發(fā)酵濕玉米纖維飼料和幾種常用粗飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析

房新鵬，馮冠智，呂靜儀，張廣寧，張永根

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

我國(guó)東北地區(qū)玉米資源豐富，產(chǎn)量富足，其加工的副產(chǎn)物種類(lèi)繁多，濕玉米纖維飼料（WCGF）是玉米濕法生產(chǎn)淀粉后的副產(chǎn)物，其蛋白和纖維含量較高，是營(yíng)養(yǎng)豐富的反芻動(dòng)物飼料[1]。WCGF 大都作為優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物飼料被廣泛利用，而且具有良好的飼喂效果[2-3]，我國(guó)一直面臨優(yōu)質(zhì)的粗飼料（如苜蓿、青貯玉米等）資源短缺問(wèn)題，WCGF 在牧場(chǎng)中的使用為解決這一問(wèn)題提供了良好的方案。但是WCGF 含水量很高，非常容易腐敗變質(zhì)，如果將WCGF 烘干成本昂貴，而且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值受損嚴(yán)重，這些因素制約了WCGF 的利用。青貯發(fā)酵不僅可以有效保存含水量高的飼料，還可以保存高水分飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在發(fā)酵過(guò)程中加入生物或化學(xué)等添加劑（如乳酸菌、酵母菌、甲酸等）可有效提高發(fā)酵品質(zhì)。許麗等[4]已經(jīng)證明丙酸鈣對(duì)WCGF 具有良好的保鮮效果。王雅波等[5]通過(guò)加入畢赤酵母菌對(duì)玉米皮進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵處理后，改善了玉米皮的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前為止，關(guān)于發(fā)酵濕玉米纖維飼料（FWCGF）營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究仍然很少。本實(shí)驗(yàn)室利用產(chǎn)朊假絲酵母處理WCGF，以改善FWCGF 的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；并運(yùn)用CNCPS 和NRC模型的原理和方法分析4 種試驗(yàn)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的差異，為FWCGF 替代或部分替代常規(guī)粗飼料提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 WCGF 來(lái)自黑龍江蓬勃牧業(yè)，添加產(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵WCGF 后得到FWCGF，苜蓿和玉米青貯（CS）來(lái)源于黑龍江省完達(dá)山牧業(yè)和哈爾濱松花江牧場(chǎng)，產(chǎn)朊假絲酵母來(lái)自東北農(nóng)業(yè)大學(xué)反芻動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室。所有樣品均采用四分法取樣，F(xiàn)WGF、WCGF 和CS 于65℃烘箱48 h 后粉碎過(guò)1mm 篩備用。

1.2 指標(biāo)檢測(cè)

1.2.1 營(yíng)養(yǎng)成分分析 按照AOAC（1995）[6]的方法分析飼料樣品的干物質(zhì)（DM）、粗脂肪（EE）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗灰分（Ash）；依照Van.Soest 等[7]的方法測(cè)定中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌不溶蛋白質(zhì)（NDIP）、酸性洗滌不溶蛋白質(zhì)（ADIP）和酸性洗滌木質(zhì)素（ADL）的含量；采用Sniffen 等[8]的方法分析可溶性粗蛋白質(zhì)（SCP）；參照張平等[9]的方法測(cè)定淀粉的含量。通過(guò)趙永廣等[10]的方法計(jì)算得出碳水化合物（CHO）、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NSC）的含量。

1.2.2 CNCPS 對(duì)WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的蛋白質(zhì)組分的剖分與計(jì)算 根據(jù)CNCPS 對(duì)飼料蛋白質(zhì)體系的劃分，將蛋白質(zhì)劃分為非蛋白氮部分[PA（NPN）]、真蛋白質(zhì)（PB）、不可降解粗蛋白質(zhì)（PC）3 個(gè)部分。PB 依據(jù)固有瘤胃降解率可被細(xì)分為快速降解真蛋白質(zhì)（PB1）、中速降解真蛋白質(zhì)（PB2）和慢速降解真蛋白質(zhì)（PB3）[10]。按照Sniffen 等[11]的方法對(duì)各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算。

