微生物發(fā)酵飼料對(duì)肉牛生長(zhǎng)、瘤胃發(fā)酵和肉品質(zhì)的影響研究

趙修報(bào)， 付 強(qiáng) ， 張莎莎， 付石軍， 劉吉山， 程立坤*

（1.山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院，山東濱州 256600；2.山東綠都生物科技有限公司，山東濱州 256600）

我國(guó)玉米產(chǎn)量居世界第二位，主要用于食用、養(yǎng)殖飼料和工業(yè)原料，隨著玉米加工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)物，如玉米漿、玉米纖維、玉米浸泡液、玉米蛋白粉等（Papageorgiou等，2018）。但由于其營(yíng)養(yǎng)成分不均一、水溶性差、存在抗?fàn)I養(yǎng)因子等，將其直接用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)生物學(xué)價(jià)值較低（Shukla等，2001）。而直接排放出去，不僅污染環(huán)境，而且也會(huì)造成可再生資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

飼料與營(yíng)養(yǎng)對(duì)肉牛生產(chǎn)性能、消化性能、瘤胃發(fā)酵等影響顯著（趙壽培等，2021）。微生物發(fā)酵飼料作為一種生態(tài)健康型飼料，可將飼用價(jià)值較低的抗?fàn)I養(yǎng)因子分解或轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，能被畜禽采食和消化吸收且無(wú)毒害作用的飼料原料，具有降低飼料成本、提高機(jī)體免疫力、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在畜、禽、水產(chǎn)中得到良好應(yīng)用（Wang等，2018；Novriadi等，2018；Liu等，2017）。本研究使用玉米加工副產(chǎn)品制備的微生物發(fā)酵飼料，替代部分精飼料進(jìn)行肉牛飼喂試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)該微生物發(fā)酵飼料對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能和經(jīng)濟(jì)效益的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 微生物發(fā)酵飼料（MFF）是利用納豆芽孢桿菌、乳桿菌人工發(fā)酵玉米蛋白粉和麩皮得到的一種固態(tài)飼料添加劑，由山東綠都生物科技有限公司提供。微生物發(fā)酵飼料干物質(zhì)含量95%，粗蛋白質(zhì)27.23%，粗纖維10%，總能（GE）4366.85 kcal/kg，消化能（DE）13.35 MJ/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)在濱州陽(yáng)信正方畜牧養(yǎng)殖有限公司進(jìn)行，選取體況良好、平均體重為（352.00±12.31）kg西門塔爾雜交雄性育肥牛120頭，按照完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，隨機(jī)分為5組，每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)4只。

1.3 試驗(yàn)日糧 試驗(yàn)配方按照肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T815-2004）進(jìn)行飼料配比，采用精粗比1：1的全混合日糧（TMR）飼喂方式，其中精飼料為自配料，粗飼料為玉米青貯和玉米芯。試驗(yàn)組基于發(fā)酵飼料的營(yíng)養(yǎng)特性，按不同比例替代育肥牛日糧中主要蛋白飼料，具體添加水平為：0%（對(duì)照組）、2.50%（1組）、5.00%（2組）、7.50%（3組）、10.0%（4組）。試驗(yàn)周期為90 d，試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行相關(guān)測(cè)定。試驗(yàn)組與對(duì)照組的飼糧組成和主要營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。每天飼喂3次，采食后在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)自由運(yùn)動(dòng)和飲水，常規(guī)驅(qū)蟲和管理。試驗(yàn)開(kāi)始前14 d對(duì)試驗(yàn)飼糧進(jìn)行適應(yīng)。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平

1.4 樣品采集與分析

1.4.1 生長(zhǎng)性能 試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，早晨空腹稱量各組牛體重，每天每頭牛定量飼喂，記錄采食量。計(jì)算試驗(yàn)期間平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料重比（F：G）。飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)處理組隨機(jī)抽取3頭體況相近的試驗(yàn)牛進(jìn)行屠宰，以測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.4.2 牛瘤胃液分析測(cè)定 試驗(yàn)最后一天，早晨飼喂前采用瘤胃管采集，采集完成后立即用pH計(jì)測(cè)定pH（梅特勒FE28臺(tái)式），將剩余瘤胃液分裝于50 mL離心管中，-20℃保存，用于瘤胃氨態(tài)氮、揮發(fā)性脂肪酸的測(cè)定。

氨態(tài)氮（NH3-N）濃度用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定（UV8500分光光度計(jì)）;揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度用氣相色譜儀測(cè)定（Agilent 6890N，美國(guó)）。

