中圖分類號(hào):S816.5+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0435(2025)04-1289-10
Abstract: The highland barley straw after harvesting seeds has shortcomings such as poor palatability and low nutritionalvalue as feed.In this study,we used solid-state fermentation method to improvethe nutritional quality and feeding value of highland barley straw.By using highland barley straw as the main material,the main and auxiliary materials were proportioned in a ratio of . The auxiliary materials were wheat bran accounting for 22 % ,oil residue accounting for 5 % , lime accounting for 2 % ,and gypsum accounting for 1 % . Solid-state fermentation was performed by inoculating Pleurotus ostreatus. Subsequently,samples were taken at 0,25, 34,40 and
after inoculation to determine the nutritional quality and physiological enzyme activity. The results showed that the softness,color and smell of the fermented cultivation material were optimal at
The CP increased 1.O5 times compared to that of
,and up to 12 % . ADF decreased by 3 3 % compared to that
,and NDF decreased by 52 % . The crude fat content was the highest at 5O days,reaching a maximum of 1 . 8 % . The feding value was the best after 5O days of fermentation,it was significantly higher than that of highland barley straw without inocualtion of bacteria(
. However,The activities of cellulase,laccase and xylanase were ashigh as 53O,39.2 and
,respectively. Therefore,solid-state fermentation using Pleurotus ostreatus fungi improves the nutritional qualityand feeding value of highland barley straw feed. Key words:Barley straw ;Solid-state fermentation;Nutritional quality ;Enzyme activities
甘肅甘南藏族自治州由于海拔高、常年寒冷,因而在該地區(qū)主要種植的作物是耐寒性較高的青稞(Hordeumvulgarevar.coelesteLinnaeus)。同時(shí),2023年我國頒布了《中華人民共和國糧食安全保障法》,其中明確要求應(yīng)當(dāng)樹立大食物觀,構(gòu)建多元化食物供給體系,全方位、多途徑開發(fā)食物資源,滿足人民群眾對(duì)食物品種豐富多樣、品質(zhì)營養(yǎng)健康的消費(fèi)需求1,因此青稞在甘南的種植面積穩(wěn)定,青棵相關(guān)產(chǎn)品也成為當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)業(yè)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)2024年甘南州青棵播種面積為 ,收獲青稞籽實(shí)達(dá)
,秸稈約為
