饲料发酵前后营养物质含量变化分析

徐祗瑞，黄志远，任小杰，杨在宾*

（1.郯城县畜牧局，山东 临沂 276100；2.山东农业大学，山东 泰安 271018）

饲料发酵前后营养物质含量变化分析

徐祗瑞1，黄志远1，任小杰2，杨在宾2*

（1.郯城县畜牧局，山东 临沂 276100；2.山东农业大学，山东 泰安 271018）

栏目协办

该文通过分析饲料原料在发酵前后的营养物质含量变化，确定饲料经发酵后营养物质的盈亏，为饲料发酵技术的科学应用提供理论依据。试验以湿豆渣为主要原料，按照湿豆渣：玉米面：麸皮为6∶1∶1的比例混合发酵，在发酵第7 d、17 d、27 d和37 d时分别采样分析发酵饲料pH及常规营养成分的变化。结果表明：饲料发酵后pH、干物质（DM）、有机物（OM）、无氮浸出物（NFE）及粗纤维（CF）显著降低（P＜0.05），同时Ca的含量与发酵前相比有降低的趋势（0.05＜P＜0.1），而粗脂肪（EE）、粗蛋白（CP）、总能（GE）及磷（P）含量显著升高（P＜0.05）。

湿豆渣；发酵；营养物质

豆粕是常见的蛋白质饲料，由于其蛋白质含量高，氨基酸配比合理，消化利用率高，广泛应用于畜禽配合饲料中。然而，豆粕中含有多种抗营养因子，在动物消化道中抑制胰蛋白酶的活性，降低其饲用价值[1]。发酵能够在人工控制条件下，微生物通过自身的代谢活动，将植物性和动物性原料中的抗营养因子分解或转化，产生更易被畜禽采食和吸收且无毒副作用的饲料原料[2]。研究发现，饲料经微生物发酵后，会产生更多的活性益生菌菌体、各种酶、各级代谢产物、多种维生素、活性小肽、氨基酸和促生长因子等，起到促进生长作用，维持动物肠道菌群的平衡作用[3]。本试验在原有研究基础上，以含水量75%湿豆渣为主要发酵原料，进一步探讨微生物发酵对饲料原料品质的影响，以及发酵前后营养物质含量的变化，为发酵饲料在生产中的科学应用和推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

含水量75%的湿豆渣、玉米面、麸皮，发酵菌种：健源菌种原液（乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌，山东康地恩科技有限公司生产）。

1.2 试验设计

以含水量75%的湿豆渣为主要原料，按照湿豆渣∶玉米面∶麸皮为6∶1∶1的比例配制成混合料，加入菌种原液，在发酵7 d、17 d、27 d和37 d时分别采样分析饲料pH及常规营养成分的变化。

1.3 试验方法

发酵菌种活化：将菌种与红糖按照2∶1的比例混合，然后添加少量温度为25～35 ℃的水稀释活化。

饲料发酵：将混合料平铺在干净的地面上，用喷雾器将稀释活化的菌种发酵液喷洒均匀，然后喷洒蒸馏水调节混合料水分含量至45%，加入搅拌机搅拌均匀，装入发酵桶，密封发酵，发酵温度为15～18 ℃，试验设置6个重复。

1.4 样品测定

1）pH测定：称取发酵样品10 g溶解于含有90 mL蒸馏水的锥形瓶中，搅拌均匀，静置10 min后，用pH计测定溶液的pH。

2）常规营养成分测定：发酵饲料的常规营养成分测定在实验室进行，参照张丽英主编的《饲料分析及饲料质量检测技术》（第3版）[4]。主要测定指标有：水分（及干物质DM）、粗灰分（CA）、粗脂肪（EE）、粗蛋白（CP）、总能（GE）、无氮浸出物（NFE）、粗纤维（CF）、钙（Ca）和磷（P）。水分采用烘箱干燥法进行测定；CA采用灰化法进行测定；EE采用索氏提取器法进行测定；CP采用凯氏定氮法进行测定；GE采用6200氧弹量热仪法测定；NFE根据间接计算法求得，即NFE%=100%-（水分+ CA +CP+EE+CF）%；CF采用酸碱消煮法测定；Ca和P的测定采用原子吸收光谱法进行。

1.5 数据处理

数据处理采用SAS8．2软件进行统计分析，方差分析使用Oneway ANOVA，利用Duncan氏法进行多重比较。P＜0．05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 饲料pH的变化

如图1所示，饲料经菌种发酵后，pH逐渐降低，并且发酵后饲料pH较发酵前差异显著（P＜0．05）。同时，在微生物发酵17 d之后，饲料pH的降低差异不显著（P＞0．05）。

2.2 饲料发酵对常规营养成分的影响

表1 发酵饲料常规营养成分（风干基础） %

表2 饲料发酵前后营养物质含量变化 %

由表1可知，饲料经微生物发酵后，饲料DM、OM及NFE含量呈现先升高后降低的趋势，发酵7 d后，DM、OM及NFE含量最高，并且与其他组相比差异显著（P＜0．05），但是，饲料发酵17 d后，DM、OM及NFE含量变化不明显，差异不显著（P＞0．05）。与发酵前相比，发酵后饲料的EE、CP、GE及P含量显著升高（P＜0．05），而CF的含量显著降低（P＜0．05）。