1.2.3 CNCPS 對(duì)WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 碳水化合物組分的剖分與計(jì)算和潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值供給量的預(yù)測(cè) 根據(jù)飼料碳水化合物在瘤胃中的降解速度，CNCPS 將碳水化合物（CHO）分為4 個(gè)部分：糖類(lèi)（CA）屬于快速降解部分，淀粉和果膠（CB1）屬于中速降解部分，可利用的細(xì)胞壁（CB2）屬于緩慢降解部分，不可利用的細(xì)胞壁（CB3），參照曹志軍等[12]的方法進(jìn)行測(cè)定計(jì)算。使用CNCPS 模型來(lái)預(yù)估4 種飼料的潛在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給量，包括瘤胃可降解蛋白質(zhì)（RDP）、菌體蛋白質(zhì)（MCP）、瘤胃非降解蛋白質(zhì)（RUP）、小腸可吸收菌體蛋白質(zhì)（AMCP）、小腸可吸收瘤胃非降解蛋白質(zhì)（ARUP）、小腸可吸收內(nèi)源真蛋白質(zhì)（AECP）、可代謝蛋白質(zhì)（MP）。采用林曦[13]和Fox 等[14]的方法預(yù)測(cè)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的供應(yīng)量。

1.2.5 利用NRC 模型估測(cè)真可消化養(yǎng)分與能值 使用NRC（2001）[15]估測(cè)模型估測(cè)WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的奶牛瘤胃真可消化非纖維性碳水化合物（tdNFC）、真可消化粗蛋白質(zhì)（tdCP）、真可消化中性洗滌纖維（tdNDF）和真可消化脂肪酸（tdFA）。進(jìn)而估測(cè)出各飼料的維持水平總可消化養(yǎng)分（TDNm）、生產(chǎn)水平消化能（DEp）、生產(chǎn)水平代謝能（MEp）及生產(chǎn)水平泌乳凈能（NELP）。同時(shí)，采用肉牛估測(cè)模型公式預(yù)測(cè)各飼料的維持凈能（NEm）和增重凈能（NEg），通過(guò)Council 等[15]的方法對(duì)真可消化養(yǎng)分與能值進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)使用Excel 和SAS 9.4 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用 Duncan′s 法進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05為差異性顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的營(yíng)養(yǎng)成分含量 由表1 可以看出，4 種原料的營(yíng)養(yǎng)成分含量差異較大，苜蓿的DM 含量最高，且高于FWCGF（P＜0.05），F(xiàn)WCGF 的DM 含量低于WCGF（P＞0.05），CS 的DM 含量最低。與其他飼料相比，F(xiàn)WCGF 的CP 含量最高（P＜0.05）。苜蓿的SP、NPN、NDICP、ADF 含量均為最高，且苜蓿和CS 中的含量均顯著高于WCGF和FWCGF。WCGF 和FWCGF 的ADICP、NDF、ADL、EE 含量均低于苜蓿和CS（P＜0.05），且均以CS 含量最高。CS 的Starch 含量高于其他飼料（P＜0.05）。CS 的Ash 含量最低，苜蓿含量最高。

表1 WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的營(yíng)養(yǎng)成分含量

2.2 CNCPS 對(duì)4 種原料的蛋白質(zhì)和碳水化合物組分的剖分和對(duì)奶牛潛在營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)量的預(yù)測(cè) 由表2 可知，根據(jù)CNCPS 對(duì)4 種原料的蛋白質(zhì)成分進(jìn)行剖分，F(xiàn)WCGF 的PA 含量最低，苜蓿的PA 含量最高；FWCGF 的PB、PB1、PB2、PC 含量最高，CS 的PB、PB1、PC 含量最低，WCGF 的PB3含量最低。用CNCPS 對(duì)4 種原料的碳水化合物組分剖分后發(fā)現(xiàn)，CS 的CHO、CB1含量最高，F(xiàn)WCGF 的CHO 含量、苜蓿的CB1含量最低；FWCGF和苜蓿的CA 含量最高，高于WCGF 和CS（P＜0.05）；WCGF 的CB2含量高于其他飼料（P＜0.05）；苜蓿和CS 的CC 含量均大幅度高于WCGF 和FWCGF（P＜0.05）。用CNCPS 對(duì)4 種原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值供應(yīng)量進(jìn)行預(yù)測(cè)后得到，F(xiàn)WCGF 的RDP 含量高于其他種飼料（P＜0.05）；CS 的RDP 含量最低；苜蓿的RUP、ECP、AECP 含量高于其他飼料（P＜0.05），F(xiàn)WCGF 的RUP 含量、CS 的ECP 和AECP 含量最低；WCGF 的MCP 和AMCP、MP在4 種原料中含量最高，CS 的MP 含量最低；WCGF 和苜蓿的ARUP 含量高于其他2 種飼料（P＜0.05）。

