酵母菌發酵粗飼料效果的研究

馬惠茹，陳艷君，茹 婷

（河套學院農學系，內蒙古臨河015000）

粗飼料作為草食動物日糧的重要組分，所含的結構性碳水化合物可為動物機體提供60%~70%的能量，但其他養分含量均極低、適口性差，限制其在草食動物養殖中的有效應用[1]。益生菌發酵處理粗飼料，可降解粗飼料中的粗纖維、粗蛋白等復雜的大分子有機物，消除粗飼料中的部分抗營養因子[2]，使粗飼料富含活性益生菌，產生營養豐富的微生物菌體蛋白、多種有益代謝產物及風味物質，提高粗飼料的營養價值、適口性與安全性，加大粗飼料的轉化利用率，減少甲烷和氮的排放，是國內外主要采用的粗飼料預處理方法。

益生菌的選擇是控制粗飼料發酵效果的關鍵[3]，常用于粗飼料發酵的益生菌主要有酵母菌、乳桿菌類、芽孢桿菌和雙歧桿菌類等[4]。酵母菌富含多種酶、維生素、氨基酸、蛋白質等。在草食動物飼料中添加酵母菌，可以改善消化道內環境，促進粗飼料中纖維素的分解，促進腸道對營養物質的消化利用。唐海翠等[5]研究表明，飼料中添加酵母菌培養物，在高精料條件下，山羊瘤胃pH值顯著提高，可提高羧甲基纖維素酶和木聚糖酶的活性，從而提高機體對NDF和ADF的消化。酵母菌作為氮素轉化菌，能將粗飼料中的氮源轉化為自身菌體蛋白，增加粗飼料中的蛋白質含量。吳逸飛等[6]研究發現，利用酵母菌發酵玉米、豆粕、麩皮混合料后，可以顯著提高其粗蛋白、小肽和氨基酸含量。崔晨曉等[7]研究發現，用酵母菌發酵小麥麩皮能夠有效提高蛋白質含量，降低植酸和纖維含量，增加可溶性阿拉伯木聚糖和總酚含量，改善小麥麩皮營養價值。因此，本試驗選取4株分離自傳統發酵面粉中的酵母菌J1、J2、J3、J4，分別處理不同粗飼料樣品，探究經酵母菌發酵后的粗飼料的營養價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 菌種

本試驗所用菌種是從地方傳統發酵面粉中分離獲得的4株酵母菌菌株，編號分別為J1、J2、J3、J4。其中，J1在培養后具有較濃郁的酸香味；J2在培養后具有較濃郁酒香味，且J2繁殖速度較快。

1.1.2 飼料樣品

本試驗所用粗飼料玉米秸稈、葵頭粉采集于內蒙古巴彥淖爾市臨河區，均為農作物成熟收獲籽實后收割的秸稈和葵花頭，無腐敗，自然晾曬，制成風干樣，粉碎，過40目篩，保存備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理

每種粗飼料樣品各取500 g，使其含水量為50%?？ūP粉噴灑適量水，攪拌均勻，過夜放置，經1 d的吸收和蒸發，含水量在50%左右。

1.2.2 試驗設計

試驗共設3個粗飼料樣品組，每個飼料樣品設4個酵母菌處理組，每個處理設3個重復，同時設1個對照組（CK），對照組不添加菌種。對照組和處理組各取50 g樣品，分別加入1.5%的緩釋尿素0.75 g，調節碳氮比（C/N）為30∶1。

1.2.3 發酵試驗

將分離獲得的酵母菌分別接種于YPD液體培養基中，30℃、180 r/min振蕩培養36 h，計數。然后按照孢子數等比例接種于試驗樣品固體發酵培養基中，每個樣品按1.5 mL/g接種酵母菌菌懸液（8.0×1010CFU/mL），玻璃棒充分攪拌均勻，30℃培養發酵72 h。發酵過程每隔24 h觀察1次物料變化。將發酵樣品取出，65℃烘干，裝入樣品袋，儲藏備用。測定發酵后各組中的CP、NDF和ADF含量。

1.3 測定指標及方法

CP含量采用凱氏定氮法測定；ADF、NDF含量采用范式纖維測定法（Van Soest）測定。

1.4 數據統計與分析

根據各處理樣品CP、ADF、NDF值，用XLSX計算各處理樣品CP、ADF、NDF的變化值。

2 結果與分析

葵頭粉組發酵過程中可以觀察到白色菌絲，并且隨著發酵時間的延長，白色菌絲量明顯增加；玉米秸稈與葵頭粉混合組發酵24 h，可觀察到白色菌絲，72 h后白色菌絲消失。各組粗飼料發酵后，質地均勻、手感松散、無結塊，同時伴有淡淡的酸香味和醇香味，J2菌株發酵組醇香味較濃。

