微生物發(fā)酵甘蔗尾葉及其混合菜粕后營養(yǎng)價值的影響

王啟芝，周俊華,唐承明，羅鮮青，梁琪妹，周志揚，黃麗霞,黃 香，何仁春，黃光云

( 廣西壯族自治區(qū)畜牧研究所，南寧 530001)

近年來，廣西甘蔗種植面積一直在 10萬 km2以上[1]。甘蔗尾葉是甘蔗收獲期砍去主體后不要的部分葉和桿，約占整株甘蔗全重的1/4，年產(chǎn)甘蔗梢葉約1 400萬t。甘蔗尾葉營養(yǎng)成分較為全面，穆勝龍[2]研究表明新鮮甘蔗尾含水量為73%，風(fēng)干基礎(chǔ)CP含量可達7.7% 。新鮮甘蔗尾可直接飼喂反芻動物，但由于廣西屬于高溫且潮濕等氣候原因，新鮮甘蔗尾葉儲存時易脫水霉變，通過青貯可延長其儲存時間，提高甘蔗尾葉的利用效率，改善其適口性[3]。甘蔗收獲期集中在春節(jié)前后，有大量的甘蔗尾葉可供利用，而象草和玉米秸稈等粗飼料此時生長緩慢，冬季粗飼料資源匱乏是廣西亟需解決的問題，若加以回收利用，甘蔗尾葉作為牛、羊等反芻動物粗飼料資源具有重大潛力。所以，能否對甘蔗尾葉資源進行有效的處理使其營養(yǎng)成分能夠長期保存，這對廣西畜牧業(yè)未來的發(fā)展具有重要的意義。

甘蔗尾葉由于粗蛋白含量較低，被認(rèn)為是一種低質(zhì)粗飼料。在發(fā)酵中添加蛋白飼料如菜粕可以提高甘蔗尾葉發(fā)酵后的粗蛋白含量。菜粕是一種營養(yǎng)價值接近于豆粕的植物性蛋白, 其粗蛋白為30.99% ,粗脂肪含量3.66%，中性洗滌纖維41.88%，酸性洗滌纖維 29.88%， 屬低能量的蛋白飼料[4]。通過微生物發(fā)酵菜粕脫毒，不僅有效降解和消除菜粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而且將動物難于消化的大分子蛋白降解成易于動物消化的酸溶蛋白、小肽、游離氨基酸等小分子蛋白。菜粕發(fā)酵中使用較為廣泛的菌株主要有黑曲霉、酵母菌、乳球菌、芽孢桿菌和乳桿菌等細(xì)菌等霉菌[5]。添加枯草芽孢桿菌分泌蛋白酶[6]，曲霉能分泌脂肪酶、半纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶等多種作用于營養(yǎng)物質(zhì)的酶；乳酸菌分泌各種蛋白酶，分解抗?fàn)I養(yǎng)因子的酶系，還產(chǎn)生乳酸等副產(chǎn)物[7-8]。有關(guān)研究生物制劑發(fā)酵甘蔗尾葉添加適量底物菜粕開發(fā)新蛋白質(zhì)飼料資源的報道較少，因此，本試驗以新鮮甘蔗尾葉為原料，添加不同梯度的菜粕，以米曲霉、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母為添加菌劑，探究微生物發(fā)酵及菜粕混合發(fā)酵對甘蔗尾葉營養(yǎng)價值的影響，為甘蔗尾葉作為生物飼料開發(fā)提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

本試驗所用甘蔗尾葉取自廣西扶綏種植區(qū)，人工收割，粉碎至1～2 cm備用。米曲霉、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母均為本實驗室自主選育。

表1 新鮮甘蔗尾葉常規(guī)營養(yǎng)成分

1.2 培養(yǎng)基配制

MRS培養(yǎng)基用于植物乳桿菌、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌活化及菌落計數(shù)。米曲霉活化及菌落計數(shù)使用高鹽察氏培養(yǎng)基。

1.3 接種液計數(shù)：用一次性涂板對接種液進行平板計數(shù)

采用平板計數(shù)法計算，植物乳桿菌菌液濃度為1.7×108cfu/mL，枯草芽孢桿菌菌液濃度為1.8×108cfu/mL,釀酒酵母菌液濃度為2.4×108cfu/mL。

采用血球計數(shù)法計算米曲霉孢子濃度，經(jīng)計算米曲霉(XMS01)菌液濃度為6.5×107cfu/mL。

1.4 試驗設(shè)計及方法

試驗共設(shè)6組，其中對照組、試驗Ⅱ組和試驗IV組不加菌(自然青貯)；試驗Ⅰ組、試驗Ⅲ組和試驗V組添加菌液(微貯)。

試驗設(shè)計分組如下：

對照組：添加360 mL生理鹽水

試驗Ⅰ組：添加混合菌液 360 mL

試驗Ⅱ組：添加360 mL生理鹽水+菜粕(10%)

