發(fā)酵金針菇菌糠對泌乳奶牛生產(chǎn)性能及血液生理指標的影響*

劉啟燕，王 宇，張軼鳳，李 晗，齊智利**，孫 波

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，湖北 武漢 430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，湖北 武漢 430070；3.如意情生物科技股份有限公司，湖北 武漢 430000）

金針菇菌糠（Flammulina velutiper chaff，F(xiàn)VC），又稱菌渣、菇渣、下腳料、廢料等，是金針菇栽培過程中收獲產(chǎn)品后剩下的栽培料，含有豐富的菌體蛋白、有機質(zhì)、多種酶等活性物質(zhì)[1]。目前金針菇均以工廠化方式生產(chǎn)，采用的主要原料為玉米芯、米糠、麩皮等原本就可以添加到家畜日糧中的農(nóng)副產(chǎn)品。按照金針菇鮮菇∶菌糠≈1∶1的比例計算，全國金針菇工廠每年產(chǎn)生菌糠約1.16×106t[2]，每天產(chǎn)生量約3 300 t，品質(zhì)穩(wěn)定且供應均衡，是優(yōu)良的生物質(zhì)原料。但新鮮金針菇菌糠的含水量較高，不經(jīng)處理易腐敗變質(zhì)，不宜儲存及運輸，且目前幾乎沒有專門的工廠可以進行后續(xù)加工，致使金針菇生產(chǎn)企業(yè)將菌糠主要作為滅菌鍋能源材料，少數(shù)用作堆肥和栽培基質(zhì)[3]，利用率較低。利用益生菌對菌糠進行適當發(fā)酵，可以降解其中動物難以利用的成分，使之成為高營養(yǎng)價值的發(fā)酵飼料[4]，該發(fā)酵飼料成本低、利潤高，同時減少了對環(huán)境的污染，對動物健康有益[5]。蘇衍菁等[6]將菌糠經(jīng)微生物發(fā)酵后用于后備牛的飼養(yǎng)中，充分利用食用菌生產(chǎn)中的廢棄物,減少環(huán)境污染，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。本試驗將金針菇工廠化生產(chǎn)產(chǎn)生的菌糠經(jīng)益生菌發(fā)酵后飼喂泌乳奶牛，以探究發(fā)酵金針菇菌糠作為反芻動物粗飼料的合理性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于2017年9月16日~2017年11月29日，在湖北省武漢市江夏區(qū)新東陽奶牛合作社養(yǎng)殖基地進行。供試新鮮金針菇菌糠和發(fā)酵金針菇菌糠均由如意情生物科技股份有限公司提供。

1.2 試驗動物

選取30頭年齡、體重（680 kg左右）、胎次相近（1胎～2胎） 的荷斯坦奶牛，隨機分成 2個組，每組15個重復。

表1 試驗日糧的組成Tab.1 Composition of the experimental diets

1.3 試驗設計與飼養(yǎng)管理

2組試驗奶牛均采用全混合日糧（total mixed ration，TMR）飼喂，每天2次，分別于04:00和16:00擠奶后開始飼喂，自由飲水。對照組飼喂基礎日糧，試驗組用金針菇發(fā)酵菌糠替代部分玉米青貯。整個試驗期75 d，其中預試期15 d，正式試驗期60 d。預試期試驗組發(fā)酵菌糠量逐漸增加，第7天菌糠料增加到每頭牛 2.5 kg·d-1，第10天菌糠增加到每頭牛5 kg·d-1。正式試驗期日糧組成見表1。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 牛舍環(huán)境指標檢測

整個試驗期間每天8:00、12:00、18:00記錄環(huán)境溫濕度，根據(jù)公式計算溫濕指數(shù)（THI）[7]，公式為：

式中：T為環(huán)境溫度，單位是℃；RH為相對濕度，以%表示。

1.4.2 金針菇菌糠和其他常用飼料營養(yǎng)成分分析

從生產(chǎn)線5點采樣，分別取金針菇菌糠發(fā)酵前后的樣品和白酒糟、青貯、稻草等8種奶牛場常用飼料原料樣品，送至華中農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)實驗室檢測營養(yǎng)水平，檢測方法參照彭健編寫《飼料分析與檢測技術(shù)》[8]。