。收獲籽實(shí)后的青稞秸稈其主要物質(zhì)成分是纖維素、木質(zhì)素和少量礦質(zhì)元素[3],其作為飼料具有營養(yǎng)價(jià)值低、適口性差、消化率低等缺點(diǎn),不適宜作為優(yōu)質(zhì)飼料進(jìn)行飼喂家畜[4]。目前,甘南州青稞秸稈未能因地制宜地進(jìn)行高效利用,造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi);同時(shí),家畜冬春飼料緊缺已成為當(dāng)前阻礙甘南州畜牧業(yè)發(fā)展的主要矛盾。因此,如何將甘南州大量的青稞秸稈進(jìn)行加工,轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)飼料,降低牧民養(yǎng)殖成本,減少秸稈堆積造成的環(huán)境污染,已成為當(dāng)前急需解決的問題。
固態(tài)發(fā)酵技術(shù)是一種生物加工方式,即在沒有或基本沒有游離水的固體材料上進(jìn)行微生物發(fā)酵的技術(shù)工藝[5-6]。將收獲食用菌后的廢棄菌料,進(jìn)而加工為飼料來飼喂家畜的基料被稱為菌糠飼料[7],例如利用農(nóng)作物秸稈作為食用菌(平菇、杏鮑菇、香菇等)生長的栽培料,出菇后的食用菌廢棄栽培料又可作為飼料飼喂家畜[8]。有研究表明,經(jīng)過食用菌發(fā)酵后,其栽培料被白色絲狀物所包裹,該白色絲狀物是含高蛋白的真菌代謝物和次生代謝物[9],其中含有不同種類的氨基酸、脂肪酸、免疫刺激劑、抗氧化劑、色素等,將其作為飼料飼喂家畜對(duì)提高家畜的生長性能具有重要意義[10-11]。然而,菌糠飼料的來源主要以木腐菌為主,國內(nèi)外在種植木腐菌主要采用木屑、棉籽殼、玉米芯等作為食用菌栽培料,雖然經(jīng)過食用菌固態(tài)發(fā)酵后提高了營養(yǎng)價(jià)值,但由于主要成分依然是木質(zhì)素、纖維素等物質(zhì),達(dá)不到優(yōu)質(zhì)飼料的要求。以秸稈作為食用菌固態(tài)發(fā)酵的栽培料,經(jīng)過發(fā)酵后的栽培料含有較少的固體硬物、且柔軟多孔,含水量適宜,并具有較淡的蘑菇香氣,被家畜所喜食[12]。Marijani等[13]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過食用菌發(fā)酵后的栽培料能改善秸稈的氨基酸結(jié)構(gòu),減少不可消化纖維,同時(shí)減少硫代葡萄糖苷和霉菌毒素。也有研究認(rèn)為,栽培料中纖維結(jié)構(gòu)的破壞與營養(yǎng)品質(zhì)的提升主要是真菌發(fā)酵產(chǎn)生的代謝物和次生代謝物以及轉(zhuǎn)化形成的生理酶活性(纖維素酶、木聚糖酶、漆酶)催化轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的,其導(dǎo)致了多糖結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化和其他脂類有機(jī)物的積累[14]。因此,通過選擇家畜可食用的農(nóng)作物秸稈作為栽培料,并通過食用菌發(fā)酵后來提高秸稈的營養(yǎng)品質(zhì)、飼喂價(jià)值和消化率,進(jìn)而將其作為優(yōu)質(zhì)飼料供家畜食用,來實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。
目前,甘肅省甘南州食用菌種植已成為當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)業(yè)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),2024年甘南州共種植以羊肚菌、木耳為主的食用菌840ha以上,食用菌產(chǎn)業(yè)年收人達(dá)1.49億元,覆蓋5680多家農(nóng)戶[15]。然而,甘南州使用的食用菌栽培料主要是玉米芯和木屑,而二者均需從外地購買并運(yùn)輸,不僅增加了種植成本,其菌渣還得不到有效利用。同時(shí),當(dāng)?shù)卣畬?duì)青稞秸稈的利用也非常關(guān)注,并出臺(tái)了《甘南州農(nóng)作物秸稈綜合利用財(cái)政補(bǔ)貼政策》等政策。因此,本研究擬采用收獲籽實(shí)后的青稞秸稈作為主要栽培料,以最常見的平菇作為種植菌種,進(jìn)行生物發(fā)酵,以期提高栽培料中青稞秸稈的營養(yǎng)價(jià)值和飼喂價(jià)值,進(jìn)而降低當(dāng)?shù)囟杭竟?jié)的飼養(yǎng)成本,同時(shí)增加食用菌種植戶的收人。該研究為緩解當(dāng)?shù)囟杭撅暳暇o缺及因秸稈堆積造成的環(huán)境污染等問題,提供了新的視角和可行性方案。
1 材料與方法
1. 1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)于甘肅省甘南藏族自治州迭部縣(
N,海拔
進(jìn)行。本試驗(yàn)所用食用菌為平菇(Pleurotusostreatus)菌種,該菌種由甘肅疊州食用菌有限責(zé)任公司自行保存、培養(yǎng)。選用青稞秸稈為主要栽培料,麥麩、菜籽粕(菜籽油榨剩的廢料)石灰、石膏為輔料。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)于2023年6月將栽培料按主輔料配比為7:3分別進(jìn)行配比,其輔料中麥麩占 22 % 、油渣占5 % 、石灰占 2 % 、石膏占 1 % ;再接種平菇菌種,養(yǎng)菌后進(jìn)行出菇管理。取樣分別按0,25,34,40和50d時(shí)間段進(jìn)行取樣,每次取樣重復(fù)3次。將樣品按5點(diǎn)取樣法取樣,隨后將樣品分為兩部分,一份用于烘箱烘干保存,進(jìn)行營養(yǎng)價(jià)值的測(cè)定;一部分立即放人 低溫冰箱暫存,并迅速進(jìn)行生理酶活性的測(cè)定。
