来源：Vet World | 编译：DNA Lab Space
导语
木薯皮作为全球大宗农业加工副产物，因其高纤维、低蛋白及含氰苷等抗营养因子，长期被排斥在高效饲料配方之外。本研究利用白腐真菌平菇对木薯皮进行固态发酵，将其转化为富含菌体蛋白、活性多糖且低毒的新型功能性饲料。试验显示，该发酵产物可部分替代玉米，显著提升肉鸡生长性能、改善肠道绒毛结构、重塑盲肠菌群并优化肉质。该策略契合合成生物学“微生物细胞工厂”理念，为低成本、绿色化开发非粮饲料资源提供了全新范式。
研究背景
全球肉鸡产业每年消耗大量玉米和豆粕，饲料成本占总养殖成本的60%以上。与此同时，木薯加工产生的木薯皮年产量高达千万吨，其粗纤维含量超过20%，粗蛋白普遍低于5%，并含有束缚单宁和生氰糖苷，直接饲喂会抑制动物生长。传统处理多采用焚烧或填埋，既浪费资源又污染环境。如何通过生物转化将这类木质纤维素废弃物升级为优质饲料，是畜牧业与生物制造交叉领域的热点。
平菇（*Pleurotus ostreatus*）是典型的白腐真菌，具有强大的木质纤维素降解酶系，可分泌漆酶、锰过氧化物酶及半纤维素酶。在合成生物学视角下，平菇底盘拥有天然的“原料广度大、产物谱系多”的代谢网络。通过固态发酵，平菇能够裂解木薯皮中的纤维-木质素复合结构，将碳源部分导向菌体蛋白合成，并产生胞外多糖等益生元物质，使底物的营养效价和功能性同步提升。前期研究已证实，平菇发酵可降低木薯皮中70%以上的生氰糖苷，并将粗蛋白含量提高两倍以上。然而，该发酵产物在肉鸡日粮中的最佳添加量、对肠道微生态的系统性影响及其与肉质性状的关联仍缺乏完整证据。
在此背景下，Nuraini等人的研究旨在系统性评估平菇发酵木薯皮作为功能性饲料成分，对肉鸡生长性能、肠绒毛形态、盲肠微生物组及胸肌肉质的综合效应。该工作不仅为木薯皮资源化利用提供数据支撑，也为构建“农业废弃物—食用菌工厂—功能性饲料”的生物循环路线提供了示范。
研究方法
**1. 平菇固态发酵工艺**
研究团队从印度尼西亚当地市场收集新鲜木薯皮，经清洗、切块、蒸煮软化后作为发酵基质。接种平菇菌种（*P. ostreatus*）后，在温度28±2℃、相对湿度70%–80%的条件下进行7天好氧固态发酵。发酵结束后，将产物低温烘干、粉碎，获得发酵木薯皮粉。随后进行常规养分分析，测定粗蛋白、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及氰化物残留量，并与未发酵样品比较。
**2. 试验动物与分组设计**
选用1日龄科宝肉鸡240只，随机分为5组，每组6个重复，每个重复8只。对照组饲喂玉米-豆粕型基础日粮；抗生素组在基础日粮中添加杆菌肽锌；试验组分别以5%、10%和15%的发酵木薯皮粉等氮等能替代基础日粮中的玉米。试验期35天，自由采食和饮水。
**3. 检测指标与技术路线**
- **生长性能**：每周记录体重和采食量，计算日均增重、日均采食量及饲料转化率。
- **肠道健康**：于第35天每组选取6只鸡屠宰，取十二指肠、空肠和回肠制作组织切片，测定绒毛高度、隐窝深度及其比值；收集盲肠内容物，利用气相色谱测定短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）浓度。
- **微生物组分析**：采用16S rRNA基因V3-V4区高通量测序，解析盲肠细菌群落组成，重点关注乳酸杆菌属、大肠杆菌属及梭菌属的相对丰度变化，并通过Alpha多样性（Shannon指数、Chao1指数）评估群落丰富度与均匀度。
