菌糠发酵饲料品质的动态变化

陈鑫珠 ，李文杨 ，刘 远 ，高承芳 ，张晓佩 ，吴贤锋 ，翁伯琦

（1.福建省农业科学院畜牧兽医研究所，福州 350013；2.福建省农业科学院农业生态研究所，福州 350013）

发酵饲料是秸秆、牧草、藤蔓等饲料作物通过微生物发酵作用而制作的一种具有酸香气味、适口性好、利用率高、耐贮存的粗饲料。发酵饲料可保存饲草料原有的营养价值，在适宜的保存条件下，只要不启封即可长时间保存。其原理是在秸秆等粗饲料中按比例添加一种或多种有益微生物菌剂，在密闭和适宜的条件下，通过有益微生物的繁殖与发酵作用，降低发酵饲料的pH值，抑制有害微生物生长繁殖，从而达到长期保存饲草料的营养物质。菌糠是栽培食用菌后的废弃物，主要原料是棉籽壳、锯木屑、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多种农作物秸秆［1］。我国食用菌产量占世界食用菌总产量的70%以上，世界排名第一，每年产生超过7万t的菌糠总量［2］。食用菌生产中，培养基的生物学效率约10%，有大约90%的营养物质残余在培养基中［3］。菌糠的营养价值相当于常规麦麸类饲料，将其作为新型饲料资源应用于畜禽养殖业中，可降低饲料成本［4］。许多报道表明［5-10］，菌糠替代育肥牛、绵羊、鸡、猪、兔的部分日粮，不仅能够提高其生长性能、降低饲料成本，而且可缓解饲料短缺的压力，从而提高养殖企业的经济效益。目前，只有少部分的菌糠被作为有机肥等开发利用，大部分被废弃或焚烧处理，这不仅浪费资源，而且造成严重的环境污

染。而其无法被大部分利用的主要原因是其蛋白丰富的菌丝体等，极易霉变，不易保存利用。因此，探索一种直接、简单、可靠的菌糠保存利用方法，将其饲料化再利用，不仅可实现菌糠的转化再利用，也解决了环境污染问题，还可产生较为显著的经济效益，一举多得。本试验采用发酵技术，研究菌糠发酵饲料品质的动态变化，以期确定最佳的菌糠发酵时间，为菌糠的饲料化利用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

菌糠：采集平菇栽培三茬后的培养基，由福建农林大学菌草研究所提供。其配方：五节芒73%，麸皮25%，石灰2%。含水量60%。

1.2 菌糠发酵饲料调制

将采集到的菌棒破膜、捣碎、混合均匀。称取30份500 g菌糠原料，分别装入专用聚乙烯袋中，抽真空、封口。放置室内，分别在发酵第 1、3、7、15、30和60天开封，每个开封处理设5个重复。

1.3 化学成分分析

按常规方法测定原料的干物质（Dry matter，DM）含量和粗蛋白质（Crude protein，CP）含量［11］；采用盐酸、氢氧化钠滴定法测定原料的缓冲能（Buffering capacity，BC）［12］；采用 Anthrone 比色法定量测定原料的可溶性碳水化合物（Water soluble carbohydrates，WSC）［11］；采用改进的滤袋分析法（ANKOM A200i，北京）测定原料的中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber，ADF）含量；由公式 HC=NDFADF 计算得出半纤维素（Hemicellulose，HC）［13］。

发酵料开封后，搅拌均匀，每个样本称20 g放入聚乙烯塑料封口袋中，加入80 mL蒸馏水，放置4℃冰箱浸泡18 h后离心，用pH计（pH计：pHS-3B，上海鹏顺科学仪器有限公司）测上清液的pH值；准确量取10 mL上清液，采用凯氏定氮仪测定氨态氮（NH3-N）含量［12］；采用岛津LC-20AT型高效液相色谱仪测定乳酸（Lactic acid，LA）、乙酸（Acetic acid，AA）、丙酸（Propionic acid，PA）和丁酸（Butyrate acid，BA）含量。

WSC、NDF、ADF、HC、CP、LA、AA、PA 和 BA 以干物质基础的百分比表示。

1.4 微生物分析

分别采用MRS琼脂培养基（MRS agar medium，MRS）、营养琼脂培养基（Nutrient Agar，NA）、马铃薯葡萄糖琼脂培养基（Potato dextrose agar，PDA）计数材料上的乳酸菌、好氧性细菌、酵母菌和霉菌数量。乳酸菌用厌氧箱（YQX-Ⅱ型，上海新苗），37℃培养 2 d；好氧性细菌、酵母菌和霉菌在有氧条件下30℃培养2～3 d。

