王邓勇,孟 蕾,罗新义
(1.黑龙江蓬勃牧草有限公司,黑龙江 安达 151400;2.黑龙江省畜牧研究所,黑龙江 齐齐哈尔 161005)
裹包TMR的发酵及品质
王邓勇1,孟 蕾1,罗新义2*
(1.黑龙江蓬勃牧草有限公司,黑龙江 安达 151400;2.黑龙江省畜牧研究所,黑龙江 齐齐哈尔 161005)
裹包发酵TMR是利用专用的裹包设备综合全混日粮和青贮发酵技术在生产中的应用。它不仅可以使大量的食品副产品和农副产品得以利用,还便于储存、运输、方便饲喂,克服了TMR存放时间短,有氧变质的弊端,实现TMR的工厂化生产和商品化销售。国内大专院校和科研单位2009年开始有裹包发酵TMR研究的报道,但作为商品化生产只是近年来才开始[1-4]。
1.1 全混日粮配方
裹包发酵TMR是全混合日粮经专用设备裹包而成,在制作过程中实现压实、密封、厌氧状态。作为商品生产,裹包TMR的配方针对不同客户、不同牛群营养需要生产不同的日粮,满足不同生产水平牛群和牛场的需要。
1.2 裹包TMR制作型式
由于受到粗饲料、食品副产品和农副产品的形态,以及设备条件所限,制作方式基本分为3种。捆+裹的方式:此方式是按日粮配方将各种原料在搅拌机内按照一定的装填顺序将粗饲料绞碎,并与其他原料混合均匀,然后传输到打包进内,由网打捆、塑料薄膜裹包,由于打包机的不同打出包重各异的圆柱状裹包。拉伸薄膜六面体裹包方式:按照日粮配方将混合好的物料输送具有六面体压缩功能的压缩室内压缩,然后推出由拉伸膜裹包,实现厌氧的发酵环境。吨袋包装的方式:采用灌装机灌装到内有塑料薄膜袋,外有编织袋的双层吨袋中,抽真空,封口,密度200 kg·m-3。
影响裹包TMR发酵的主要因素有水份、温度、添加物、日粮组份、发酵(贮存)时间和包膜(膜参数和包层)等,品质特征主要包括粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、pH和有机酸、有氧稳定性等。
2.1 水分
裹包TMR发酵原理来自于青贮的原理。青贮作物的含水率影响细菌总数和发酵速率。Jackson N等认为裹包TMR含水量越高生成的有机酸越多[5]。王晶等研究得出初始含水率越大,发酵程度越大,40%的初始含水率,物料较干不利于打捆和裹包,且影响适口性[6]。Huhnke等将裹包含水量控制在45%~65%之间,使混合的黑麦草和豆科牧草得到良好发酵,6个月后发酵原料干物质没有受到损失[7]。
2.2 温度
温度对发酵程度及发酵品质有重要影响,温度过低会降低乳酸菌的活性,延缓发酵;温度过高pH增加,则导致乳酸含量减少,损失饲料中的干物质,降低饲料的有氧稳定性。王超等研究表明,在15℃和25℃的发酵条件下,发酵料酒精的含量高于醋酸含量;在25℃和35℃条件下贮存发酵的酒精含量低,未发生有氧变败[8]。玛里兰等研究与前者略有差异:当外界平均温度为25.4℃,库内室温为22.5℃,裹包TMR到25 d时包内温为19.3~24.5℃,无明显的异常升温现象[9]。
2.3 添加剂
菌制剂、酶制剂和化学防腐剂添加到裹包TMR的中发酵效果可明显提高其品质,增强有氧稳定性。Nishino等研究表明在TMR中添加乳酸菌能抑制酵母菌的生长,提高发酵全混合日粮的有氧稳定性[10]。Yuan等在TMR中分别添加植物乳酸菌、糖蜜和乙醇进行发酵处理,表明乙醇能够抑制好氧菌和酵母菌的生长,提高饲料的有氧稳定性[11]。崔彦召等将3种(BM、CL、YX)不同的乳酸菌剂添加到裹包TMR中,结果是都能够降低其霉菌毒素含量,效果最好是BM乳酸菌[12]。陈雷等在发酵TMR中添加乳酸菌制剂改善了发酵品质,提高了有氧稳定性[13]。玛里兰等研究表明,添加复合菌、尿素和盐使裹包TMR改善了适口性[9]。
2.4 日粮组份
裹包TMR的优势之一就是可以充分利用各种粗饲料和农副产品,这些饲料在日粮中的组份也影响发酵效果和有氧稳定性。
