復(fù)合益生菌發(fā)酵對全混合日糧品質(zhì)的影響

王光輝， 楊連玉， 王 丹， 劉 博， 楊文艷， 張慶華*

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)教研基地管理處，吉林長春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動物生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林省動物營養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長春 130118；3.正大永吉實(shí)業(yè)有限公司，吉林永吉 132100）

全混合日糧（TMR）是根據(jù)反芻動物的不同發(fā) 育時期所需要的營養(yǎng)水平，將粗飼料與精料補(bǔ)充料充分拌勻混合，制成的營養(yǎng)相對均衡的日糧。TMR相對于傳統(tǒng)飼喂方式，具有提高適口性，增加干物質(zhì)采食量，避免反芻動物由于挑食精料而導(dǎo)致的瘤胃代謝失調(diào)，降低疾病發(fā)生等優(yōu)點(diǎn)（楊連玉等，2018）。但研究報(bào)道由于TMR本身含水量高、易發(fā)霉變質(zhì)、難貯存的特點(diǎn)，限制了TMR的應(yīng)用（劉海燕等，2009）。本研究對TMR進(jìn)行益生菌發(fā)酵處理（乳酸菌、蠟樣芽胞桿菌、枯草芽孢桿菌、米曲霉和酵母菌），探究其對TMR營養(yǎng)成分、貯存時間、霉菌毒素等指標(biāo)的影響，為TMR在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣提供實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)菌種：復(fù)合益生菌制劑采用乳酸菌（Lactobacilli，CCTCC HB 20082747菌株），枯 草 芽 孢 桿 菌 （Bacillussubtitles，CCTCC HB 20082795菌株），蠟樣芽孢菌 （Bacilluscereus，CCTCC CB 20081773），米曲霉（Asopergiilusoryza，CCTCC CF 2008970菌株）和釀酒酵母菌（CCTCC AY 2019005菌株）混合，以上菌種來自中國典型培養(yǎng)物保藏中心。試驗(yàn)各處理組的菌種規(guī)格及混合比例見表1。

表1 菌種規(guī)格及混合比例

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及管理 試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)分為3組，即對照組（未添加復(fù)合益生菌），試驗(yàn)1組（TMR+0.5%乳酸菌，枯草芽孢桿菌，蠟樣芽胞桿菌和米曲霉復(fù)合物），試驗(yàn)2組（TMR+0.5%乳酸菌，枯草芽孢桿菌，蠟樣芽孢桿菌，米曲霉和酵母菌復(fù)合物），每組處理設(shè)置6個重復(fù)，每個重復(fù)1個貯存罐，共18個貯存罐，室溫密閉保存。

試驗(yàn)在吉林省動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，將3組日糧加入貯存罐中，每罐2 kg，含水量調(diào)至50%，密封發(fā)酵至30 d，并在試驗(yàn)期間對其進(jìn)行觀察、采樣、測定和記錄。

1.3 試驗(yàn)日糧 TMR由吉林省廣澤農(nóng)牧科技有限公司提供，并按試驗(yàn)設(shè)計(jì)添加復(fù)合微生物制劑，日糧組成及營養(yǎng)水平見表2。

表2 日糧組成及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.4 樣品采集及分析 試驗(yàn)期間，分別在貯存后0、3、5、7、15、30 d開罐，首先對其表面及內(nèi)部進(jìn)行感官鑒定，對試驗(yàn)樣品8個部位進(jìn)行多點(diǎn)取樣，每罐共取3份樣品（100 g/份），其中一份用于常規(guī)數(shù)據(jù)測定，一份置于-20℃保存，用于發(fā)酵指標(biāo)的測定，另一份樣品用于有氧穩(wěn)定性測定。

1.5 pH、氨態(tài)氮和霉菌毒素含量測定 試驗(yàn)樣品的pH，氨態(tài)氮（NH3-N）和霉菌毒素含量均參照楊文艷等（2016）測定方法。

1.6 營養(yǎng)成分測定 首先測定初水，再粉碎后過40目篩。飼料中干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）均參照楊勝（1993）的飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)中的方法進(jìn)行測定。

1.7 揮發(fā)性脂肪酸測定 參照趙紅艷（2014）的測定方法，采用Agilent Technologies 7890A氣相色譜儀進(jìn)行測定。

1.8 有氧穩(wěn)定性測定 將采集的1 kg TMR鮮樣置于塑料皿中，使其與空氣充分接觸，置于22～25℃恒溫條件下，每隔6 h對樣品及室溫進(jìn)行檢測并記錄，若樣品中心溫度超出室溫2℃，則判定其在有氧狀態(tài)下不穩(wěn)定。

