超微粉碎在玉米秸稈飼料化技術中的研究與應用

向天勇，陸敘元，祝天龍

(嘉興職業技術學院 生物與環境分院，浙江 嘉興 314036)

超微粉碎是近年來迅速發展起來的一項高新技術，能把原材料加工成微米甚至納米級的微粉(＞300目，即 ＞0.05 mm)［1］。由于顆粒的微細化導致表面積和孔隙率的增加，使超微粉體具有獨特的物理化學性能，如顯著提高物料細胞的破壁率、增加物料顆粒有效成分的溶出度等［2－3］。此外超微粉碎可以使有些物料加工過程或工藝產生革命性的變化，許多動植物的不可食部分也可通過超微化而被動物消化吸收［4－5］。秸稈飼料化應用是農村廢棄物綜合應用的途徑之一，但秸稈的適口性和營養效率低下是制約秸稈飼料化應用的瓶頸。把超微粉碎的優勢應用于秸稈飼料化技術之中，是秸稈飼料化應用的新嘗試。

1 材料與方法

1.1 材料

玉米秸稈。嘉興市郊鮮食玉米秸稈，采收后自然晾干切碎，由俄羅斯國家科學院西伯利亞分院機械化學研究所研制的超細粉碎研磨機 (綠磨)研磨成200目 (0.074 mm)左右的細粉。

酶制劑。市售通用飼料纖維素酶。

酶活性檢測試劑。采用生化試劑及分析純以上試劑。

飼料發酵菌種。嘉興市硯童飼料有限公司提供(專利號:ZL 200410026127.7)。

實驗豬。杜長大商品豬，嘉興市雙龍牧業有限公司提供。

1.2 方法

秸稈物料理化性狀分析。鮮食玉米秸稈晾干切碎并經超細粉碎研磨機研磨后，進行粒度分析;以常規粉碎秸稈粉 (60目左右)為對照，對比分析其干物質、粗蛋白、酸性洗滌纖維 (ADF)、洗滌纖維 (NDF)、灰分的含量。

秸稈粉在纖維素酶作用下降解效率。通過DNS法檢測可溶性還原糖含量的增加，判斷纖維素酶等額作用效率。

超微粉碎對秸稈發酵效率的影響。將原料超微粉碎后，與菜籽餅按8∶2的比例混合成發酵原料，以82%的發酵原料，配合進7%的玉米粉、8%的小麥麩、2%的尿素和1%發酵菌種，經36小時有氧發酵后，在常溫下再經20 d的厭氧發酵。以常規粉碎粉秸稈發酵為對照，對比分析總溶出物、粗蛋白、酸性洗滌纖維 (ADF)、洗滌纖維 (NDF)、灰分的含量，檢測木聚糖酶、β葡聚糖酶活力。

超微粉碎秸稈發酵料在豬飼料中的應用研究。于嘉興市雙龍牧業有限公司，選用杜長大商品豬作為試驗對象，以窩為單位，分別設置超微粉碎組、常規粉碎組與對照組各10窩 (共306頭)，各組在出生日期上相差不超過3 d。乳豬在7日齡開始誘食，在20日齡開始在乳豬飼料中添加5%發酵料，并以添加常規粉碎料為對照組。為了說明發酵料的抗下痢效果，在乳豬飼料配方中去除了抗生素添加劑。以試驗組和對照組的下痢病發病頭數為統計指標，計算發病率，并進行顯著性檢驗;以發病乳豬采用常規抗生素治療后，從開始治療至治愈所需的天數為統計指標，研究發酵飼料對乳豬下痢病治療轉歸的影響;以試驗前后的空腹稱重為觀察指標，統計出試驗組與對照組的全期窩增重和日增重。

