不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃體外發(fā)酵的影響

沈振峰，常鶴齡，王 靜，冉 航，強 艷，劉 婷

（甘肅農(nóng)業(yè)大學，甘肅 蘭州 730070）

白酒糟是釀酒業(yè)生產(chǎn)過程中的殘渣，擁有較高的蛋白質(zhì)、脂肪和纖維素，白酒糟來源穩(wěn)定，非常適合作為優(yōu)質(zhì)飼料資源進行研發(fā)，可解決人畜爭糧、建設(shè)綠色環(huán)保的畜牧業(yè)等問題。蘆葦草屬于禾本科牧草，分布廣泛，是優(yōu)質(zhì)的粗飼料。但研究發(fā)現(xiàn)，蘆葦草DMD、NDFD、ADFD分別為 25.28%、22.46%、23.01%，顯著低于苜蓿、玉米秸稈、麥秸[1]。綜上所述，本試驗利用在蛋白質(zhì)來源充分的條件下，將白酒糟按照不同比例替代蘆葦草。應(yīng)用Rusiter-S型人工模擬瘤胃體系進行體外發(fā)酵，通過不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃體外發(fā)酵產(chǎn)氣量、發(fā)酵參數(shù)、營養(yǎng)成分降解率的測定，探討蘆葦草與白酒糟作為綿羊飼料的可能性和適宜比例。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗大豆、蘆葦草和白酒糟采購于甘肅傲農(nóng)飼料科技有限公司，在甘肅農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)與飼料科學實驗室進行干燥，粉碎過40目篩后制成試驗樣品備用。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗采用單因子完全隨機試驗設(shè)計，設(shè)置白酒糟分別為0%（對照組，50 %大豆+50 %蘆葦草）、10%（50 %大豆+40 %蘆葦草+10 %白酒糟）、20%（50 %大豆+30 %蘆葦草+20 %白酒槽）和30%（50 %大豆+20 %蘆葦草+30 %白酒糟）取代蘆葦草的4個處理組，每個處理5個重復(fù)，共20個試驗樣本。

1.3 瘤胃液采集

本試驗選取3只采食相同TMR的安裝有永久性瘺管的綿羊作為體外發(fā)酵瘤胃液供體動物。晨飼前，采集3只綿羊瘤胃液，經(jīng)4層細孔紗布過濾得到瘤胃固體食糜和液體，分別裝入預(yù)熱至39℃的保溫桶內(nèi)。采集過程中往保溫桶中持續(xù)通入CO2，直至飽和后密封，保持保溫桶內(nèi)厭氧環(huán)境，并立即轉(zhuǎn)移到實驗室進行后續(xù)試驗。

1.4 人工瘤胃發(fā)酵體系

發(fā)酵前，稱取70±0.0001g（濕重）分離得到的固體食糜，裝入附有編號的尼龍袋中。此外稱70±0.0001g（干重）不同組合的飼料，同樣裝進編號（與裝固體食糜不同）的尼龍袋中備用。將采集的瘤胃液分裝到8個發(fā)酵罐中，每個發(fā)酵罐中400 ml。保證發(fā)酵罐所處的水槽溫度恒定在39℃，同時在每個發(fā)酵罐中裝入等體積的緩沖液。將標有編號的飼料尼龍袋和食糜袋放進同一個發(fā)酵罐中，并保證尼龍袋完全浸沒在瘤胃液中，保持實驗室環(huán)境處于恒定。隨后進行前期發(fā)酵工作，調(diào)試發(fā)酵設(shè)備，保證發(fā)酵設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)，再連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)48 h。

1.5 樣品采集

48 h體外發(fā)酵試驗結(jié)束后，收集5ml發(fā)酵液，立即測定pH，然后冷凍保存，用于后期測定氨氮和揮發(fā)性脂肪酸的含量。收取各發(fā)酵罐中裝有試驗飼料的尼龍袋，且立即在流動水下反復(fù)沖洗，輕微翻動尼龍袋，去除殘留在尼龍袋表面的殘渣。然后放入水中浸泡40 min，隨后在自來水中漂洗后，放入65℃烘箱中烘干至恒重后備用。將烘干所得樣品粉碎40目篩，測定中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）、粗蛋白（Crude protein，CP）以及粗灰分（Crude ash，Ash）的含量。

