油菜秸稈發(fā)酵飼料對瘤胃產(chǎn)氣量、微生物蛋白產(chǎn)量及總揮發(fā)性脂肪酸的影響

華金玲，郭 亮，付佳偉

（安徽科技學(xué)院動物科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

反芻動物日糧中，粗飼料通常占40%～70%，甚至更高，為瘤胃微生物和宿主動物提供所需的大部分營養(yǎng)物質(zhì)，對維持反芻動物腸道健康，提高其生產(chǎn)力有重要作用[1]。油菜秸稈質(zhì)地堅(jiān)硬，適口性差，氣味重，直接作為粗飼料利用率低。但研究表明油菜秸稈具有較高的粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量，經(jīng)過適當(dāng)加工可作為反芻動物粗飼料的重要來源[2-3]。發(fā)酵飼料是提高非常規(guī)飼料如秸稈類等利用的有效技術(shù)手段。本研究以安徽地區(qū)春季收獲油菜秸為發(fā)酵飼料原料，通過添加發(fā)酵促進(jìn)劑生產(chǎn)發(fā)酵飼料，并通過體外模擬瘤胃發(fā)酵系統(tǒng)評價(jià)油菜秸稈發(fā)酵飼料的品質(zhì)，從而為油菜秸稈發(fā)酵飼料在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

油菜秸稈：新鮮收獲的油菜秸稈，晾干粉碎備用。玉米粉：市場購買。發(fā)酵菌液：實(shí)驗(yàn)室自主研制。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

油菜秸稈、玉米粉及發(fā)酵液按表1混合制備發(fā)酵飼料，每個(gè)處理組5 個(gè)重復(fù)，室溫下發(fā)酵15 d。取發(fā)酵成熟的油菜秸稈發(fā)酵飼料，利用壓力讀取式體外產(chǎn)氣法（RPT系統(tǒng)）分別測定油菜秸稈發(fā)酵飼料體外培養(yǎng)12、24 和48 h 的瘤胃產(chǎn)氣量、微生物蛋白產(chǎn)量（MCP）及揮發(fā)性脂肪酸（VFA）等指標(biāo)。

1.3 樣品處理與測定

1.3.1 人工唾液的配制

瘤胃液和人工唾液按照1:9配置，體外培養(yǎng)時(shí)每個(gè)產(chǎn)氣瓶內(nèi)加瘤胃液10 mL，人工唾液90 mL。A溶液（微量元素溶液）：CaCl2·2H2O 13.2 g、CoCl3·6H2O 1.0 g、FeCl3·6H2O 8.0 g、MnCl2·4H2O 10.0 g，加蒸餾水到100 mL；B 溶液（緩沖液）：NH4HCO34.0 g、NaHCO335.0 g，加蒸餾水到1 000 mL；C 溶液（常量元素溶液）：KH2PO46.2 g、MgSO4·7H2O 0.6 g、NH3HPO4·12H2O 9.45 g，加蒸餾水到1 000 mL； D 溶液（0.1%刃天青溶液）：稱取刃天青100 mg 溶解于100 mL 蒸餾水；E 溶液（還原劑溶液）：蒸餾水95 mL、Cysteine HCl 625 mg、Na2S·9H2O 625 mg、1 mol NaOH 4.0 mL。

1.3.2 原液混合及樣品過夜

人工唾液原液混合于39±0.5 ℃水浴鍋中，不間斷通入CO2使其由藍(lán)色變成粉紅色，最終為無色。稱取油菜秸發(fā)酵飼料750 mg，轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)瓶，加入人工唾液45 mL，密封，放入39±0.5 ℃恒溫培養(yǎng)箱，過夜。

1.3.3 發(fā)酵液的采集與處理

晨飼前通過口腔取試驗(yàn)用奶牛瘤胃液于保溫瓶帶回實(shí)驗(yàn)室，39±0.5 ℃水浴中4～6層紗布過濾，濾過中通入CO2氣體。利用分樣器將瘤胃液5 mL加入產(chǎn)氣瓶，放入恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12、24 和48 h。

1.3.4 測定指標(biāo)

