高旭紅 竇林敏 李佳騰 陳 磊 張恩平*
(1.西北農林科技大學動物科技學院,楊凌 712100;2.陜西國人菌業(yè)科技產業(yè)園有限公司,寶雞 721000)
飼料原料的匱乏和其成本問題一直是制約養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要因素,而且近年來越演越烈[1]。因此,盡快開發(fā)新型飼料資源迫在眉睫。我國作為食用菌生產大國,每年會生產上百萬噸的食用菌,與此同時會產生大約2.5倍于食用菌產量的菌糠。據不完全統(tǒng)計,2016年全國食用菌總產量已達2.57×107t,菌糠全年產量約6.43×107t。但由于菌類生產企業(yè)缺乏對菌糠資源再利用的意識和相關技術,通常將菌糠作為廢棄物丟棄或焚燒,既浪費了資源又造成環(huán)境污染。因此,開發(fā)合理利用菌糠資源的相關技術,特別是研發(fā)菌糠飼料化利用技術具有重要的生態(tài)意義和廣闊的市場前景。
菌糠飼料是以中上等品質的菌糠為主要原料,經過適當的生物處理和機械加工后制成的畜禽飼糧。諸多研究表明,在反芻動物飼糧中添加菌糠飼料飼喂后的經濟效益高于一些常規(guī)飼料(玉米秸稈[2]、玉米[3]、干稻草[4]、苜蓿干草[5]、小麥秸稈[6]、玉米芯[7])。但由于菌糠的成分主要由木屑、棉籽殼、玉米芯、農業(yè)秸稈等高纖維原料組成,導致其適口性差、消化率低,成為阻礙菌糠進一步利用的障礙[8]。而微生物發(fā)酵的飼料調制方式有效解決了這一問題,利用酶的生物催化功能降解杏鮑菇菌糠的纖維素和半纖維素成分,提高菌糠的柔軟性和膨脹度,產生易于反芻動物消化吸收的糖類、氨基酸、維生素等營養(yǎng)物質,以提高杏鮑菇菌糠的飼用性[9-10]。
杏鮑菇菌糠的飼料化應用有很大的潛力,其蛋白質含量和氨基酸組成與玉米接近,粗纖維含量又與粗飼料接近,是一種優(yōu)良的“中性”飼料。作為廉價、易開發(fā)的非常規(guī)飼料,菌糠不受季節(jié)影響全年均可供應。因此,本試驗使用EM原液對杏鮑菇菌糠與豆粕、麩皮復合基質進行發(fā)酵,以解決菌糠飼料適口性差、纖維含量高的問題;并以不同添加量的發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料配制馬頭山羊飼糧,研究發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料對馬頭山羊生產性能的影響,為開發(fā)反芻動物飼料資源,高效利用菌糠提供技術支持。
杏鮑菇菌糠由陜西國人菌業(yè)產業(yè)科技園有限公司提供,主要原料為玉米芯等。麩皮、豆粕、食鹽和紅糖均購自陜西省楊凌市某市場。發(fā)酵原料營養(yǎng)水平見表1。發(fā)酵劑使用市售某品牌有效微生物群(EM)原液(內含乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、放線菌和光合細菌,活菌數均≥1×107CFU/mL)。
表1 發(fā)酵原料營養(yǎng)水平
實測值 Measured values。
1.2.1 試驗1——杏鮑菇菌糠發(fā)酵試驗
麩皮和豆粕占發(fā)酵基質的干物質比例分別為4%和4%、4%和2%、2%和4%、2%和2%;使用EM原液為發(fā)酵劑,接種量為0.16%(干物質基礎)。將發(fā)酵原料與EM發(fā)酵液在飼料攪拌器中混合均勻并將含水量調節(jié)至30%左右裝袋密封,每袋裝1 kg,每個處理3個重復,常溫[(30±2) ℃]下發(fā)酵12 d,開袋取樣,評定發(fā)酵品質,選出最優(yōu)發(fā)酵基質組合用于生產發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料,利用其配制飼糧進行山羊飼養(yǎng)試驗。
1.2.2 試驗2——飼養(yǎng)試驗
飼養(yǎng)試驗于2017年4月23日—2017年6月6日在陜西省寶雞市裕隆生態(tài)養(yǎng)殖專業(yè)合作社進行。整個試驗期為45 d,包括5 d預試期和40 d正試期。選用體重為(27.98±4.95) kg的馬頭山羊(羯羊)60只,按同質原則隨機分為5組,包括3個試驗組和2個對照組,每組3個重復,每個重復4只羊。
