菌種對(duì)玉米秸稈發(fā)酵飼料中成分及酶活性的影響

彭 蕊朱冰清 王 媛

（1衡水學(xué)院生命科學(xué)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）

我國(guó)每年玉米秸稈產(chǎn)量達(dá)2億t，約43%用作畜牧飼料，絕大多數(shù)則被燃燒或丟棄，造成巨大的環(huán)境污染和浪費(fèi)[1]。秸稈飼料化不僅改善環(huán)境，而且能緩解人畜爭(zhēng)糧局面。秸稈飼料化主要利用物理、化學(xué)和生物手段進(jìn)行微酵法處理，具有簡(jiǎn)單環(huán)保、保存時(shí)長(zhǎng)、適口性和免疫性能得到提高等特點(diǎn)，是真正的綠色飼料[2]。

本文探究了不同滅菌方式下，不同微生物對(duì)玉米秸稈固態(tài)發(fā)酵飼料中成分的影響，以期為玉米秸稈飼料化技術(shù)提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材料。原料：隨機(jī)選取秋季衡水地區(qū)田地中玉米秸稈；菌種：酵母菌、黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢桿菌；儀器：臺(tái)式連續(xù)粉碎機(jī)、高壓蒸汽滅菌鍋、石墨消解爐、凱氏定氮儀。

1.2 方法。玉米秸稈洗凈、烘干、粉碎后過(guò)40目篩，與豆粕、尿素按17∶2∶1拌料制成干混料，分滅菌(121℃滅菌30 min)與自然發(fā)酵兩組處理。干料與無(wú)菌水1∶2混合制發(fā)酵原料?；罨N、培養(yǎng)并制菌懸液，最終得5.1×109CFU/ml、1.25×109個(gè)/ml酵母菌、枯草芽孢桿菌懸液，孢子數(shù)為1.31×109CFU/ml、1.22×109CFU/ml的黑曲霉、米曲霉懸液。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。①加單菌(酵母菌、米曲霉、黑曲霉或枯草芽孢桿菌)，5 ml，3個(gè)重復(fù)。②加4種菌，各1.25 ml，3個(gè)重復(fù)。③空白對(duì)照，3個(gè)重復(fù)。培養(yǎng)箱35℃培養(yǎng)。0 d、5 d、10 d、15 d時(shí)用凱氏定氮法檢測(cè)粗蛋白含量，酸性洗滌劑法測(cè)粗纖維含量，DNS法測(cè)還原糖含量，計(jì)算纖維素酶活力。

2 結(jié)果與分析

2.1 粗蛋白含量。發(fā)酵前粗蛋白含量為10.04%，發(fā)酵后含量如表1、表2所示。由表1和表2可知：發(fā)酵后粗蛋白含量增加。菌種對(duì)飼料有顯著影響，其中混菌＞黑曲霉＞米曲霉＞枯草芽孢桿菌＞酵母菌。無(wú)論是否滅菌，混菌最優(yōu)。自然發(fā)酵第5 d、10 d、15 d分別增長(zhǎng)134.66%、167.13%、183.27%，滅菌下增長(zhǎng)210.86%、281.67%、296.91%，滅菌效果更好。

2.2 粗纖維含量。發(fā)酵前粗纖維素含量為66.28%，發(fā)酵后含量如表3、表4所示。由表3和表4可知：發(fā)酵后粗纖維含量降低。菌種降低程度為混菌＞黑曲霉＞米曲霉＞枯草芽孢桿菌＞酵母菌?；炀鷥?yōu)于單個(gè)菌種。滅菌條件發(fā)酵效果較不滅菌好。

表1 自然條件下產(chǎn)物中粗蛋白含量及增率 (單位：%)

表2 滅菌條件下產(chǎn)物中粗蛋白含量及增率 (單位：%)

表3 自然條件下產(chǎn)物中粗纖維含量 (單位：%)

表4 滅菌條件下產(chǎn)物中粗纖維含量 (單位：%)

2.3 纖維素酶活力。發(fā)酵前纖維素酶活力為7 U/g，發(fā)酵后如表5、表6所示。結(jié)果顯示：菌種發(fā)酵可提高飼料中酶活性，菌種影響由高到低為混菌、黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢桿菌、酵母菌?；炀鷮?duì)發(fā)酵最有利，滅菌優(yōu)于自然發(fā)酵。

表5 自然條件下產(chǎn)物中纖維素酶活力 (單位：%)

表6 滅菌條件下產(chǎn)物中纖維素酶活力 (單位：%)

3 討論

玉米秸稈蛋白含量低，作飼料還需添加豆粕等蛋白飼料，粗纖維含量高，反芻動(dòng)物雖能借瘤胃利用，但消化率低。經(jīng)發(fā)酵的玉米秸稈，粗纖維含量顯著降低，蛋白質(zhì)顯著增加，能大大提高動(dòng)物利用率。同時(shí)，飼料中氨基酸、維生素等成分更加豐富，可提高牲畜免疫力[3]。

結(jié)果表明，多菌混合接種更有利于優(yōu)質(zhì)飼料形成。究其原因，可能與微生物分別含有不同酶系有關(guān)。多種酶相互作用使秸稈中纖維素、半纖維素等成分充分酶解。滅菌后發(fā)酵優(yōu)于自然發(fā)酵，這可能是由于無(wú)雜菌污染，接種的微生物迅速形成了優(yōu)勢(shì)菌[4]。隨時(shí)間延長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵15 d時(shí)效果較好，這應(yīng)該與菌種迅速增加、酶系作用逐漸增強(qiáng)有關(guān)。生產(chǎn)實(shí)踐中溫度等條件往往不穩(wěn)定，發(fā)酵最佳時(shí)間需進(jìn)一步探究。

[1]韓明鵬，高永革，王成章，等.玉米秸稈發(fā)酵飼料的研究進(jìn)展 [J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010(2)：242～245.

[2]李智明.復(fù)合菌種發(fā)酵秸稈生產(chǎn)蛋白飼料 [D].成都：成都理工大學(xué)，2006.

[3]劉金海.黑曲霉菌在生物發(fā)酵飼料上的應(yīng)用及其產(chǎn)品對(duì)動(dòng)物抗病力的影響 [D].長(zhǎng)春吉林大學(xué)，2012.

[4]周芳.馬鈴薯渣發(fā)酵蛋白飼料的研究 [D].烏魯木齊：新疆大學(xué)，2015.