1.4.3 屠宰性能、肉品質(zhì)參數(shù)的測(cè)定 屠宰后采集背最長(zhǎng)肌約500 g，冷藏保存，用于測(cè)定剪切力和熟肉率，并按Mberema等（2016）的方法進(jìn)行分析。膽固醇的測(cè)定參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 9695.24-2008）的方法，使用氣相色譜儀測(cè)定。

屠宰率/%=胴體重（kg）/宰前活重（kg）×100。1.5數(shù)據(jù)處理與分析 試驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件one-way ANOVA程序進(jìn)行方差分析，以P<0.05和P<0.01分別作為差異顯著性和極顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)，差異顯著時(shí)，以LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵飼料添加水平對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能的影響由表2可見(jiàn)，除了5%水平添加組，隨著添加量的增加，ADFI與對(duì)照組相比有增加趨勢(shì)，但差異不明顯（P>0.05），試驗(yàn)組1、3、4 ADG與對(duì)照組相比有降低趨勢(shì)，分別降低2.4%、3.2%、13.7%（P<0.05）。在所有添加水平中以5%添加發(fā)酵飼料時(shí)ADG最高，較對(duì)照組升高15.3%，達(dá)到1.43 kg/d，其ADFI相對(duì)較低（10.99 kg/d），因而2組具有最低的料重比（7.69），故綜合比較以5%水平添加量所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益最高。

表2 發(fā)酵飼料添加水平對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能的影響

2.2 發(fā)酵飼料添加水平對(duì)瘤胃內(nèi)參數(shù)的影響由表3可見(jiàn)，隨著發(fā)酵飼料添加水平的增加，對(duì)瘤胃液氨態(tài)氮含量影響不顯著（P>0.05），試驗(yàn)組1、2、3、4 pH較對(duì)照組分別提高3.3%、6.7%、6.9%、9.5%（P<0.05），對(duì)揮發(fā)性脂肪酸的含量影響顯著。其中瘤胃液pH明顯增高，但仍在正常范圍（6.0~7.0）；揮發(fā)性脂肪酸的含量下降明顯，1、2組揮發(fā)性脂肪酸的含量相對(duì)較高，而3、4組揮發(fā)性脂肪酸含量比對(duì)照組明顯降低，對(duì)瘤胃能量代謝可產(chǎn)生不利影響，也預(yù)示著飼料利用率不高。

表3 發(fā)酵飼料添加水平對(duì)肉牛瘤胃發(fā)酵的影響

2.3 發(fā)酵飼料添加水平對(duì)肉牛肉品質(zhì)的影響由表4可見(jiàn)，試驗(yàn)1組熟肉率較對(duì)照組降低2.8%（P>0.05），試驗(yàn)2、3、4組 較對(duì) 照組分別提高0.8%、1.3%、4.2%（P>0.05），但呈上升趨勢(shì)。試驗(yàn)1組剪切力較對(duì)照組提高14.6%（P<0.05），試驗(yàn)2、3、4組較對(duì)照組分別降低7.8%、1.9%、33.0%（P<0.05），以10%添加水平組效果最好。屠宰率變化不明顯（P>0.05）；此外，試驗(yàn)1、2、3、4組膽固醇的含量較對(duì)照組分別降低3.1%、1.9%、4.1%、14.8%（P<0.05）；由此可見(jiàn)，發(fā)酵飼料可顯著改善肉品質(zhì)，至于機(jī)理還需進(jìn)一步探討。

表4 發(fā)酵飼料添加水平對(duì)肉牛肉品質(zhì)的影響

3 討論

3.1 在生長(zhǎng)性能方面 本試驗(yàn)用微生物發(fā)酵飼料原料主要來(lái)源于玉米蛋白粉、麩皮，玉米蛋白粉主要蛋白質(zhì)組分為醇溶蛋白和谷蛋白，分別占總蛋白重量的680 g/kg和280 g/kg（He等，2018）。此類玉米加工副產(chǎn)物纖維含量較高，比較適用于反芻動(dòng)物（Bhat等，2015）。已有研究表明，經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵的飼料可以提高飼料消化率（廖安翠等，2020；He等，2018）、改善適口性、提高生產(chǎn)性能（Nkosi等，2009；Babidis等，2002）。此外還有研究表明，玉米蛋白粉水解物還具有抗高血壓、抗癌、抗鈣調(diào)素、抗低膽固醇血癥等多種功能（Zheng等，2009），具有可觀的開(kāi)發(fā)前景。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，微生物發(fā)酵飼料提高了肉牛采食量，說(shuō)明該飼料適口性好，但日增重隨添加水平的增呈高先升高后降低，這一點(diǎn)與Swyers等（2014）研究報(bào)道類似?？赡苓^(guò)多的添加影響了消化能力，從而降低了飼料的利用率，本試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，以5%的添加量日增重明顯提高，具有最低的料重比，可有助于減少精料使用量，降低養(yǎng)殖戶的飼料成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。但過(guò)量添加在生產(chǎn)性能方面增效不明顯，甚至?xí)a(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。

