微生物发酵甘蔗尾叶及其混合菜粕后营养价值的影响

2021-09-29王启芝周俊华唐承明罗鲜青梁琪妹周志扬黄丽霞何仁春黄光云

中国牛业科学 2021年3期

王启芝，周俊华,唐承明，罗鲜青，梁琪妹，周志扬，黄丽霞,黄香，何仁春，黄光云

( 广西壮族自治区畜牧研究所，南宁 530001)

近年来，广西甘蔗种植面积一直在 10万 km2以上[1]。甘蔗尾叶是甘蔗收获期砍去主体后不要的部分叶和杆，约占整株甘蔗全重的1/4，年产甘蔗梢叶约1 400万t。甘蔗尾叶营养成分较为全面，穆胜龙[2]研究表明新鲜甘蔗尾含水量为73%，风干基础CP含量可达7.7% 。新鲜甘蔗尾可直接饲喂反刍动物，但由于广西属于高温且潮湿等气候原因，新鲜甘蔗尾叶储存时易脱水霉变，通过青贮可延长其储存时间，提高甘蔗尾叶的利用效率，改善其适口性[3]。甘蔗收获期集中在春节前后，有大量的甘蔗尾叶可供利用，而象草和玉米秸秆等粗饲料此时生长缓慢，冬季粗饲料资源匮乏是广西亟需解决的问题，若加以回收利用，甘蔗尾叶作为牛、羊等反刍动物粗饲料资源具有重大潜力。所以，能否对甘蔗尾叶资源进行有效的处理使其营养成分能够长期保存，这对广西畜牧业未来的发展具有重要的意义。

甘蔗尾叶由于粗蛋白含量较低，被认为是一种低质粗饲料。在发酵中添加蛋白饲料如菜粕可以提高甘蔗尾叶发酵后的粗蛋白含量。菜粕是一种营养价值接近于豆粕的植物性蛋白, 其粗蛋白为30.99% ,粗脂肪含量3.66%，中性洗涤纤维41.88%，酸性洗涤纤维 29.88%，属低能量的蛋白饲料[4]。通过微生物发酵菜粕脱毒，不仅有效降解和消除菜粕中的抗营养因子，而且将动物难于消化的大分子蛋白降解成易于动物消化的酸溶蛋白、小肽、游离氨基酸等小分子蛋白。菜粕发酵中使用较为广泛的菌株主要有黑曲霉、酵母菌、乳球菌、芽孢杆菌和乳杆菌等细菌等霉菌[5]。添加枯草芽孢杆菌分泌蛋白酶[6]，曲霉能分泌脂肪酶、半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等多种作用于营养物质的酶；乳酸菌分泌各种蛋白酶，分解抗营养因子的酶系，还产生乳酸等副产物[7-8]。有关研究生物制剂发酵甘蔗尾叶添加适量底物菜粕开发新蛋白质饲料资源的报道较少，因此，本试验以新鲜甘蔗尾叶为原料，添加不同梯度的菜粕，以米曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母为添加菌剂，探究微生物发酵及菜粕混合发酵对甘蔗尾叶营养价值的影响，为甘蔗尾叶作为生物饲料开发提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

本试验所用甘蔗尾叶取自广西扶绥种植区，人工收割，粉碎至1～2 cm备用。米曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母均为本实验室自主选育。

表1 新鲜甘蔗尾叶常规营养成分

1.2 培养基配制

MRS培养基用于植物乳杆菌、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌活化及菌落计数。米曲霉活化及菌落计数使用高盐察氏培养基。

1.3 接种液计数：用一次性涂板对接种液进行平板计数

采用平板计数法计算，植物乳杆菌菌液浓度为1.7×108cfu/mL，枯草芽孢杆菌菌液浓度为1.8×108cfu/mL,酿酒酵母菌液浓度为2.4×108cfu/mL。

采用血球计数法计算米曲霉孢子浓度，经计算米曲霉(XMS01)菌液浓度为6.5×107cfu/mL。

1.4 试验设计及方法

试验共设6组，其中对照组、试验Ⅱ组和试验IV组不加菌(自然青贮)；试验Ⅰ组、试验Ⅲ组和试验V组添加菌液(微贮)。

试验设计分组如下：

对照组：添加360 mL生理盐水

试验Ⅰ组：添加混合菌液 360 mL

试验Ⅱ组：添加360 mL生理盐水+菜粕(10%)