試驗Ⅲ組：添加混合菌液360 mL+菜粕(10%)

試驗IV組：添加360 mL生理鹽水+菜粕(20%)

試驗V組：添加混合菌液360 mL+菜粕(20%)

將刈割好的甘蔗尾葉，每組設(shè)3次重復(fù)，每個重復(fù) 3 kg 甘蔗尾葉，按試驗設(shè)計計量取生理鹽水360 mL或混合菌液360 mL(90 mL米曲霉 +90mL 植物乳桿菌+90 mL枯草芽孢桿菌+90 mL釀酒酵母 )，均勻噴灑到甘蔗尾葉上，甘蔗尾葉原料、菜粕與添加菌液充分?jǐn)嚢杌靹?，用帶單向出氣閥薄膜發(fā)酵飼料袋打包密封青貯，每份標(biāo)記后避光室溫下保存40 d，取樣分析。

1.5 測定項目及方法

1.5.1 青貯飼料感官評定 青貯結(jié)束后，根據(jù)中國農(nóng)業(yè)部1996年發(fā)布的《青貯飼料質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)(試行)》進行色澤、質(zhì)地、氣味以及霉變情況等現(xiàn)場感官評定(劉建新，1996)。

1.5.2 常規(guī)指標(biāo)分析 各組樣品經(jīng)65 ℃烘48 h風(fēng)干、過40目篩粉碎制成樣品，儲存于樣品袋中，以備分析。營養(yǎng)指標(biāo)楊勝[9]的常規(guī)法進行測定，采用凱氏定氮儀-Kjeltec TM 8400型測定CP；采用Soxtec8000 TM型抽提系統(tǒng)測定EE；FibertecTM8000型全自動纖維分析儀測定CF、NDF和ADF；5E-AC8018型等溫式全自動量熱儀測定GE。

甘蔗尾葉青貯開封以后將樣品混合均勻，每袋取35 g樣品，放入250 mL廣口瓶中，添加150 mL超純水，置于4 ℃冰箱中，每4 h搖勻一次；經(jīng)過24 h后，用2層紗布進行過濾并分裝樣液，用于測定pH， pH采用pH計(PHS-3C)上海雷磁測定。

1.6 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel及spss17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理與分析，各試驗數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。使用LSD法進行單因素方差分析，并使用T檢驗對各試驗組及其對應(yīng)對照組進行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物發(fā)酵及菜粕混合發(fā)酵甘蔗尾葉后營養(yǎng)價值的變化

從表 2 結(jié)果可見：粗蛋白,試驗1組與對照組差異不顯著,但較對照組提高29.77%。Ⅲ組較Ⅱ組顯著提高45.08%。試驗Ⅱ組、Ⅲ組較對照組分別提高75.04%、153.95%，試驗Ⅲ組較試驗1組提高95.70%，試驗IV組較試驗Ⅱ組提高78.65%，試驗IV組較試驗Ⅲ組提高33.94%。試驗V組較試驗IV組提高8.77%。

表2 微生物發(fā)酵及菜粕混合發(fā)酵甘蔗尾葉后營養(yǎng)價值的變化 (干物質(zhì)基礎(chǔ)%)

粗纖維，試驗1組與對照組差異不顯著。試驗Ⅱ組、Ⅲ組較對照組分別降低9.27%、12.97%，試驗Ⅲ組較試驗1組降低13.07%，試驗IV組較試驗Ⅱ組降低9.15%，試驗V組較試驗Ⅲ組降低 9.40%。

酸性洗滌纖維，試驗Ⅱ組與Ⅲ組差異不顯著，但兩組均顯著低于試驗1及對照組。試驗IV、V組差異不顯著，但兩組均顯著低于試驗Ⅱ組、Ⅲ組。試驗Ⅱ組、Ⅲ組較對照組分別降低9.27%、11.66%，試驗Ⅲ組較試驗1組降低7.72%，試驗IV組較試驗Ⅱ組降低8.97%，試驗V組較試驗Ⅲ組降低11.03%。

中性洗滌纖維，試驗Ⅱ組與Ⅲ組差異不顯著，但兩組均顯著低于試驗1及對照組。試驗IV、V組差異不顯著，但兩組均顯著低于試驗Ⅱ組、Ⅲ組。試驗Ⅱ組、Ⅲ組較對照組分別降低9.18%、11.49%，試驗Ⅲ組較試驗1組降低8.53%，試驗IV組較試驗Ⅱ組降低9.95%，試驗V組較試驗Ⅲ組降低10.38%。

