劉 巖，葉建敏，孫凱晶，趙雪嬌，邱勝橋，董 博，張永根*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030；2.黑龍江省畜牧總站，黑龍江哈爾濱 150069;3.黑龍江蓬勃草業(yè)有限公司，黑龍江安達 151400）

全混合日糧（TMR）是根據(jù)反芻動物不同生長發(fā)育階段的營養(yǎng)需求，將精飼料、粗飼料、礦物質(zhì)、維生素等按照適當比例配制的一種營養(yǎng)相對平衡的全價日糧。TMR具有改善適口性、提高干物質(zhì)采食量、保證奶牛采食均衡、降低飼料成本、保護瘤胃健康、降低奶牛發(fā)病率、提高產(chǎn)奶量等功能[1]。但是TMR在實際應(yīng)用過程中也存在一些問題，特別是為了保證日糧的混合均勻度和提高適口性，防止動物挑食，往往需要在攪拌過程中添加水（飼料含水量一般控制在40%～50%），由于TMR營養(yǎng)成分含量高，好氧性微生物較活躍，從而使得TMR容易霉爛變質(zhì)，造成飼料營養(yǎng)物質(zhì)損失，不利于長期貯存和商品化運輸[2]。

為克服上述問題，日本在20世紀90年代率先開發(fā)了TMR發(fā)酵技術(shù)，將生產(chǎn)好的TMR用自動打捆裹膜機將其壓實裹包起來，造成密封厭氧環(huán)境進行發(fā)酵。通過此發(fā)酵方式可以有效利用非常規(guī)飼料資源，降低飼料成本，方便商品化運輸，不僅延長了TMR保存時間，還可提高原料的營養(yǎng)價值利用率[3]，提高奶牛生產(chǎn)性能，飼喂效果明顯[4]。本試驗旨在評價不同發(fā)酵時間發(fā)酵全混合日糧（Fermented Total Mixed Ration，F(xiàn)TMR）的發(fā)酵品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性，以期為FTMR在牧場中應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 TMR配方 TMR由安達市蓬勃牧草有限公司提供。日糧組成及營養(yǎng)成分見表1。

1.2 FTMR制作 在TMR料中添加購自日本的發(fā)酵菌劑，主要成分為植物乳酸桿菌。自動打捆裹膜機拉伸膜裹包TMR，自動擠壓打捆裹包為圓柱形，高52 cm，直徑為55 cm。自動擠壓打捆裹包時間為2 min，層數(shù)為7層。含水量控制在45%左右，制成FTMR。膜袋子外面貼上標簽，注明名稱、重量、編號、制作時間、制作人等內(nèi)容，將制作好的FTMR存放在室內(nèi)干燥地面上貯存。

表 1 試驗日糧組成及營養(yǎng)成分

1.3 試驗設(shè)計及樣品采集 試驗采用單因素試驗設(shè)計。于發(fā)酵0、3、7、15、30 d取樣，分別標記為D0、D3、D7、D15、D30 共5個處理組，每個處理組設(shè)8個重復(fù)。分別在發(fā)酵完成時用自制的取樣器分別沿著裹包的縱軸上、中、下及對軸共6個點取樣，樣品混合均勻，四分法取樣，部分樣品65℃烘干48 h，制備風干樣，用于常規(guī)營養(yǎng)成分測定。每份鮮樣取出10 g，置于250 mL錐形瓶中，加入90 mL去離子水，4℃下制備浸提液，用于測定pH、乳酸（LA）、氨態(tài)氮（NH3-N）、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）。在8個重復(fù)中隨機選取3個重復(fù)，取樣用于測定微生物及有氧穩(wěn)定性。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 營養(yǎng)成分測定 飼料樣品干物質(zhì)（DM）、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）等常規(guī)營養(yǎng)指標按照AOAC方法[5]進行分析；中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）依照Van Soest等[6]方法進行測定；淀粉含量參照張旭等[7]方法測定。

1.4.2 發(fā)酵指標測定 用Sartorius PB-10型pH測定儀立即測定浸提液pH；浸提液NH3-N采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定[8]，結(jié)果表示為NH3-N占總氮（TN）的比例；浸提液LA含量采用Waters-600型高效液相色譜儀測定；浸提液中乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量采用島津GC-2010氣相色譜儀測定。