1.6 測定指標及測定

1.6.1 瘤胃液體外發(fā)酵參數(shù)測定 取2 ml的發(fā)酵液，在12 000 g、4℃條件下離心10 min。然后，取1.5 ml的上清液加入含有0.15 ml 25%偏磷酸（w/v）的2 ml離心管中，振蕩后并排出氣泡，然后置于-20℃保存并過夜。樣品在4℃條件下解凍，12 000 g離心10 min。然后使用GC（Agilent 7890A）測定上清液中VFA濃度。然后，根據(jù)Weatherburn[2]的方法，對上清液中氨氮濃度進行測定。

1.6.2 常規(guī)營養(yǎng)成分測定 將4個處理組飼料樣品和48h體外發(fā)酵產(chǎn)物參照AOAC[3]標準，測定CP、Ash、NDF和ADF含量。

1.6.3 產(chǎn)氣量和甲烷產(chǎn)量測定 48 h體外發(fā)酵后,集氣袋內(nèi)的氣體用氣體流量計（DC-1Shinagawa，日本）測定產(chǎn)氣量，同時另一端用集氣袋收集小部分氣體以測定其甲烷含量。使用安捷倫（Aglient）6890N 型氣相色譜儀測定氣體樣品中的CH4含量，色譜柱為AT·SE-30 毛細管柱（中國科學院蘭州化學物理研究所），色譜條件為：進樣口溫度 100℃，N2流量1.7 ml/min,分流比15：1，恒溫模式（100℃ 3 min），F(xiàn)ID250℃，F(xiàn)ID空氣、H2和N2流量分別為450 ml/min、40 ml/min 和 45 ml/min。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用 SPSS 22.0 軟件中的one-way ANOVA 法進行方差分析，差異顯著時，使用Duncan法進行多重比較，以P＜0.05為差異顯著的判斷標準。營養(yǎng)成分降解率（%）=［（原尼龍袋內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)重量（g）－ 48 h降解后尼龍袋內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)重量（g）／原尼龍袋內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)重量（g）］×100 % 。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃體外發(fā)酵48 h產(chǎn)氣量和甲烷產(chǎn)量的影響

從表1可知，20%和30%組48 h產(chǎn)氣量顯著高于對照組，且對照組48 h甲烷產(chǎn)量顯著高于其他各處理組。

2.2 不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響

由表2可知，20%組TVFA含量和乙酸比例顯著高于對照組，20%組瘤胃液丙酸比例顯著高于10%組，對照組和30%組瘤胃液異丁酸比例顯著高于10%和20%組，對照組瘤胃液異戊酸比例顯著高于20%和30%組。

2.3 不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃體外發(fā)酵消化率的影響

由表3可知，30%組IVOMD顯著高于其他各處理組，20%組IVCPD顯著高于其他各處理組。

3 討論

3.1 不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃體外發(fā)酵48h產(chǎn)氣量和甲烷產(chǎn)量的影響

在飼料發(fā)酵過程中，產(chǎn)氣量是衡量飼料發(fā)酵程度的重要指標。產(chǎn)氣量與飼料發(fā)酵程度呈正相關(guān)。本試驗中，20%和30%組48 h產(chǎn)氣量顯著高于對照組。隨著白酒糟比例的增加，產(chǎn)氣量顯著增加。白酒糟是釀酒的最大副產(chǎn)物，主要由高粱、小麥、玉米等富含淀粉的糧食發(fā)酵后剩余的固態(tài)物質(zhì)組成，除含有蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)和維生素等養(yǎng)分外，還含有豐富的發(fā)酵殘留產(chǎn)物，如酵母、有機酸和活性因子等[4]。白酒糟含有較高易發(fā)酵的非飼草類碳水化合物，隨著白酒糟的添加比例增加，導(dǎo)致微生物活性增強引起產(chǎn)氣量增加。甲烷可以作為檢測飼料能量損失的一個指標[5]。本試驗中，對照組甲烷含量顯著高于其他各處理組。這可能與發(fā)酵過程中20%組丙酸含量最高有關(guān)，丙酸產(chǎn)生過程中會消耗氫氣，所以丙酸升高，氫氣降低，從而抑制甲烷的產(chǎn)生。