1.2.1栽培料制備將粉碎后的青棵秸稈與麥麩、油渣、石灰、石膏等輔料浸水 ,當(dāng)用手捏材料有少量水分溢出后,即用
的菌袋將栽培料進(jìn)行裝袋,進(jìn)行高溫
滅菌
后,將栽培料放置冷凍室降溫
O
1.2.2平菇菌種的接種與日常管理將超凈工作臺(tái)進(jìn)行滅菌 后,將冷凍室的平菇菌種取出放置在超凈工作臺(tái)里
,隨后將栽培料取到工作臺(tái)里進(jìn)行接種菌種,隨后將接種好的菌棒放到養(yǎng)菌室,養(yǎng)菌18d后將其放到菇棚里,每日澆水3次,保持棚內(nèi)溫度在
,棚內(nèi)濕度保持在 8 5 % 左右。進(jìn)行日常管理。
1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
1.3.1發(fā)酵飼料營養(yǎng)品質(zhì)與飼喂價(jià)值的分析將原料和發(fā)酵后的栽培料在 烘箱中干燥
直到恒重后,隨即用粉碎機(jī)粉碎后,再用
的篩子過篩。粗蛋白(Crudeprotein,CP)采用凱氏定氮法;粗脂肪(Etherextract,EE)采用索氏抽提法;中性洗滌纖維(Neutraldetergentfiber,NDF)和酸性洗滌纖維(Aciddetergentfiber,ADF)采用VanSoest洗滌纖維素分析;粗灰分(Crudeash,CA)采用灰化法進(jìn)行測(cè)定[16-17]。
平菇菌糠的飼喂價(jià)值采用相對(duì)飼喂價(jià)值(Relativefeedingvalue,RFV)和相對(duì)飼喂品質(zhì)(Relativefeedingquality,RFQ)來體現(xiàn),總消化養(yǎng)分(Totaldigestiblenutrients,TDN),干物質(zhì)采食量(Drymatter intake,DMI),干物質(zhì)采食量(Digestibledrymatter,DDM)[18]
DDM=88.9-0.779×ADF DMI=120/NDF
1.3.2生物酶活性指標(biāo)粗酶液提取:按照組織質(zhì)量(g):提取液體積(mL)為 的比例進(jìn)行冰浴勻漿。在
下
離心
取上清,置冰上待測(cè)。
漆酶活性:采用ABTS法測(cè)定[19]
纖維素酶活性和木聚糖酶活性:采用3,5-二硝 基水楊酸法測(cè)定[20-21]
1.4 數(shù)據(jù)處理
使用WPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和排版,使用SPSS26軟件進(jìn)行單因素方差分析,采用鄧肯進(jìn)行事后檢驗(yàn)。PCA主成分分析,柱狀圖顯著差異性繪制用Origin2021軟件,相關(guān)性熱圖用Chiplot進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化表達(dá)。
2 結(jié)果與分析
2.1發(fā)酵飼料感官指標(biāo)變化
經(jīng)平菇發(fā)酵后的栽培料(圖1),在色澤上有網(wǎng)狀白色菌絲環(huán)繞,其中各發(fā)酵天數(shù)下的栽培料較柔軟,物理結(jié)構(gòu)破碎,有粉末掉落。進(jìn)而經(jīng)過發(fā)酵后栽培料存在較清香的平菇香氣。然而,以青稞秸稈為主的栽培料,其出菇產(chǎn)量較高,其中發(fā)酵25d時(shí)平菇產(chǎn)量最高,朵數(shù)較多。發(fā)酵34d平菇朵數(shù)較少,產(chǎn)量低于25d時(shí)的產(chǎn)量。在40d時(shí)平菇產(chǎn)量低于發(fā)酵25和 ○
2.2發(fā)酵飼料的營養(yǎng)特性變化
2.2.1粗蛋白含量經(jīng)過0,25,34,40,50d的發(fā)酵變化,0d粗蛋白含量最低,40和50d下的粗蛋白含量顯著高于 1后粗蛋白含量變化不大(圖2a)。在25和34d里粗蛋白含量相較于0d增長速率在0.8以下,而發(fā)酵
的蛋白增長率最高,達(dá)到1(圖2b)。
2.2.2酸性/中性洗滌纖維含量圖3a中,栽培料中經(jīng)發(fā)酵 的ADF含量顯著低于發(fā)酵Od的秸稈飼料
,且以40和50d的最低,最低值為 23 % 。同時(shí),圖3b中青棵秸稈中的ADF降解率均有提高,以發(fā)酵25和34d的降解率達(dá)0.2,且在40和50d最高,高達(dá)0.33。
隨著發(fā)酵天數(shù)的變化,栽培料NDF含量逐漸降 低,發(fā)酵25d時(shí)較不發(fā)酵顯著降低 14 % ,發(fā)酵34d 時(shí)較發(fā)酵25d顯著降低 8 % ,發(fā)酵50d時(shí)較發(fā)酵34