1.4.3 微生物數(shù)量測定 取10 g鮮樣品，加入90 mL無菌生理鹽水浸提30 min，吸取浸提液梯度稀釋，分別涂布于MRS瓊脂、PDA培養(yǎng)基進行乳酸菌和酵母菌活菌數(shù)量測定[9]。霉菌總數(shù)測定依照中華人民共和國國家標準《飼料中霉菌總數(shù)的測定》（GB 13092-2006）[10]進行測定。計數(shù)單位表示為每克發(fā)酵料中所含有菌落形成單位（log10CFU/g），鮮重基礎(chǔ)（FM）。

1.4.4 有氧穩(wěn)定性測定 利用泡沫箱作為保溫隔熱系統(tǒng)，于外部均勻打孔，保證箱體通氣，以3 L聚乙烯塑料桶作為物料盛裝系統(tǒng)，采用MDL-1048A高精度多通道溫度記錄儀檢測溫度，同時測定環(huán)境溫度，每隔1 h記錄溫度，樣品溫度高于室溫2℃說明樣品開始腐敗。設(shè)置D0、D3、D7、D15、D30 共5個處理組，每組3個重復(fù)，分別在有氧暴露1、3、5 d取樣，測定營養(yǎng)指標、發(fā)酵指標及微生物含量。

1.5 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件整理后，采用SAS 9.4軟件中GLM模塊進行單因素方差分析，采用Duncan's法進行顯著性分析，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵天數(shù)對FTMR營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響 由表2可見，F(xiàn)TMR中的DM隨著發(fā)酵時間延長呈下降趨勢，D7、D15、D30組 DM 差異不顯著（P＞0.05）；CP、NDF隨著貯存時間延長無顯著變化（P＞0.05）；ADF、EE、Ash含量隨著貯存時間延長呈逐漸增加趨勢；淀粉含量隨著貯存時間延長呈降低趨勢。

表 2 不同貯存時間對FTMR營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響（DM基礎(chǔ)） %

2.2 不同發(fā)酵天數(shù)對FTMR發(fā)酵品質(zhì)的影響 由表3可見，隨著時間延長pH呈降低趨勢，D3、D7、D15、D30組顯著高于D0組（P＜0.05）；LA含量隨著時間延長呈上升趨勢，D15和D30組顯著高于D0、D3組（P＜0.05）；D7、D15、D30組AA含量顯著高于其他2組（P＜0.05）；PA僅在D7組和D30組檢出，且組間差異顯著（P＜0.05）；BA在整個發(fā)酵過程中并未檢出；LA/AA呈先升高后降低趨勢，D7、D15、D30組顯著低于其他2組（P＜0.05）；NH3-N含量呈上升趨勢，D7、D15組差異不顯著（P＞0.05）；D3、D7、D15組乳酸菌數(shù)量顯著高于其他2組（P＜0.05）；D0、D3、D7組酵母菌數(shù)量顯著低于D30組（P＜0.05）；D3、D7、D15、D30組霉菌數(shù)量顯著低于D0組（P＜0.05）。

2.3 不同發(fā)酵天數(shù)FTMR有氧穩(wěn)定性變化

2.3.1 有氧穩(wěn)定時間 由圖1可看出，D0和D3組分別在暴露于空氣中52 h和85 h時，樣品溫度高于環(huán)境溫度2℃，而D7、D15、D30組在暴露期間，樣品溫度始終未高于環(huán)境溫度2℃。

圖 1 FTMR的有氧穩(wěn)定性

2.3.2 有氧暴露期間化學(xué)及微生物變化 由表4可見，隨著有氧暴露時間延長，各組pH逐漸上升，D0和D3組暴露5 d的pH顯著高于其他暴露天數(shù)（P＜0.05）；各組AA含量隨著有氧暴露時間延長呈下降趨勢，D0和D3組暴露5 d的AA含量顯著低于暴露0、1 d（P＜0.05）；隨著有氧暴露時間延長，各組LA含量呈逐漸下降變化趨勢，D0、D3、D15、D30組暴露5 d的LA含量均顯著低于未暴露（P＜0.05）；在有氧暴露期間，各組酵母菌、霉菌數(shù)量均隨著有氧暴露時間延長呈上升趨勢，D0組在暴露第5天時酵母菌數(shù)目大于5 log10CFU/g，D0和D3組在暴露第5天時霉菌數(shù)目均大于5 log10CFU/g。

