玉米芯發(fā)酵全混合飼料的制作及營(yíng)養(yǎng)成分分析

王 雪，寇蛟龍，張 珣，孫勁松，高昌鵬，周玉香

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)系，寧夏銀川 750021）

隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)蛋白質(zhì)飼料短缺、人畜爭(zhēng)糧等矛盾日益突出。玉米作為主要的飼料作物之一，長(zhǎng)期被廣泛應(yīng)用于畜牧養(yǎng)殖中。我國(guó)玉米年產(chǎn)量高達(dá)千億千克，其中玉米芯產(chǎn)量約占10%，達(dá)千萬(wàn)噸以上[1]。

玉米芯是玉米果穗脫去子粒后的穗軸。我國(guó)每年生產(chǎn)大量的玉米芯，但在農(nóng)村大部分玉米芯被當(dāng)做燃料燒掉，造成資源浪費(fèi)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，玉米芯深加工領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，被加工生產(chǎn)糠醛、糠醇、木糖、活性炭、飴糖、葡萄糖等一系列高附加值的產(chǎn)品；除此之外，玉米芯還可用于釀酒、榨油、制作食品盒、農(nóng)作物栽培料、飼料等，使得玉米芯價(jià)值得以被充分發(fā)掘[2-6]。與發(fā)酵前相比，發(fā)酵提高了玉米芯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，對(duì)動(dòng)物有一定的促生長(zhǎng)作用，可以用來(lái)飼喂豬、魚(yú)、鴨等[7-10]。利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料不但可解決蛋白質(zhì)資源緊缺的問(wèn)題，還可解決相關(guān)環(huán)境問(wèn)題[11-14]。玉米芯的主要營(yíng)養(yǎng)成分是纖維素、半纖維素和復(fù)雜多糖，在畜體內(nèi)難以消化，如果應(yīng)用纖維素酶等進(jìn)行處理則可提高玉米芯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和消化吸收率。本試驗(yàn)以玉米芯和苜蓿為粗飼料，玉米、豆粕、麩皮和葵花餅粕為主要精料原料，制成不同精粗比的全混合發(fā)酵飼料，同時(shí)制作單一玉米芯發(fā)酵飼料，研究以纖維素酶和釀酒酵母作為發(fā)酵劑對(duì)單一玉米芯和以玉米芯為主要粗飼料的3 組不同精粗比全混合飼料發(fā)酵后營(yíng)養(yǎng)成分、霉菌指數(shù)和感官品質(zhì)的影響，為發(fā)酵玉米芯在動(dòng)物日糧配比和動(dòng)物生長(zhǎng)試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 選擇苜蓿、玉米芯、玉米、豆粕、麩皮、葵花餅作為飼料原料。纖維素酶購(gòu)自寧夏夏盛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，酶活為10 000 U/g；釀酒酵母購(gòu)自安琪酵母股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2017 年6—9 月在寧夏銀川市賀蘭縣暖泉良種繁育中心進(jìn)行。發(fā)酵全混合飼料（FTMR）組成及營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。選用340 mm×240 mm 密封袋，將全混合飼料與一定量的纖維素酶（添加量為0.03 g/kg飼料）和釀酒酵母（添加量為0.18 g/kg 飼料）充分混合后加入同質(zhì)量的水后，使用真空機(jī)抽空氣后密封，發(fā)酵30 d，分別制作精粗比為20∶80、30∶70 和40∶60 的FTMR 和單一玉米芯發(fā)酵飼料，每個(gè)處理設(shè)3 次重復(fù)，處理為隨機(jī)取樣。

表1 FTMR 組成及營(yíng)養(yǎng)成分（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法 發(fā)酵結(jié)束，自上而下或從一端到另一端依次挖取，取樣后及時(shí)封嚴(yán)袋口。