1.4.3 發(fā)酵菌糠穩(wěn)定性檢測

制作3批發(fā)酵料，即3個重復。做好后用塑料袋裝好密封，放置7 d~10 d后，留取部分發(fā)酵料進行后續(xù)檢測，其他用于飼喂。檢測時間為第1個月每周1次，第2個月~第3個月每2周1次。檢測發(fā)酵料的pH、RH、糖度，以監(jiān)測其穩(wěn)定性。

1.4.4 產(chǎn)奶量記錄與乳成分分析

正式試驗期，每天記錄所有試驗牛2次的產(chǎn)奶量數(shù)據(jù)，2次之和記為每頭牛1天的產(chǎn)奶量。在數(shù)據(jù)記錄后按照早晚奶樣6∶4的比例，采集乳樣混合于50 mL離心管，然后加入5%重鉻酸鉀防腐劑0.5 mL，測定乳蛋白率、乳脂率、乳糖率及總固形物含量。

1.4.5 血液采集及指標分析

正式試驗中，用20 mL注射器對所有試驗牛進行尾靜脈采血，置于5 mL抗凝采血管中，使用全自動血液檢測分析儀（深圳邁瑞VET-5360）檢測血常規(guī)指標。

1.4.6 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel進行初步整理分析，采用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析，使用LSD檢驗法進行各組間的多重比較（Duncan，多重比較法進行差異顯著性檢驗），P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著，試驗數(shù)據(jù)均以平均值±標準差表示。

2 結(jié)果分析

2.1 試驗牛舍溫濕指數(shù)變化情況

整個試驗期內(nèi)，牛舍每日溫濕指數(shù)變化情況如圖1所示。

由圖1可知，在預試期（09-16~09-30中午12點的THI有2次超過72.00，但試驗期（10-01~11-29） 早中晚的THI均低于72.00，根據(jù)McDowell等[9]的研究報道，當THI<72.00時奶牛不處于熱應激狀態(tài)，表明正式試驗期間奶牛均處于舒適環(huán)境。

2.2 發(fā)酵前后菌糠和奶牛場常用飼料原料營養(yǎng)成分分析

圖1試驗期牛舍內(nèi)溫濕指數(shù)（THI）變化情況Fig.1 Temperature-humidity index changes in cowshed during the experiment period

由試驗室檢測的發(fā)酵前后菌糠和奶牛場常用飼料原料營養(yǎng)成分詳見表2。

表2 金針菇菌糠和奶牛場常用飼料原料的營養(yǎng)成分表Tab.2 Nutritional composition of FVC and commonly used diets ingredients in cow farms

由表2可知，新鮮菌糠總能為11.48 MJ，粗蛋白為4.80%，均低于牛場常用飼料；粗脂肪為5.20%，低于啤酒糟、白酒糟，高于其它常規(guī)飼料；中洗纖維為45.50%；酸洗纖維為23.80%，僅高于豆腐渣，低于其它常用飼料；鈣、總磷含量均高于常用飼料。綜合來看，新鮮菌糠與稻草、燕麥草、青貯、黃貯相比，粗蛋白含量較低，而粗脂肪、中洗、酸洗纖維含量均較高。

菌糠發(fā)酵后總能為10.84 MJ，比發(fā)酵前降低5.57%；粗蛋白由4.80%大幅提升到14.80%，增加了208.33%；粗脂肪由5.20%提升到7.05%，增加了35.58%；中洗纖維、酸洗纖維、粗灰分、鈣、總磷含量均比發(fā)酵前均有上升，上升比例分別為1.54%、6.93%、14.29%、43.10%、18.02%。

2.3 發(fā)酵菌糠穩(wěn)定性檢測

發(fā)酵時間對金針菇菌糠相對濕度、pH和糖度的影響見表3和圖2。

由表3和圖2可知發(fā)酵料3個月內(nèi)的相對濕度（RH）、pH、糖度（brix） 值均比較穩(wěn)定。第一批和第三批料在3個月內(nèi)水分幾乎沒有變化，均穩(wěn)定在61%左右，第二批料的水分偏高為65%左右。3批料的pH保持在4.5~5.0，糖度保持在0.6%~1.2%之間，波動幅度小，說明3個月內(nèi)發(fā)酵料的穩(wěn)定性好。