瘤胃產(chǎn)氣量：利用壓力傳感器直接測定各時(shí)間點(diǎn)培養(yǎng)體系內(nèi)的壓力，根據(jù)算出產(chǎn)氣量。產(chǎn)氣量計(jì)算公式見式1。

其中，GPt為樣品在t時(shí)刻的產(chǎn)氣體積（mL），Pt為樣品在t時(shí)刻的產(chǎn)氣壓力（kPa），V0為產(chǎn)氣瓶體積（mL）；W為樣品干物質(zhì)重（g）。

微生物蛋白產(chǎn)量（MCP）：嘌呤法測定體外微生物蛋白產(chǎn)量，計(jì)算公式見式2。

微生物蛋白（mg·mL-1）=RNA測定值（mg·mL-1）×RNA 含氮量/細(xì)菌氮中RNA 含氮量×稀釋倍數(shù)×6.25 （2）

其中，RNA 含氮量為17.83%，細(xì)菌氮中RNA含氮量為10%。

揮發(fā)性脂肪酸（VFA）：利用GC-2010氣相色譜儀測定發(fā)酵體系中乙酸、丙酸、丁酸的含量。

色譜柱：HP-INNOWAX（1909IN-133）毛細(xì)管柱；氣化室溫度：250 ℃；檢測室溫度：260 ℃；載氣及流速：載氣為高純氮，循環(huán)流量30 mL·min-1；檢測室氣體流速：H2流量40 mL·min-1，空氣流量400 mL·min-1。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS 9.1.3軟件進(jìn)行方差分析，Duncan's法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 油菜秸稈發(fā)酵飼料對瘤胃產(chǎn)氣量的影響

油菜秸稈發(fā)酵飼料瘤胃體外發(fā)酵培養(yǎng)產(chǎn)氣量變化見表2。

表2 油菜秸稈發(fā)酵飼料瘤胃體外發(fā)酵培養(yǎng)產(chǎn)氣量變化mL

由表2可知，各處理組瘤胃產(chǎn)氣量隨著體外培養(yǎng)時(shí)間的延長而增加。相同玉米粉添加量時(shí)，油菜秸稈發(fā)酵飼料隨著發(fā)酵菌液添加量的增加瘤胃產(chǎn)氣量增加，發(fā)酵菌液添加量為120 mL·kg-1時(shí)產(chǎn)氣量最高，其中Ⅱ-3 組的產(chǎn)氣量顯著高于其他處理組（P＜0.05）。發(fā)酵飼料制作過程中增加玉米粉添加可顯著提高油菜秸稈發(fā)酵飼料的瘤胃產(chǎn)氣量（P＜0.05）。

2.2 油菜秸稈發(fā)酵飼料對瘤胃MCP產(chǎn)量的影響

油菜秸稈發(fā)酵飼料瘤胃體外發(fā)酵培養(yǎng)MCP 產(chǎn)量變化見表3。

表3 油菜秸稈發(fā)酵飼料瘤胃體外發(fā)酵培養(yǎng)MCP產(chǎn)量變化mg·100 mL-1

由表3可知，各處理組瘤胃MCP產(chǎn)量以48 h最高。油菜秸稈飼料制作過程中添加玉米粉體外培養(yǎng)12 和48 h 的瘤胃MCP 產(chǎn)量間差異不顯著（P＞0.05），1%玉米粉添加量的Ⅰ-2組瘤胃MCP產(chǎn)量顯著高于同等玉米粉添加量的其他處理組（P＜0.05）。相同玉米粉添加量時(shí)，發(fā)酵菌液添加量的增加有利于提高48 h的瘤胃MCP產(chǎn)量。

2.3 油菜秸稈發(fā)酵飼料對VFA的影響

油菜秸稈發(fā)酵飼料瘤胃體外發(fā)酵培養(yǎng)總VFA變化見表4。

表4 油菜秸稈發(fā)酵飼料瘤胃體外發(fā)酵培養(yǎng)總VFA變化 μmoL·mL-1

由表4可知，隨著油菜秸稈發(fā)酵飼料制作過程中玉米粉添加量的增加，瘤胃總VFA 產(chǎn)量隨之增加（P＜0.05）。各培養(yǎng)時(shí)間點(diǎn)瘤胃總VFA 產(chǎn)量隨著油菜秸稈發(fā)酵飼料制作過程中發(fā)酵菌液的增加而增加。相同玉米粉添加量時(shí)，發(fā)酵菌液添加量為120 mL·kg-1的油菜秸稈發(fā)酵飼料的瘤胃總VFA最高。

