張春吉

（吉林工程職業(yè)學(xué)院，吉林四平 136001）

發(fā)酵飼料是指使用飼料原料目錄和飼料添加劑品種目錄等國(guó)家相關(guān)法規(guī)允許使用的飼料原料和添加劑，通過(guò)發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)含有微生物或其代謝產(chǎn)物的單一飼料和混合飼料。根據(jù)《飼料添加劑品種目錄》中規(guī)定，目前可以使用的微生物菌種有乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌、霉菌、丙酸桿菌和光合細(xì)菌六大類，共計(jì)35個(gè)菌種。其中主要用于發(fā)酵豬飼料的益生菌種包括乳酸菌（如植物乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、嗜酸乳桿菌等）、芽孢桿菌（如枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等）、酵母菌（如釀酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母等）、霉菌（如黑曲霉、米曲霉等）。發(fā)酵飼料具有降解飼料中霉菌毒素和抗?fàn)I養(yǎng)因子、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收、提高動(dòng)物免疫力等優(yōu)點(diǎn)（李加友等，2016；涂小麗等，2015；林標(biāo)聲等，2012）。本試驗(yàn)采用乳酸菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌等混合菌種發(fā)酵豬全價(jià)配合飼料，研究其營(yíng)養(yǎng)成分、霉菌毒素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的變化，為發(fā)酵全價(jià)飼料在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 益生菌制劑 試驗(yàn)用的益生菌制劑由某生物有限公司提供，由植物乳桿菌（活菌數(shù)＞ 1.0×108CFU/g）、枯 草 芽 孢 桿 菌（活 菌 數(shù)＞ 1.0×108CFU/g）和 釀 酒 酵 母（活 菌 數(shù) ＞1.0×108CFU/g）構(gòu)成。

1.2 試驗(yàn)用全價(jià)飼料 試驗(yàn)使用的配合飼料參照《NY/T 65-2004豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》配制，飼料配方及營(yíng)養(yǎng)成份見(jiàn)表1。

表1 飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別為對(duì)照組、處理組1和處理組2。對(duì)照組為不發(fā)酵組，處理組1和2分別于37℃厭氧發(fā)酵3和7 d，每個(gè)處理6個(gè)重復(fù)。具體試驗(yàn)步驟：將益生菌按照比例添加至配制好的全價(jià)飼料中，加水調(diào)至含水量30%，攪拌均勻，然后分別準(zhǔn)確稱重后，裝入不同的呼吸膜袋（安裝單向排氣閥）中，用封口機(jī)熱塑封口，放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中，分別發(fā)酵3和7 d。

1.4 指標(biāo)測(cè)定與方法

1.4.1 飼料常規(guī)成分 發(fā)酵結(jié)束后稱取適量樣品，測(cè)定各個(gè)處理組發(fā)酵飼料的含水量，計(jì)算干物質(zhì)（DM）和干物質(zhì)損失率（%）。再將飼料樣品置入103℃烘箱中30 min，然后調(diào)節(jié)烘箱溫度為65℃，制成風(fēng)干樣品待用，測(cè)定常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量。飼料中水分、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、粗纖維（CF）的測(cè)定方法見(jiàn)表2。

表2 飼料中常規(guī)成分的測(cè)定方法

1.4.2 霉菌毒素含量 發(fā)酵結(jié)束后稱取適量樣品裝入滅過(guò)菌的樣品瓶中，放入4℃冰箱保存，測(cè)定霉菌毒素含量。霉菌毒素主要測(cè)定黃曲霉毒素B1（AFB1）、嘔吐毒素（DON）和玉米赤霉烯酮（ZEA）含量，采用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（ELISA）試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

