菌糠發(fā)酵飼料品質(zhì)的動態(tài)變化

陳鑫珠 ，李文楊 ，劉 遠(yuǎn) ，高承芳 ，張曉佩 ，吳賢鋒 ，翁伯琦

（1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，福州 350013；2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，福州 350013）

發(fā)酵飼料是秸稈、牧草、藤蔓等飼料作物通過微生物發(fā)酵作用而制作的一種具有酸香氣味、適口性好、利用率高、耐貯存的粗飼料。發(fā)酵飼料可保存飼草料原有的營養(yǎng)價值，在適宜的保存條件下，只要不啟封即可長時間保存。其原理是在秸稈等粗飼料中按比例添加一種或多種有益微生物菌劑，在密閉和適宜的條件下，通過有益微生物的繁殖與發(fā)酵作用，降低發(fā)酵飼料的pH值，抑制有害微生物生長繁殖，從而達(dá)到長期保存飼草料的營養(yǎng)物質(zhì)。菌糠是栽培食用菌后的廢棄物，主要原料是棉籽殼、鋸木屑、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多種農(nóng)作物秸稈［1］。我國食用菌產(chǎn)量占世界食用菌總產(chǎn)量的70%以上，世界排名第一，每年產(chǎn)生超過7萬t的菌糠總量［2］。食用菌生產(chǎn)中，培養(yǎng)基的生物學(xué)效率約10%，有大約90%的營養(yǎng)物質(zhì)殘余在培養(yǎng)基中［3］。菌糠的營養(yǎng)價值相當(dāng)于常規(guī)麥麩類飼料，將其作為新型飼料資源應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)中，可降低飼料成本［4］。許多報道表明［5-10］，菌糠替代育肥牛、綿羊、雞、豬、兔的部分日糧，不僅能夠提高其生長性能、降低飼料成本，而且可緩解飼料短缺的壓力，從而提高養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前，只有少部分的菌糠被作為有機(jī)肥等開發(fā)利用，大部分被廢棄或焚燒處理，這不僅浪費資源，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污

染。而其無法被大部分利用的主要原因是其蛋白豐富的菌絲體等，極易霉變，不易保存利用。因此，探索一種直接、簡單、可靠的菌糠保存利用方法，將其飼料化再利用，不僅可實現(xiàn)菌糠的轉(zhuǎn)化再利用，也解決了環(huán)境污染問題，還可產(chǎn)生較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益，一舉多得。本試驗采用發(fā)酵技術(shù)，研究菌糠發(fā)酵飼料品質(zhì)的動態(tài)變化，以期確定最佳的菌糠發(fā)酵時間，為菌糠的飼料化利用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

菌糠：采集平菇栽培三茬后的培養(yǎng)基，由福建農(nóng)林大學(xué)菌草研究所提供。其配方：五節(jié)芒73%，麩皮25%，石灰2%。含水量60%。

1.2 菌糠發(fā)酵飼料調(diào)制

將采集到的菌棒破膜、搗碎、混合均勻。稱取30份500 g菌糠原料，分別裝入專用聚乙烯袋中，抽真空、封口。放置室內(nèi)，分別在發(fā)酵第 1、3、7、15、30和60天開封，每個開封處理設(shè)5個重復(fù)。

1.3 化學(xué)成分分析

按常規(guī)方法測定原料的干物質(zhì)（Dry matter，DM）含量和粗蛋白質(zhì)（Crude protein，CP）含量［11］；采用鹽酸、氫氧化鈉滴定法測定原料的緩沖能（Buffering capacity，BC）［12］；采用 Anthrone 比色法定量測定原料的可溶性碳水化合物（Water soluble carbohydrates，WSC）［11］；采用改進(jìn)的濾袋分析法（ANKOM A200i，北京）測定原料的中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）含量；由公式 HC=NDFADF 計算得出半纖維素（Hemicellulose，HC）［13］。

發(fā)酵料開封后，攪拌均勻，每個樣本稱20 g放入聚乙烯塑料封口袋中，加入80 mL蒸餾水，放置4℃冰箱浸泡18 h后離心，用pH計（pH計：pHS-3B，上海鵬順科學(xué)儀器有限公司）測上清液的pH值；準(zhǔn)確量取10 mL上清液，采用凱氏定氮儀測定氨態(tài)氮（NH3-N）含量［12］；采用島津LC-20AT型高效液相色譜儀測定乳酸（Lactic acid，LA）、乙酸（Acetic acid，AA）、丙酸（Propionic acid，PA）和丁酸（Butyrate acid，BA）含量。

WSC、NDF、ADF、HC、CP、LA、AA、PA 和 BA 以干物質(zhì)基礎(chǔ)的百分比表示。

1.4 微生物分析

分別采用MRS瓊脂培養(yǎng)基（MRS agar medium，MRS）、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基（Nutrient Agar，NA）、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（Potato dextrose agar，PDA）計數(shù)材料上的乳酸菌、好氧性細(xì)菌、酵母菌和霉菌數(shù)量。乳酸菌用厭氧箱（YQX-Ⅱ型，上海新苗），37℃培養(yǎng) 2 d；好氧性細(xì)菌、酵母菌和霉菌在有氧條件下30℃培養(yǎng)2～3 d。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，采用Duncan法對均值進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌糠的特性