能量：所有組彼此之間差異不顯著。

2.2 發(fā)酵甘蔗尾葉感官評定

青貯結(jié)束后，對本次研究的六組甘蔗尾葉青貯進行現(xiàn)場感官評定評分。六名感官評定工作人員每人一份感官評定總表并現(xiàn)場打分，綜合后計算取每項平均分作為評分。從表3可見，經(jīng)過40 d青貯后，總分排序：試驗組Ⅲ>試驗V組>試驗組Ⅰ>試驗IV組>試驗組Ⅱ>對照組。評定結(jié)果：試驗組Ⅰ、試驗組Ⅲ、試驗IV組和試驗V組感官評定等級均為優(yōu)，對照組和試驗組Ⅱ的感官評定等級均為良好。

表3 發(fā)酵甘蔗尾葉感官評定

3 討論

3.1 微生物發(fā)酵及菜粕混合發(fā)酵甘蔗尾葉后營養(yǎng)價值的變化

甘蔗尾葉自然青貯不會改變青貯后飼料營養(yǎng)價值，通過添加蛋白質(zhì)和微生物青貯不僅能提高其營養(yǎng)價值，解決了甘蔗尾葉含蛋白不足，還可以降低纖維類物質(zhì)，從而可能改善營養(yǎng)素的消化率，此外，pH值的下降更有利于青飼料的保存。本次試驗中，添加3個梯度菜粕，生物制劑組與自然發(fā)酵組甘蔗尾葉青貯cp含量也隨著逐漸增加，試驗Ⅱ、Ⅲ、IV、V粗蛋白均高于對照組和試驗Ⅰ組。試驗Ⅱ組、Ⅲ組較對照組分別提高75.04%、153.95%，試驗Ⅲ組較試驗1組提高95.70%，試驗IV組較試驗Ⅱ組提高78.65%，試驗IV組較試驗Ⅲ組提高33.94%，說明添加生物制劑相較于添加生理鹽水有利于增加青貯cp含量，其中試驗組Ⅲ(添加菌液+10%菜粕)添加比例對提升青貯蛋白最為明顯，甘蔗尾葉發(fā)酵后粗蛋白提高了153.95%。生物制劑組與自然發(fā)酵組甘蔗尾葉青貯各組纖維含量有所變化，粗纖維、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維Ⅲ組較對照組分別降低12.97%，11.66%，11.49%。與余梅等[10]研究發(fā)現(xiàn)相似，甘蔗尾葉自然青貯并不會改變的其營養(yǎng)價值，通過添加微生物或尿素等可以提高其營養(yǎng)價值。甘蔗尾葉青貯過程中，通過微生物的生長發(fā)酵作用產(chǎn)生大量降解碳水化合物的酶類，不但有效降解青貯原料中半纖維素、木質(zhì)纖維素和淀粉等大分子物質(zhì)，且青貯飼料中CP含量相對增加，NDF和 ADF含量減少，改善了青貯飼料營養(yǎng)成分的相對含量。

pH的高低能夠反映出青貯飼料中微生物的數(shù)量以及微生物活動的強弱，也反映出青貯飼料是否發(fā)酵優(yōu)良。本次試驗中，生物制劑組比自然發(fā)酵組甘蔗尾葉青貯的pH 值有所降低，生物制劑組的pH 值在3.85～3.97，自然發(fā)酵組pH 值在3.95～4.12,這與唐振華等[11]研究結(jié)果類似，植物乳桿菌等夠增加甘蔗尾葉青貯乳酸含量，降低 pH。青貯發(fā)酵的主要作用是通過乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、丙酸等揮發(fā)性脂肪酸，迅速降低其pH值，當(dāng) pH 值下降到 3. 8 ～4. 2 時，青貯中的所有微生物都將處于抑制狀態(tài)，從而從而能夠有效抑制其它有害微生物的生長，達到保留青飼料營養(yǎng)價值的目的。

3.2 甘蔗尾葉青貯飼料感官評定的分析

甘蔗尾葉青貯感官評定直接影響其利用的價值，筆者對甘蔗尾葉青貯的氣味、色澤、質(zhì)地、PH、水分感官指標(biāo)進行了評定，生物制劑組的感官評定總分為76～78分；自然發(fā)酵組的感官評定總分均為69～73分。自然發(fā)酵組甘蔗尾葉青貯的感官評定總分低于生物制劑組總分，說明在不添加微生物發(fā)酵劑的情況下，受發(fā)酵環(huán)境等條件的限制，造成了甘蔗尾葉發(fā)酵緩慢，影響發(fā)酵效果。綜合評價的結(jié)果，生物制劑組青貯優(yōu)于自然發(fā)酵組，說明添加相關(guān)微生物制劑等有利于改善發(fā)酵甘蔗尾葉品質(zhì)。

4 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，添加不同梯度的菜粕，以米曲霉、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母為添加菌劑，發(fā)酵后都不同程度的提高甘蔗尾葉的 CP，降低甘蔗尾葉的 CF。其中以試驗Ⅲ組效果最好，甘蔗尾葉發(fā)酵后粗蛋白提高了153.95%，粗纖維降低了12.97%，感官評定為優(yōu)級，表現(xiàn)出較好的經(jīng)濟性。