試驗飼糧參照《肉羊飼養(yǎng)標準》NY/T 816—2004配制。在保證各組飼糧粗蛋白質和能量水平一致的情況下,試驗組飼糧使用發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料做原料,各組飼糧中比例分別為30%、45%、60%;對照組使用未發(fā)酵杏鮑菇菌糠做原料,各組飼糧中比例分別為30%和60%。試驗飼糧制成全混合顆粒料飼喂。試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表2。
試驗開始前給試驗羊編號、驅蟲和防疫,并清理消毒圈舍。試驗羊實行全舍飼飼養(yǎng),飼養(yǎng)管理條件相同,按重復分欄飼喂。每日08:00及17:00各投料1次,自由采食,自動飲水器飲水。次日飼喂前清掃料槽并稱量前1天剩余飼料,統(tǒng)計采食量。
表2 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)
1)每千克預混料含 One kg of premix contained the following:VA 250 000 IU,VD 50 000 IU,VE 125 IU,VB3500 mg,VB912 mg,P 18 g,Mg 2 g,Mn 1.5 g,Zn 2 g,Cu 250 mg,I 50 mg,Co 15 mg。
2)消化能和代謝能為計算值,其余均為實測值。DE and ME were calculated values, while the others were measured values.
1.3.1 發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的發(fā)酵品質評定
1.3.1.1 感官評定
參考青貯飼料品質評定的方法,分別從色澤、氣味、松軟程度等對發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料進行感官評定[11]。
1.3.1.2 發(fā)酵特性及營養(yǎng)成分分析
取3 g發(fā)酵飼料鮮樣,加入30 mL去離子水浸提40 min后用酸度計測定pH;取發(fā)酵飼料鮮樣用羥基聯(lián)苯比色法測定乳酸(lactic acid,LA)含量[12-13];干物質回收率(dry matter recovery,DMR)和氣體損失率(gas loss rate,GL),計算公式如下:
DMR(%)=(發(fā)酵后樣品質量×發(fā)酵后
樣品干物質含量)/(發(fā)酵前樣品
質量×發(fā)酵前樣品干物質含量)×100;GL(%)=(發(fā)酵后樣品質量-發(fā)酵后樣品
質量)/(發(fā)酵前樣品質量×
發(fā)酵前樣品干物質含量)×100。
發(fā)酵結束后將樣品置于鼓風干燥烘箱,65 ℃烘干至恒重,經24 h充分回潮后粉碎過40目篩,裝袋備用。干物質含量通過使用冠亞水分測定儀測出水分后計算得到;粗纖維含量按照GB/T 6434—1994測定;酸性洗滌纖維含量按照NY/T 1459—2007測定;中性洗滌纖維含量按照GB/T 20806—2006測定;半纖維素含量由中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維含量的差值計算得到;粗灰分(Ash)含量按照GB/T 6438—2007測定;粗蛋白質含量按照GB/T 6432—1994測定;可溶性碳水化合物含量采用硫酸-蒽酮比色法[14]測定;有機物含量由干物質和粗灰分的差值計算得到。
1.3.1.3 黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)的測定
黃曲霉毒素B1含量使用美國Beacon公司生產的黃曲霉毒素B1酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)快速檢測試劑盒檢測,方法按照產品說明書,使用儀器為美國熱電公司生產的Multiskan-FC型酶標儀。
1.3.2 山羊生產性能的測定
體增重:正試期第1天和最后1天早晨空腹分別稱取始重和末重,二者之差為體增重;平均日增重:體增重與試驗天數之比;料重比:干物質采食量與體增重之比;增重飼料成本:試驗期料重比與每千克飼料價格的乘積。
試驗數據采用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析,用Duncan氏法進行多重比較,以P<0.05為差異顯著性標準。
