油菜秸秆发酵饲料对瘤胃产气量、微生物蛋白产量及总挥发性脂肪酸的影响

华金玲，郭 亮，付佳伟

（安徽科技学院动物科学学院，安徽 凤阳 233100）

反刍动物日粮中，粗饲料通常占40%～70%，甚至更高，为瘤胃微生物和宿主动物提供所需的大部分营养物质，对维持反刍动物肠道健康，提高其生产力有重要作用[1]。油菜秸秆质地坚硬，适口性差，气味重，直接作为粗饲料利用率低。但研究表明油菜秸秆具有较高的粗蛋白质和粗脂肪含量，经过适当加工可作为反刍动物粗饲料的重要来源[2-3]。发酵饲料是提高非常规饲料如秸秆类等利用的有效技术手段。本研究以安徽地区春季收获油菜秸为发酵饲料原料，通过添加发酵促进剂生产发酵饲料，并通过体外模拟瘤胃发酵系统评价油菜秸秆发酵饲料的品质，从而为油菜秸秆发酵饲料在生产实践中推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

油菜秸秆：新鲜收获的油菜秸秆，晾干粉碎备用。玉米粉：市场购买。发酵菌液：实验室自主研制。

1.2 试验设计

试验设计见表1。

表1 试验设计

油菜秸秆、玉米粉及发酵液按表1混合制备发酵饲料，每个处理组5 个重复，室温下发酵15 d。取发酵成熟的油菜秸秆发酵饲料，利用压力读取式体外产气法（RPT系统）分别测定油菜秸秆发酵饲料体外培养12、24 和48 h 的瘤胃产气量、微生物蛋白产量（MCP）及挥发性脂肪酸（VFA）等指标。

1.3 样品处理与测定

1.3.1 人工唾液的配制

瘤胃液和人工唾液按照1:9配置，体外培养时每个产气瓶内加瘤胃液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，加蒸馏水到100 mL；B 溶液（缓冲液）：NH4HCO34.0 g、NaHCO335.0 g，加蒸馏水到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，加蒸馏水到1 000 mL； D 溶液（0.1%刃天青溶液）：称取刃天青100 mg 溶解于100 mL 蒸馏水；E 溶液（还原剂溶液）：蒸馏水95 mL、Cysteine HCl 625 mg、Na2S·9H2O 625 mg、1 mol NaOH 4.0 mL。

1.3.2 原液混合及样品过夜

人工唾液原液混合于39±0.5 ℃水浴锅中，不间断通入CO2使其由蓝色变成粉红色，最终为无色。称取油菜秸发酵饲料750 mg，转移至培养瓶，加入人工唾液45 mL，密封，放入39±0.5 ℃恒温培养箱，过夜。

1.3.3 发酵液的采集与处理

晨饲前通过口腔取试验用奶牛瘤胃液于保温瓶带回实验室，39±0.5 ℃水浴中4～6层纱布过滤，滤过中通入CO2气体。利用分样器将瘤胃液5 mL加入产气瓶，放入恒温培养箱中培养12、24 和48 h。

1.3.4 测定指标

瘤胃产气量：利用压力传感器直接测定各时间点培养体系内的压力，根据算出产气量。产气量计算公式见式1。

其中，GPt为样品在t时刻的产气体积（mL），Pt为样品在t时刻的产气压力（kPa），V0为产气瓶体积（mL）；W为样品干物质重（g）。

微生物蛋白产量（MCP）：嘌呤法测定体外微生物蛋白产量，计算公式见式2。

微生物蛋白（mg·mL-1）=RNA测定值（mg·mL-1）×RNA 含氮量/细菌氮中RNA 含氮量×稀释倍数×6.25 （2）

其中，RNA 含氮量为17.83%，细菌氮中RNA含氮量为10%。

挥发性脂肪酸（VFA）：利用GC-2010气相色谱仪测定发酵体系中乙酸、丙酸、丁酸的含量。

色谱柱：HP-INNOWAX（1909IN-133）毛细管柱；气化室温度：250 ℃；检测室温度：260 ℃；载气及流速：载气为高纯氮，循环流量30 mL·min-1；检测室气体流速：H2流量40 mL·min-1，空气流量400 mL·min-1。

1.4 统计分析

采用SAS 9.1.3软件进行方差分析，Duncan's法进行多重比较，结果以“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 油菜秸秆发酵饲料对瘤胃产气量的影响

油菜秸秆发酵饲料瘤胃体外发酵培养产气量变化见表2。

表2 油菜秸秆发酵饲料瘤胃体外发酵培养产气量变化mL

由表2可知，各处理组瘤胃产气量随着体外培养时间的延长而增加。相同玉米粉添加量时，油菜秸秆发酵饲料随着发酵菌液添加量的增加瘤胃产气量增加，发酵菌液添加量为120 mL·kg-1时产气量最高，其中Ⅱ-3 组的产气量显著高于其他处理组（P＜0.05）。发酵饲料制作过程中增加玉米粉添加可显著提高油菜秸秆发酵饲料的瘤胃产气量（P＜0.05）。