1.3.1 玉米芯FTMR 和單一玉米芯發(fā)酵飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析 粗蛋白質(zhì)參照《飼料中粗蛋白測(cè)定方法》（GB/T 6432-1994）、粗脂肪參照《飼料中粗脂肪的測(cè)定》（GB/T 6433-2006）、粗灰分參照《GB/T 6438-2007》、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維采用范式（Van Soest）洗滌纖維分析法、鈣參照《飼料中鈣的測(cè)定》（GB/T 6436-2002）、磷參照《飼料中總磷的測(cè)定 分光光度法》（GB/T 6437-2002）進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 飼料霉菌數(shù)測(cè)定 黃曲霉毒素和玉米赤霉烯酮按照《飼料中黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和T-2 毒素的測(cè)定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》（NY/T 2071-2011）進(jìn)行檢測(cè)，酵母菌按照《飼料中霉菌總數(shù)的測(cè)定》（GB/ T 13092-2006）進(jìn)行檢測(cè)，嘔吐毒素是按照《食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及其乙?；苌锏臏y(cè)定》（GB 5009.111-2016）進(jìn)行檢測(cè)，梭狀芽孢桿菌以JSMCB 為菌種，0.5%葡萄糖、1.0%牛肉蛋白胨、0.5%酵母膏、0.2%NaCl、0.4%K2HPO4、0.1%CaCO3制成基礎(chǔ)培養(yǎng)基，液體深層靜置培養(yǎng)，250 mL 三角瓶裝液量200 mL 于37℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)，用血球計(jì)數(shù)法測(cè)定菌數(shù)。

1.3.3 發(fā)酵玉米芯及其FTMR 的品質(zhì)鑒定 采用德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)（Deutsche Lan Dwirtschafts Gesellschaft）評(píng)分法，根據(jù)氣味、質(zhì)地、色澤進(jìn)行評(píng)分，然后再按得分劃分為優(yōu)良（16～20 分）、尚可（10～15 分）、中等（5～9分）、腐敗（0～4 分）4 個(gè)等級(jí)進(jìn)行感觀評(píng)價(jià)（表2）。對(duì)飼料pH 進(jìn)行鑒定，將FTMR 樣品用3 層醫(yī)用紗布包裹后用力榨取，得粗提液，再經(jīng)定量濾紙過(guò)濾后得濾液，用酸度計(jì)測(cè)定。

表2 發(fā)酵飼料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2007 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)SAS 8.2 的LSD 法進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果用平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差表示。P＜0.05 表示差異顯著，P＞0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵玉米芯與未處理玉米芯的營(yíng)養(yǎng)成分分析 由表3 可知，玉米芯在發(fā)酵前后的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、鈣、磷、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維差異均不顯著（P＜0.05），其中蛋白質(zhì)含量有增高趨勢(shì)，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維有降低趨勢(shì)。由此可知，使用纖維素酶和釀酒酵母進(jìn)行發(fā)酵可降低玉米芯纖維素含量。

表3 發(fā)酵處理玉米芯與未處理玉米芯營(yíng)養(yǎng)成分分析 %

2.2 不同精粗比全混合飼料發(fā)酵前后的營(yíng)養(yǎng)成分變化由表4 可見(jiàn)，不同精粗比玉米芯全混合飼料在發(fā)酵前后粗蛋白質(zhì)水平差異均不顯著，但有上升趨勢(shì)；在鈣、磷水平上，玉米芯全混合飼料在發(fā)酵前后均差異不顯著，但有提高趨勢(shì)。

表4 不同精粗比全混合飼料發(fā)酵前后營(yíng)養(yǎng)成分 %

2.3 玉米芯及不同精粗比FTMR 霉菌數(shù)數(shù)量的變化 表5 數(shù)據(jù)顯示，黃曲霉毒素＜50 μg/kg、玉米赤霉烯酮＜250 μg/kg、 嘔 吐 毒 素 ＜1 000 μg/kg， 參 照 飼 料 中 常見(jiàn)霉菌毒素及最高限量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，查閱《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB13078-2001）中黃曲霉毒素的限量規(guī)定、《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 飼料中赭曲霉毒素A 和玉米赤霉烯酮的允許量》（GB13078.2-2006）、《配合飼料中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的允許量》（GB13078.3-2007），表明發(fā)酵飼料所含各霉菌數(shù)均未超過(guò)國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，可用于動(dòng)物喂食。玉米芯、發(fā)酵玉米芯、FTMR20∶80、FTMR30∶70 和FTMR40∶60 的黃曲霉毒素含量、酵母菌及梭狀芽孢桿菌數(shù)量均無(wú)顯著差異。FTMR20∶80、FTMR30∶70 和FTMR40∶60 的玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素含量均極顯著高于玉米芯、發(fā)酵玉米芯（P＜0.01）。

2.4 發(fā)酵玉米芯及FTMR 的品質(zhì)鑒定 由表6 可見(jiàn)，玉米芯和全混合飼料進(jìn)行發(fā)酵處理后，pH 均為酸性。與發(fā)酵前相比，經(jīng)過(guò)發(fā)酵處理的玉米芯和全混合飼料手感、香味、顏色等均有所改善；與FTMR30∶70 和FTMR20∶80 相比，F(xiàn)TMR40∶60 品質(zhì)更佳。