Fig.1Changes in the apparent morphology of barley straw during solid-state fermentati :其中小寫字母 分別代表秸稈發(fā)酵0,25,34,40,50d的表觀形態(tài)變化
Note:where lowercase letters ,anderepresent changes inapparent morphology of straw fermentation for O,25,34,4O and
,respec tively
d顯著降低 5 % (圖4a)。如圖4b,NDF含量降解率以 時(shí)顯著低于發(fā)酵
,極顯著低于發(fā)酵40和
。
2.2.3粗脂肪和粗灰分含量經(jīng)過出菇發(fā)酵后,栽培料中粗脂肪含量于 都顯著高于Od下
,而25,34,40,50d下粗脂肪含量差異不顯著,50d下粗脂肪含量達(dá)1.8(圖5a)。隨著發(fā)酵時(shí)間的推進(jìn),秸稈粗灰分含量不斷增大,40和50d下灰分含量顯著高于34d,34d時(shí)粗灰分含量顯著高于未發(fā)酵
(圖5b)。
2.2.4相對(duì)飼喂價(jià)值/品質(zhì)經(jīng)過平菇真菌發(fā)酵后(圖6),其飼喂價(jià)值得到提高,隨著25,34,40,50d發(fā)酵變化青稞菌糠相對(duì)飼喂價(jià)值(RFV)和相對(duì)飼喂品質(zhì)(RFQ)都顯著高于 。發(fā)酵4Od秸稈飼料相對(duì)飼喂價(jià)值(RFV)和相對(duì)飼喂品質(zhì)(RFQ)達(dá)到最高,分別為1.6和220。
2.3發(fā)酵飼料的生理酶活性變化
由表1得纖維素酶在發(fā)酵 酶活性最高,達(dá)
。木聚糖酶在發(fā)酵5Od酶活性顯著低于其他天數(shù),且最低為
;在發(fā)酵40d漆酶活性相較于25d顯著提高,酶活性提高了24.11
,同時(shí)40d漆酶活性最高,值為
(
。
2.4PCA主成分分析和熱圖相關(guān)性分析
如圖7所示,第一軸的解釋率為 8 3 . 6 % ,第二軸的解釋率為 6 . 8 % ,共解釋了 91 . 4 % 的酶活性與營養(yǎng)品質(zhì)和飼喂價(jià)值,其中生理酶活性與營養(yǎng)品質(zhì)和飼喂價(jià)值在PCA解釋下有 91 . 4 % 的變化密切相關(guān)。Od處理與 處理下距離較分散差異顯著
,但25,34,40,50d間距離較為集中。
注: 表示相關(guān)性顯著(
\"
表示相關(guān)性極顯著(
)Note:
indicates significant correlation (
:
indicates extremely significant correlation (
)
相關(guān)性熱圖ADF和NDF與各指標(biāo)呈極顯著負(fù)相關(guān)( ),纖維素酶與粗蛋白、粗脂肪、木聚糖酶、漆酶、相對(duì)飼喂品質(zhì)、相對(duì)飼喂價(jià)值呈極顯著正相關(guān)(
,漆酶與相對(duì)飼喂價(jià)值和相對(duì)飼喂品質(zhì)極顯著正相關(guān)( P lt; 0.01)(圖8)。
Note:Different lowercase letters indicate significant differencesinenzymeactivitiesmeasuredatdifferenttime intervalsinthe samephysiological enzyme
Fig.7Changes in the relationship between nutritionfeed ingand principal component analysis (PCA)ofenzyme activity
3討論
秸稈作為飼料存在的主要問題是營養(yǎng)價(jià)值低,適口性差等問題,采取生物加工的方式可改變其物理結(jié)構(gòu),提高營養(yǎng)品質(zhì)和飼用價(jià)值[22-23]。本研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過平菇發(fā)酵后的青稞秸稈,隨著發(fā)酵天數(shù)的變化其柔軟度、色澤和氣味都出現(xiàn)了顯著變化,在發(fā)酵25d后的青稞秸稈其物理結(jié)構(gòu)被明顯打破,而色澤也出現(xiàn)黃白相間,其中白色就是發(fā)酵留下的菌絲,進(jìn)而氣味有淡淡的蘑菇香氣。這是由于平菇發(fā)酵改變了青稞秸稈的物理結(jié)構(gòu)。栽培料散發(fā)出清香的蘑菇香氣,在色澤上表現(xiàn)出黃白相間的特點(diǎn),進(jìn)而也說明了平菇發(fā)酵后的青稞秸稈在色澤、氣味和柔軟度等方面更有利于飼喂家畜。感官品質(zhì)的變化是影響家畜適口性的重要因素,也有研究發(fā)現(xiàn)通過將金針菇接種在桑枝上,可提高其飼料營養(yǎng)品質(zhì)、色澤、氣味等[24]