2 結果與分析

2.1 對秸稈物料理化性狀的影響

收集本地所產鮮食玉米秸稈自然晾干，切碎機切碎后超微研磨，分別收集研磨1次、2次的玉米秸稈粉進行粒度分析，原料細度分布如表1。

表1 玉米秸稈物料研磨后的各粒度比例

表1數據顯示，秸稈研磨1次后粒度集中分布在60～150目 (0.25～0.1 mm)，研磨2次后粒度集中分布在150～250目 (0.1～0.06 mm)。以常規粉碎秸稈粉 (60目左右)為對照，假定前后密度未發生變化的情況下，研磨2次后其比表面積增大了19 800倍，實際情況是經超微粉碎，顆粒孔隙率增加，密度減小，比表面積將進一步增加。

對比分析其粗蛋白、酸性洗滌纖維 (ADF)、洗滌纖維 (NDF)、灰分的含量，結果如表2所示。

表2 玉米秸稈物料粉碎前后的理化性狀

表2中數據顯示，玉米秸稈超微粉碎后粗蛋白略有上升、灰分略有降低，可能與超微粉碎過程中少量殘渣被篩分去除有關，但總體變化不大;洗滌纖維，尤其是酸性洗滌纖維的含量與粉碎后秸稈粉的平均粒度呈顯著負相關 (r=－0.999 83)。可見綠磨超微粉碎可顯著增加玉米秸稈粉的比表面積、降低洗滌纖維的比例，從而增加有效成分的溶出度、改善物料的理化性狀。

2.2 對秸稈粉降解效率的影響

采用纖維素酶處理玉米秸稈粉懸濁液，相同條件下40℃處理30 min后，檢測粉碎前后玉米秸稈可溶性還原糖的含量，分析超微粉碎對秸稈粉在纖維素酶作用下降解效率的影響，結果如表3所示。

表3 不同處理玉米秸稈粉的降解效率

從酶處理前可溶性還原糖含量變化可以看出，玉米秸稈超微粉碎可一定程度增加可溶性還原糖的含量;在相同條件下，纖維素酶對秸稈的降解效率與玉米秸稈的平均粒度呈顯著正相關 (r=0.969 705)，經纖維素酶處理30 min，200目超微粉可溶性還原糖增加56.16%，比60目粗粉組高34.19%。由于顆粒的微細化導致表面積和孔隙率的增加，對于提高纖維素酶的降解效率無疑是十分有利的。

2.3 對秸稈發酵效率的影響

由于單胃動物胃腸道內本身不具備降解纖維素的酶，秸稈的超微粉碎只能從一定程度上增加了秸稈物料有效成分的溶出度，改善了物料的消化性狀。但秸稈顆粒結構的變化為微生物酶的作用效率的提高奠定了基礎。因此，要進一步增加秸稈類飼料的消化吸收率，進行秸稈的發酵降解是秸稈飼料化的重要途徑。

將原料超細粉碎后 (200目左右)，配合進一定比例的基料，加入1%發酵菌種，經36 h有氧發酵后，在常溫下再經20 d的厭氧發酵。以常規粉發酵為對照，對比分析總溶出物、粗蛋白、ADF、NDF、灰分的含量 (以干物質計)，結果如表4。

表4 秸稈粉發酵前后的理化指標

表4數據顯示，超微粉碎發酵料總溶出物遠高于常規粉碎料，粗蛋白含量有所增加，洗滌纖維，尤其是酸性洗滌纖維大幅度被降解，進一步檢測木聚糖酶、β葡聚糖酶活力，分別達到了1 976粘度單位·g－1和986 AGL·g－1(常規粉碎組僅為 103粘度單位·g－1和 268 AGL·g－1)。超微粉碎料經過發酵后，具有誘人的酒曲香和水果香味，可改善飼料的適口性。

2.4 對應用效果的影響

設立超微粉碎組 (常規飼料添加5%超微粉碎粉的發酵料)、常規粉碎組 (常規飼料添加5%常規粉碎粉的發酵料)和對照組 (常規飼料)，每組10窩共102頭，進行發酵料飼養實驗。實驗周期15 d，分別統計對乳豬下痢發病率及疾病轉歸的影響和對豬生長發育的影響，結果如5－6所示。