1.4.3 體外消化率 飼料中干物質(zhì)、能量和粗蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的體外消化率采用胃蛋白酶-胰酶-碳水化合物酶法（Boisen等，1997）測(cè)定。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 SPSS16.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan's法進(jìn)行多重比較。結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料中常規(guī)成分 試驗(yàn)分別測(cè)定了飼料發(fā)酵3和7d后飼料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的含量變化（干物質(zhì)基礎(chǔ)）情況。由表3可知，與對(duì)照組相比，發(fā)酵3和7d后干物質(zhì)損失率顯著增加（P＜0.05），飼料中粗蛋白質(zhì)含量顯著提高（P＜0.05），處理組1和處理組2并無(wú)顯著變化（P＞0.05）；而隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，粗脂肪和粗纖維含量逐漸降低（P ＜ 0.05）。

表3 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)飼料中營(yíng)養(yǎng)成分的影響（干物質(zhì)基礎(chǔ)） %

2.2 霉菌素素 由表4可知，與對(duì)照組相比，發(fā)酵飼料中黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素含量均有顯著提高（P＜0.05），但處理組1和處理組2之間的差異并不顯著（P＞0.05）。

表4 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)飼料中霉菌毒素的影響 μm/kg

2.3 體外消化率 由表5可知，與對(duì)照組相比，發(fā)酵飼料中干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)消化率顯著提高（P＜0.05），能量消化率顯著降低（P＜0.05），但處理組1和處理組2之間的差異并不顯著（P＞0.05）。

表5 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)飼料體外消化率的影響 %

3 討論

3.1 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)飼料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的影響發(fā)酵飼料是指以單一飼料原料或配合飼料為底物，在適宜條件下，有益微生物大量繁殖，降解飼料中粗蛋白質(zhì)、粗纖維、多糖等營(yíng)養(yǎng)成分，生成乳酸、乙酸等有機(jī)酸，降低飼料pH，使其變成適口性好和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的飼料。發(fā)酵飼料使用最多的有益微生物是乳酸菌、芽孢桿菌和酵母菌等。本試驗(yàn)使用的是植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母為主的復(fù)合菌制劑，利用帶有單向排氣閥的呼吸膜袋，在適宜條件下發(fā)酵。試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵飼料的干物質(zhì)損失率顯著增加（P＜0.05），但損失率均在3%以下，原因是在發(fā)酵初期，各種微生物特別是枯草芽孢桿菌和釀酒酵母，利用呼吸膜袋中的殘余氧氣進(jìn)行好氧發(fā)酵，消耗了飼料中的淀粉等可溶性糖分，轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。隨時(shí)發(fā)酵的進(jìn)行，呼吸膜袋中氧氣逐漸減少，有氧發(fā)酵很快轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)氧發(fā)酵，無(wú)氧發(fā)酵相對(duì)于有氧發(fā)酵耗能較少。另外，本試驗(yàn)表明，發(fā)酵飼料能顯著提高粗蛋白質(zhì)（P＜0.05），粗脂肪和粗纖維含量隨發(fā)酵時(shí)間而逐漸降低（P＜0.05）。實(shí)際上，在沒(méi)有其他氮源額外加入的條件下，粗蛋白質(zhì)的絕對(duì)含量并不會(huì)發(fā)生變化，粗蛋白質(zhì)的提高可能是因?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程中微生物自身會(huì)消耗一部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，微生物優(yōu)先利用物料中的糖類等能量物質(zhì)用于自身生長(zhǎng)（Canibe和 Jensen，2012），造成干物質(zhì)減少，從而在以干物質(zhì)為基礎(chǔ)計(jì)算粗蛋白質(zhì)的情況下使其含量升高。這種由于微生物發(fā)酵消耗部分原料，使產(chǎn)物總量減少，從而導(dǎo)致產(chǎn)物中蛋白質(zhì)含量的表觀值增加現(xiàn)象被稱之為“濃縮效應(yīng)”（張紅和褚西寧，1996）。也有另外一種可能，乳酸菌大量繁殖抑制了有害微生物的繁殖，減少了植物呼吸作用對(duì)蛋白質(zhì)的水解（孫旸等，2016）。發(fā)酵飼料中粗纖維和粗脂肪含量降低的原因可能是枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的纖維素酶、脂肪酶等分解酶的降解作用，而發(fā)酵溫度始終保持在37℃也有利于提高酶的活性；同時(shí)，也與微生物利用脂肪來(lái)支持菌體生長(zhǎng)有關(guān)（Sun等，2012）。

