番茄皮渣发酵饲料的制备及养牛试验

张国玉， 柴 娟， 李新民， 王陈强， 马自强， 陈 龙， 张小宇， 王绪人*

(1. 新疆冠农果茸股份有限公司，新疆 库尔勒 841000； 2. 新疆冠农检测科技有限公司，新疆 库尔勒 841000；3. 新疆天牧生物科技有限公司，新疆 和静 841300)

番茄皮渣是番茄加工后的副产物，富含粗脂肪、粗蛋白、糖分等营养物质，是1种非常适合开发利用的饲料资源。新疆番茄种植面积占全国的90%以上，番茄制品约占世界总量的15%，是全国番茄种植与加工规模最大、出口最多的生产基地。根据相关统计，我国番茄制品的加工副产品番茄皮渣的年产量在50万t以上[1]。番茄皮渣和农作物秸秆资源的综合利用对于保护环境、节约资源、促进农牧业经济可持续发展意义重大[2]。经检测，番茄皮渣含水率约75%，干物质(DM)中粗蛋白质含量18.8%，粗脂肪8.42%，粗纤维39.3%，可以作为微生物发酵的优良培养基。利用微生物发酵生产番茄皮渣发酵饲料是1种经济、实用、高效的方法。本试验通过制备番茄皮渣发酵饲料，并对新疆褐牛、荷斯坦奶牛进行饲喂试验，以期为番茄皮渣的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌种及酶嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)来源于辽宁省微生物科学研究院，枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、酿酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)均购自中国微生物菌种保藏中心，蛋白酶(来源于枯草芽孢杆菌)、纤维素酶(来源于黑曲霉)均购自朝阳华星生物工程有限公司。

1.1.2 发酵底物新鲜番茄皮渣、芦苇秸秆、苜蓿干草、葵花籽粕、甜菜糖蜜[3]按60∶10∶12∶10∶8 的比例混合。芦苇秸秆和苜蓿干草粉碎至长度3～4 cm，葵花籽粕粉碎至粒度3.0 mm。

1.1.3 育肥试验动物选用体况良好、平均体重约250 kg 的新疆褐牛公牛40头。随机分为2组，其中对照组20头，体重(252.8±3.1)kg/头；试验组20头，体重(258.0±2.2)kg/头。

1.1.4 产奶试验动物选择年龄、胎次、泌乳月份、妊娠期、产奶量、体重无显著差异且健康的荷斯坦奶牛84头，随机分为2组，试验组、对照组各42头。

1.2 方法

1.2.1 复合菌种、酶制剂的制备(1)将嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌经原种试管活化，三角瓶扩增培养，种子罐培养及发酵罐培养扩大培养后按体积比3∶2∶3混合，即得复合菌种。各菌种培养条件：枯草芽孢杆菌30～33 ℃，200 r/min恒温振荡培养24 h；嗜酸乳杆菌35～37 ℃静置培养24 h；酿酒酵母菌28～30 ℃，250 r/min恒温振荡培养24 h。(2)将蛋白酶(50 000 U/g)、纤维素酶(50 000 U/g)按照酶活力1∶1进行混合，用淀粉按照9∶1比例稀释即得复合酶制剂。

1.2.2 番茄皮渣发酵饲料的制备在混合均匀的发酵底物中加入经3级扩大培养的0.2%(质量比)复合菌种液、复合酶制剂1 000 U/kg，混匀后进行裹包固体发酵。裹包堆积层数4层(总高度2.8 m)，每包重量180 kg，发酵终止温度55 ℃，发酵时间20 d，即制得番茄皮渣发酵饲料。

1.2.3 番茄皮渣发酵饲料检测感官评定主要检查色泽、气味、质地，参照青贮玉米秸秆评分标准[4]。其他相关指标检测分别参考《饲料中沙门氏菌的测定》(GB/T 13091—2018)、《饲料中霉菌总数测定方法》(GB/T 13092—2006)、《饲料添加剂酸性、中性蛋白酶活力的测定 分光光度法》(GB/T 28715—2012)、《饲料添加剂纤维素酶活力的测定 分光光度法》(NY/T 912—2020)、《饲料原料中酸溶蛋白的测定》(NY/T 3081—2020)。

