菌种对玉米秸秆发酵饲料中成分及酶活性的影响

彭 蕊朱冰清 王 媛

（1衡水学院生命科学系 河北 衡水 053000；2衡水志豪畜牧科技股份有限公司 河北 衡水 053000）

我国每年玉米秸秆产量达2亿t，约43%用作畜牧饲料，绝大多数则被燃烧或丢弃，造成巨大的环境污染和浪费[1]。秸秆饲料化不仅改善环境，而且能缓解人畜争粮局面。秸秆饲料化主要利用物理、化学和生物手段进行微酵法处理，具有简单环保、保存时长、适口性和免疫性能得到提高等特点，是真正的绿色饲料[2]。

本文探究了不同灭菌方式下，不同微生物对玉米秸秆固态发酵饲料中成分的影响，以期为玉米秸秆饲料化技术提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料。原料：随机选取秋季衡水地区田地中玉米秸秆；菌种：酵母菌、黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌；仪器：台式连续粉碎机、高压蒸汽灭菌锅、石墨消解炉、凯氏定氮仪。

1.2 方法。玉米秸秆洗净、烘干、粉碎后过40目筛，与豆粕、尿素按17∶2∶1拌料制成干混料，分灭菌(121℃灭菌30 min)与自然发酵两组处理。干料与无菌水1∶2混合制发酵原料。活化菌种、培养并制菌悬液，最终得5.1×109CFU/ml、1.25×109个/ml酵母菌、枯草芽孢杆菌悬液，孢子数为1.31×109CFU/ml、1.22×109CFU/ml的黑曲霉、米曲霉悬液。

1.3 试验设计。①加单菌(酵母菌、米曲霉、黑曲霉或枯草芽孢杆菌)，5 ml，3个重复。②加4种菌，各1.25 ml，3个重复。③空白对照，3个重复。培养箱35℃培养。0 d、5 d、10 d、15 d时用凯氏定氮法检测粗蛋白含量，酸性洗涤剂法测粗纤维含量，DNS法测还原糖含量，计算纤维素酶活力。

2 结果与分析

2.1 粗蛋白含量。发酵前粗蛋白含量为10.04%，发酵后含量如表1、表2所示。由表1和表2可知：发酵后粗蛋白含量增加。菌种对饲料有显著影响，其中混菌＞黑曲霉＞米曲霉＞枯草芽孢杆菌＞酵母菌。无论是否灭菌，混菌最优。自然发酵第5 d、10 d、15 d分别增长134.66%、167.13%、183.27%，灭菌下增长210.86%、281.67%、296.91%，灭菌效果更好。

2.2 粗纤维含量。发酵前粗纤维素含量为66.28%，发酵后含量如表3、表4所示。由表3和表4可知：发酵后粗纤维含量降低。菌种降低程度为混菌＞黑曲霉＞米曲霉＞枯草芽孢杆菌＞酵母菌。混菌优于单个菌种。灭菌条件发酵效果较不灭菌好。

表1 自然条件下产物中粗蛋白含量及增率 (单位：%)

表2 灭菌条件下产物中粗蛋白含量及增率 (单位：%)

表3 自然条件下产物中粗纤维含量 (单位：%)

表4 灭菌条件下产物中粗纤维含量 (单位：%)

2.3 纤维素酶活力。发酵前纤维素酶活力为7 U/g，发酵后如表5、表6所示。结果显示：菌种发酵可提高饲料中酶活性，菌种影响由高到低为混菌、黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌、酵母菌。混菌对发酵最有利，灭菌优于自然发酵。

表5 自然条件下产物中纤维素酶活力 (单位：%)

表6 灭菌条件下产物中纤维素酶活力 (单位：%)

3 讨论

玉米秸秆蛋白含量低，作饲料还需添加豆粕等蛋白饲料，粗纤维含量高，反刍动物虽能借瘤胃利用，但消化率低。经发酵的玉米秸秆，粗纤维含量显著降低，蛋白质显著增加，能大大提高动物利用率。同时，饲料中氨基酸、维生素等成分更加丰富，可提高牲畜免疫力[3]。

结果表明，多菌混合接种更有利于优质饲料形成。究其原因，可能与微生物分别含有不同酶系有关。多种酶相互作用使秸秆中纤维素、半纤维素等成分充分酶解。灭菌后发酵优于自然发酵，这可能是由于无杂菌污染，接种的微生物迅速形成了优势菌[4]。随时间延长发现发酵15 d时效果较好，这应该与菌种迅速增加、酶系作用逐渐增强有关。生产实践中温度等条件往往不稳定，发酵最佳时间需进一步探究。

[1]韩明鹏，高永革，王成章，等.玉米秸秆发酵饲料的研究进展 [J].江苏农业科学，2010(2)：242～245.

[2]李智明.复合菌种发酵秸秆生产蛋白饲料 [D].成都：成都理工大学，2006.

[3]刘金海.黑曲霉菌在生物发酵饲料上的应用及其产品对动物抗病力的影响 [D].长春吉林大学，2012.

[4]周芳.马铃薯渣发酵蛋白饲料的研究 [D].乌鲁木齐：新疆大学，2015.