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水分活度对豆渣型饲料有氧发酵品质的影响

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草地学报 | 技术研发 2026,34(1): 313-322

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草地学报 |技术研发 2026 , 34 (1) : 313 -322

水分活度对豆渣型饲料有氧发酵品质的影响

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杨鑫¹, 罗崇玉¹, 王晓丽¹, 王学凯², 杨富裕^1,2

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作者简介:

杨鑫（1998-），男，汉族，河北邯郸人，博士，主要从事饲草料调制加工与利用研究，E-mail:yangxiaoxin1998@163.com

Effects of Water Activity on Aerobic Fermentation Characteristics of Soybean Residue Type Feed

YANG Xin¹, LUO Chong-yu¹, WANG Xiao-li¹, WANG Xue-kai², YANG Fu-yu^1,2

Affiliations

doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.01.029

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摘要

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本试验旨在探究不同水分活度（Water activity，Aw）下有氧发酵对豆渣型饲料发酵品质的影响，为豆渣型饲料生产工艺提供理论依据。通过微生物移植技术对原料底物与微生物进行重组，构建以水分活度为单一变量的豆渣型饲料，并设置低（Aw1=0.9868）、中（Aw2=0.9880）、高（Aw3=0.9912）3个水分活度处理组。在有氧条件下分别发酵12 h，24 h，36 h，48 h及60 h后取样检测其微生物数量，营养成分和发酵品质。结果表明：Aw2组中可溶性碳水化合物含量相对较高（P<0.001），且肠杆菌与酵母菌在此环境中适应性更强；Aw3组中粗蛋白含量、有机酸含量和乳酸菌数量相对较高（P<0.001），同时霉菌与好氧菌的生长受到明显抑制；中、高水分活度条件下，微生物的代谢活动更为活跃，能够更高效地利用底物进行代谢。综上，中、高水分活度处理组（Aw2，Aw3）的豆渣饲料发酵品质更优，合理调控水分活度可有效提升其有氧发酵品质。

关键词

豆渣 / 水分活度 / 有氧发酵 / 饲料 / 发酵品质

Abstract

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Soybean residue， a primary by-product of soybean processing， can undergo aerobic fermentation to enhance its nutritional value and palatability. Water activity may emerge as a key determinant of the nutritional quality of soybean residue during aerobic fermentation. The aim of this experiment was to investigate the effects of aerobic fermentation on the fermentation quality of soybean residue feed under different water activities （Aw）， providing a theoretical basis for the production process of soybean residue feed. A soybean residue feed material with water activity as a single variable was constructed by recombining the raw material substrate and microorganisms through microbial transplantation technology. Three water activity treatment groups were established： low （Aw1=0.9868）， medium （Aw2=0.9880） and high （Aw3=0.9912）. Microbial quantity， nutrient composition， and fermentation quality were analyzed after fermentation for 12 h， 24 h， 36 h， 48 h， and 60 h under aerobic conditions. The results showed that the soluble carbohydrate content was higher in the Aw2 group （P<0.001）， and Enterobacter and yeast showed greater adaptability. Crude protein content， organic acid content， and lactic acid bacteria quantity were higher in the Aw3 group （P<0.001）， and the growth of mold and aerobic bacteria was significantly inhibited. Under medium and high water activity conditions， microbial metabolism was more active and utilized substrates more efficiently. In conclusion， the fermentation quality of soybean residue feed in the medium and high water activity treatment groups （Aw2 and Aw3） were superior， and the quality of aerobic fermentation could be effectively improved by reasonably adjusting water activity.

Key words

Soybean residue / Water activity / Aerobic fermentation / Feed / Fermentation characteristics

引用本文

杨鑫, 罗崇玉, 王晓丽, 王学凯, 杨富裕. 水分活度对豆渣型饲料有氧发酵品质的影响. 草地学报, 2026 , 34 (1) : 313 -322 . DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.01.029

YANG Xin, LUO Chong-yu, WANG Xiao-li, WANG Xue-kai, YANG Fu-yu. Effects of Water Activity on Aerobic Fermentation Characteristics of Soybean Residue Type Feed[J]. Acta Agrestia Sinica, 2026 , 34 (1) : 313 -322 . DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.01.029

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国家自然科学基金青年科学基金项目 (32201473)

