复合益生菌对黄秋葵秸秆CNCPS组分的影响

聂芙蓉,郭良兴,王新芳,徐红蕊,周泽群

(河南牧业经济学院 动物科技学院,河南 郑州 450046)

秋葵秸秆是秋葵收获后的副产品,来源广泛,数量较多,2019年亚洲秋葵秸秆产量为657.76万吨,占全球秋葵秸秆总产量的66.08%[1]。黄秋葵秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素构成。秋葵茎中含有多糖、槲皮素、VC、VB2、VB3、钙等成分。秋葵茎多糖具有抗氧化、降血糖和保肝等生物活性[2]。

近年来,随着禁抗政策的实施,微生物发酵饲料兴起。益生菌发酵饲料为饲料业的发展与转型提供了新的解决方案[3,4]。益生菌发酵可以提高小麦秸秆的干物质、中性和酸性洗涤纤维等组分的表观消化率,用发酵小麦秸秆替代普通麦秸饲喂绵羊,可提高绵羊的生长性能[5]。

净碳水化合物-蛋白质体系(CNCPS体系)将饲料的碳水化合物(CHO)分为4个部分,分别为糖类(CA,在瘤胃中可快速降解)、淀粉和果胶(CB1,中速降解部分)、可利用纤维(CB2,缓慢降解部分)、不可利用纤维(CC,ADL含量×2.4),将蛋白质细分为非蛋白氮(PA)、真蛋白质(PB)和不可降解粗蛋白(PC),其中真蛋白质又进一步细分为快速降解真蛋白质(PB1)、中速降解真蛋白质(PB2)和慢速降解真蛋白质(PB3)。CNCPS体系将反刍动物消化利用特点和化学分析法结合起来,可更准确地对饲料的营养价值做出评定[6-8]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

黄秋葵秸秆为收获成熟黄秋葵荚后的秸秆,来自河南省开封市。

益生菌为植物乳杆菌、酵母菌、粪链球菌。

1.2 试验方法

1.2.1 试验分组

试验共设置3个处理组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和1个对照组(不发酵组),处理Ⅰ组、处理Ⅱ组、处理Ⅲ组分别添加600、1200、2400 g/t的复合益生菌(酵母菌∶植物乳杆菌∶粪链球菌=1∶1∶1),对照组和处理组均设置3个重复。添加不同剂量复合菌的黄秋葵秸秆用发酵袋密封,35～37 ℃发酵7 d,然后烘干粉碎。

1.2.2 饲料成分测定

粗纤维(CF)、粗蛋白(CP)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)的测定分别按照GB/T6434-2006、GB/T6432-2018、GB/T6438-2007、GB/T6433-2006进行。中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素的测定分别按照GB/T20806-2006、NY/T1459-2007、GB/T20805-2006进行。淀粉(Starch)按照GB/T20194-2018进行测定。非蛋白氮(NPN)按照Licitra等[9]的方法测定。可溶性蛋白(SCP)按照周荣等[10]的方法测定。中性洗涤不溶氮(NDICP)、酸性洗涤不溶氮(ADICP)按照Van Soeste等[11]的方法进行分析。

饲料碳水化合物组分CA、CB1、CB2、CC和蛋白组分PA、PB1、PB2、PB3、PC的计算公式如下:

CHO(%DM)=100-CP(%DM)-EE(% DM)-Ash(%DM);

CNSC(%CHO))=100-CB2(%CHO)-CC(%CHO);

CA(%CHO)=[100-STARCH(%NSC)]×[l00-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100;

CB1(%CHO)= STARCH(%NSC)×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100;

CB2(%CHO)=100×[NDF(%DM)-NDIP(%CP)×0.01×CP(%DM)-CC]/CHO(%DM);

CC(%CHO)=100×[NDF(%DM)×0.01×LIGNIN(%NDF)×2.4]/CHO(%DM);

PA(%CP)=NPN(%SOLP)×0.01×SOLP(%CP);

PB1(%CP)=SOLP(%CP)-PA(%CP);

PB2(%CP)=100- PA(% CP)-PB1(% CP)-PB3(% CP)-PC(%CP);

PB3(%CP)=NDIP(%CP)-ADIP(%CP);

PC(%CP)=ADIP(%CP)。

1.3 数据处理

用Excel2019对试验数据进行初步整理。采用SPSS26.0软件的ANOVA进行单因素方差分析,差异显著时,采用Duncan法进行多重比较。试验数据表示为 “平均值±标准差”。显著水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆常规营养成分含量的影响