表2 CNCPS 對(duì)4 種原料蛋白質(zhì)和碳水化合物組分的剖分和對(duì)奶牛潛在營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)量的預(yù)測(cè)

2.3 利用NRC 模型估測(cè)WCGF、FWCGF、苜蓿和CS的真可消化養(yǎng)分與能值 由表3 可知，F(xiàn)WCGF 的tdNFC 含量最低，但4 種原料的tdNFC 含量差異不顯著；FWCGF 的tdCP 含量高于其他飼料樣品（P＜0.05）；WCGF 的tdNDF 含量最高，苜蓿的含量最低；CS 的tdFA 含量高于其他飼料原料（P＜0.05），其他3 種原料的tdFA 含量差異不顯著；WCGF 和FWCGF 的TDNm 含量最高，苜蓿和CS 的TDNm 含量最低，兩者差異均不顯著；FWCGF 的DEP、MEP、NELP、NEm 和NEg 含量高于WCGF（P＞0.05），二者均高于苜蓿和CS（P＜0.05）。

3 討 論

3.1 WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的營(yíng)養(yǎng)成分含量 本試驗(yàn)相對(duì)準(zhǔn)確地分析了WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的營(yíng)養(yǎng)成分，4 種原料均含有較高的NDF，但是FWCGF 和WCGF 含有更多易被反芻動(dòng)物利用的tdNDF。Biricik 等[16]研究也表明，WCGF 的可利用NDF 含量較高，是優(yōu)質(zhì)的可消化纖維型飼料。FWCGF的DM 量低于WCGF，說(shuō)明發(fā)酵過(guò)程中WCGF 的DM發(fā)生了損失。由于WCGF 經(jīng)過(guò)水化研磨后的細(xì)胞壁木質(zhì)化程度明顯降低，所以FWCGF 和WCGF 的ADL、ADF 以及NDICP 和ADICP 含量都顯著低于苜蓿和CS。郭照宙等[17]提出，產(chǎn)朊假絲酵母菌本身含有豐富的酶類(lèi)（如單胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶及植酸酶等），這些酶類(lèi)可以將淀粉、纖維素水解成小分子糖、氨基酸、醇類(lèi)等易被消化和吸收的低分子物質(zhì)。本試驗(yàn)中FWCGF 的NDF 和ADF 含量均低于WCGF，可能是發(fā)酵時(shí)加入的產(chǎn)朊假絲酵母菌產(chǎn)生的纖維素酶類(lèi)降解WCGF 的纖維。FWCGF 的CP、SCP 含量顯著高于WCGF，這是因?yàn)楫a(chǎn)朊假絲酵母自身菌體蛋白含量豐富，同時(shí)在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)朊假絲酵母會(huì)產(chǎn)生蛋白酶分解底物產(chǎn)生小分子氨基酸[18]。FWCGF 的EE 含量顯著高于WCGF，可能是因?yàn)榻湍妇诎l(fā)酵過(guò)程中自身大量繁殖產(chǎn)生了類(lèi)脂、磷脂、固醇等脂溶性化合物，這與惠文森等[19]的研究相似。FWCGF 較其他3 種飼料含有更高的能量、蛋白和可利用纖維，是良好的反芻動(dòng)物粗飼料的代替飼料。

表3 NRC 模型估測(cè)WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的可消化養(yǎng)分含量和能值

3.2 CNCPS 對(duì)WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的蛋白質(zhì)和碳水化合物組分的剖分和對(duì)潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值供給量的預(yù)測(cè) CNCPS不但可以分析飼料的蛋白質(zhì)和碳水化合物，還可以將對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)成分的分析和飼料在動(dòng)物體內(nèi)的消化降解結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析，這很大程度上提高了對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性[20]。本研究結(jié)果表明，4 種原料中苜蓿含有最高的PA，這與其N(xiāo)PN 含量較高有關(guān)；FWCGF 和WCGF 的PB、PB1、PB2和PB3組分含量顯著高于苜蓿和CS，這是因?yàn)閃CGF 是由玉米皮和玉米漿混合制成，玉米皮含有比較高的纖維，玉米漿含有較多的CP，二者混合后生產(chǎn)出的WCGF 含有高含量的PB[21]。FWCGF 的CHO 含量低于WCGF，這可能是因?yàn)閃CGF 中CP 和EE 含量的增加，F(xiàn)WCGF 中CHO含量相對(duì)減少。FWCGF 和苜蓿的 CA 含量顯著高于WCGF，F(xiàn)WCGF 的CB2含量低于WCGF，這可能是FWCGF 在發(fā)酵過(guò)程中降解了WCGF 中的可溶性多糖、淀粉、果膠及半纖維素等。而FWCGF 和WCGF 的CB1、CB2高于苜蓿，說(shuō)明相對(duì)于FWCGF 和WCGF，苜蓿的碳水化合物可以更快地在反芻體內(nèi)被降解利用。同時(shí)CS 的CHO 含量高于苜蓿，與Nie 等[22]報(bào)道的結(jié)果不一致，可能是與青貯的加工工藝和苜蓿的質(zhì)量有關(guān)。相對(duì)于苜蓿和CS，WCGF 和FWCGF 的CB2含量較高，CC 含量極低，說(shuō)明FWCGF 和WCGF 可以作為奶牛日糧中的優(yōu)質(zhì)纖維飼料來(lái)源。