由表1可知，菌糠原料的干物質(zhì)含量為34.55%，其pH 值偏弱酸（5.42），緩沖能（50.24 mE/kg DM）較低，粗蛋白含量（8.13%）較高，可溶性碳水化合物含量（1.56%DM）較低；微生物組成中細(xì)菌數(shù)量為4.98 lg cfu/g FM，乳酸菌數(shù)量（2.23 lg cfu/g FM）較少。

表1 菌糠的特性

2.2 不同發(fā)酵時間對菌糠發(fā)酵品質(zhì)的影響

不同處理度對菌糠發(fā)酵品質(zhì)動態(tài)變化的影響見表2。隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵料的氨態(tài)氮含量和4種有機(jī)酸含量均呈上升趨勢，pH值呈下降趨勢。另外，菌糠發(fā)酵過程中，發(fā)酵7 d時其干物質(zhì)含量出現(xiàn)顯著下降（P＜0.05），60 d時氨態(tài)氮含量顯著升高（P＜0.05），1、3、7、15 d發(fā)酵料的pH值持續(xù)顯著降低（P＜0.05），15 d后pH 值繼續(xù)下降，但差異不顯著（P ＞0.05）。3、7、15、30、60 d發(fā)酵料的乳酸含量和乙酸持續(xù)顯著升高（P＜0.05），發(fā)酵至30 d和60 d，丙酸含量顯著升高（P＜0.05），丁酸含量也在30 d和60 d時顯著升高（P＜0.05）。

表2 菌糠發(fā)酵品質(zhì)的動態(tài)變化（DM基礎(chǔ)）

3 討論

在飼料發(fā)酵過程中，隨著乳酸菌發(fā)酵時間的延長，乳酸產(chǎn)量升高，發(fā)酵料pH值降低。當(dāng)發(fā)酵進(jìn)入穩(wěn)定期后，乳酸菌活動減弱，乳酸產(chǎn)量趨于穩(wěn)定，pH值也趨于穩(wěn)定，發(fā)酵飼料可長期保存。周苗苗等報道［14］，延長發(fā)酵時間可提高花椰菜莖葉的青貯品質(zhì)，經(jīng)60 d發(fā)酵的花椰菜莖葉青貯飼料的穩(wěn)定性和營養(yǎng)成分均優(yōu)于發(fā)酵30 d 和 45 d 的。王赫等［15］報道，飼料發(fā)酵 5、10、15、20、25、30 d后，飼料中的乳酸菌計數(shù)和乳酸含量顯著高于尚未發(fā)酵的飼料（P＜0.05），隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵飼料中乳酸菌計數(shù)呈下降趨勢，乳酸含量呈增加趨勢。于蘇甫·熱西提等［16］研究了不同混合比例及時間對番茄渣與玉米秸混貯效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的發(fā)酵時間對混貯料的pH值均有顯著影響（P＜0.05），隨著發(fā)酵時間的延長，乳酸含量和氨態(tài)氮含量均逐漸增多，各組的pH值均呈下降趨勢，30 d后下降幅度漸趨變小。本試驗中，隨著發(fā)酵時間的延長，乳酸含量持續(xù)顯著升高，發(fā)酵料的pH值顯著降低，15 d后pH值繼續(xù)下降，但差異不顯著（P＞0.05），說明此時發(fā)酵料乳酸發(fā)酵趨于穩(wěn)定。但是，在發(fā)酵進(jìn)程中，乙酸含量也呈上升趨勢，30 d和60 d丙酸含量顯著升高，60 d時氨態(tài)氮含量和丁酸含量顯著升高。原因可能有三：①菌糠中的可溶性碳水化合物含量較低（1.56%DM），發(fā)酵初期，菌糠原料中能夠提供底物供乳酸菌進(jìn)行乳酸發(fā)酵，但隨著發(fā)酵時間的延長，原料中的底物無法滿足大量乳酸菌的生長繁殖，pH值又未降至4.2以下，不足以抑制菌糠內(nèi)部存在的一些不良微生物，從而導(dǎo)致不良微生物復(fù)蘇活躍，導(dǎo)致不良產(chǎn)物增加；②可能菌糠內(nèi)部存在一些厭氧的降解蛋白的微生物菌群，在飼料發(fā)酵到一定的時候，乳酸菌菌群減弱且內(nèi)部環(huán)境適宜時，這些菌群會適當(dāng)生長，降解菌糠中的菌絲蛋白產(chǎn)生氨態(tài)氮；③可能也伴隨著部分醋酸菌和丙酸菌的活動，造成乙酸含量和乳酸含量的增加。此現(xiàn)象在菌糠發(fā)酵制作中出現(xiàn)，可能與菌糠原料的特性，例如含水率、可溶性碳水化合物含量、微生物菌群組成情況等綜合因素有關(guān)，有待進(jìn)一步深入研究探討。

4 結(jié)論

隨著發(fā)酵時間的延長，乳酸含量和乙酸含量持續(xù)顯著升高，發(fā)酵料的pH值在15 d前顯著降低，15 d后pH值雖繼續(xù)下降，但無明顯差異；發(fā)酵30 d和60 d時丙酸含量顯著升高，60 d時氨態(tài)氮含量和丁酸含量顯著升高。說明隨發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵料中不良產(chǎn)物含量會顯著升高。因此，在本試驗條件下，菌糠發(fā)酵飼料最佳的發(fā)酵時間是15～30 d，不宜超過30 d。

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