试验Ⅲ组：添加混合菌液360 mL+菜粕(10%)

试验IV组：添加360 mL生理盐水+菜粕(20%)

试验V组：添加混合菌液360 mL+菜粕(20%)

将刈割好的甘蔗尾叶，每组设3次重复，每个重复 3 kg 甘蔗尾叶，按试验设计计量取生理盐水360 mL或混合菌液360 mL(90 mL米曲霉 +90mL 植物乳杆菌+90 mL枯草芽孢杆菌+90 mL酿酒酵母 )，均匀喷洒到甘蔗尾叶上，甘蔗尾叶原料、菜粕与添加菌液充分搅拌混匀，用带单向出气阀薄膜发酵饲料袋打包密封青贮，每份标记后避光室温下保存40 d，取样分析。

1.5 测定项目及方法

1.5.1 青贮饲料感官评定青贮结束后，根据中国农业部1996年发布的《青贮饲料质量评定标准(试行)》进行色泽、质地、气味以及霉变情况等现场感官评定(刘建新，1996)。

1.5.2 常规指标分析各组样品经65 ℃烘48 h风干、过40目筛粉碎制成样品，储存于样品袋中，以备分析。营养指标杨胜[9]的常规法进行测定，采用凯氏定氮仪-Kjeltec TM 8400型测定CP；采用Soxtec8000 TM型抽提系统测定EE；FibertecTM8000型全自动纤维分析仪测定CF、NDF和ADF；5E-AC8018型等温式全自动量热仪测定GE。

甘蔗尾叶青贮开封以后将样品混合均匀，每袋取35 g样品，放入250 mL广口瓶中，添加150 mL超纯水，置于4 ℃冰箱中，每4 h摇匀一次；经过24 h后，用2层纱布进行过滤并分装样液，用于测定pH， pH采用pH计(PHS-3C)上海雷磁测定。

1.6 数据分析

应用Excel及spss17.0软件对试验数据进行处理与分析，各试验数据用均值±标准差表示。使用LSD法进行单因素方差分析，并使用T检验对各试验组及其对应对照组进行比较。

2 结果与分析

2.1 微生物发酵及菜粕混合发酵甘蔗尾叶后营养价值的变化

从表 2 结果可见：粗蛋白,试验1组与对照组差异不显著,但较对照组提高29.77%。Ⅲ组较Ⅱ组显著提高45.08%。试验Ⅱ组、Ⅲ组较对照组分别提高75.04%、153.95%，试验Ⅲ组较试验1组提高95.70%，试验IV组较试验Ⅱ组提高78.65%，试验IV组较试验Ⅲ组提高33.94%。试验V组较试验IV组提高8.77%。

表2 微生物发酵及菜粕混合发酵甘蔗尾叶后营养价值的变化 (干物质基础%)

粗纤维，试验1组与对照组差异不显著。试验Ⅱ组、Ⅲ组较对照组分别降低9.27%、12.97%，试验Ⅲ组较试验1组降低13.07%，试验IV组较试验Ⅱ组降低9.15%，试验V组较试验Ⅲ组降低 9.40%。

酸性洗涤纤维，试验Ⅱ组与Ⅲ组差异不显著，但两组均显著低于试验1及对照组。试验IV、V组差异不显著，但两组均显著低于试验Ⅱ组、Ⅲ组。试验Ⅱ组、Ⅲ组较对照组分别降低9.27%、11.66%，试验Ⅲ组较试验1组降低7.72%，试验IV组较试验Ⅱ组降低8.97%，试验V组较试验Ⅲ组降低11.03%。

中性洗涤纤维，试验Ⅱ组与Ⅲ组差异不显著，但两组均显著低于试验1及对照组。试验IV、V组差异不显著，但两组均显著低于试验Ⅱ组、Ⅲ组。试验Ⅱ组、Ⅲ组较对照组分别降低9.18%、11.49%，试验Ⅲ组较试验1组降低8.53%，试验IV组较试验Ⅱ组降低9.95%，试验V组较试验Ⅲ组降低10.38%。