本研究發(fā)現(xiàn)青稞秸稈隨著平菇發(fā)酵天數(shù)增加,酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量顯著降低,這是因?yàn)榘赘婢臓I養(yǎng)轉(zhuǎn)化主要依靠青稞秸稈中的纖維素以及木質(zhì)素等化合物結(jié)構(gòu)[25]。在發(fā)酵初期,白腐真菌通過分解青稞秸稈里的纖維素、木質(zhì)素和含氮有機(jī)物,將其轉(zhuǎn)化為真菌需要的養(yǎng)分,使以白腐真菌為主的真菌生長于栽培料上,形成了穩(wěn)定的種群結(jié)構(gòu),進(jìn)而轉(zhuǎn)化成了菌絲,提高了秸稈營養(yǎng)。杜云龍等[26基于體外產(chǎn)氣方法研究了食用菌菌糠的消化率與營養(yǎng)變化表明,經(jīng)過真菌發(fā)酵后的菌糠,其粗蛋白和粗脂肪得到顯著提升。趙超等27通過將飼喂價(jià)值較差的馬蹄渣和難消耗的玉米蛋白粉進(jìn)行青貯,并向里面添加乳酸菌和纖維素酶來提高其品質(zhì),在經(jīng)過細(xì)菌和纖維素酶的作用下提高了馬蹄渣和玉米蛋白粉的營養(yǎng)品質(zhì)和體外瘤胃發(fā)酵特性,與本研究利用白腐真菌發(fā)酵產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物顯著提高了青棵的營養(yǎng)品質(zhì)結(jié)果一致。這說明利用生物發(fā)酵能夠有效提高飼料的營養(yǎng)品質(zhì),改善飼料的飼喂價(jià)值。本研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過平菇真菌發(fā)酵后的青稞秸稈其粗蛋白含量顯著提高,尤其在0d和25d間變化最顯著,而粗脂肪隨著真菌發(fā)酵,其含量也有提高。這是因?yàn)榘赘婢L分泌的代謝物和次生代謝物的積累,改善了飼料的營養(yǎng)品質(zhì)。Devi等[28也發(fā)現(xiàn)真菌能有效注 Note:*,
;**,
;***,
;****,Plt;0.0001利用農(nóng)業(yè)廢棄物,通過利用動(dòng)植物殘骸作為真菌生長的場(chǎng)所,用廉價(jià)的廢物為碳源和能源,來收集真菌生物量(生物蛋白)和其他必需氨基酸等。該研究與本研究通過利用平菇真菌發(fā)酵來提高青稞秸稈的營養(yǎng)與飼喂價(jià)值理念一致。研究中還發(fā)現(xiàn)利用青稞秸稈種植平菇真菌后,其相對(duì)飼喂價(jià)值和相對(duì)飼喂品質(zhì)顯著高于0d下的青稞菌糠,這是因?yàn)轱暡萘现械睦w維含量是決定飼料的飼喂價(jià)值和品質(zhì)的關(guān)鍵因素,而經(jīng)過發(fā)酵后的青稞秸稈其酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維顯著降低,進(jìn)而飼喂價(jià)值和品質(zhì)顯著提高。有研究將大豆殼粉碎后進(jìn)行真菌發(fā)酵時(shí),發(fā)現(xiàn)真菌發(fā)酵提高了大豆殼的粗蛋白含量及必需氨基酸含量,降低了纖維素和木質(zhì)素含量[29]。因此,將青稞秸稈作物原料種植平菇真菌后,其栽培料可以轉(zhuǎn)化為家畜可食的優(yōu)質(zhì)飼料。
真菌發(fā)酵后的代謝產(chǎn)物是影響青稞秸稈飼料營養(yǎng)品質(zhì)的主要因素,其關(guān)鍵酶活性變化對(duì)改善秸稈發(fā)酵飼料具有重要意義[30-31]。本研究發(fā)現(xiàn)平菇真菌發(fā)酵后其纖維素酶、漆酶和木聚糖酶活性隨發(fā)酵天數(shù)變化而改變,在4Od酶活性最高,這是由于平菇經(jīng)過發(fā)酵其代謝產(chǎn)物得到積累,轉(zhuǎn)化和合成了更多的纖維素分解酶,來促進(jìn)真菌和細(xì)菌繁衍生長,進(jìn)而使其群落結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,進(jìn)而加快了多糖結(jié)構(gòu)的分解和轉(zhuǎn)化[32]。經(jīng)主成分分析進(jìn)一步證實(shí)了纖維素酶、漆酶和木聚糖酶活性變化與青稞秸稈發(fā)酵后的營養(yǎng)品質(zhì)和飼喂品質(zhì)存在顯著的正相關(guān)關(guān)系,同時(shí)與ADF和NDF含量呈顯著負(fù)相關(guān),說明生理酶活性的變化是提高青稞秸稈發(fā)酵品質(zhì)的主要因素。由于栽培料中的真菌在分解纖維素、木質(zhì)素等化合物結(jié)構(gòu)[33]后,將其轉(zhuǎn)化為代謝產(chǎn)物[34],產(chǎn)生催化代謝酶,也進(jìn)一步說明了酶活性變化與秸稈營養(yǎng)價(jià)值增加之間的內(nèi)在聯(lián)系。漆酶是白腐真菌所特有的分泌銅藍(lán)氧化酶類,并且對(duì)以木質(zhì)素和纖維素為主的化合物有單電子氧化作用產(chǎn)物為 和
