不同生产工艺对棉杆饲料营养价值的影响

杨　阳，张玉丹，任　航（.新疆红帆生物科技有限公司，新疆　库尔勒　8400；.哈尔滨市食品药品检验检测中心，哈尔滨　5005）

不同生产工艺对棉杆饲料营养价值的影响

杨阳1，张玉丹1，任航2
（1.新疆红帆生物科技有限公司，新疆库尔勒841100；2.哈尔滨市食品药品检验检测中心，哈尔滨150025）

摘要：试验通过生物发酵法和化学处理法分别对棉花秸秆进行生产加工，研究不同生产工艺对棉杆饲料营养价值的影响。试验表明，在生物发酵工艺条件下，饲料组3为最佳生产工艺。饲料成品中粗蛋白质含量为11.04%，粗纤维含量为32.68%，有效微生物菌群为14.20×108个·g(-1)，游离棉酚含量为287.19 mg·kg(-1)。在化学处理生产工艺条件下，以饲料组8为最佳生产工艺，饲料成品中粗蛋白质的含量为18.84%，粗纤维含量为27.53%，有效微生物菌群为0.10×108个·g(-1)，游离棉酚含量为129.13 mg·kg(-1)。

关键词：生物发酵；化学处理；棉花秸秆；生产工艺

我国新疆地区种植大量的棉花，每年将会产生大量的棉花秸秆，目前的主要处理方式就是焚烧，这不仅污染环境，而且浪费资源[1]。所以充分利用棉花秸秆资源发展养殖业是解决粗饲料资源不足的必由之路。棉花秸秆本身的粗蛋白质含量很低，但粗纤维含量却很高，且具有坚硬的细胞壁结构，纤维素和木质素结合紧密，将其作为粗饲料饲喂动物不仅适口性很差，动物的消化吸收率也非常低。当前国内外主要有3种方式处理秸秆资源，其中包括物理处理法、化学处理法及生物处理法。化学处理法中的氨化及碱化处理是目前应用最为广泛的方法，不仅可以降解秸秆中纤维素、木质素的含量，还可以提高秸秆的营养价值，秸秆经过氨化处理粗蛋白质含量可提高100%～150%，纤维素含量降低10%[2 ]。生物处理法就是在秸杆中加入适量的微生物活性菌群，经过一段时间发酵而成的新型蛋白饲料。微生物发酵法生产的秸秆饲料充分提高了秸秆饲料的营养，并且可以提高动物的消化率，尤其是反刍动物的消化吸收率[ 3 ]。这种生产工艺成本较低，但效益非常高。因此，这两种秸秆饲料生产方法都可以有效的降解棉杆中游离棉酚的含量，防止动物中毒死亡的发生[ 4 ]。无论是化学方法还是生物发酵方法处理棉杆都有各自的优点及缺点，如何平衡是当前亟需解决的问题。本试验旨在为反刍动物高效利用棉花秸秆营养成分提供理论依据。

1　试验材料

试验材料为新疆地区棉花秸秆（风干）、棉籽粕、豆粕、饲料添加剂、葡萄糖（分析纯）、饲用酵母菌粉（山东圣琪生物有限公司）、饲用乳酸菌粉（山东圣琪生物有限公司）、尿素（化学纯）、硫酸铵（分析纯）、氯化钠（食品级）、氧化钙（分析纯）。

2　试验方法

2.1棉花秸秆预处理及饲料

棉杆（风干）及棉粕利用粉碎机粉碎后，过40目筛备用。饲粮组成见表1。

表1　饲粮组成

2.2饲料生产工艺

本试验利用微生物发酵法和化学处理法生产饲料，其中微生物发酵法主要是发酵方式的不同，化学处理法主要是加入的化学试剂及用量不同。具体生产工艺设计见表2。

2.3测定方法

饲料中粗蛋白的测定参照GB/T 6432-1994饲料中粗蛋白（CP）测定方法；饲料中粗纤维的测定参照GB/T 6434-2006饲料中粗纤维（CF）测定方法；饲料中有效微生物菌群的测定参照GB/4789.15-2010食品中霉菌及酵母的检测和GB/4789.35-2010食品中乳酸菌的检测；饲料中游离棉酚含量的测定参照GB/T 5009.148-2003植物性食品游离棉酚的测定。