3.2 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)霉菌毒素含量的影響 霉菌毒素主要是指霉菌在其所污染的飼料中產(chǎn)生的有毒代謝產(chǎn)物。霉菌毒素可在農(nóng)作物收獲和儲(chǔ)存時(shí)形成，適宜的溫濕度通常有利于飼料中霉菌的生長(zhǎng)和霉菌毒素的產(chǎn)生。飼料中常見(jiàn)的霉菌毒素包括黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素等，毒性較大，超過(guò)限量會(huì)對(duì)人和動(dòng)物的肝臟、腎臟等器官造成損害。某些有益微生物（如乳桿菌、芽孢桿菌和酵母菌等）對(duì)霉菌毒素具有降解能力，在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中能通過(guò)產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物破壞霉菌毒素分子中的毒性基團(tuán)（彭俊等，2020；曹冬梅等，2008）。酵母細(xì)胞壁上的β-葡聚糖和β-甘露聚糖等能吸附飼料中霉菌毒素。但本試驗(yàn)結(jié)果顯示，發(fā)酵后飼料中的黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素均顯著增加（P＜0.05），但增加幅度不大，均低于飼料霉菌毒素限量標(biāo)準(zhǔn)。原因可能是并非所有的乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌都具備降解霉菌毒素的能力，需要在特定條件下進(jìn)行篩選鑒定。本試驗(yàn)采用的呼吸膜袋在發(fā)酵初期并未完全排出空氣，加上30%的飼料含水量和37℃的溫度，濕度和溫度均有利于霉菌繁殖生長(zhǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生霉菌毒素。另外，酵母細(xì)胞壁β-葡聚糖和β-甘露聚糖對(duì)霉菌毒素僅是吸附作用，并未降低其含量，但能在動(dòng)物腸道內(nèi)發(fā)揮作用。發(fā)酵3和7d后并未有顯著差異，可能是因?yàn)轱暳现幸嫔l(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸、乙酸等有機(jī)酸，降低了飼料中pH，同時(shí)產(chǎn)生抑菌素，抑制了霉菌的生長(zhǎng)和霉菌毒素的繼續(xù)產(chǎn)生。

3.3 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)飼料體外消化率的影響消化率是指飼料中被動(dòng)物消化吸收的可消化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)占食入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的百分比。消化率越高，在一定程度上表明飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。測(cè)定消化率通常采用動(dòng)物試驗(yàn)法，但該方法耗時(shí)耗力，不適用于日常的快速評(píng)定工作。由于體外消化試驗(yàn)需要使用動(dòng)物，耗時(shí)耗力，本試驗(yàn)采用胃蛋白酶-胰酶-碳水化合物酶的測(cè)定方法（Boisen等，1997），人工模擬動(dòng)物胃腸道內(nèi)溫度、酸堿度、胃腸運(yùn)動(dòng)、消化酶含量等參數(shù)，更接近動(dòng)物消化道內(nèi)環(huán)境，有利于評(píng)價(jià)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。本試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵飼料的干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)消化率均有顯著提高（P＜0.05），能量消化率顯著降低（P＜0.05）。原因可能是益生菌產(chǎn)生的分解酶對(duì)蛋白質(zhì)、糖類進(jìn)行分解。有報(bào)道稱，大約68%可發(fā)酵碳水化合物的能量可以被代謝成短鏈脂肪酸（Williams等，2001）。飼料中可溶性碳水化合物易被微生物自身利用，從而降低了飼料的有效能值和能量消化率。粗蛋白質(zhì)被蛋白酶分解為多肽和寡肽，寡肽中的小肽更易被動(dòng)物腸道吸收，因而可以提高粗蛋白質(zhì)消化率（顧斌等，2011；Shi等，2015）。

4 小結(jié)

有益微生物的發(fā)酵能提高飼料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的體外消化率，但未能對(duì)霉菌毒素的產(chǎn)生起到良好的降解作用。下一步應(yīng)側(cè)重有益微生物如何降低能量消耗和霉菌毒素降解方面的研究。