發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料均呈暗黃色,而未發(fā)酵的菌糠顏色發(fā)白。發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料均無霉變情況發(fā)生,質地松散,無黏手現象,有濃郁的酒香味和乳酸香味。
由表3可知,豆粕和麩皮添加比例對發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的pH影響不顯著(P>0.05)。麩皮和豆粕添加比例分別為4%和4%、2%和2%時,發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的DMR顯著高于其他組2組(P<0.05);麩皮和豆粕添加比例分別為4%和2%時,發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的GL顯著高于其他組(P<0.05);麩皮和豆粕添加比例分別為4%和4%、2%和4%時,發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的乳酸含量顯著高于麩皮和豆粕添加比例為2%和2%時(P<0.05)。
麩皮和豆粕添加比例分別為4%和4%、4%和2%時,發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的粗纖維、中性洗滌纖維及酸性洗滌纖維含量顯著低于其他組(P<0.05);麩皮和豆粕添加比例分別為2%和2%時,半纖維素量顯著低于其他組(P<0.05);麩皮和豆粕添加比例分別為4%和2%、2%和2%時,粗灰分含量顯著高于其他組(P<0.05);麩皮和豆粕添加比例分別為4%和4%、2%和4%時,粗蛋白質含量顯著高于其他2組(P<0.05);麩皮和豆粕添加比例分別為2%和4%時,有機物含量顯著高于其他組(P<0.05);麩皮和豆粕添加比例分別為2%和4%、2%和2%時,可溶性碳水化合物含量顯著高于其他2組(P<0.05)。
由表4可知,發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料黃曲霉毒素B1的含量均在國家《飼料衛(wèi)生標準》GB 13078—2017的要求范圍(10~20 μg/kg)內。麩皮和豆粕的添加比例對黃曲霉毒素B1的含量影響不顯著(P>0.05)。
綜合考慮,豆粕和麩皮添加比例為4%和2%的發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料發(fā)酵品質最佳,且黃曲霉毒素B1含量較低,因此選擇此配方和發(fā)酵工藝進行生產發(fā)酵,并制作飼糧用于開展山羊飼喂效果的研究。
由表5可知,各組山羊的生產性能差異均不顯著(P>0.05);但隨著發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料添加比例的增加,試驗羊的體增重及平均日增重有減少的趨勢,料重比有增加的趨勢。30%發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料添加組的體增重、平均日增重及干物質采食量上均高于30%未發(fā)酵杏鮑菇菌糠添加組,料重比低于30%未發(fā)酵杏鮑菇菌糠添加組,差異均不顯著(P>0.05),飼料成本也差異不顯著(P>0.05);60%發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料添加組的體增重、平均日增重及干物質采食量上均低于60%未發(fā)酵杏鮑菇菌糠添加組,料重比高于60%未發(fā)酵杏鮑菇菌糠添加組,差異均不顯著(P>0.05),飼料成本也差異不顯著(P>0.05)。
綜合考慮,在飼糧中添加30%的發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料能夠獲得較好的飼喂效果。
表3 發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的發(fā)酵特性及營養(yǎng)成分
同行數據肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。
In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.