對(duì)環(huán)境無污染[35]。然而,在固態(tài)發(fā)酵中,其不僅有白腐真菌在其中起著關(guān)鍵作用,其中細(xì)菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物對(duì)秸稈飼料營養(yǎng)積累和纖維降解起著重要作用。有研究表明細(xì)菌中的枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)易在浸水的枯草上快速生長,具有較強(qiáng)的耐酸堿和高溫特性,并能在動(dòng)物體內(nèi)與消化酶一同發(fā)揮作用,來增強(qiáng)細(xì)胞免疫和體液穩(wěn)定作用,能合成 α -淀粉酶、纖維素酶、木聚糖酶和脂肪酶等[36]。因此,真菌與細(xì)菌間的協(xié)同互作進(jìn)一步推動(dòng)了青稞秸稈中的纖維素和木質(zhì)素等復(fù)雜的化合物結(jié)構(gòu)分解,為后續(xù)代謝產(chǎn)物的形成提供基礎(chǔ)[37]。家畜在利用秸稈飼料時(shí),少量的木質(zhì)素能被瘤胃微生物分解,進(jìn)而通過瘤胃中的消化液對(duì)其進(jìn)行吸收轉(zhuǎn)化[38]。但過多的秸稈飼料會(huì)降低家畜的消化率,不利于生長性能的提高。因此,通過生物發(fā)酵的方式改良后秸稈飼料,其富含的纖維素酶、木聚糖酶以及漆酶可促進(jìn)反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)微生物菌群的纖維素分解活動(dòng),從而提高了秸稈的能量利用率,保障了瘤胃微生態(tài)的平衡。
4結(jié)論
廢棄的青稞秸稈經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵后,提高了秸稈飼料的營養(yǎng)品質(zhì)和飼喂價(jià)值,改善了感官品質(zhì)的色澤、氣味和柔軟度,其中,纖維素酶、木聚糖酶和漆酶等關(guān)鍵酶有效改善了反芻動(dòng)物生長性能和提高了瘤胃對(duì)木質(zhì)素和纖維素等化合物的消化率。固態(tài)發(fā)酵的真菌有效提高了秸稈飼料的營養(yǎng)品質(zhì)和飼喂價(jià)值,從而提高了家畜對(duì)秸稈能量的利用率和消化率。本研究為后續(xù)秸稈飼料生物加工提供了理論支持。
參考文獻(xiàn)
[1]中國政府網(wǎng).《中華人民共和國糧食安全保障法》[EB/OL]. https://www. gov. cn/yaowen/liebiao/2023l2/content_ 6923387htm,2023-12-30/2024-09-25
[2] 新華網(wǎng)甘肅,甘南州29萬畝青稞迎來播種季[EB/OL]. http://gs.news.cn/shizhou/2024-04/22/c_1130118226.htm, 2024-04-23/2024-09-25
[3] CRAGGSM,BECKHAMGT,BRUCENC,etal.Lignocellulosedegradation mechanismsacross the Tree ofLife[J].Cur rent Opinion in Chemical Biology,2015,29:108-119
[4] CONEJW,BAARSJJP,SONNENBERGASM,etal. Fungal strain and incubation period affectchemical composition andnutrientavailabilityofwheatstrawforrumenfermentation [J].Bioresource Technology,20l2,111:336-342
[5]CHUANGWY,HSIEHYC,LEETT.The effects of fungal feedadditivesin animals:A review[J].Animals,2O2O,10 (5):805
[6]MACIOROWSKI KG,HERRERAP,JONESFT,et al. Effectsonpoultryand livestock of feedcontaminationwithbacteriaand fungi[J].Animal Feed Scienceand Technology,2007, 133(1-2):109-136
[7]SHARMARK,ARORADS.Changesinbiochemical constituentsofpaddystrawduringdegradation bywhiterot fungiand itsimpacton in vitro digestibility[J].Journal ofApplied Microbiology,2010,109(2):679-686
[8]AMARA AA,El-BAKY NA.Fungi as a source of edible proteinsand animal feed[J].Journal ofFungi,2O23,9(1):73
[9]KARIMI S,MAHBOOBI SOOFIANI N,MAHBOUBI A,et al.Use of organic wastes and industrial by-products to produce filamentous fungi with potential as aqua-feed ingredients [J]. Sustainability,2018,10(9):3296