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MENG W M， GAO Y X， HU M， et al. High-value utilization of okara： biotransformation pathways[J]. Food Science，2024，45（22）：280-290 孟维民，高雅鑫，胡淼，等. 豆渣的高值化利用：生物转化途径[J]. 食品科学，2024，45（22）：280-290
YANG H， SONG F C， WANG S T， et al. Research on the utilization of solid-state fermented oyster mushroom-highland barley straw fungus-bran as feed[J]. Acta Agrestia Sinica，2025，33（4）：1289-1298 杨航，宋福超，王诗涛，等. 固态发酵平菇-青稞秸秆菌糠饲料化利用研究[J]. 草地学报，2025，33（4）：1289-1298
HAN S Q， JIANG J， HU Z T， et al. Application of hybrid Broussonetia Papyrifera silage in livestock and poultry production[J]. Journal of Domestic Animal Ecology，2023，44（11）：77-80 韩帅琪，蒋娟，胡张涛，等. 杂交构树青贮饲料在畜禽生产中的应用[J]. 家畜生态学报，2023，44（11）：77-80
MARTINS G E， CASINI C， COSTA J P DA， et al. Correlation between water activity （aw） and microbial epiphytic communities associated with grapes berries[J]. OENO One，2020，54（1）：49-61
YANG X L， LI H， XU H Y， et al. Application prospect of water activity determination in microbial control of drugs[J]. China Pharmaceuticals，2018，27（23）：1-4 杨晓莉，李辉，许华玉，等. 药品微生物控制中水分活度测定的应用前景[J]. 中国药业，2018，27（23）：1-4
DENG J M， ZHANG X， GUO R F. Factors affecting the application effect of feed enzyme preparation[J]. Guangdong Feed，2003，12（1）：32-35 邓君明，张曦，郭荣富. 影响饲用酶制剂应用效果的因素[J]. 广东饲料，2003，12（1）：32-35
PANG Y F， FENG D Y， WEN L F. Effects of packaging methods and water activity on moldiness of granular materials[J]. Feed Research， 2000，23（8）：36-37 庞彦芳，冯定远，温刘发. 包装方式、水分活度等对颗粒料发霉的影响[J]. 饲料研究，2000，23（8）：36-37
PENG Q， ZHENG H， YU H F， et al. Environmental factors drive the succession of microbial community structure during wheat Qu fermentation[J]. Food Bioscience，2023，56：103169
CHENG Y L， XIA X H， QIAN H， et al. The effect of water activity on stability of green tea during storage[J].Journal of Food Science and Biotechnology，2012，31（7）：759-765 成玉梁，夏秀华，钱和，等. 水分活度对碧螺春绿茶贮存稳定性的影响[J]. 食品与生物技术学报，2012，31（7）：759-765
WEI J T， QI D S， ZHANG N Y， et al. The water activity and its application in feed[J]. China Feed，2007（1）：35-37 魏金涛，齐德生，张妮娅，等. 饲料水分活度及其应用[J]. 中国饲料，2007（1）：35-37
MOGODINIYAI KASMAEI K， DICKSVED J， SPÖRNDLY R， et al. Separating the effects of forage source and field microbiota on silage fermentation quality and aerobic stability[J]. Grassland Forage Science，2016，72（2）：281-289
China Agricultural University， Sichuan Agricultural University， Guizhou University， et al. T/HXCY 101-2025 Code of practice for determining water activity in forage and feed [S]. Beijing： China Standards Press， 2025： 3-4 中国农业大学，四川农业大学，贵州大学，等. T/HXCY 101-2025 饲草饲料水分活度测定技术规程[S]. 北京：中国标准出版社， 2025： 3-4
ZHANG Y G，XUE S C，LI Y，et al. Study on fermentation process of ruminant feed in soybean dregs by solid-state fermentation[J]. Journal of Northeast Agricultural University， 2016，47（5）：76-82 张永根，薛世崇，李洋，等. 固态发酵豆渣生产反刍动物饲料工艺条件研究[J]. 东北农业大学学报，2016，47（5）：76-82
YANG L L， YUAN X J， LI J F， et al. Dynamics of microbial community and fermentation quality during ensiling of sterile and nonsterile alfalfa with or without Lactobacillus plantarum inoculant[J]. Bioresource Technology，2019，275：280-287
ARTHUR THOMAS T. An automated procedure for the determination of soluble carbohydrates in herbage[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture，1977，28（7）：639-642