1.9 數(shù)據(jù)分析 使用SPSS 19.0一般線性模型進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較，以P＜0.05作為差異顯著判斷標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果

2.1 不同貯存時間TMR霉菌毒素含量變化根據(jù)表3數(shù)據(jù)可知，各處理組黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A含量均隨時間增加而上升。在第5、7、15、30天，試驗(yàn)2組的黃曲霉毒素B1含量較對照組和試驗(yàn)1組分別顯著降低77.46%和61.90%（5 d），80.51%和61.22%（7 d），95.92%和87.19%（15 d），97.18%和86.09%（30 d）（P＜0.05）。各處理組赤霉烯酮含量結(jié)果顯示，在第5、7、15、30天，試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組較對照組分別顯著降低5.41%和18.04%（5 d），25.83%和39.56%（7 d），34.39%和44.55%（15 d），37.81%和47.68%（30 d）（P＜0.05）。試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組的赭曲霉含量在第7、15、30天分別較對照組顯著降低8.27%和4.94%（7 d），14.66%和29.83%（15 d），51.48%和64.09%（30 d）（P＜0.05）。

表3 不同貯存時間TMR霉菌毒素的變化

2.2 有氧穩(wěn)定性、pH、氨態(tài)氮的變化 由表4可知，有氧穩(wěn)定性結(jié)果中，TMR自5 d開始，試驗(yàn)組均表現(xiàn)出了較好的有氧穩(wěn)定性，試驗(yàn)1組在30 d時有氧穩(wěn)定性超過了7 d，而試驗(yàn)2組在15 d時，表現(xiàn)了更好的有氧穩(wěn)定性。由TMR的pH結(jié)果可知，3組的pH均隨著貯存時間增加而下降，貯存0～5 d，各組pH差異不顯著（P＞0.05）。在7、15 d和30 d，試驗(yàn)1組和2組pH分別較對照組顯著下降3.25%和4.88%（7 d），2.49%和4.15%（15 d），5.67%和5.25%（30 d）（P＜0.05）。在TMR的NH3-N含量結(jié)果中，各組NH3-N含量變化差異不顯著（P＞0.05），7～15 d時，有較高的變化，對照組與試驗(yàn)2組的NH3-N均隨著時間的增加而升高，但試驗(yàn)1組在5～7 d和15～30 d時表現(xiàn)為下降。

表4 不同貯存時間TMR的有氧穩(wěn)定性（6 h/單位）、pH及NH3-N變化

2.3 主要營養(yǎng)成分變化 根據(jù)表5中數(shù)據(jù)可知，TMR中DM含量隨貯存時間的延長而減少，試驗(yàn)組較對照組，3～15 d期間DM變化差異不顯著（P＞0.05），而在30 d，試驗(yàn)1組和2組的DM較對照組顯著降低1.39%和3.90%。CP結(jié)果顯示，在15 d和30 d，對照組CP降解程度較試驗(yàn)1組和2組分別顯著提高了2.64%和3.31%（P＜0.05）。NDF和ADF結(jié)果顯示，各組的NDF及ADF含量均隨著時間的推移而降低，其中在第7、15天和30天，試驗(yàn)1組的NDF和ADF水平顯著低于其他兩組（P＜0.05），且試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組的NDF水平較對照組分別顯著降低了1.42%和3.45%（7 d），2.79%和4.82%（15 d），2.50%和6.16%（30 d）（P＜0.05）；試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組的ADF水平較對照組分別顯著降低了2.52%和3.58%（7 d），3.58%和4.38%（15 d），5.49%和7.23%（30 d）（P＜0.05）。在TMR有機(jī)酸結(jié)果中，各組隨著貯存時間的增加，TMR中乙酸和丙酸的含量不斷升高。其中，試驗(yàn)2組在5～30 d的各時間點(diǎn)的乙酸含量顯著高于其他兩組（P＜0.05）。在第3、5、7、15天和30天，試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組乙酸含量較對照組顯著提高了12.5%和55.36%（3 d），58.12%和71.36%（5 d），47.97%和65.48%（7 d），26.14%和50%（15 d），75.55%和127.38%（30 d）（P＜0.05）；試驗(yàn)2組在15 d和30 d的各時間點(diǎn)的丙酸含量顯著高于其他兩組（P＜0.05）；此外，在第5、7、15天和30天，試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組丙酸含量較對照組顯著提高了48.28%和44.83%（5 d），117.24%和124.14%（7 d），293.75%和362.50%（15 d），429.73%和535.14%（30 d）（P＜0.05）。