本試驗(yàn)中WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值存在較大差異。WCGF 和FWCGF 中RDP 含量比苜蓿和CS 高，是因?yàn)閃CGF 和FWCGF 的PB1含量較高，經(jīng)過(guò)瘤胃時(shí)被微生物迅速的降解利用，而殘余的少部分RUP 過(guò)瘤胃進(jìn)入真胃和小腸被降解利用。瘤胃內(nèi)微生物可以將飼料中的氮源轉(zhuǎn)化為MCP，生成的MCP 和RUP 在真胃和小腸中被降解，生成肽和小分子氨基酸被機(jī)體利用[23]。CNCPS 模型認(rèn)為，飼料中的TDNm 含量與飼料產(chǎn)生的MCP 含量呈正相關(guān)。在本試驗(yàn)中WCGF 和FWCGF 的TDNm 含量高于苜蓿和CS，所以WCGF 和FWCGF 的MCP 含量同樣高于苜蓿和CS，這表明相對(duì)于CS 和苜蓿，WCGF 和FWCGF可以為反芻動(dòng)物提供更多的能量和MCP；瘤胃內(nèi)源氮ECP 的含量與飼料中DM 含量呈正相關(guān)，并有50%的ECP 可以進(jìn)入十二指腸被吸收利用[24]。因此，本試驗(yàn)結(jié)果表明苜蓿的ECP 和AECP 最高，CS 的ECP 和AECP 最低。MP 由MCP、RUP 和ECP 組成，是小腸中吸收的蛋白質(zhì)的總和，4 種原料的MP 含量由高到低依次為WCGF、FWCGF、苜蓿、CS，說(shuō)明WCGF 和FWCGF 的可吸收蛋白質(zhì)高于苜蓿和CS。

3.3 利用NRC 模型估測(cè)WCGF、FWCGF、苜蓿和CS的真可消化養(yǎng)分與能值 4 種原料的tdNFC 含量差異性不顯著，這可能與4 種原料的NFC 含量無(wú)差異有關(guān)。WCGF 和FWCGF 的tdCP 含量較高，其中FWCGF含量最高，這是因?yàn)? 種飼料的CP 含量較高。CS 的tdFA 含量最高，其他3 種飼料的tdFA 含量差異不顯著，這與CS 具有高的EE 含量有關(guān)。4 種原料中，WCGF和 FWCGF 的NDF 含量較低，WCGF 的NDICP 含量最低，F(xiàn)WCGF 的ADL 含量最低，所以WCGF 和FWCGF 的tdNDF 含量顯著高于其他2 種飼料，相對(duì)于其他2 種飼料，WCGF 和FWCGF 的NDF 對(duì)機(jī)體能量供應(yīng)做的貢獻(xiàn)值最大。根據(jù)NRC 模型，飼料中TDNm含量等于動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的各種真可消化養(yǎng)分的總和減去動(dòng)物糞便中的可代謝TDNm（%DM）[25]，WCGF 和FWCGF 的TDNm 含量差異不大且含量最高，這表明FWCGF 與WCGF 相似可以為反芻動(dòng)物提供大量能量。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，WCGF 經(jīng)過(guò)發(fā)酵處理后改善了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，延長(zhǎng)了保存時(shí)間；FWCGF 的可利用CP和可利用NDF 含量較高，可以為奶牛機(jī)體供應(yīng)更多的MCP、MP 和ME，對(duì)于反芻動(dòng)物具有高水平的可代謝能量和蛋白質(zhì)。因此，F(xiàn)WCGF 具有作為反芻動(dòng)物纖維蛋白類(lèi)粗飼料的潛力。