能量：所有组彼此之间差异不显著。

2.2 发酵甘蔗尾叶感官评定

青贮结束后，对本次研究的六组甘蔗尾叶青贮进行现场感官评定评分。六名感官评定工作人员每人一份感官评定总表并现场打分，综合后计算取每项平均分作为评分。从表3可见，经过40 d青贮后，总分排序：试验组Ⅲ>试验V组>试验组Ⅰ>试验IV组>试验组Ⅱ>对照组。评定结果：试验组Ⅰ、试验组Ⅲ、试验IV组和试验V组感官评定等级均为优，对照组和试验组Ⅱ的感官评定等级均为良好。

表3 发酵甘蔗尾叶感官评定

3 讨论

3.1 微生物发酵及菜粕混合发酵甘蔗尾叶后营养价值的变化

甘蔗尾叶自然青贮不会改变青贮后饲料营养价值，通过添加蛋白质和微生物青贮不仅能提高其营养价值，解决了甘蔗尾叶含蛋白不足，还可以降低纤维类物质，从而可能改善营养素的消化率，此外，pH值的下降更有利于青饲料的保存。本次试验中，添加3个梯度菜粕，生物制剂组与自然发酵组甘蔗尾叶青贮cp含量也随着逐渐增加，试验Ⅱ、Ⅲ、IV、V粗蛋白均高于对照组和试验Ⅰ组。试验Ⅱ组、Ⅲ组较对照组分别提高75.04%、153.95%，试验Ⅲ组较试验1组提高95.70%，试验IV组较试验Ⅱ组提高78.65%，试验IV组较试验Ⅲ组提高33.94%，说明添加生物制剂相较于添加生理盐水有利于增加青贮cp含量，其中试验组Ⅲ(添加菌液+10%菜粕)添加比例对提升青贮蛋白最为明显，甘蔗尾叶发酵后粗蛋白提高了153.95%。生物制剂组与自然发酵组甘蔗尾叶青贮各组纤维含量有所变化，粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维Ⅲ组较对照组分别降低12.97%，11.66%，11.49%。与余梅等[10]研究发现相似，甘蔗尾叶自然青贮并不会改变的其营养价值，通过添加微生物或尿素等可以提高其营养价值。甘蔗尾叶青贮过程中，通过微生物的生长发酵作用产生大量降解碳水化合物的酶类，不但有效降解青贮原料中半纤维素、木质纤维素和淀粉等大分子物质，且青贮饲料中CP含量相对增加，NDF和 ADF含量减少，改善了青贮饲料营养成分的相对含量。

pH的高低能够反映出青贮饲料中微生物的数量以及微生物活动的强弱，也反映出青贮饲料是否发酵优良。本次试验中，生物制剂组比自然发酵组甘蔗尾叶青贮的pH 值有所降低，生物制剂组的pH 值在3.85～3.97，自然发酵组pH 值在3.95～4.12,这与唐振华等[11]研究结果类似，植物乳杆菌等够增加甘蔗尾叶青贮乳酸含量，降低 pH。青贮发酵的主要作用是通过乳酸菌发酵产生乳酸、丙酸等挥发性脂肪酸，迅速降低其pH值，当 pH 值下降到 3. 8 ～4. 2 时，青贮中的所有微生物都将处于抑制状态，从而从而能够有效抑制其它有害微生物的生长，达到保留青饲料营养价值的目的。

3.2 甘蔗尾叶青贮饲料感官评定的分析

甘蔗尾叶青贮感官评定直接影响其利用的价值，笔者对甘蔗尾叶青贮的气味、色泽、质地、PH、水分感官指标进行了评定，生物制剂组的感官评定总分为76～78分；自然发酵组的感官评定总分均为69～73分。自然发酵组甘蔗尾叶青贮的感官评定总分低于生物制剂组总分，说明在不添加微生物发酵剂的情况下，受发酵环境等条件的限制，造成了甘蔗尾叶发酵缓慢，影响发酵效果。综合评价的结果，生物制剂组青贮优于自然发酵组，说明添加相关微生物制剂等有利于改善发酵甘蔗尾叶品质。