1.2.4 育肥试验按表1配制对照组和试验组饲料。(1)预饲期7 d：期间剔除病、残牛，在相同饲养管理条件下，用番茄皮渣发酵饲料逐步替代青贮玉米(1～2 kg/d)至8 kg/(d·头)。(2)正试期 60 d：第1 d早晨空腹称重作为初始体重。每天分别于09：00、18：00饲喂，正试期结束后空腹称重作为末体重，统计增重相关指标。日增重=(末体重-初始体重)÷试验天数。平均增重=末体重-初始体重。平均增重差=试验组增重-对照组增重。日增重增加率=试验组日增重÷对照组日增重×100%。

表1 各组育肥牛饲料配方 kg/(d·头)

1.2.5 产奶试验按表2配制对照组和试验组饲料。(1)预饲期7 d：期间在相同饲养管理条件下，用番茄皮渣饲料逐步替代青贮玉米(1～2 kg/d)至12.5 kg/(d·头)，预饲期最后1 d奶产量作为试验前产奶量。(2)正试期35 d：每7 d作为1个测产期，每个测产期最后1 d进行产奶量统计，试验期共计测产5次，取平均值，分析产奶量相关指标。

表2 各组奶牛饲料配方 kg/(d·头)

1.2.6 数据统计试验数据以“平均值±标准差”表示。 应用SPSS 13.0软件对数据进行方差分析，Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 番茄皮渣发酵饲料感官评定评定结果：气味酸香浓郁、质地松散不粘手、无霉变，整体感官评级为优等(见图1)。

图1 番茄皮渣发酵饲料

2.2 番茄皮渣发酵饲料相关指标由表3可见：番茄皮渣发酵饲料的有益活菌数为2.1×107CFU/g，酸溶蛋白比为31%，富含蛋白酶和纤维素酶。

2.3 新疆褐牛育肥效果由表4可见：试验组增重效果显著好于对照组(P<0.05)，60 d比对照组平均多增重15.9 kg，日增重平均增加24.7%。

2.4 荷斯坦奶牛产奶效果由表5可见：正试期第1周，对照组产奶量下降，试验组产奶量上升，第2周后均呈现下降趋势。与对照组相比，试验组的日产奶量较高，平均增加2.5 kg/(d·头)，日产奶量平均增加10.3%。

表3 番茄皮渣饲料检测结果

表4 新疆褐牛增重统计

表5 荷斯坦奶牛产奶量变化

3 结论

本研究方法制备的番茄皮渣发酵饲料整体感官评价为优等级，相关指标符合发酵饲料要求(未检出沙门氏菌、霉菌；枯草芽孢杆菌为6.0×106CFU/g，嗜酸乳杆菌为1.5×107CFU/g，酸性蛋白酶活力为570 U/g，中性蛋白酶活力为521 U/g，纤维素酶活力为27.1 U/g；酸溶蛋白比为31%)。通过饲喂试验与青贮玉米相比，新疆褐牛的日增重平均增加24.7%，荷斯坦奶牛的日产奶量平均增加 10.3%。 番茄皮渣发酵饲料可作为牛的优质发酵饲料。

4 讨论

4.1与青贮玉米相比，番茄皮渣发酵饲料在新疆褐牛育肥试验中能够显著提高试验组的日增重，原因主要是番茄皮渣发酵饲料的营养比青贮玉米丰富，含有丰富的酶、有益菌、小肽等发酵产物，有利于育肥牛的生长，同时可促进其他饲料的消化。

4.2反刍家畜在长期进化过程中形成了特殊的消化系统，对粗饲料的消化能力较强。在奶牛日粮中添加番茄皮渣发酵饲料可有效改善营养水平，提高奶牛的生产性能。番茄皮渣发酵饲料中富含酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌及各种消化酶，有利于和有害菌竞争营养和吸附位点，通过消耗氧气、产生抑菌因子等方式抑制有害微生物的繁殖，提高动物体内优势菌群的比例，增强营养物质的消化和吸收，从而促进奶牛产奶量的增加。