.
[7] 马磊, 石岩. 甜叶菊的综合开发利用 [J]. 中国糖料，2009,01:68-
60,72.
[8] 谢凤岩，王桂杰. 奶牛日粮中添加甜叶菊秆粉对奶牛泌乳性能的
影响[J]. 黑龙江畜牧兽医，2010, 12:106
[9] 左藤直彦, 吴文学. 天然饲料添加剂——甜味菊 [J]. 国外畜牧科
技，1996, 01:5-6.
[10] 舒邓群,苏州,吴红翔,等. 甜叶菊提取物对肉鸡生化指标与免疫
器官指数的影响[J].饲料广角,2009,09:31-32.
[11] 舒邓群,苏州,付党华,等.“甜叶菊提取物”对肉仔鸡生长和屠宰
性能的影响[J]. 江西畜牧兽医杂志,2009, 05:29-31.
[12] 宋志东,王际英,张利民,等. 甜叶菊提取液对星斑川鲽生长性能
和生理生化指标的影响[J]. 饲料博览, 2009, 09: 1-4.
[13] 王远孝, 廖志勇,周根来,等. 甜菊糖甙对哺乳仔猪生产性能和健
康状况的影响[J]. 饲料工业,2010,16:1-5.
[14] 王远孝, 周根来, 廖志勇, 等. 甜菊糖甙在断奶仔猪中的应用研
究[J]. 中国饲料,2011,04: 29-31, 35.
[15] 张益民,于汉寿,张永忠,等. 构树叶发酵饲料中营养成分的变化
[J]. 饲料工业, 2008, 29(23):54-55.
[16] 聂存喜, 冯莉, 张文举. 微生物代谢组学及其在饲料产品开发
中的应用[J]. 动物营养学报，2011, 04: 563-570.
[17] 王春林，陆文清，王爱娜，等. 微生物发酵饲料对猪生产性能及
屠宰性状的影响[J].饲料工业，2008, 29(7):9-11.
[18] 严念东，李绍章，魏金涛，等. 益生菌发酵饲料对生长育肥猪生
长性能及部分血液生化指标的影响 [J]. 饲料工业，2008, 29(3):
30-32.
[19] 胡慧东，许赣荣. 黑曲霉固态发酵及酶解玉米皮[J]. 生物加工过
程，2011, 9(2):39-43.
[20] 庄童琳，李虎，郭凤霞，等. 黑曲霉固态混菌发酵苹果渣生产多
酶生物饲料[J]. 食品工业科技，2010, 31(12):171-175.
[21] 宋娜娜,宋向阳,欧阳嘉,等. 里氏木霉与黑曲霉混合发酵产纤维
素酶及其水解特性[J]. 生物加工过程，2010, 8(5):5-10.
[22] 王兴华，邢会霞，任丽萍．玉米秸粉微生物固体发酵饲料的研究[J].
安徽农业科学，2008，36(8)：3327－3328.
[23] 杨洁，王红英，吴薇，等. 安全酵母饲料的生产工艺参数[J]. 饲料
工业，2011，32（05）:23-27.
（编辑：刘敏跃，lm- y@tom.com）
卢占军等：利用甜叶菊渣为主要原料制备发酵饲料的研究 资 源 开 发
61