表5 添加不同發酵料對乳豬下痢及轉歸的影響

表6 添加不同發酵料對乳豬生長發育的影響

從表5－6中的數據可以看出，采用添加常規粉碎玉米秸稈飼喂乳豬，與常規料相比，乳豬日增重下降、料重比增加，但下痢的發病率略有下降，采用抗生素治療病程縮短，沒有出現病死案例。而采用超微粉碎的添加料，不僅在防治乳豬下痢方面優于添加常規粉碎玉米秸稈的飼料，而且在日增重和料重比方面也優于常規飼料。

常規飼料中添加5%常規粉碎玉米秸稈抑制了乳豬生長，但有一定的抗下痢作用;添加5%超微粉碎玉米秸稈可使乳豬的日增重略高于常規飼料，采食量與不添加的常規飼料無顯著差異，但略優于添加常規粉碎秸稈組;添加超微粉碎玉米秸稈對防止乳豬下痢有顯著作用，同時使抗生素治療的病程縮短。

3 小結和討論

上述研究結果表明，玉米秸稈經超微粉碎，其理化性狀得到明顯改善，同時在飼料加工過程中可使發酵效率顯著提高;超微粉碎的玉米秸稈經發酵后適口性得到改進，營養組成更加合理，替代5%的常規乳豬飼料，對乳豬下痢具有顯著的防治作用，對乳豬生長略有促進作用。而對于常規粉碎玉米秸稈料，由于其中的粗纖維成分不能得到有效利用，而且會影響飼料中其他養分的吸收利用，從而影響了乳豬的生長速度與飼料報酬。但植物粗纖維在動物體內吸水膨脹，具有填充腸胃道和促進腸胃道蠕動、促進糞便排出的作用，因此，添加常規粉碎玉米秸稈粉對抗乳豬下痢也具有一定的作用。

由于纖維素具有極強的吸附能力，可以在腸道中吸附有害微生物而減少了乳豬下痢疾病的發生，這在本研究中也得到了證實。對高纖維素飼料進行超微粉碎后，其吸附面積得到了大大增加，從而使抗下痢效果更加明顯。同時，秸稈發酵飼料中的有益生物菌，在進入動物消化道后，抑制了腸道內腐敗細菌和其它病源性微生物生長，增加了抗腸道傳染病能力。再者，單胃動物本身不具備分解植物粗纖維的酶，對植物粗纖維的利用僅靠腸道微生物分解產生揮發性脂肪酸吸收利用，但利用程度很低，尤其是保育豬，利用率更低。超微粉碎一方面提升玉米秸稈的營養效價，同時通過改善玉米秸稈的理化性狀，提高飼料加工過程中的發酵效率，最終增加單胃動物對植物粗纖維的消化吸收。玉米秸稈超微粉碎結合生物發酵技術生產超微玉米秸稈粉，可替代5%精飼料，既能促進對秸稈廢棄物的綜合利用，又能有效降低飼養成本，具有一定的經濟和社會效益。

［1］謝瑞紅，王順喜，謝建新，等．超微粉碎技術的應用現狀與發展趨勢 ［J］．中國粉體技術，2009(3):64－67.

［2］張潔，徐桂花，于穎．超微粉碎技術及其在動物資源開發中的應用 ［J］．肉制品加工與設備，2009(10):14－16.

［3］洪杰，張紹英．濕法超微粉碎對大豆膳食纖維素微粒結構及物性的影響 ［J］．中國農業大學學報，2005，10(3):90－94.

［4］趙紅梅．中藥超微粉碎在飼料工業生產中的應用 ［J］．飼料研究，2008(3):14－16.

［5］王園藝，孫世鐸．規模豬場仔豬黃痢的發生與防治體會［J］．養殖技術顧問，2011(4):100－101．