表1 48 h產(chǎn)氣量和甲烷產(chǎn)量

表2 綿羊瘤胃液體外發(fā)酵參數(shù)

表3 體外發(fā)酵營養(yǎng)成分降解率

3.2 不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響

瘤胃正常發(fā)酵需要相對穩(wěn)定的pH，pH也是綜合體現(xiàn)瘤胃微生物活動狀況的一個重要指標。瘤胃的最佳 pH 在 6.37～6.93，適合瘤胃微生物在瘤胃中生存[6]。本試驗的飼料組合都在最佳 pH 在 6.37～6.93 。NH3-N是飼料在瘤胃中發(fā)酵的終產(chǎn)物之一，也是瘤胃內(nèi)微生物合成自身蛋白的來源[7]。本試驗中，各組之間的氨氮含量無顯著差異。孫林[8]等在研究5種飼草之間不同體外發(fā)酵實驗中發(fā)現(xiàn)NH3-N含量沒有顯著變化，可能是由于這種牧草中蛋白質(zhì)含量比較高，能夠滿足微生物發(fā)酵需求，以上研究結(jié)果與本試驗結(jié)果基本一致，不同飼料組合NH3-N濃度變化不明顯。VFA是瘤胃發(fā)酵碳水化合物的最終產(chǎn)物，是反芻動物的主要能源物質(zhì)。其含量及組成比例是反映瘤胃消化代謝活動的重要指標[9]，VFA也受飼料組成成分的影響，不同飼料組合中所含的碳水化合物不同，其所占比例也不同。

3.3 不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃體外發(fā)酵消化率的影響

干物質(zhì)降解率是反映飼料在發(fā)酵體系中被微生物降解的程度的重要指標。本試驗中，30%組IVOMD顯著高于其他各處理組，20%組IVCPD顯著高于其他各處理組。這可能是因為蘆葦中難降解物含量較多，隨著飼料中蘆葦含量的增加，DM的體外降解作用下降，但差異均不顯著。李海文和馬文靜[1]的研究表明，蘆葦草含量比例增加時DM瘤胃降解率逐漸降低，與本試驗結(jié)果一致。本試驗中，不同蘆葦草與白酒糟比例組合對綿羊瘤胃NDF、ADF體外降解率無顯著性影響。這可能是由于飼料比例的改變對可降解養(yǎng)分的含量的影響不大。營養(yǎng)物質(zhì)的降解率主要由飼料原料的性質(zhì)以及養(yǎng)分含量決定的，本試驗中飼料原料的種類未改變，比例的變化沒有引起較為明顯的養(yǎng)分濃度的改變。本試驗中20%組乙酸和丙酸比例均顯著高于其他各處理組，可能20%白酒糟取代蘆葦草，纖維素碳水化合物與非纖維性碳水化合物比例均衡，達到了最適組合效應(yīng)。

4 小結(jié)

在本試驗條件下，與其他處理組相比，50 %大豆+30%蘆葦草+20%白酒槽對綿羊瘤胃體外發(fā)酵具有較高的粗蛋白質(zhì)降解率，能夠產(chǎn)生較多的揮發(fā)性脂肪酸，同時甲烷產(chǎn)量最低。綜上所述，50%大豆+30%蘆葦草+20%白酒槽組合較為適宜，但此結(jié)果仍需綿羊飼養(yǎng)試驗進行驗證。