BRODERICK G A， KANG， J H. Automated simultaneous determination of ammonia and total amino acids in ruminal fluid and in vitro media[J]. Journal of Dairy Science，1980，63（1）：64-75
General Administration of Quality Supervision， Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China， Standardization Administration of China. Determination of total nitrogen content in animal feeding stuffs by combustion according to the Dumas principle and calculation of the crude protein content： GB/T 24318-2009[S]. Beijing： China Standards Press，2009：2-3 国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会. 杜马斯燃烧法测定饲料原料中总氮含量及粗蛋白质的计算：GB/T 24318-2009[S]. 北京：中国标准出版社，2009：2-3
VAN SOEST P J， ROBERTSON J B， LEWIS B A. Methods for dietary fiber， neutral detergent fiber， and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. [J]. Journal of Dairy Science， 1991，74（10）：3583-3597
YANG X. Effects of altitude gradient on phyllosphere microbes and their fermentation characteristics of Kobresia pygmaea and Avena sativa L.[D]. Nanjing： Nanjing Agricultural University，2022：11 杨鑫. 海拔梯度对高山嵩草和燕麦叶际微生物及其发酵特性的影响研究[D]. 南京：南京农业大学，2022：11
RU S L， ZHAO Y L， WANG Z W， et al. Isolation， identification， and functional characterization of exopolysaccharide-producing strains[J]. Acta Microbiologica Sinica，2023，63（11）：4315-4329 茹素龙，赵永龙，王紫薇，等. 产胞外多糖菌株的分离鉴定及其功能研究[J]. 微生物学报，2023，63（11）：4315-4329
PELEG M. Models of the water activity effect on microbial growth rate and initiation[J]. Applied Microbiology and Biotechnology， 2022，106（4）：1375-1382
ZHANG L， LEI Q Y， CHENG Y L， et al. Study on the removal of cadmium in rice using microbial fermentation method[J]. Journal of Food Science，2017，82（6）：1467-1474
ZHANG J Y， HONG B， ZHANG S， et al. Research progress in the effect of fermentation on the nutritional quality of brown rice and its application in rice products[J]. Food Science，2025，46（6）：320-329 张竞一，洪滨，张珊，等. 发酵对糙米营养品质影响及其在米制产品中的应用研究进展[J]. 食品科学，2025，46（6）：320-329
LI Q H， XU X， SHEN X H， et al. Effects of different fermentation time on nutrient composition and quality of probiotics fermented feed[J]. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine，2020（3）：23-26 李群华，徐雪，沈晓晖，等. 不同发酵时间对益生菌发酵饲料营养成分和品质的影响[J]. 黑龙江畜牧兽医，2020（3）：23-26
LU P L， YANG H， DING A Q， et al. Metabolic regulation of bacteria with limited carbon and nitrogen sources[J]. Acta Microbiologica Sinica，2023，63（3）：946-962 卢培利，杨涵，丁阿强，等. 碳源与氮源限制下细菌代谢调节研究进展[J]. 微生物学报，2023，63（3）：946-962
LIU H D， YANG Y J， LIN G J， et al. Recent progress in understanding the interaction patterns between yeast and lactic acid bacteria and their applications in fermented foods[J]. Food science，2022，43（9）：268-274 刘豪栋，杨昳津，林高节，等. 酵母与乳酸菌的相互作用模式及其在发酵食品中的应用研究进展[J]. 食品科学，2022，43（9）：268-274
ZHAN Q， THAKUR K， FENG J Y， et al. LC-MS based metabolomics analysis of okara fermented by Bacillus subtilis DC-15： insights into nutritional and functional profile[J]. Food Chemistry， 2023，413：135656
LUO W， WANG X L， ZHU X Q， et al. Production of compound protein feed stuff from bean dregs and apple pomace by solid-state fermentation [J]. Cereal and Feed Industry，2017（2）：44-48 罗文，王晓力，朱新强，等. 固态发酵豆渣和苹果渣复合蛋白饲料的研究[J]. 粮食与饲料工业，2017（2）：44-48
YU R H， ZHAO L H， MO F， et al. Study on the variation laws of NDF and ADF contents in corn stalk silage[J]. Feed Industry，2003，24（10）：19-20 余汝华，赵丽华，莫放，等. 玉米秸秆青贮饲料中NDF与ADF含量变化规律的研究[J]. 饲料工业，2003，24（10）：19-20