表2　饲料生产工艺

2.4统计分析

数据处理采用SPSS19.0统计分析软件进行单因素方差分析和LSD多重比较，结果均以“平均数±标准误”表示。

3　试验结果

不同生产工艺对饲料中各指标影响见表3、图1～4。

由表3和图1～4可知，各饲料组蛋白质含量与对照组1相比均有显著的提高（P<0.05），其中经过化学处理的饲料组蛋白质要高于微生物发酵处理饲料组，这是由于化学组添加了尿素和硫酸铵。其中蛋白质含量最高的是饲料组7，达到了21.27%，对照组1的蛋白质含量最低，为6.39%；各饲料组与对照组1相比，粗纤维的含量也显著降低（P<0.05），降低比例为3.99%～15.01%，其中饲料组8的粗纤维含量最低，为27.53%；有效菌落总数无明显的规律，其中利用微生物发酵的饲料组要明显高于对照组1和化学处理组，饲料组3要显著高于其他组别（P<0.05），有效菌落总数达到了14.20×108个·g-1，化学处理的饲料组有效菌落低的原因可能是添加的化学试剂不适宜有效菌群的生存；经过微生物发酵和化学处理，各饲料组与对照组1相比，游离棉酚含量要显著降低（P<0.05），其中饲料组3效果最差，与对照组相比游离棉酚含量降低了121.81 mg·kg-1，差异显著（P< 0.05），饲料组8效果最好，与对照组相比游离棉酚含量降低了279.87 mg·kg-1，差异显著（P<0.05）。）

图1　不同生产工艺对饲料中粗蛋白的影响

图2　不同生产工艺对饲料中粗纤维的影响

图3　不同生产工艺对饲料中有效微生物菌群的影响

图4　不同生产工艺对饲料中游离棉酚含量的影响

表3　不同生产工艺对饲料中各指标影响

4　讨论

微生物发酵是目前应用比较广泛的秸秆饲料处理方法，被认为是安全性高、效果较好的生物方法之一[ 5-8 ]。这种方法不仅可以提高饲料蛋白质含量，降低粗纤维含量，还可以降低棉杆中的游离棉酚含量。降低游离棉酚的原理是微生物菌落可以分泌降解棉酚类物质的酶类，该酶类可降低植物中的游离棉酚含量。哈丽代·热河木江等研究表明，食用担子菌香菇和平菇接种培养60 d后，棉酚脱毒率分别达到44%、51%，接种平菇的脱毒效果优于香菇[ 9 ]。王修俊等研究表明，采用有效微生物菌群发酵玉米秸秆，在含水量55%、30℃条件下发酵96 h，可使玉米秸秆中的粗蛋白质含量提高3%，粗纤维水解率可达到7.80%。本试验结果表明，试验2～6组采用酵母菌粉和乳酸菌粉进行发酵，结果表明，各饲料组的粗蛋白质含量均得到不同程度的提高，粗纤维和游离棉酚含量均得到不同程度的降低，其中以饲料组3各指标含量效果最佳[10]。

化学处理法也是目前处理秸秆的有效方法之一。这种方法成本较低，较容易在生产实践中应用[11-13]。化学处理秸秆较为常用的就是氨化法和碱化法，这两种方法较容易操作，且效果好[14]。历磊等研究表明花生藤经过氢氧化钙和尿素的处理后可大幅增加其中的粗蛋白质含量，降低粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和木质素的含量，与对照组相比，各处理组的粗蛋白质含量增加幅度在23.29%～68.84%，各处理组中性洗涤纤维含量降幅在3.31%～8.71%，酸性洗涤纤维降幅在7.62%～ 15.68%，差异极显著（P<0.01）[10]。本试验结果表明，试验7～9组采用化学方法处理棉杆，结果表明各饲料组的粗蛋白质含量均得到不同程度的提高，粗纤维和游离棉酚含量均得到不同程度的降低，其中以饲料组8各指标含量效果最佳。

5　结论

本试验2～6组采用生物发酵法生产饲料，7～9组采用化学处理法生产饲料。生物发酵饲料组中以饲料组3综合效果最佳，经过发酵处理后可显著增加CP和有效微生物菌群的含量（P<0.05），显著降低CF和游离棉酚的含量（P<0.05）。化学处理饲料组以饲料组8综合效果最佳，经过化学处理可显著增加CP含量（P<0.05），显著降低CF和游离棉酚含量（P<0.05），但有效微生物菌群几乎全部死亡。化学处理组的饲料粗蛋白质含量要显著高于生物处理组（P<0.05），粗纤维含量也显著低于生物处理组（P<0.05），但生物处理组的有效微生物菌群数量要显著高于化学处理组（P<0.05）。综合试验结果和实际生产情况，饲料组3和饲料组8都可以作为棉杆饲料的生产工艺流程。

[参考文献]

[ 1 ]杨连玉,张国梁,等.玉米秸秆利用途径及其在农业生态系统中的综合利用对策[J].饲料工业, 2005, 26（23）: 42-43.