2.2 油菜秸秆发酵饲料对瘤胃MCP产量的影响

油菜秸秆发酵饲料瘤胃体外发酵培养MCP 产量变化见表3。

表3 油菜秸秆发酵饲料瘤胃体外发酵培养MCP产量变化mg·100 mL-1

由表3可知，各处理组瘤胃MCP产量以48 h最高。油菜秸秆饲料制作过程中添加玉米粉体外培养12 和48 h 的瘤胃MCP 产量间差异不显著（P＞0.05），1%玉米粉添加量的Ⅰ-2组瘤胃MCP产量显著高于同等玉米粉添加量的其他处理组（P＜0.05）。相同玉米粉添加量时，发酵菌液添加量的增加有利于提高48 h的瘤胃MCP产量。

2.3 油菜秸秆发酵饲料对VFA的影响

油菜秸秆发酵饲料瘤胃体外发酵培养总VFA变化见表4。

表4 油菜秸秆发酵饲料瘤胃体外发酵培养总VFA变化 μmoL·mL-1

由表4可知，随着油菜秸秆发酵饲料制作过程中玉米粉添加量的增加，瘤胃总VFA 产量随之增加（P＜0.05）。各培养时间点瘤胃总VFA 产量随着油菜秸秆发酵饲料制作过程中发酵菌液的增加而增加。相同玉米粉添加量时，发酵菌液添加量为120 mL·kg-1的油菜秸秆发酵饲料的瘤胃总VFA最高。

3 讨 论

3.1 油菜秸秆发酵饲料对瘤胃产气量的影响

以纤维分解菌作为发酵液生产秸秆类发酵饲料，纤维分解菌可促使油菜秸等中的粗纤维、木聚糖长分子链中酯键酶解，不易于动物吸收的高分子碳水化合物分解为能被消化吸收的低分子碳水化合物，提高油菜秸秆饲料消化率[4]。本研究所用的发酵菌液为实验室筛选的一类纤维分解菌作为主要来源，因此在相同玉米粉添加量的情况下，发酵菌液量增加，油菜秸秆的瘤胃产气量也随之增加，有利于提高油菜秸秆发酵饲料的消化率。日粮中增加可溶性糖可促进瘤胃发酵[5]。2%玉米粉产气量显著高于1%玉米粉产气量（P＜0.05），玉米粉添加量增加充分满足了微生物生长代谢要求，使微生物一直都能保持较好的生理特性，从而提高微生物的生长量和代谢水平[6]。

3.2 油菜秸秆发酵饲料对瘤胃MCP产量的影响

微生物蛋白是反刍动物所需蛋白质的主要来源，能量供给充足条件下，瘤胃微生物帮助反刍动物分解纤维素和合成大量菌体蛋白以满足家畜的需要[7-8]。发酵后的油菜秸发酵饲料饲料消化率提高，有利于瘤胃微生物利用其合成微生物蛋白。因此，玉米粉添加和发酵菌液添加量增加均有利于提高发酵饲料的瘤胃MCP 产量。刘志林等利用油菜秸秆与菌液制备发酵饲料，结果表明，油菜秸秆的质地改善，且饲料消化率提高，与本研究结果一致[9]。玉米粉有利于促进瘤胃微生物代谢过程中的能氮平衡，因此，添加玉米粉且提高其添加比例有利于提高MCP产量。

3.3 油菜秸秆发酵饲料对VFA的影响

挥发性脂肪酸（VFA）是厌氧消化过程中的重要中间产物[10]。玉米粉是一种营养性添加剂，可以降低一些微生物对营养成分的消耗作用，并促进发酵速度加快[11-12]。因此，本研究随着玉米粉添加量的增加，瘤胃总VFA 产量也随之增加。发酵菌液添加抑制许多腐败菌的繁殖，加快有益菌对饲料的分解，提升反刍动物对其消化率[13]。相同的玉米粉添加量情况下，发酵菌液添加量为120 mL·kg-1时瘤胃总VFA 产量显著高于其他各处理组，表明该处理方式的油菜秸秆发酵饲料更有利于提高瘤胃微生物活性。

4 结 论

本试验结果表明，玉米粉和发酵菌液添加有利于提高油菜秸秆发酵饲料的瘤胃产气量、MCP产量及总VFA 产量，玉米粉和发酵菌添加量越高越有利于提升油菜秸秆发酵饲料品质。玉米粉添加量为1%，发酵菌液添加量为120 mL·kg-1或者玉米粉添加量为2%，发酵菌液添加量为80 mL·kg-1更有利于生产实践规模化生产。