ZHANG G， CHEN B R， CHEN T， et al. Research progress on enzymes and microorganisms for biodegradation of lignocelluloses from crop straw[J]. Journal of Agriculture，2023，13（2）：24-32 张根，陈宝锐，陈涛，等. 农作物秸秆木质纤维素生物降解酶及降解菌的研究进展[J]. 农学学报，2023，13（2）：24-32
WANG X Y， HAN S M， LI Y B， et al. Effects of different additives on fermentation quality and aerobic stability of soybean milk fermented feed[J]. China Feed，2020（15）：116-119 王雪洋，韩淑敏，李雁冰，等. 不同添加剂对豆渣型发酵饲料发酵品质及有氧稳定性的影响[J]. 中国饲料，2020（15）：116-119
JIANG G H， BAl X S， WU Z G， et al. Modification of ginseng insoluble dietary fiber through alkaline hydrogen peroxide treatment and its impact on structure， physicochemical and functional properties[J]. LWT-Food Science and Technology， 2021，150：111956
GUAN Y T， XIE C Y ZHANG R， et al. Characterization and the cholesterol-lowering effect of dietary fiber from fermented black rice （Oryza sativa L.）[J]. Food and Function， 2023，14（13）：6128-6141
TIAN T. Effects of microbial solid-state fermentation on nutritional quality and antioxidant activity of broad bean[D]. Wuhan：Wuhan Polytechnic University，2022：46 田铁. 微生物固态发酵对蚕豆营养品质及抗氧化活性的影响[D]. 武汉：武汉轻工大学，2022：46
DING J L， WEI D， JIN L， et al. Bacterial community of vegetable straw fermentation system based on metatranscriptomics[J]. Journal of Agro-Environment Science，2020，39（11）：2653-2660 丁建莉，魏丹，金梁，等. 基于宏转录组研究蔬菜秸秆发酵体系细菌群落[J]. 农业环境科学学报，2020，39（11）：2653-2660
CHEN L， WANG K Q， QI H， et al. Effect of moisture content on composting with spent substrate of Pleurotus ostreatus[J]. Journal of Agricultural Science and Technology，2024，26（10）：226-233 陈亮，王克勤，齐慧，等. 水分含量对平菇菌糠堆肥发酵的影响[J]. 中国农业科技导报，2024，26（10）：226-233
ZHAO J Z. Water activity and microbial groups in foods[J]. Meat Industry，2014（7）：51-54 赵君哲. 食品的水分活度与微生物菌群[J]. 肉类工业，2014（7）：51-54
CUI Y Y， WANG C P， DENF D， et al. The influence of aerobic fermentation of different strains on the nutritional value of citrus residue [J]. Chinese Journal of Animal Nutrition，2022，34（3）：2030-2040 崔艺燕，王超普，邓盾，等. 不同菌种有氧发酵对柑橘渣营养价值的影响[J]. 动物营养学报，2022，34（3）：2030-2040
WANG Z Y， FAN H Y， LIU L X， et al. Acetate production and metabolic characteristics of clostridium aceticum under heterotrophic and autotrophic conditions[J]. Chinese Journal of Microbiology，2024，51（8）：2819-2830 王泽宇，范红叶，刘灵秀，等. 醋酸梭菌在异养和自养条件下的乙酸生成与代谢特性[J]. 微生物学通报，2024，51（8）：2819-2830
YUE Q H， LIU C， LI L M， et al. Effect of fermentation time and method on yeast metabolites in dough[J]. Food and Fermentation Industries，2020，46（8）：27-33 岳清华，刘翀，李利民，等. 发酵时间和方式对面团中酵母代谢产物的影响[J]. 食品与发酵工业，2020，46（8）：27-33
TAHIR M， WANG T W， ZHANG J Q， et al. Compound lactic acid bacteria enhance the aerobic stability of Sesbania cannabina and corn mixed silage[J]. BMC Microbiology，2025，25（1）：68
DU Y Y， ZHENG T T， ZHONG R B， et al. Changes in the chemical properties and metabolite profiling of fish sauce prepared from underutilized large yellow croaker roes during fermentation at different temperatures[J]. Food Research International，2024，179：114030
JI C， ZHOU S， HAN X H， et al. The mechanisms of propionic acid formation in the fermentation of stinky tofu[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology，2023，23（5）：352-361 嵇晨，周溯，韩晓华，等. 臭豆腐发酵过程中丙酸形成的机制[J]. 中国食品学报，2023，23（5）：352-361