3.2 在瘤胃內(nèi)參數(shù)方面 徐子萱等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加7%微生物發(fā)酵飼料可促進(jìn)奶牛瘤胃發(fā)酵功能，提高飼糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)體外消化率。反芻動(dòng)物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)和能量來(lái)自于瘤胃內(nèi)微生物對(duì)植物性飼料的發(fā)酵?？捎昧鑫竷?nèi)壞境和瘤胃發(fā)酵指標(biāo)來(lái)衡量。NH3-N是飼料粗蛋白質(zhì)及非蛋白氮在瘤胃中的降解產(chǎn)物，是微生物合成菌體蛋白的原料，其在瘤胃中的濃度受飼料粗蛋白質(zhì)含量、瘤胃壁吸收和食糜排空速度等影響。本試驗(yàn)中氨態(tài)氮含量受飼料添加影響不顯著，對(duì)瘤胃氮平衡無(wú)明顯影響。

瘤胃pH一般在6.6～6.8時(shí)有利于瘤胃微生物的生長(zhǎng)從而促進(jìn)瘤胃發(fā)酵，過(guò)低就會(huì)存在酸中毒的風(fēng)險(xiǎn)，本研究顯示飼喂微生物飼料提高了犢牛瘤胃的pH，此pH范圍對(duì)維持瘤胃內(nèi)微生物菌群正常生長(zhǎng)環(huán)境有利，但另一方面也可能是瘤胃微生物對(duì)底物發(fā)酵利用效率降低造成。

揮發(fā)性脂肪酸（VFA）是瘤胃微生物發(fā)酵終產(chǎn)物之一，為乳脂、體脂的合成提供原料，其范圍在60~120 mmol/L（Belanche等，2015）。本試驗(yàn)中添加2.5%、5.0%發(fā)酵飼料對(duì)瘤胃VFA影響不顯著，但添加7.5%、10%發(fā)酵飼料時(shí)揮發(fā)性脂肪酸含量明顯降低，說(shuō)明會(huì)對(duì)菌群代謝產(chǎn)生負(fù)面影響，從而降低瘤胃對(duì)能量的吸收，這可能也是肉牛體重降低的原因。瘤胃中較低的乙酸/丙酸的比例有利于產(chǎn)生和貯存能量（Anil等，2015），本試驗(yàn)中隨添加量增加瘤胃液乙酸/丙酸的比例逐漸升高，可能也是飼料能量利用率降低的原因之一。

3.3 在改善肉質(zhì)方面 酮體的熟肉率越大，肉的保水性就越好，對(duì)牛肉加工后的產(chǎn)量有很大影響，添加發(fā)酵飼料對(duì)熟肉率和屠宰率影響不顯著。肉的嫩度是消費(fèi)者最重視的食用品質(zhì)之一，其決定了肉在食用時(shí)的口感，是反映肉質(zhì)地的關(guān)鍵指標(biāo)，肌肉的嫩度與結(jié)締組織、肌內(nèi)脂肪含量和肌纖維結(jié)構(gòu)多種內(nèi)部因素有關(guān)，還受品種、年齡、性別以及解剖部位、營(yíng)養(yǎng)、應(yīng)激等外部因素的影響（Rehfeldt等，2007），在實(shí)際生產(chǎn)中通常用剪切力值表示肉嫩度的高低。有報(bào)道提出，剪切力值<4.37 kg為嫩，在4.37～5.37 kg為中等，>5.37 kg為韌（Destefanis等，2008）。美國(guó)人可以接受的牛肉的剪切力值小于4.2 kg，高檔牛肉剪切力值小于3.5 kg。本研究中，添加發(fā)酵飼料后肉的嫩度顯著提高（P<0.05），屬于中等品質(zhì)，10%添加組接近高檔牛肉標(biāo)準(zhǔn)，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。此外食品中膽固醇含量與人類健康有著重要的聯(lián)系，過(guò)量食入會(huì)造成體內(nèi)膽固醇含量升高，導(dǎo)致肥胖、高血脂等疾病，本試驗(yàn)組的膽固醇含量顯著低于對(duì)照組，在滿足口感的同時(shí)有利于人體健康。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在肉牛日常飼料中添加一定水平發(fā)酵飼料可明顯提高生長(zhǎng)性能、改善肉品質(zhì)，可得到良好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)生態(tài)資源的可持續(xù)發(fā)展也具有重要意義。但過(guò)量添加會(huì)降低瘤胃能量代謝，對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，對(duì)于其中的營(yíng)養(yǎng)代謝機(jī)理還有待于進(jìn)一步深入研究。