■張微微 張永根 李欣新 向玉勇柴新義

（1.滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽滁州 239000；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030)

馬鈴薯渣是淀粉加工行業(yè)的副產(chǎn)物，含水量高，果膠含量很高，是一種低蛋白質(zhì)、高能量型的優(yōu)質(zhì)多汁的纖維性飼料，可以作為一種新型的反芻動(dòng)物優(yōu)質(zhì)的飼料來(lái)源[1-3]。

一些學(xué)者研究證明將薯渣這種高水分的糟渣副產(chǎn)物制作高水分青貯或者與其他添加劑進(jìn)行混合青貯，不僅可以提高薯渣的利用率，還可以增加其有氧穩(wěn)定性[4-6]。還有學(xué)者研究利用固態(tài)發(fā)酵薯渣生產(chǎn)蛋白飼料[7-11]或者奶牛飼料[12]，直接飼喂反芻動(dòng)物，已經(jīng)取得良好效果。這些薯渣的處理方式不僅為畜牧行業(yè)開(kāi)辟了飼料來(lái)源，而且提高了工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物的利用率，也減緩了因薯渣高含水量而帶來(lái)的環(huán)境污染[13]。

在反芻動(dòng)物日糧中，粗飼料是能量來(lái)源和維持正常乳脂率的主要物質(zhì)，尤其是奶牛日糧中，粗飼料一般占日糧的40%～70%[14]。而評(píng)價(jià)反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)是其在瘤胃中的降解特性[15]。因此，準(zhǔn)確把握粗飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃內(nèi)的降解率是正確調(diào)控瘤胃發(fā)酵以及精確配制營(yíng)養(yǎng)平衡日糧所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

體外產(chǎn)氣法已經(jīng)廣泛用于飼料各種營(yíng)養(yǎng)成分降解率的測(cè)定，它克服了尼龍袋法測(cè)定樣品數(shù)過(guò)少，試驗(yàn)動(dòng)物及手術(shù)費(fèi)用過(guò)高等缺陷而逐漸被接受為原位法的一種替代方法,而且很多研究已經(jīng)證明體外產(chǎn)氣法與尼龍袋法評(píng)定粗飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解率相關(guān)性很高[16-18]。

綜上所述，本試驗(yàn)采用體外發(fā)酵裝置測(cè)定不同處理的馬鈴薯渣的干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）和中性洗滌纖維（NDF）瘤胃降解率，以便為充分和合理利用薯渣這一新型飼料資源提供營(yíng)養(yǎng)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料

鮮薯渣（WPP）：含水量為88.7%鮮薯渣單一原料。

發(fā)酵原料（PSF）：薯渣與秸稈混合，調(diào)制成70%含水量的混合物。

固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物（SSF）：發(fā)酵原料蒸汽滅菌5 min，冷卻至室溫，pH值、水分自然，接種白地霉和黑曲霉變種混合菌液5%，菌株比例10∶1，料層厚度6 cm，發(fā)酵溫度28℃，發(fā)酵時(shí)間60 h后的培養(yǎng)物。

青貯（SFS）：發(fā)酵原料，抽真空，密封，室溫保存45 d后的發(fā)酵產(chǎn)物。

所有原料經(jīng)65℃干燥48 h、粉碎、過(guò)40目篩，密封保存。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 體外培養(yǎng)裝置及其溶液配制

根據(jù)Menke等（1988）的方法進(jìn)行體外發(fā)酵的溶液配制與體外發(fā)酵裝置的改裝[19]。由本實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)體外發(fā)酵裝置，裝置具體參考劉薇[20]（2011）。

1.2.2 測(cè)定步驟

1.2.2.1 樣本稱量

纖維袋（F57濾袋，美國(guó)ANKOM技術(shù)公司）事先用丙酮浸泡3～5 min，等丙酮散發(fā)完畢之后，放入烘箱，60℃烘6 h后，備用。

用小藥勺稱取飼料樣品干物質(zhì)0.25 g，送入纖維袋，熱封，然后放入小瓶。每個(gè)瓶里放入2個(gè)纖維袋。為了保證測(cè)試樣品具有代表性，每個(gè)樣本做3個(gè)平行測(cè)定，同時(shí)做空白對(duì)照。

1.2.2.2 分裝和培養(yǎng)