2.3 饲料发酵前后营养物质含量变化

由表2可知，发酵后的饲料中OM、CF、NFE和Ca的含量降低，并且CF的降低与发酵前相比差异显著（P＜0．05）。发酵后的饲料中EE、CP及P的含量升高，并且EE及P含量的增加较发酵前差异显著（P＜0．05）。同时，发酵后Ca的含量与发酵前相比有降低的趋势（0．05＜P＜0．1）。

3 讨论

豆粕、菜籽粕等是常见的植物性蛋白质饲料资源，蛋白质含量丰富，含多种矿物质和微量元素，但由于其含有抗营养因子等不利成分，限制了豆粕、菜籽粕等在畜禽饲料中的使用。研究发现，微生物发酵能有效提高菜籽粕中的粗蛋白质含量，降低抗营养因子水平[5-6]。李文立等[7]采用枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌复合发酵豆粕，发现随着发酵时间的延长，豆粕中抗营养因子的含量显著降低。本试验以含水量75%的湿豆渣为主要原料，采用微生物发酵，借以改善饲料的品质，提高饲料中的常规营养物质含量，提高饲料营养的消化率。

本研究发现，饲料发酵后pH显著降低，饲料发酵17 d后趋于稳定。饲料经过微生物发酵后能产生大量的有益菌和有机酸，维持肠道的健康环境[8]。魏炳栋等[9]研究发现，豆粕经过乳酸菌发酵酶解后，在前期（0～12 h）pH变化迅速，此后分别持续下降和升高，但趋于稳定。甘晶[10]研究发现，乳酸菌发酵豆乳，发酵7 h后菌种达到增殖对数期，pH下降趋于稳定。这与本试验研究结果基本一致。pH的降低与酸含量的增加有直接关系，酵母菌和芽孢杆菌等厌氧菌的存在使得乳酸菌大量繁殖产生乳酸，使发酵饲料产品具有酸香味，改善饲料适口性，同时，大量乳酸产生可降低饲料pH[11]。

饲料经过微生物发酵后，饲料中的CP、EE和GE含量提高，可能是由于发酵消除了豆粕中的蛋白酶抑制剂，以及降解了碳水化合物[12]。Zamora等[13]也得到了同样的研究结果。同时，饲料发酵过程中，微生物在生长繁殖时需要利用发酵底物本身的有机物来合成自身生存所需要的有机物，这造成干物质的减少[14]，这可能是CP、EE和GE含量升高的另一原因。韩建荣等[15]研究灵芝固态发酵降解玉米淀粉发现，EE含量由发酵前的10．35%下降到发酵后的8．5%，而在发酵后期与中期相比，EE含量升高可能是由于干物质损失造成的粗脂肪浓缩效应。发酵并不能直接改变饲料中钙和磷的含量，但是却能显著降低植酸磷的含量，微生物在发酵过程中利用植酸磷，降解成无机态磷，使有效磷含量升高[6]，这与本试验的研究结果一致。另外，纤维素由于分子排列紧密，非反刍动物难以将其消化利用，酵母菌和霉菌混合使用发酵饲料后，粗纤维降解率提高，使得CF显著降低[5]。

4 结论

微生物发酵以湿豆渣为主要原料的饲料，降低饲料pH，减少饲料中的DM、OM、NFE、CF及Ca的含量，升高EE、CP、GE及P含量，提升饲料的营养价值。

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[3] 李永凯，毛胜勇，朱伟云．益生菌发酵饲料研究及应用现状[J]．畜牧与兽医，2009，41(3)：90-93．

[4] 张丽英．饲料分析及饲料质量检测技术[M]．3版．北京：中国农业大学出版社，2007．

[5] 陈娟，刘军，张云鹏，等．微生物降解菜籽粕中抗营养因子的研究[J]．粮食与饲料工业，2010(7)：40-42．

[6] 魏金涛，赵娜，杨雪海，等．发酵饲料对断奶仔猪生产性能、血液生化指标和饲料养分表观消化率的影响[J]．中国粮油学报，2009，24(2)：129-133．

[7] 李文立，孙振钧，任慧英．组合微生物发酵提高豆粕品质的方法与优化工艺研究[J]．中国粮油学报，2013，28(1)：88-92．

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[9] 魏炳栋，党修利，邱玉朗，等．乳酸菌固态发酵酶解对豆粕、棉籽粕和菜籽粕粗蛋白质、pH、酸度及抗营养因子含量的影响[J]．中国畜牧兽医，2014，41(11)：107-114．

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[13] ZAMORA R G，VEUM T L．Whole Soybeans Fermented with and for Growing Pigs[J]．Journal of Animal Science，1979，48(1)：63-68．

[14] 刘晓明，李玉霞，杨在宾．母猪全价配合饲料发酵前后营养物质变化分析[J]．山东畜牧兽医，2014(11)：8-10．

[15] 韩建荣，赵文婧，高宇英．灵芝固态发酵降解玉米淀粉的初步研究[J]．食品与发酵工业，2004，30(7)：59-61．

2017-05-26）

山东省财政厅农业技术推广项目

徐祗瑞（1966-），男，高级畜牧师

*通讯作者：杨在宾（1961-），男，教授，博士生导师，研究方向：动物营养与饲料科学