表5 不同貯存時間TMR營養(yǎng)成分的變化

3 討論

TMR在生產(chǎn)應(yīng)用中，由于其水分含量過高，易變質(zhì)而導(dǎo)致的貯存品質(zhì)低是阻礙其推廣的重要原因（張廣鳳等，2014）。而霉菌毒素含量是影響貯存品質(zhì)的關(guān)鍵因素。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組較對照組，3種霉菌毒素的含量均未超出國家標(biāo)準(zhǔn)，是因?yàn)樵诎l(fā)酵過程中，復(fù)合益生菌與有害霉菌存在競爭作用，從而抑制了霉菌的生產(chǎn)，減少了毒素的產(chǎn)生（Kimura等，1988）。此外，在發(fā)酵過程中乳酸菌的生長與繁殖會對黃曲霉的生長有著顯著的抑制作用，這與曹冬梅等（2008）、Maing等（1973）的研究結(jié)果一致。此外，試驗(yàn)2組對黃曲霉毒素B1和玉米赤霉烯酮的抑制效果顯著優(yōu)于試驗(yàn)1組。張秀江等（2016）研究表明，酵母菌對黃曲霉毒素B1有降解和脫除作用。也有研究證明了酵母菌對玉米赤霉烯酮有著同樣的脫除作用（吳暉等，2009；Bakutis等，2005）。

添加復(fù)合益生菌發(fā)酵后的TMR的pH顯著降低，NH3-N上升趨勢緩慢，原因可能是益生菌群在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生有機(jī)酸，使TMR的pH降低，這與此前其他研究結(jié)果基本一致（Li等，2013；王旭明等，2002）。在TMR酸化的同時，益生菌群也會與有害菌群競爭，抑制有害菌群的生長與繁殖，減少其對TMR中營養(yǎng)成分的消耗，進(jìn)而降低NH3-N含量的上升，Weinberg等（2003）的研究也證明了這一點(diǎn)。有害菌群的減少也是TMR有氧穩(wěn)定性明顯延長的重要因素。

DM、CP、NDF、ADF是飼料營養(yǎng)價值評定的重要指標(biāo)（曹志軍等，2015）。本研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合微生物能夠降低日糧DM的含量，可能是因?yàn)橛幸婢涸诎l(fā)酵的過程中，會將TMR中的一部分粗蛋白質(zhì)降解為氨基酸及NPN等營養(yǎng)物質(zhì)。其他的營養(yǎng)物質(zhì)也會隨著微生物發(fā)酵時間的增加而降低，從而導(dǎo)致TMR中DM的進(jìn)一步下降（Joshi等，1997）。此外，復(fù)合微生物在降解TMR中粗蛋白質(zhì)的同時，會生成一部分菌體蛋白，這也是本試驗(yàn)中試驗(yàn)組較對照組CP含量降低程度低的主要原因，菌體蛋白相較于TMR中粗蛋白質(zhì)有著更高的吸收率和消化率（Smirnova等，2000）。益生菌在發(fā)酵過程中，通過自身的代謝活動，可以將纖維素和木質(zhì)素等結(jié)構(gòu)性纖維轉(zhuǎn)化為吸收利用效率更高的低分子碳水化合物，從而降低試驗(yàn)組NDF和ADF水平。此外，本研究中，添加益生菌組的乙酸和丙酸含量顯著高于其他組，尤其在額外補(bǔ)充釀酒酵母菌時，都顯著高于其他兩組，導(dǎo)致這樣的結(jié)果的原因可能是釀酒酵母菌在發(fā)酵早期消耗氧氣，促進(jìn)其他產(chǎn)乙酸和丙酸等厭氧菌的增殖，加速發(fā)酵產(chǎn)物乙酸和丙酸的產(chǎn)生，這與Shao等（2002）研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

添加復(fù)合益生菌發(fā)酵，可以提高TMR的有氧穩(wěn)定性，顯著延長其貯存時間。綜合霉菌毒素、營養(yǎng)成分、乙酸和丙酸品質(zhì)指標(biāo)，乳酸菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、米曲霉和酵母菌復(fù)合物對TMR貯存品質(zhì)的改善效果更好。