饲料发酵对饲料、猪粪中微量元素形态及粪臭素的影响

盛清凯　战余铭　李会荣　孟宪利　赵红波

摘要：为促进种养结合，在母猪全价配合饲料中添加乳酸菌及枯草芽孢杆菌厌氧发酵，研究饲料发酵对饲料、猪粪中铜、铁、锌、锰的化学形态及粪中粪臭素含量的影响。结果表明：和未发酵饲料相比，发酵饲料和猪粪中醋酸提取态的铜、铁、锌、锰含量均显著或极显著增加，还原态的铜、铁含量显著增加，氧化态的铜、铁含量显著或极显著减少，残渣态的铜含量无明显变化；饲料pH值显著降低，猪粪pH值显著升高；猪粪粪臭素浓度极显著降低；乳酸菌含量和淀粉酶、纤维素酶活性极显著或显著增加。表明饲料发酵改变了饲料和猪粪中铜、铁、锌、锰的化学形态，减少了猪粪臭味。

关键词：饲料发酵；猪粪；微量元素形态；粪臭素

中图分类号：S828.15 文献标识号：A 文章编号：1001—4942（2016）03—0106—04

2013年农业部《饲料原料目录》中将发酵定义为应用酵母、霉菌或细菌在受控制的有氧或厌氧条件下，增殖菌体、分解底物或形成特定代谢产物的过程。饲料发酵过程中外源益生菌不断扩繁，饲料中粗纤维、蛋白质等物质降解，动物生产性能得到提高。饲料中铜等微量元素分为有机元素和无机元素，其产品形式影响着动物的生产性能。粪便中铜、铁等微量元素的形态分为醋酸提取态、还原态、氧化态和残渣态，不同形态影响着粪肥的生物有效性。饲料和粪中铜等微量元素形态的统一，有助于种养结合。粪臭素是一种重要的粪便恶臭物质，其不但降低猪肉品质，而且污染环境。饲料发酵提高了猪的生产性能，有助于减少猪粪发酵液中的粪臭素，但对饲料和猪粪中铜、铁等微量元素及猪粪中粪臭素的影响尚不清楚。本试验研究饲料发酵对饲料、猪粪中铜、铁、锌、锰元素的形态及粪中粪臭素的影响，为环保养殖提供参考。

1材料与方法

1.1试验动物和材料

体况相近、产子数相近、产3胎的经产大×长二元健康、妊娠1天的母猪20头，由临邑绿叶种猪场提供。母猪全价配合饲料配方为玉米67%，豆粕21%，麸皮5%，鱼粉3%，预混料4%。预混料由山东邦基饲料公司生产，预混料中铜、铁、锌、锰的含量分别为400、6200、1650、1340 mg/kg，其产品形式为有机元素。全价配合饲料中其他饲料原料从市场购买。枯草芽孢杆菌和乳酸菌含量均为1×10⁰cfu/g，皆由山东省农业科学院畜牧兽医研究所提供。

1.2试验设计

将20头母猪随机分为对照组和试验组，每组10个重复，每个重复1头母猪，单栏饲养。对照组饲喂未发酵饲料，试验组饲喂发酵饲料。对照组未发酵饲料为在全价配合饲料中添加枯草芽孢杆菌和乳酸菌，不进行发酵。试验组发酵饲料的制作方法为在全价配合饲料中添加枯草芽孢杆菌和乳酸菌各0.5 kg/t，然后进行塑料袋厌氧发酵。发酵成熟后于母猪妊娠第1日开始饲喂。试验猪由专人饲喂，自由饮水。每天观察记录天气、采食、健康等状况。

1.3采样

生猪妊娠第85日早7：00空腹采集猪粪便10份，猪排泄时立即收集，低温厌氧贮存，带回实验室进行分析。同日从代表性位点的饲料袋中无菌采集未发酵饲料和发酵饲料各10份，每份500g，低温厌氧贮存带回实验室进行分析。

1.4检测指标及方法

饲料和粪便中不同形态铜、铁、锌、锰含量的测定：采用改进的欧共体标准司提出的BCR四步提取法分离各元素，由农业部饲料检测中心（济南）采用原子吸收分光光度计法测定各元素醋酸提取态（可交换态及碳酸盐结合态）、还原态（Fe/Mn氧化物结合态）、氧化态（有机物及硫化物结合态）、残渣态的含量，各种微量元素不同形态的含量之和为100%，据此计算不同元素各种形态所占比例。