表6 發(fā)酵玉米芯及其發(fā)酵全混合飼料的品質(zhì)鑒定及評(píng)分

3 討 論

3.1 玉米芯發(fā)酵處理后營(yíng)養(yǎng)成分的變化 陳志強(qiáng)等[15]統(tǒng)計(jì)分析表明，寧夏地區(qū)玉米芯主要營(yíng)養(yǎng)成分的平均值分別為干物質(zhì)93.30%、粗灰分2.77%、粗蛋白質(zhì)2.42%、粗脂肪0.36%、鈣0.12%、磷0.04%、中性洗滌纖維79.13%、酸性洗滌纖維42.49%。與上述數(shù)據(jù)相比，本試驗(yàn)測(cè)得玉米芯發(fā)酵后的粗蛋白質(zhì)、鈣、磷含量均有所增加，粗脂肪、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量有所下降，表明對(duì)玉米芯進(jìn)行發(fā)酵處理有利于降低纖維素含量。玉米芯經(jīng)發(fā)酵、干燥等特殊工藝可制成含活性益生菌的安全、無(wú)污染、無(wú)殘留的優(yōu)質(zhì)飼料，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到提高。Allen 等[16]報(bào)道，飼糧中的中性洗滌纖維含量高于25% 時(shí)，干物質(zhì)采食量與中性洗滌纖維含量呈負(fù)相關(guān)，經(jīng)發(fā)酵后的玉米芯有利于提高動(dòng)物的干物質(zhì)采食量。反芻動(dòng)物的瘤胃內(nèi)環(huán)境狀況直接影響機(jī)體健康，而瘤胃pH 是衡量瘤胃生理狀況的理想指標(biāo)。張立濤等[17]報(bào)道，瘤胃pH 與飼料中中性洗滌纖維含量呈負(fù)相關(guān)，可見(jiàn)發(fā)酵玉米芯中性洗滌纖維含量的降低對(duì)改善反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)環(huán)境有一定積極作用。

3.2 發(fā)酵處理對(duì)玉米芯和不同精粗比全混合飼料營(yíng)養(yǎng)成分及感官特性的影響 本試驗(yàn)中，全混合飼料在發(fā)酵后粗蛋白質(zhì)、鈣和磷含量較發(fā)酵前都有所上升，與母豬配合全價(jià)飼料發(fā)酵前后的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化[18]相符合。全混合飼料發(fā)酵后會(huì)降低飼料pH，有利于全混合飼料的保存時(shí)間。其次，發(fā)酵后的玉米芯和不同精粗比全混合飼料的手感、香味、顏色等均有所改善，提高了飼料適口性和采食量。

表5 玉米芯發(fā)酵前后及不同精粗比FTMR 霉菌數(shù)變化

3.3 發(fā)酵處理對(duì)玉米芯及不同精粗比全混合飼料霉菌數(shù)的影響 本研究中，F(xiàn)TMR20∶80、FTMR30∶70 和FTMR40∶60的玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素含量均極顯著高于玉米芯、發(fā)酵玉米芯，但各霉菌數(shù)均未超過(guò)國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。玉米赤霉烯酮污染的飼料被動(dòng)物過(guò)量采食后會(huì)造成機(jī)體生殖激素紊亂，引起流產(chǎn)、死胎等，對(duì)繁殖機(jī)能造成嚴(yán)重影響，還會(huì)導(dǎo)致免疫抑制、肝腎損傷和生長(zhǎng)性能下降等[19]。此外，大量研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，嘔吐毒素會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物腸道功能混亂，引起腹瀉，運(yùn)動(dòng)失調(diào)和內(nèi)臟出血，影響免疫調(diào)節(jié)和繁殖性能等，嚴(yán)重可導(dǎo)致死亡，并且主要污染小麥、玉米等谷類(lèi)作物，也污染糧食作物，進(jìn)而危害人類(lèi)健康[20]。降低飼料中霉菌毒素含量能有效防止其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失與健康危害。

4 小 結(jié)

玉米芯經(jīng)過(guò)纖維素酶和釀酒酵母發(fā)酵處理，可以提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使粗蛋白質(zhì)、鈣、磷含量有所增高，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量降低；較其他兩組全混合飼料而言，精粗比20∶80 的全混合飼料發(fā)酵后磷含量上升40%，而精粗比為30∶70 時(shí)粗蛋白質(zhì)、鈣含量分別上升6.09%、32.53%。