[10] OKADA H,HARADA H,KADOTA I. Fungal-feeding habits of six nematode isolates in the genus Filenchus[J].Soil Biology and Biochemistry,2005,37(6):1113-1120
[11] ZHANG C,WU X,CHEN J,et al. Novel fungal alternative proteins from Penicillum limosum for enhancing structural and functional properties of plant-based meat analogues[J].Food Chemistry,2024,444:138627
[12]GHORAI S,BANIK S P,VERMA D,et al. Fungal biotechnology in food and feed processing[J]. Food Research International,2009,42(5-6):577-587
[13] MARIJANI E,KIGADYE E,OKOTH S. Occurrence of fungi and mycotoxins in fish feeds and their impact on fish health[J]. InternationalJournalofMicrobiology,2019,2019(1):6743065
[14] DURAN K,KOHLSTEDT M,VAN ERVEN G, et al. From 13C-lignin to 13C-mycelium:Agaricus bisporususes polymeric lignin as a carbon source[J]. Science Advances,2024,10 (16):eadl3419
[15]甘肅省人民政府.打造農(nóng)業(yè)增效農(nóng)民增收的新興產(chǎn)業(yè)——甘 南食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展透視[EB].甘肅日?qǐng)?bào),2024-7-23
[16]羅俊杰,肖燕子,侯美玲,等.不同添加劑對(duì)苜蓿與羊草混合青 貯品質(zhì)及維生素含量的影響[EB/OL].htp://kns.cnki.net/ kcms/detail/11.3362. S. 20241128.0906.002.html,2024-11- 28/2025-03-17
[17]郝迎辰,黃鈺,張洪瑞,等.品種和添加劑對(duì)三江源區(qū)燕麥青貯 品質(zhì)和CNCPS蛋白組分的影響[J/OL].http://kns.cnki. net/kcms/detail/11. 3362.S.20241118.1549.008.html,2024- 11-18/2025-03-17
[18]梁文斌,尹國麗,陳三冬,等.全株玉米青貯過程中品質(zhì)及真菌 群落組成特征[J].草地學(xué)報(bào),2024,32(12):3722-3732
[19]郭曉曉,安琪,米琪,等.路易斯安那異射脈菌Han1797在單 一和混合木質(zhì)纖維素材料下液體發(fā)酵時(shí)的漆酶活性[J].菌物 學(xué)報(bào),2023,42(8):1755-1765
[20]蘇林賀,曾偉民,張彥龍.基于響應(yīng)面法對(duì)黑木耳栽培料中纖 維素酶提取及測(cè)定條件的優(yōu)化[J].菌物學(xué)報(bào),2023,42(3): 731-744
[21]易蘭蘭,朱俊紅,程文杰,等.植物纖維的降解機(jī)制及菌酶協(xié)同 發(fā)酵應(yīng)用[J].動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2024,36(3):1361-1374
[22]Al-KARAKIG N,Al-HASHIMI M. GREEN fodder production and water use efficiency of some forage crops under hydroponic conditions[J]. International Scholarly Research Notices, 2012,2012(1):924672
[23]杜媛,郭素藍(lán),王琳,等.山西省玉米秸稈資源分布以及飼料化 利用潛力分析[EB/OL].htp://kns.cnki.net/kcms/detail/ 62.1069.S. 20241225.1334.002.html,2024-12-25/2025- 03-17
[24]王香君,蒲軍,吳勁軒,等.桑枝食用菌菌糠飼料化利用價(jià)值及 其應(yīng)用[J].中國飼料,2024(17):186-191
[25] SANDE D,DE OLIVEIRA G P,MOURA M A F, et al. Ediblemushrooms asaubiquitous sourceofessential fattyacids [J].Food ResearchInternational,2019,125:108524