4株酵母菌發酵處理不同粗飼料養分含量測定結果見表1。由表1可知，經過酵母菌J1、J3發酵處理，葵頭粉中CP含量較對照組分別提高7.32%和6.85%，玉米秸稈中CP含量較對照組分別提高16.79%和18.98%，葵頭粉和玉米秸稈組合中CP含量較對照組分別提高10.50%和29.87%；經過酵母菌J2、J4發酵處理后，葵頭粉、玉米秸稈、葵頭粉和玉米秸稈組合中CP含量變化不明顯。4株酵母菌發酵處理3組粗飼料，其中酵母菌J2對葵頭粉中NDF的降解率最高，比對照組提高9.26%；酵母菌J2對玉米秸稈中ADF的降解率最高，比對照組提高10.80%。

表1 4株酵母菌發酵處理不同粗飼料養分含量測定結果Tab.1 Results of determination of nutrient content in different roughages by fermentation of four strains of yeast 單位：%

3 討論

酵母菌發酵粗飼料，可將粗飼料中的氮源轉化為營養豐富的微生物菌體蛋白，也可利用飼料中的營養物質合成B族維生素、谷胱甘肽等，提高粗飼料CP含量，改善飼料營養價值，增強動物機體的免疫機能[8]。酵母菌分泌的纖維素酶、半纖維素酶等，可降解粗飼料中的纖維、淀粉、粗蛋白等復雜的大分子有機物產生多種有益代謝產物，也可消除粗飼料中的部分抗營養因子，提高粗飼料的轉化利用率和安全性。但不同的菌種發揮的作用也不同，有些菌種可改善粗飼料的養分含量，降解抗營養因子；有些菌種可產生營養物質分解酶，改善動物腸道內酶的活性；有些菌種具有以上兩方面的作用[9]。本試驗中的J1和J3菌種可有效改善葵頭粉、玉米秸稈、葵頭粉和玉米秸稈組合中的CP含量，但對飼料中的NDF降解率相對較低；J2菌種可改善粗飼料風味，也可提高葵頭粉和玉米秸稈中的ADF和NDF降解率，但對改善粗飼料中CP含量作用不明顯；J1、J2和J3菌種對玉米秸稈中NDF的降解率提高幅度相對較低；J1和J4菌種對組合飼料NDF的降解率高于單一飼料的降解率。

益生菌發酵粗飼料，具有改善粗飼料養分含量、降低抗營養因子、改善粗纖維結構、提高粗飼料轉化率等優點，在飼料行業受到高度重視，并得到快速發展[10]。研發粗飼料益生菌發酵劑及發酵工藝，可為草食畜牧業的發展提供優質的粗飼料資源。目前，益生菌發酵處理粗飼料已從單一菌種的發酵發展到多菌種的組合發酵，在發酵過程中更加注重不同益生菌間的相互協調與互補[11]。采用酵母菌、芽孢桿菌、霉菌和乳酸菌等多菌種組合發酵粗飼料，可利用好氧條件下酵母菌、芽孢桿菌、霉菌分泌產生的酶類分解粗飼料中的蛋白質、淀粉和纖維物質等，產生的分解產物可促進乳酸菌生長，并為乳酸菌的生長提供厭氧環境；發酵后期，乳酸菌增殖產生大量乳酸，使益生菌在無氧條件下自溶，釋放出胞內酶及營養活性物質，提高粗飼料的體外降解效率，改善粗飼料品質，提高其適口性[12]。因此，多菌種組合發酵粗飼料較單菌種發酵粗飼料具有更多的優勢。王偉等[13]研究發現，混合菌種降解玉米秸稈效果顯著高于單一菌種（P<0.05）。趙華等[14]利用酵母菌、枯草芽孢桿菌、木霉、曲霉組合發酵木薯渣（添加20%菜粕），CP含量提高66.39%，粗纖維含量降低22.19%，羧甲基纖維素酶和β-葡萄糖苷酶酶活均有顯著提高。邱玉朗等[15]研究利用混合益生菌發酵秸稈與玉米漿混合飼料，肉羊平均日增重提高36%（P<0.01），料重比降低28.68%（P<0.05）。

目前，益生菌發酵粗飼料作用機制尚未完全清楚，單一菌種的選用和混合多菌種配合機理還有待進一步研究。開展針對性的發酵粗飼料相關菌種研究，深入了解益生菌發酵粗飼料作用機制，因地制宜研制不同粗飼料發酵劑，對于發展草食畜牧業具有重要意義。

4 結論

利用酵母菌發酵粗飼料可有效改善其營養價值，提高利用率，節約飼料成本。本試驗結果表明，酵母菌J1、J2和J3菌株具有開發為粗飼料發酵劑產品的潛力。