表4 發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的黃曲霉毒素B1含量
表5 發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料對山羊生產性能的影響
食用菌菌糠是食用菌生產后廢棄的固體培養(yǎng)基,又稱菌渣,是由菌絲體和棉籽殼、木屑、秸稈等農業(yè)廢料組成的復合物,其有機質含量高,各種養(yǎng)分齊全[15]。通過酶解作用等生物轉化過程,菌糠的風味和營養(yǎng)價值比發(fā)酵前有所提高[16]。現階段已有一些關于菌糠飼料發(fā)酵工藝的研究。班雯婷等[17]分別用枯草芽孢桿菌和產朊假絲酵母發(fā)酵靈芝菌糠,發(fā)現菌糠中木質纖維素的降解率達47.20%,粗蛋白質含量由6.12%增加至13.84%;李志濤等[18]得到提高發(fā)酵白靈菇菌糠粗蛋白質的最佳條件為:酵母菌、乳酸菌添加比例為1∶3,菌液添加量為3%,35 ℃下發(fā)酵15 d;徐淏等[19]以88%的杏鮑菇菌糠、2%的尿素、10%的麩皮為發(fā)酵基質組成,在料水比1∶2、溫度28 ℃、pH自然的條件下,先后接種靈芝和釀酒酵母發(fā)酵11 d,菌糠飼料的真蛋白質和粗多糖含量分別比接種前提高了68.54%和132.12%;李振等[20]研究表明,菌糠∶玉米粉為90∶10,乳酸菌∶酵母菌為1∶3、發(fā)酵溫度為28 ℃時菌糠飼料的粗蛋白質含量達到18.24%。
本試驗結果表明,豆粕和麩皮添加比例分別為4%和2%的發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料發(fā)酵品質最佳,且黃曲霉毒素B1含量較低;發(fā)酵后與發(fā)酵前相比粗纖維含量降低了8.78%,中性洗滌纖維含量降低了11.56%,酸性洗滌纖維含量降低了18.88%,粗蛋白質含量提高了19.32%,粗灰分含量提高了8.29%,黃曲霉毒素B1含量低至3.03 μg/kg。菌糠經過杏鮑菇的出菇過程已消耗了發(fā)酵基質中的一部分碳源和氮源,在制作發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料時添加適當比例的豆粕和麩皮補充消耗的營養(yǎng)物質,利于EM原液中的微生物更好地生長,加快菌種的生長速度和發(fā)酵進程[21]。發(fā)酵過程中有酵母菌、乳酸菌、芽孢桿菌等多種活菌及其代謝產物,使菌糠飼料味道醇香濃郁,適口性好[22],產生的乳酸可抑制有害菌的生長,減少黃曲霉生長的可能性,有效地抑制黃曲霉毒素B1的產生。
菌糠由于其原料組成中含有木屑、玉米芯等纖維素和木質素含量高的物質,使得其適口性差,導致動物采食量減少而影響生產性能。通過EM原液發(fā)酵,能改杏鮑菇菌糠的風味,降低纖維硬度,從而增強山羊食欲,提高生產力。目前,已有一些報道研究飼糧中添加菌糠飼料對育肥羊生產性能的影響,但其最適的添加比例各有不同。程云輝等[23]在波雜山羊飼糧中添加20%的杏鮑菇菌糠可使每只羊的收益增加3.3元。Fazaeli等[24]在肉羊飼糧中飼喂20%以下的麥秸菌糠,平均日增重和干物質采食量均差異不顯著,且不影響消化率。李大軍等[3]用5%~15%平菇菌糠替代育成綿羊精補料中的玉米,增重和綜合經濟效益最佳。李新等[25]在波爾山羊飼糧中添加20%的杏鮑菇菌糠可提高羊肉品質。郭萬正等[26-27]在波爾山羊羔羊飼糧中添加12%~20%的發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料,平均日增重可達到122~137 g/d,添加10%的金針菇菌糠,增重效果和經濟效益最佳。陸亞珍等[28]研究表明,在波雜山羊育肥期發(fā)酵菌糠的適宜添加比例為50%。
本試驗用發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料與未發(fā)酵杏鮑菇菌糠配制飼糧飼喂馬頭山羊,結果表明雖然各組增重效果差異不顯著,但隨著發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料添加比例的增加試驗羊的生產性能下降,說明其在山羊飼糧中的占比不宜太高;在最適添加比例(30%)時,飼喂發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的平均日增重和體增重均高于飼喂未發(fā)酵杏鮑菇菌糠,料重比低于飼喂未發(fā)酵杏鮑菇菌糠。這與劉志芳等[6]、郭萬正等[29]的研究結果一致。原因一是利用益生菌對杏鮑菇菌糠進行發(fā)酵后,礦物質元素轉化率提高,與菌體內的蛋白質、氨基酸、多糖等結合,大部分以有機態(tài)存在,易于吸收,有較高的利用率和生物學活性[30-31];二是微生物發(fā)酵飼料中的有益菌群能在動物消化道繁衍,產生多種消化酶,增強山羊對纖維等大分子物質的降解作用,同時誘導動物機體內源消化酶的分泌,從而使發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的轉化率提高[32]。山羊對發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料表觀消化率的影響將另文報道。
①使用EM原液,添加4%豆粕和2%麩皮混和發(fā)酵,可提升發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料的發(fā)酵品質。
② 山羊飼糧中添加30%發(fā)酵杏鮑菇菌糠飼料可取得較好的飼喂效果。
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