2.4 產(chǎn)奶量及乳成分分析

發(fā)酵金針菇菌糠飼料對泌乳奶牛產(chǎn)奶量及乳成分的影響見表4。

表3 發(fā)酵時間對金針菇菌糠相對濕度、pH和糖度的影響Tab.3 Effects of fermentation time on RH,pH and brix of FVC

圖2 發(fā)酵時間對金針菇菌糠水分，pH和糖度的影響Fig.2 Effects of fermentation time on RH,pH and Brix of FVC

表4 發(fā)酵金針菇菌糠飼料對泌乳奶牛產(chǎn)奶量及乳成分的影響Tab.4 Effects of fermented FVC diets on milk yield and milk composition of lactating dairy cows

由表4可知，試驗組產(chǎn)奶量為12.47 kg·d-1，比對照組高1.71%，差異顯著（P<0.05）。試驗組體細胞數(shù)為125.00×103個/mL，對照組為283.60×103個/mL，試驗組較對照組下降55.92%，差異顯著（P<0.05）。對照組總固形物為 13.45%，試驗組為10.73%，差異顯著（P<0.05）。其他指標如乳脂率、乳蛋白率、乳糖、非脂乳固體、尿素氮等無顯著影響（P>0.05），但試驗組較對照組均有一定程度降低。

2.5 奶牛血常規(guī)分析

發(fā)酵金針菇菌糠飼料對泌乳奶牛血常規(guī)各項指標的影響見表5。

由表5可知，對照組和試驗組樣本的血常規(guī)數(shù)值均在正常范圍內(nèi)，未出現(xiàn)貧血癥狀。試驗組和對照組血常規(guī)僅單核細胞百分比差異顯著（P<0.05），對照組為7.08%，試驗組為10.39%，其它指標差異不顯著（P>0.05），說明飼喂菌糠發(fā)酵料不影響奶牛血液常規(guī)指標。對照組血紅蛋白量為94.20 g·L-1，試驗組為101.43 g·L-1，增幅7.68%；對照組紅細胞數(shù)目為 6.69×1012個/L，試驗組為 8.09×1012個/L，增幅20.93%。以上數(shù)據(jù)綜合說明在飼喂發(fā)酵飼料后，奶牛健康狀況得到了改善。

3 結(jié)論

3.1 發(fā)酵對金針菇菌糠營養(yǎng)的影響

本試驗檢測新鮮金針菇菌糠的營養(yǎng)成分顯示，新鮮菌糠粗蛋白含量低、粗脂肪和粗纖維含量優(yōu)于稻草、燕麥草、青貯、黃貯，是一種優(yōu)質(zhì)粗飼料。與Bae等[10]、潘軍等[11]、王利明[12]、張瑩瑩等[13]均將菌糠歸類為粗飼料，適合做反芻動物粗飼料的結(jié)論一致。

表5 發(fā)酵金針菇菌糠飼料對泌乳奶牛血常規(guī)各項指標的影響Tab.5 Effects of fermented FVC diets on blood routine indexes of lactating dairy cows

微生物發(fā)酵飼料具有改善飼料品質(zhì)、提高飼料利用率、促進動物生長、預防疾病等作用。Zhang等[14]研究發(fā)現(xiàn)微生物發(fā)酵能使平菇和香菇菌糠的粗蛋白含量大幅提升，分別從24.1%和28.4%提高到32.3%和36.7%。鄭有坤等[15]用微生物對香菇菌糠進行發(fā)酵后，比較試驗結(jié)果顯示，混合菌發(fā)酵處理粗蛋白含量明顯提高，比對照提高25%，經(jīng)發(fā)酵處理的菌糠pH穩(wěn)定在4.1~4.8之間。Kwak等[16]利用酵母菌和乳酸菌發(fā)酵秸稈菌糠也得到了類似結(jié)果。魏濤等[17]研究顯示杏鮑菇菌糠發(fā)酵后多數(shù)氨基酸含量明顯升高，氨基酸總量明顯升高，粗脂肪及粗纖維含量降低，粗蛋白含量無明顯變化。本試驗中金針菇菌糠發(fā)酵后粗蛋白由4.80%上升到14.80%，提高顯著；pH穩(wěn)定在4.5~5.0；糖度保持在0.6%~1.2%；水分保持在60%~65%，發(fā)酵菌糠穩(wěn)定性好，與前人的研究報道基本一致。