ZHOU F R， ZHANG S J， WANG M， et al. S Aerobic stability and microbial populations in sweet sorghum silages during aerobic exposure[J]. Acta Prataculturae Sinica，2017，26（4）：106-112 周斐然，张苏江，王明，等. 甜高粱青贮有氧暴露的稳定性及微生物变化的研究[J]. 草业学报，2017，26（4）：106-112
REN W X， CUI Y， XIA T. A review of the measurement of water activity and its impact on microbial growth[J]. Diet Health，2017，4（25）：370-371 任文鑫，崔迎，夏天. 水分活度的测量及其对微生物生长影响的研究综述[J]. 饮食保健，2017，4（25）：370-371
WAN X R， DOU S Y， LI Y， et al. Effect of lactic acid bacteria preparations on microbial population counts and silage quality in maize silage during fermentation and on aerobic exposure[J]. Acta Prataculturae Sinica，2020，29（11）：83-90 万学瑞，豆思远，李玉，等. 复合乳酸菌对全株玉米青贮及有氧暴露后微生物及饲料品质的影响[J]. 草业学报，2020，29（11）：83-90
KUMAR M， KUMAR A， NAGPAL R， et al. Cancer-preventing attributes of probiotics： An update[J]. International Journal of Food Sciences and Nutrition， 2010， 61（5）：473-496
ZHOU L J， YANG M M， WEI C Y， et al Anti-oxygen stress ability of Lactobacillus salivarius and optimization of its aerobic fermentation conditions[J]. Food and Fermentation Industries，2020，46（22）：98-105 周丽君，杨苗苗，魏春艳，等. 唾液乳杆菌的抗氧胁迫能力及有氧发酵条件[J]. 食品与发酵工业，2020，46（22）：98-105
WANG X Z， JIA S A， ZHANG F F， et al. Fermentation quality and microbial quantity during aerobic storage of corn silage [J] Acta Prataculturae Sinica，2017，26（9）：156-166 王旭哲，贾舒安，张凡凡，等. 紧实度对青贮玉米有氧稳定期发酵品质、微生物数量的效应研究[J]. 草业学报，2017，26（9）：156-166
HUANG F， ZHANG L， ZHOU B， et al. Research progress in silage microorganisms and its effect on silage aerobic stability[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition，2019，31（1）：82-89 黄峰，张露，周波，等. 青贮微生物及其对青贮饲料有氧稳定性影响的研究进展[J]. 动物营养学报，2019，31（1）：82-89
PASCHALIS A， BONETTI S， FATICHI S. Controls of ecohydrological grassland dynamics in agrivoltaic systems[J]. Earth’s Future，2025，13（3）：2024EF005183
GUAN Y. Effects on nutrition and bio-functionality of okara by solid-state fermentation with actinomucor elegans DCY-1[D]. Nanjing： Nanjing Agricultural University，2016：23 管瑛. 雅致放射毛霉DCY-1固态发酵豆渣的营养及功能性研究[D]. 南京：南京农业大学，2016：23
ZHENG S F. The effects of nutritional factors and environmental factors on yeast growth[J]. Shanxi Food Industry，1995，（4）：26-29 郑淑芳. 营养因素和环境因素对酵母菌生长的影响[J]. 山西食品工业，1995，（4）：26-29
FENG L， YUAN C Y， YANG C， et al. Research progress in nitrogen removal by aerobic denitrification[J]. Microbiology China，2020， 47（10）：3342-3354 冯亮，袁春燕，杨超，等. 好氧反硝化生物脱氮技术的研究进展[J]. 微生物学通报，2020，47（10）：3342-3354
DING Y C， HE W J， DAI W L， et al. Quality and flavor development of solid-state fermented surimi with Actinomucor elegans： a perspective on the impacts of carbon and nitrogen sources[J]. Food Chemistry，2024，447：139053
LI H， MA S H， WANG S J， et al. Study on microbiological control strategy of non-sterile traditional Chinese medicine preparation based on water activity[J]. Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy，2022，39（1）：55-60 李辉，马仕洪，王似锦，等. 基于水分活度的非无菌中药制剂微生物控制策略研究[J]. 中国现代应用药学，2022，39（1）：55-60

2026年第34卷第1期

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接收时间：2025-02-28
首发时间：2026-09-23

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收稿日期：2025-02-28
修回日期：2025-04-06

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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