不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆常规营养成分含量的影响见表1。由表1可知,处理Ⅲ组的干物质(DM)显著低于对照组(P<0.05)。处理Ⅰ组的粗灰分(Ash)显著高于对照组、处理Ⅱ组和处理Ⅲ组(P<0.05)。处理Ⅰ、Ⅱ组的粗蛋白(CP)显著高于对照组(P<0.05)。各处理组的非蛋白氮(NPN)显著高于对照组(P<0.05),各处理组间差异不显著(P>0.05)。处理Ⅱ组的酸性洗涤纤维(ADF)显著低于对照组(P<0.05)。各处理组的酸性洗涤木质素(ADL)显著低于对照组(P<0.05)。各处理组与对照组的粗脂肪(EE)、可溶性蛋白(SCP)、中性洗涤不溶蛋白质(NDIP)、酸性洗涤不溶蛋白质(ADIP)、中性洗涤纤维(NDF)和淀粉差异均不显著(P>0.05),各处理组间的差异也不显著(P>0.05)。

表1 不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆常规营养成分含量的影响(干物质) %

2.2 不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆碳水化合物组分含量的影响

不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆碳水化合物组分含量的影响见表2。由表2可知,处理Ⅲ组的CHO含量显著低于对照组(P<0.05),各处理组间CHO含量差异不显著(P>0.05)。处理Ⅱ组的CA含量显著低于对照组(P<0.05),但处理Ⅰ、Ⅲ组与对照组的CA含量差异不显著(P>0.05)。各处理组的CB1、CB2含量与对照组差异不显著(P>0.05),各处理组间差异也不显著(P>0.05)。处理Ⅲ组的CC含量显著低于对照组(P<0.05),但处理Ⅰ和Ⅱ组与对照组相比,差异未达到显著水平(P>0.05)。

表2 不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆碳水化合物组分含量的影响 %

2.3 不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆蛋白质组分含量的影响

不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆蛋白质组分含量的影响见表3。由表3可知,各处理组的PA含量显著高于对照组(P<0.05),各处理组间差异不显著(P>0.05)。各处理组的PB2含量显著低于对照组(P<0.05),各处理组中以Ⅲ组的PB2含量最低(P<0.05)。各处理组与对照组的PB1、PB3和PC含量均差异不显著(P>0.05)。

表3 不同剂量复合益生菌对黄秋葵秸秆蛋白质组分含量的影响 %

3 讨论

3.1 不同剂量复合益生菌对秋葵秸秆营养成分含量的影响

本试验中,与对照组相比,各处理组DM含量呈下降趋势,这与张广宁等[12]的研究结果一致。各处理组DM含量下降的原因可能是黄秋葵秸秆发酵后,部分糖被利用导致DM有所损失。发酵后秋葵秸秆的EE和SCP成分,从数值上虽都略有增加,但统计结果未达显著水平,说明复合益生菌对这两个指标影响甚微。与对照组相比,处理Ⅰ、Ⅱ组的CP含量和处理Ⅰ组的Ash含量呈上升趋势,这与杨燕燕等[13]的研究结果一致,原因是DM的损失使CP、Ash相对增加。与对照组相比,各处理组的NPN含量均有不同程度的增加,说明复合益生菌发酵可提高饲料中NPN含量,这与赵广永等[14]和李建云等[15]的研究结果一致。NPN作为反刍动物体内优质氮源,可被瘤胃中的微生物进一步转化为氨,进而合成高品质蛋白质[16]。各处理组的NDF、ADF和淀粉含量均低于对照组,这是因为微生物发酵产生的酶能够降解秸秆中的纤维素、半纤维素[17]。与对照组相比,各处理组的NDIP、ADIP含量均呈上升趋势,但差异不显著。

3.2 不同剂量复合益生菌对秋葵秸秆碳水化合物组分含量的影响

各处理组CHO含量与对照组相比呈下降趋势,说明复合益生菌发酵可影响CHO含量,CHO含量降低可减轻反刍动物因碳水化合物过多而造成的酸中毒。秋葵秸秆碳水化合物组分以CB2居多,在非结构性性碳水化合物中占68%～72%,各处理组的CB1、CB2含量与对照组相比无显著差异,而CC含量显著下降,说明发酵显著提高了结构性碳水化合物的利用率。与对照组相比,处理Ⅲ组的CA含量有增加的趋势,原因可能是植物乳杆菌利用水溶性碳水化合物(SC)发酵生成乳酸[12]。

3.3 不同剂量复合益生菌对秋葵秸秆蛋白质组分含量的影响

与对照组相比,各发酵组的PA和PB1含量均有所增加,而PB2含量降低,原因是在发酵过程中大量蛋白质被降解成NPN和SP,而反刍动物瘤胃内微生物可较好地利用NPN和SP生成菌体蛋白[13]。PB3组分随着复合菌浓度的增加,呈上升趋势,但差异未达显著水平,说明发酵对PB3含量影响不大。PC是反刍动物进行消化时不可利用的蛋白质,PC含量越低表明饲料的消化利用率越高、品质越好[14],本试验中,复合菌的添加并未影响PC的含量。