3.2 金針菇發(fā)酵料對泌乳奶牛生產(chǎn)性能的影響

發(fā)酵飼料在微生物生長和繁殖的過程中會分泌部分胞外酶，產(chǎn)生維生素、酸、醇、酯等物質(zhì)，從而改進原料口味，改善原料適口性，提升原料品質(zhì)，提升動物生產(chǎn)性能[18]。武翠枝等[19]研究表明，菌糠經(jīng)益生菌發(fā)酵后，產(chǎn)生大量菌體蛋白和豐富的揮發(fā)性脂肪酸，改善了飼料的適口性，增加了奶牛的采食量，降低了菌糠的pH，促進鈣和磷的利用和吸收。吳小燕等[20]采用醬糟、噴漿玉米纖維和糖漿等食品工業(yè)副產(chǎn)物，添加乳酸菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌等有益微生物發(fā)酵后飼喂泌乳奶牛，結(jié)果顯示試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的產(chǎn)奶量分別高出對照組 3.42% （P＜0.05） 和 4.40% （P＜0.05）。本試驗選用低產(chǎn)荷斯坦奶牛，對照組和試驗組乳脂率分別為2.80%、2.07%，低于荷斯坦牛乳脂率正常值3.0%~4.0%[21]。用發(fā)酵金針菇菌糠替代青貯飼喂奶牛后，產(chǎn)奶量增加1.71%，差異顯著（P<0.05），說明發(fā)酵金針菇菌糠飼喂泌乳奶牛后產(chǎn)奶量顯著提升。

牛奶中的體細胞數(shù)可以反映奶牛乳房的健康程度和乳房炎的發(fā)病率[22]，且與牛奶的產(chǎn)量、品質(zhì)及存放時間密切相關[23]。在健康狀況下，牛奶中的體細胞數(shù)一般在2×105個/mL~3×105個/mL。王曉宏等[24]采用復合酵母培養(yǎng)物飼喂奶牛發(fā)現(xiàn)體細胞數(shù)顯著降低，但乳脂、乳氮、乳糖均無顯著變化。王玲等[22]采用復合酵母培養(yǎng)物飼喂奶牛后，牛乳體細胞數(shù)顯著下降（P<0.05），表明復合酵母培養(yǎng)物可以提高奶牛乳房健康程度。武翠枝等[19]用青貯寶將玉米秸稈制成青貯飼料后飼喂荷斯坦奶牛，結(jié)果顯示牛奶中體細胞數(shù)極顯著降低（P<0.05）。本研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加金針菇發(fā)酵料后體細胞數(shù)下降55.92%且達到顯著性降低（P<0.05），說明奶牛在飼喂金針菇發(fā)酵飼料后，健康狀況得到了明顯改善，這與前人研究結(jié)論一致。

3.3 金針菇發(fā)酵料對奶牛血常規(guī)的影響

血常規(guī)檢查是臨床上最基礎的化驗檢查之一。反芻動物血液常規(guī)檢測的意義在于，可以發(fā)現(xiàn)許多疾病的早期跡象，并且還能體現(xiàn)生物體新陳代謝的活躍性[25]。本研究結(jié)果顯示，試驗組免疫類細胞（如白細胞、淋巴細胞、中性粒細胞數(shù)等）濃度低于對照組，但差異不顯著（P＞0.05）。紅細胞數(shù)和血紅蛋白量試驗組均高于對照組，向差異不顯著（P＞0.05），與孫那申雙合爾等[25]進行的補飼營養(yǎng)碌磚對肉牛血液生理指標影響的研究結(jié)果類似。說明發(fā)酵金針菇菌糠對奶牛血液生理指標基本無影響。飼喂發(fā)酵菌糠飼料可使奶牛紅細胞及血紅蛋白均有所提高，從側(cè)面也反映出發(fā)酵菌糠飼料可以增強奶牛的免疫功能。

金針菇菌糠經(jīng)發(fā)酵處理后穩(wěn)定性好且粗蛋白含量顯著提升，飼喂奶牛后顯著提高奶牛產(chǎn)奶量，改善奶牛健康狀況。