1.5 数据统计分析

用Excel对数据进行整理，采用SPSS 17.0软件对数据进行方差分析，采用Duncan法对均值进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 菌糠的特性

由表1可知，菌糠原料的干物质含量为34.55%，其pH 值偏弱酸（5.42），缓冲能（50.24 mE/kg DM）较低，粗蛋白含量（8.13%）较高，可溶性碳水化合物含量（1.56%DM）较低；微生物组成中细菌数量为4.98 lg cfu/g FM，乳酸菌数量（2.23 lg cfu/g FM）较少。

表1 菌糠的特性

2.2 不同发酵时间对菌糠发酵品质的影响

不同处理度对菌糠发酵品质动态变化的影响见表2。随着发酵时间的延长，发酵料的氨态氮含量和4种有机酸含量均呈上升趋势，pH值呈下降趋势。另外，菌糠发酵过程中，发酵7 d时其干物质含量出现显著下降（P＜0.05），60 d时氨态氮含量显著升高（P＜0.05），1、3、7、15 d发酵料的pH值持续显著降低（P＜0.05），15 d后pH 值继续下降，但差异不显著（P ＞0.05）。3、7、15、30、60 d发酵料的乳酸含量和乙酸持续显著升高（P＜0.05），发酵至30 d和60 d，丙酸含量显著升高（P＜0.05），丁酸含量也在30 d和60 d时显著升高（P＜0.05）。

表2 菌糠发酵品质的动态变化（DM基础）

3 讨论

在饲料发酵过程中，随着乳酸菌发酵时间的延长，乳酸产量升高，发酵料pH值降低。当发酵进入稳定期后，乳酸菌活动减弱，乳酸产量趋于稳定，pH值也趋于稳定，发酵饲料可长期保存。周苗苗等报道［14］，延长发酵时间可提高花椰菜茎叶的青贮品质，经60 d发酵的花椰菜茎叶青贮饲料的稳定性和营养成分均优于发酵30 d 和 45 d 的。王赫等［15］报道，饲料发酵 5、10、15、20、25、30 d后，饲料中的乳酸菌计数和乳酸含量显著高于尚未发酵的饲料（P＜0.05），随着发酵时间的延长，发酵饲料中乳酸菌计数呈下降趋势，乳酸含量呈增加趋势。于苏甫·热西提等［16］研究了不同混合比例及时间对番茄渣与玉米秸混贮效果的影响，结果发现，不同的发酵时间对混贮料的pH值均有显著影响（P＜0.05），随着发酵时间的延长，乳酸含量和氨态氮含量均逐渐增多，各组的pH值均呈下降趋势，30 d后下降幅度渐趋变小。本试验中，随着发酵时间的延长，乳酸含量持续显著升高，发酵料的pH值显著降低，15 d后pH值继续下降，但差异不显著（P＞0.05），说明此时发酵料乳酸发酵趋于稳定。但是，在发酵进程中，乙酸含量也呈上升趋势，30 d和60 d丙酸含量显著升高，60 d时氨态氮含量和丁酸含量显著升高。原因可能有三：①菌糠中的可溶性碳水化合物含量较低（1.56%DM），发酵初期，菌糠原料中能够提供底物供乳酸菌进行乳酸发酵，但随着发酵时间的延长，原料中的底物无法满足大量乳酸菌的生长繁殖，pH值又未降至4.2以下，不足以抑制菌糠内部存在的一些不良微生物，从而导致不良微生物复苏活跃，导致不良产物增加；②可能菌糠内部存在一些厌氧的降解蛋白的微生物菌群，在饲料发酵到一定的时候，乳酸菌菌群减弱且内部环境适宜时，这些菌群会适当生长，降解菌糠中的菌丝蛋白产生氨态氮；③可能也伴随着部分醋酸菌和丙酸菌的活动，造成乙酸含量和乳酸含量的增加。此现象在菌糠发酵制作中出现，可能与菌糠原料的特性，例如含水率、可溶性碳水化合物含量、微生物菌群组成情况等综合因素有关，有待进一步深入研究探讨。

4 结论

随着发酵时间的延长，乳酸含量和乙酸含量持续显著升高，发酵料的pH值在15 d前显著降低，15 d后pH值虽继续下降，但无明显差异；发酵30 d和60 d时丙酸含量显著升高，60 d时氨态氮含量和丁酸含量显著升高。说明随发酵时间的延长，发酵料中不良产物含量会显著升高。因此，在本试验条件下，菌糠发酵饲料最佳的发酵时间是15～30 d，不宜超过30 d。

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