- **肉质评价**：采集胸大肌，测定pH45min与pH24h、滴水损失、蒸煮损失、剪切力及肉色（L*, a*, b*值），并分析粗脂肪与粗蛋白含量。
研究结果
**1. 发酵显著提升木薯皮营养价值**
经平菇发酵7天后，木薯皮的粗蛋白含量由4.71%激增至10.34%，粗纤维由26.8%降至14.2%，中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维分别下降约32%和41%。氰化物含量由326 ppm锐减至68 ppm，远低于饲料安全阈值（100 ppm）。这表明平菇在降解纤维骨架的同时，高效转化无机氮为菌体蛋白，并充分解毒。
**2. 生长性能与肠道形态改善**
与对照组相比，10%发酵木薯皮组的终末体重提高12.3%（P<0.05），与抗生素组无显著差异；日均增重增加11.8%，饲料转化率改善8.5%。15%添加组生长性能虽略低于10%组，但仍优于对照组。组织学分析显示，10%组空肠绒毛高度较对照提高18.6%，隐窝深度降低15.2%，绒毛高度/隐窝深度比值（V/C）显著升高，表明肠道吸收面积扩大，上皮细胞更新代谢优化。抗生素组V/C比值亦有所提升，但未及发酵木薯皮组幅度。
**3. 盲肠微生态与短链脂肪酸重塑**
16S rRNA测序结果揭示，10%发酵木薯皮组盲肠乳酸杆菌属相对丰度是对照组的3.5倍，大肠杆菌属丰度降低62%，产丁酸的粪杆菌属及罗氏菌属亦显著富集。发酵产物的多糖成分作为益生元，选择性促进有益菌增殖。乙酸、丙酸和丁酸浓度分别较对照提高28%、35%和47%，反映出碳水化合物在肠道后段的深度发酵增强。抗生素组虽抑制了有害菌，但总菌群多样性（Shannon指数）显著下降，而发酵木薯皮组则维持了较高的菌群均匀度。
**4. 肉质性状的优化**
胸肌品质方面，10%组pH24h显著高于对照，滴水损失和蒸煮损失分别降低21%和18%，剪切力下降14%，表明肌肉持水力和嫩度提高。肉色L*值略微上升，a*值（红度）增加，利于视觉感官。进一步分析发现，胸肌肌内脂肪含量下降8%，粗蛋白含量增加3.1%，符合当前消费者对低脂高蛋白鸡肉的需求。其机理可能关联肠道短链脂肪酸进入外周循环后，调控肌肉能量代谢与抗氧化状态。
讨论与展望
该项研究系统展示了平菇作为合成生物学天然底盘的潜力——其多酶协同降解体系相当于一座微型“细胞工厂”，能够在温和条件下实现木质纤维素底物的解构与高值转化。发酵木薯皮兼具蛋白补充、益生元调节与肠道保护三重复合功能，比单一的酶制剂或抗生素更具优势。添加10%左右的发酵木薯皮即可在不使用抗生素的前提下，达到与抗生素相当的促生长效果，且避免菌群失衡，符合“减抗、替抗”的绿色养殖趋势。
从合成生物学未来干预方向审视，还可通过基因工程改造平菇菌株，强化关键纤维素酶与漆酶的表达，缩短发酵周期；引入外源氨基酸合成模块进一步提高菌体蛋白含量；或构建可控多糖合成线路，定向富集具有免疫调节活性的β-葡聚糖。同时，可探索基于CRISPR的多基因编辑，使平菇细胞工厂将木薯皮直接转化为含有特定功能性小肽或色素的多功能饲料。多组学联合分析（代谢组、宏蛋白质组）将帮助拆解肠道微生物代谢网络与宿主表型的因果关系，为精准营养配方提供分子靶点。
在产业化层面，仍需解决发酵工艺的均一性、染菌控制和成本优化等问题。但可以预见，借助合成生物学对微生物底盘的深度定制，农业废弃物将不再是环境负担，而将成为一条可持续的生物制造原料流，推动畜牧生产与生物经济的深度融合。
参考来源
Nuraini N, Mustabi J, Rusmana D, Mirzah M, Kurniawan Rusli R. Fermented cassava peel with