饲料和粪便中淀粉酶、中性蛋白酶、脲酶、纤维素酶及pH值的测定：将样品与水按重量比1：6比例稀释，0.45μm过滤，取滤液按照试剂盒说明测定各种酶活，同时测定滤液pH值。试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

粪便中粪臭素含量的测定：取2 g粪便，按重量比1：9加入甲醇后低温手工匀浆，取浆液由农业部食品质量检测中心采用HPLC法进行粪臭素测定。

乳酸菌、大肠杆菌含量采用平板计数法进行测定。

1.5数据处理

采用SAS（V9.1）软件对所有数据进行处理，采用t-test进行t检验，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。数据结果用平均数±标准差表示。

2结果与分析

2.1发酵对饲料中微量元素形态的影响

由表1可知，和未发酵饲料相比，发酵后饲料中铜和铁醋酸提取态、还原态含量显著增加（P<0.05），氧化态含量极显著减少（P<0.01），铜残渣态含量增加，但差异不显著，铁残渣态显著减少。发酵后锌和锰醋酸提取态含量均显著增加（P<0.05），锌还原态和锰氧化态含量显著减少（P<0.05）。表明，发酵改变了饲料中微量元素的形态。

2.2发酵对猪粪中微量元素形态的影响

由表2可知，发酵后猪粪中铜醋酸提取态、还原态含量增加，氧化态含量减少，均差异显著（P<0.05），残渣态无显著变化；铁铜醋酸提取态含量增加，氧化态含量减少，差异极显著（P<0.01），还原态含量增加，差异显著（P<0.05）；锌、锰的醋酸提取态含量显著增加（P<0.05），氧化态极显著减少（P<0.01），还原态无显著变化（P>0.05）。表明，发酵改变了猪粪中微量元素的形态。

2.3发酵对饲料和猪粪菌群及粪臭素的影响

由表3可知，饲料发酵可极显著升高饲料和猪粪中乳酸菌含量，降低大肠杆菌含量（P<0.01）。发酵后猪粪中粪臭素含量极显著降低（P<0.01），下降36.84%。发酵后饲料pH值显著降低，而猪粪pH值显著升高（P<0.05）。

2.4发酵对饲料和猪粪中酶活的影响

由表4可知，发酵极显著提高了饲料中淀粉酶和纤维素酶的活性（P<0.01），显著提高了饲料中蛋白酶和脲酶的活性（P<0.05）。发酵后猪粪中淀粉酶和纤维素酶的活性显著提高（P<0.05），但蛋白酶和脲酶无显著变化。

3结论与讨论

本试验中发酵改变了饲料中铜、铁、锌、锰的化学形态，这与本试验发酵后pH值降低及乳酸菌、淀粉酶、蛋白酶活性增加相对应。饲料中铜、铁、锌、锰元素形态改变可能有两个方面的原因，其一饲料中碳水化合物降解转化为乳酸、乙酸、丙酸等有机酸，有机酸与铜等微量元素反应，导致微量元素形态改变；其二饲料中蛋白质被降解为肽和氨基酸，氨基酸或蛋白质与铜等微量元素络合或螯合，导致无机微量元素向有机微量元素形态改变。饲料中添加有机微量元素提高动物生产性能的研究结果与发酵饲料提高动物生产性能的结果一致。

本试验粪中铜等微量元素的形态主要是还原态和氧化态，与饲料中的含量不同，这应与饲料中的微量元素在动物体内吸收、代谢有关。发酵饲料中铜等微量元素的形态改变，影响着生猪对其的吸收及代谢，有机微量元素的利用率高于无机微量元素。另一方面，发酵饲料中的乳酸菌、有机酸、酶制剂也可能影响生猪肠道内铜等微量元素的形态转化，以及体内其他物质的转化。本试验中发酵饲料猪粪与未发酵饲料猪粪中的乳酸菌、大肠杆菌、pH值及粪臭素等差别明显。

本试验中饲料发酵可以降低猪粪中粪臭素的结果与盛清凯等在饲料中添加有益菌降低猪粪体外发酵液中粪臭素含量的结果相似。粪臭素是猪体内色氨酸降解后的产物，乳酸菌参与了色氨酸向粪臭素的转化。本试验发酵饲料可能通过乳酸菌或其他的发酵次生物质共同降低了粪臭素含量。发酵饲料降低粪臭素的机理有待进一步研究。