杨晓亮在29个不同的粗饲料组份发酵组合中,无芒雀麦+垂穗披碱草处理组的pH(4.22)最低,乳酸含量比对照组高了7.62%,NDF及ADF含量均为最低,分别为50.16%和29.61%,发酵品质最好[14]。国卫杰等研究不同精粗比以40∶60的贮存效果优于其他处理组[2]。王福金等在啤酒糟和豆腐渣两种乳酸菌各异的原料中加入相同的其他材料组成TMR日粮发酵后,初期(14 d)两种发酵TMR中都有两种乳酸菌,并且有1种乳酸菌相同;发酵后期(56 d)两种发酵TMR中都有5种乳酸菌,其中有4种乳酸菌相同,由此可知,采用不同的日粮组份所制作的裹包TMR,在发酵后期所含菌种趋于相同、种类增加[15]。
2.5 发酵时间
裹包外周的饲料经过较长的有氧发酵阶段,营养物质降解,物料颜色变深,裹包周边受到太阳直射,温度升高也会引起颜色变深[16];李成会等试验结果表明,随贮存时间的延长粗脂肪、粗纤维、粗灰分等营养成分含量有所增加,干物质含量和粗蛋白含量有所降低,pH显著降低(P<0.05),氨态氮含量显著上升(P<0.05)[17]。
2.6 包膜
包膜的拉伸强度和包膜层数影响着裹包的紧密度和透气性,选用拉伸度强,增加裹包层数可保证良好发酵和延长裹包发酵料的存放时间。设备在裹包过程,以及搬运和保存过程中包膜的损坏,也会影响发酵导致TMR变质。
3.1 粗蛋白质
发酵过程中,饲料中的蛋白质被植物蛋白分解酶分解,同时真蛋白质也能被微生物分解,使真蛋白质变成非蛋白氮,结果是发酵前的粗蛋白质含量较发酵后高,另有研究结果表明是发酵后饲料粗蛋白质含量有明显增加,幅度在6.62%~10%。使发酵后粗蛋白质相对增加的原因可能是发酵饲料干物质含量与原料相比有所降低[9,14,18]。
3.2 纤维素
刘芳研究表明,不同粗饲料组份的TMR经发酵后,试验大部分处理组都会出现酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维下降,只有个别试验处理组表现为增加,这可能是因为在发酵过程中,微生物的活动中性洗涤纤维中的非结构性碳水化合物降解[18];玛里兰的4个试验处理组有3个处理粗蛋白增加>10%,而酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量显著降低(P<0.05)[9]。
3.3 pH和有机酸
pH在生产中能够快速、便捷判定发酵品质,发酵饲料中乳酸菌活动越剧烈,pH越低,优质发酵料pH一般<5。但在发酵饲料中对各种有机酸的测定分析中也表明,发酵饲料的pH不能完全反映其品质的优劣。一般认为,有机酸特别是乳酸含量及乳酸占总有机酸的比例高,发酵料品质就好,反之,乳酸含量低,发酵料品质就差。
3.4 开包有氧稳定性
裹包TMR的好氧稳定性明显高于普通TMR,这一点已被许多研究所证实。其有氧稳定性使裹包TMR的酵母数量明显减少,裹包发酵后占优势的乳酸菌能与酵母进行颉颃,可从发酵TMR中分离出一种Lactobacillus buchneri的乳酸菌,而这种乳酸菌能分解乳酸而产生1,2-丙二醇(1,2-propanediol),1,2-丙二醇能与丙酸互变结构,这种互变增加了丙酸含量,提高了饲料的抗腐败菌的能力。发酵料中有未解离的乳酸、乙酸、丙酸和丁酸,这些有机酸能改变酸碱环境杀死腐败菌,增加有氧稳定性。
裹包TMR综合了全混日粮(TMR)和青贮发酵技术,使奶牛日粮实现了工厂化生产和商品化销售。
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S816.6
:B
:1001-0084(2017)07-0067-02
2017-05-12
王邓勇(1964-),黑龙江哈尔滨人,主要从事裹包TMR的研发及管理工作。