3 討 論

3.1 油菜秸稈發(fā)酵飼料對瘤胃產(chǎn)氣量的影響

以纖維分解菌作為發(fā)酵液生產(chǎn)秸稈類發(fā)酵飼料，纖維分解菌可促使油菜秸等中的粗纖維、木聚糖長分子鏈中酯鍵酶解，不易于動物吸收的高分子碳水化合物分解為能被消化吸收的低分子碳水化合物，提高油菜秸稈飼料消化率[4]。本研究所用的發(fā)酵菌液為實(shí)驗(yàn)室篩選的一類纖維分解菌作為主要來源，因此在相同玉米粉添加量的情況下，發(fā)酵菌液量增加，油菜秸稈的瘤胃產(chǎn)氣量也隨之增加，有利于提高油菜秸稈發(fā)酵飼料的消化率。日糧中增加可溶性糖可促進(jìn)瘤胃發(fā)酵[5]。2%玉米粉產(chǎn)氣量顯著高于1%玉米粉產(chǎn)氣量（P＜0.05），玉米粉添加量增加充分滿足了微生物生長代謝要求，使微生物一直都能保持較好的生理特性，從而提高微生物的生長量和代謝水平[6]。

3.2 油菜秸稈發(fā)酵飼料對瘤胃MCP產(chǎn)量的影響

微生物蛋白是反芻動物所需蛋白質(zhì)的主要來源，能量供給充足條件下，瘤胃微生物幫助反芻動物分解纖維素和合成大量菌體蛋白以滿足家畜的需要[7-8]。發(fā)酵后的油菜秸發(fā)酵飼料飼料消化率提高，有利于瘤胃微生物利用其合成微生物蛋白。因此，玉米粉添加和發(fā)酵菌液添加量增加均有利于提高發(fā)酵飼料的瘤胃MCP 產(chǎn)量。劉志林等利用油菜秸稈與菌液制備發(fā)酵飼料，結(jié)果表明，油菜秸稈的質(zhì)地改善，且飼料消化率提高，與本研究結(jié)果一致[9]。玉米粉有利于促進(jìn)瘤胃微生物代謝過程中的能氮平衡，因此，添加玉米粉且提高其添加比例有利于提高M(jìn)CP產(chǎn)量。

3.3 油菜秸稈發(fā)酵飼料對VFA的影響

揮發(fā)性脂肪酸（VFA）是厭氧消化過程中的重要中間產(chǎn)物[10]。玉米粉是一種營養(yǎng)性添加劑，可以降低一些微生物對營養(yǎng)成分的消耗作用，并促進(jìn)發(fā)酵速度加快[11-12]。因此，本研究隨著玉米粉添加量的增加，瘤胃總VFA 產(chǎn)量也隨之增加。發(fā)酵菌液添加抑制許多腐敗菌的繁殖，加快有益菌對飼料的分解，提升反芻動物對其消化率[13]。相同的玉米粉添加量情況下，發(fā)酵菌液添加量為120 mL·kg-1時(shí)瘤胃總VFA 產(chǎn)量顯著高于其他各處理組，表明該處理方式的油菜秸稈發(fā)酵飼料更有利于提高瘤胃微生物活性。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米粉和發(fā)酵菌液添加有利于提高油菜秸稈發(fā)酵飼料的瘤胃產(chǎn)氣量、MCP產(chǎn)量及總VFA 產(chǎn)量，玉米粉和發(fā)酵菌添加量越高越有利于提升油菜秸稈發(fā)酵飼料品質(zhì)。玉米粉添加量為1%，發(fā)酵菌液添加量為120 mL·kg-1或者玉米粉添加量為2%，發(fā)酵菌液添加量為80 mL·kg-1更有利于生產(chǎn)實(shí)踐規(guī)模化生產(chǎn)。