[ 2 ]陈继富,赵海云.整体秸秆氨化饲料的技术效果与区域适应性研究[J].养殖与饲料, 2006（1）: 17-20.

[ 3 ]马一.玉米秸秆微生物发酵饲料及喂猪试验效果[J].河南农业科学, 1998（4）: 31-31.

[ 4 ]热沙来提汗·买买提,买买提明·阿不力米提,哈丽代·热合木江,等.食用担子菌接种对棉花秸秆消化性改善效果研究[J].新疆农业科学, 2012, 48（10）: 1 914-1 949.

[ 5 ]韩彦艳,杜军华,刁治民.微生物技术在秸秆饲料中的应用[J].青海草业, 2011, 20（3）: 22-28, 32.

[ 6 ]饶辉.国内外秸秆类微生物发酵饲料的研究及应用进展[J].安徽农业科学杂志, 2009（1）: 159-161, 179.

[ 7 ]杨永明,卢德勋,卢媛.微生物发酵秸秆饲料的研究现状及展望[J].饲料工业, 2002（2）: 14-18.

[ 8 ]陈翠微,刘长江,郭文洁,等.微生物发酵农作物秸秆生产蛋白饲料的研究与应用[J].微生物学通报, 2000（4）: 291-293.

[ 9 ]哈丽代·热合木江,热沙来提汗·买买提,买买提明·阿不力米提,等.棉花秸秆中棉酚脱毒比较研究[J].新疆农业科学, 2013, 50（7）: 1 304-1 309.

[10]王修俊,邓婉婷,刘颖.有效微生物群发酵玉米秸秆的工艺条件研究[J].中国酿造, 2008, 188（11）: 47-48.

[11]杨致玲,张栓林.不同化学方法处理对秸秆营养成分的影响[J].饲料与畜牧, 1999（2）: 25-26.

[12]陈翠微,刘长江,郭文洁,等.秸秆热化学液化工艺和机理的研究[J].微生物学通报, 2000（4）: 291-293

[13]常娟,卢敏,尹清强,等.秸秆资源预处理研究进展[J].中国农学通报, 2012（11）: 1-8.

[14]毛华明.作物秸秆化学处理方法的演变与发展[J].云南畜牧兽医, 1995（1）: 29-30.

[15]历磊.提高花生藤营养价值的调制技术的研究[D].武汉:华中农业大学, 2012.

Influence on the Nutritive Value of Cotton Stalk Feed with Different Production Process

YANG Yang1, ZHANG Yudan1, REN Hang2
（1. Sinkiang Tomato Red Biological Science and Technology Co., Ltd., Korla 841100, Sinkiang China；2. Harbin Experimental Center for Drug and Food, Harbin 150025, China）

Abstract:To study influence on the nutritive value of cotton stalk feed with different production process, the pro⁃duction and processing of cotton stalk was carried out by the method of biological fermentation and chemical treat⁃ment. The results showed that group 3 was the best production technology under the fermentation process conditions, and the crude protein content of finished product was 11.04%, the crude fiber content was 32.68%, the effective micro⁃organisms content was 14.20×108个·g(-1), the free gossypol content was 287.19 mg·kg(-1). Under chemical production process conditions, the group 8 was the best production processes. The crude protein of finished product content was 18.84%, the crude fiber content was 27.53%, the effective microorganisms content was0.10×108个·g(-1), the free gossy⁃pol content was129.13mg·kg(-1).

Key words:biological fermentation; chemical treatment; cotton stalk; production process

作者简介：杨阳（1987-），男，黑龙江加格达奇人，硕士，助理工程师，主要从事谷物饲料开发与利用。

收稿日期：2015-08-10

中图分类号：S816.5；S816.15

文献标志码：A

文章编号：1001-0084（2015）09-0001-04