[26]杜云龍,潘金石,馮鑫,等.基于體外產(chǎn)氣法的吉林省食用菌菌 糠的營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定[J].中國畜牧獸醫(yī),2024,51(4):1520- 1529
[27]趙超,陳瓊,李越,等.乳酸菌和纖維素酶對(duì)馬蹄渣和玉米蛋白 粉混合青貯飼料品質(zhì)及體外瘤胃發(fā)酵特性的影響[J].動(dòng)物營 養(yǎng)學(xué)報(bào),2024,36(5):3340-3351
[28]SUN X,DEVI N D,URRIOLA PE,et al.Feedingvalue improvement of corn-ethanol co-productand soybean hull by fungal fermentation:Fiberdegradationand digestibility improvement[J].Food and Bioproducts Processing,2021,130:143-153
[29]YADAV D,NEGI P S. Bioactive components of mushrooms: Processing effects and health benefits[J].Food Research Inter national,2021,148:110599
[30]DE-LA-PENAC,BADRIDV,LOYOLA-VARGASVM. Plantroot secretionsand their interactionswith neighbors[M]. Berlin,Heidelberg:SpringerBerlinHeidelberg,2Ol1:1-26
[31]LIR,ZHOU T,KHANA,etal.Feed-additive of bioengineeringstrainwith surface-displayed laccase degrades sulfadiazine in broilermanureandmaintainsintestinal flora structure[J].Jour nalofHazardousMaterials,2021,4O6:124440
[32]MARTENSSD,WILDNERV,ZEYNERA,etal.Invitro ruminal degradabilityofwheatstrawcultivated withwhite-rot fungi adapted to mushroom farming conditions[J].Scientific Reports,2023,13(1):7794
[33]VANKUIJKSJA,SONNENBERGASM,BAARSJJP, etal.Fungal treated lignocellulosic biomass as ruminant feed ingredient:areview[J].BiotechnologyAdvances,2Ol5,33(1): 191-202
[34]BENADDOUM,HAIJAJH,DIOURIM.Fungal treatment and wheat straw blend for enhanced animal feed from olive pulp [J].Journal of Ecological Engineering,2023,24(12):172423
[35]JIANG S,REND,WANG Z,etal.Improved stability and promoted activity of laccase by One-Pot encapsulation with Cu (PABA)nanoarchitectonicsand itsapplication forremoval of Azo dyes[J].Ecotoxicologyand Environmental Safety,2022, 234:113366
[36]BONTAV,BATTELLIM,RAMAE,et al.An in vitro study onthe role of cellulases and xylanasesof bacillus subtilisin dairycattle nutrition[J].Microorganisms,2024,12(2):300
[37]KANGX,KIRUIA,DICKWELLA WIDANAGEMC,etal. Lignin-polysaccharide interactionsin plant secondary cellwalls revealed by solid-state NMR[J].Nature Communications, 2019,10(1):347
[38]SHARMAKK,SHRIVASTAVAB,SASTRYVRB,etal. Middle-redox potential laccase from Ganoderma sp.:itsapplicationinimprovementof feed formonogastricanimals[J].ScientificReports,2013,3(1):1299
(責(zé)任編輯彭露茜)