3 討 論

3.1 不同發(fā)酵天數(shù)FTMR營養(yǎng)物質(zhì)分析 試驗中FTMR隨著發(fā)酵時間延長，DM呈降低趨勢，這可能是因為貯存后物料的呼吸和發(fā)酵作用使DM有所損失，此結(jié)果與李成會等[11]研究結(jié)果一致。CP含量隨著發(fā)酵時間延長與D0組相比有增加現(xiàn)象，可能原因是發(fā)酵引起DM損失相應(yīng)地增加了這些營養(yǎng)物質(zhì)含量。NDF含量隨著發(fā)酵時間延長有一定量的減少，ADF含量增加。淀粉含量隨著貯存時間延長呈降低趨勢，這可能是FTMR發(fā)酵過程中青貯初期細胞呼吸和酶解過程所導(dǎo)致，也可能是由于添加乳酸菌劑增加了青貯中有效乳酸菌數(shù)量，大量乳酸菌發(fā)酵利用了部分淀粉導(dǎo)致淀粉含量降低。EE和Ash含量隨著發(fā)酵時間延長不斷增加，可能是因為DM損失引起兩者含量相應(yīng)的增加。

3.2 不同發(fā)酵天數(shù)FTMR發(fā)酵指標分析 根據(jù)Catchpoole等[12]報道，高品質(zhì)青貯pH應(yīng)低于4.2，LA含量介于3%～13% DM，NH3-N/ TN小于10%，BA含量小于0.2%DM。本試驗中，F(xiàn)TMR的pH隨著發(fā)酵時間延長呈降低趨勢，30 d時pH仍未降至4.2以下，但FTMR仍能良好保存，這可能與乳酸菌活性較低或FTMR的DM較高有關(guān)，這與Meeske等[13]研究結(jié)果一致。另一方面，較高的DM對有害微生物生長有抑制作用，降低其對蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分的降解[14]，這也能體現(xiàn)在整個發(fā)酵過程中，NH3-N始終小于3.5% DM。LA含量在7 d后大于3% DM，達到標準，AA含量在7 d后趨于穩(wěn)定且小于2.1% DM，PA只在7 d和30 d檢出且小于0.2%DM，BA在整個發(fā)酵過程中并未檢出，這說明FTMR在發(fā)酵7 d后發(fā)酵品質(zhì)良好。乳酸菌數(shù)量呈先上升后下降趨勢，這是由于發(fā)酵后期受到LA和AA的抑制作用。酵母菌數(shù)量始終小于5 log10CFU/g，霉菌數(shù)量呈下降趨勢，說明發(fā)酵過程中并未發(fā)生腐敗變質(zhì)。

表 3 不同貯存時間對FTMR發(fā)酵品質(zhì)的影響

表 4 FTMR有氧暴露期間化學(xué)及微生物成分變化

3.3 不同發(fā)酵天數(shù)FTMR有氧穩(wěn)定性變化分析 FTMR開包后，發(fā)酵環(huán)境由厭氧環(huán)境變成有氧環(huán)境，好氧性微生物開始大量繁殖，導(dǎo)致LA含量下降，pH升高，同時產(chǎn)生熱量導(dǎo)致溫度上升[15]。在有氧暴露期間，溫度變化直觀反映微生物活動情況，本試驗中，D0組和D3組分別在暴露于空氣中52 h和85 h時，樣品溫度高于環(huán)境溫度2℃，發(fā)生腐敗，而其他3組在暴露期間沒有發(fā)生腐敗現(xiàn)象。D0組和D3組在暴露第5天后pH顯著升高至6.90和5.64，而其他3組pH無顯著變化，這表明D0和D3組在暴露第5天時已經(jīng)發(fā)生腐敗。這可能是由于D0和D3組AA含量較低且在暴露第5天后顯著降低導(dǎo)致。Wilkinson等[16]認為，在有氧暴露階段AA可以有效地抑制酵母菌、霉菌和真菌的繁殖，其含量是預(yù)測青貯飼料有氧穩(wěn)定性優(yōu)劣的主要指標之一。Schmidt等[17]發(fā)現(xiàn)，青貯物中含有較高濃度的AA是青貯有氧穩(wěn)定性提高的基本原因，且AA濃度越高，有氧腐敗時間相應(yīng)地延長。通常情況下，青貯飼料的腐敗變質(zhì)主要由酵母菌增殖引起，當青貯飼料中酵母菌數(shù)目大于5 log10CFU/g時，青貯飼料易發(fā)生腐敗變質(zhì)[18]。本試驗在有氧暴露期間，D0組在暴露第5天時，酵母菌數(shù)目大于5 log10CFU/g，說明D0組在暴露第5天已經(jīng)發(fā)生了腐敗。

4 結(jié) 論

試驗結(jié)果表明，TMR經(jīng)裹包發(fā)酵處理后，pH降低，LA、AA、NH3-N含量上升，且7 d后表現(xiàn)出良好的發(fā)酵品質(zhì)，同時具有較高的有氧穩(wěn)定性。

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