向每個(gè)小玻璃瓶中分別加入75 ml人工瘤胃培養(yǎng)液，邊通入無(wú)氧CO2，始終保持無(wú)色，確保瓶?jī)?nèi)保持厭氧狀態(tài)。然后將小瓶置于已預(yù)熱（39℃）的水浴搖床中培養(yǎng)。培養(yǎng)時(shí)間為4、8、12、24、36、48、72 h，采用同時(shí)放入不同時(shí)間取出原則，纖維袋取出后統(tǒng)一放在自來(lái)水下細(xì)流沖洗，直至水清澈明亮，無(wú)味為止。65℃烘干至恒重。測(cè)定殘留的干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、中性洗滌纖維（NDF）含量。

1.2.3 計(jì)算公式

待測(cè)飼料中的DM（CP、NDF）在培養(yǎng)液中不同時(shí)間點(diǎn)的降解率。

瘤胃降解參數(shù)計(jì)算模型y=a+b（1-e-ct）。

式中：y——在t培養(yǎng)時(shí)間蛋白質(zhì)降解率；

a——快速可降解部分；

b——潛在可降解部分；

c——b組分的降解速率；

t——培養(yǎng)時(shí)間點(diǎn)。

有效降解率：ED=a+b[c/（c+KP）]。式中，a，b，c同上，KP為外流速度，由方程KP=0.05/h解出。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Excel進(jìn)行，采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算不同時(shí)間點(diǎn)、不同飼料的動(dòng)態(tài)降解參數(shù)，并進(jìn)行擬合，利用分析過(guò)程（ANOVA）進(jìn)行分析，采用Duncan's法進(jìn)行多重比較[21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料成分分析（見(jiàn)表1）

表1 各種原料的養(yǎng)分含量

由表1可以得出，馬鈴薯渣營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比較豐富，但是含水量過(guò)高，達(dá)到88.71%。而將其和水稻稈混合之后，提高了其干物質(zhì)含量。

2.2 不同處理的馬鈴薯渣體外DM消失率的測(cè)定（見(jiàn)表2）

由表2可知，不同處理的馬鈴薯渣各時(shí)間點(diǎn)的DM消失率顯著低于WPP（P＜0.05），高于原料水稻秸稈（RS）（P＜0.05），而混菌固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物（SSF）處理組在12 h之后的各時(shí)間點(diǎn)的消失率顯著高于發(fā)酵原料（PSF）和青貯（SFS）處理組（P＜0.05），且SFS處理組在24 h的消失率顯著高于PSF處理組（P＜0.05）。鮮馬鈴薯渣在前48 h里DM消失率達(dá)到80%以上，而且在培養(yǎng)24 h時(shí)其消失率就已經(jīng)達(dá)到70%以上。而處理組SSF和SFS在48 h的消失率雖然分別達(dá)到了60%和50%以上，但在24 h前降解速度相對(duì)較慢。72 h干物質(zhì)降解率WPP和SSF高于處理組SFS和PSF（P＜0.05），而SFS處理組顯著高于PSF處理組（P＜0.05）。

表2 不同處理馬鈴薯渣在體外培養(yǎng)不同時(shí)間點(diǎn)的DM消失率

不同處理馬鈴薯渣的DM的體外動(dòng)態(tài)降解率見(jiàn)表3。從表3可以看出不同處理的馬鈴薯渣在體外培養(yǎng)的DM動(dòng)態(tài)降解模型參數(shù)存在很大差異（P＜0.05）。干物質(zhì)快速降解部分以SFS和PSF最高，達(dá)到23.80%和21.42%。所有處理組的慢速降解部分顯著低于WPP（P＜0.05），PSF的干物質(zhì)慢速降解部分顯著低于SSF與SFS處理組（P＜0.05）。干物質(zhì)的有效降解率以WPP最高（70.77%），顯著高于其他處理組（P＜0.05）。SSF（51.00%）與SFS（47.00%）處理組的有效降解率顯著高于PSF處理組（43.81%）（P＜0.05）。

表3 不同處理馬鈴薯渣的DM動(dòng)態(tài)降解模型參數(shù)

2.3 不同處理的馬鈴薯渣體外NDF消失率的測(cè)定（見(jiàn)表4）

由表4可知，鮮馬鈴薯渣（WPP）在各時(shí)間點(diǎn)的NDF瘤胃消失率顯著高于其他處理組（P＜0.05）。處理組SSF在16 h開(kāi)始，各時(shí)間點(diǎn)的消失率顯著高于SFS和PSF（P ＜0.05），同時(shí)處理組SFS的 NDF消失率顯著高于PSF（P＜0.05）。而發(fā)酵原料經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵（SSF和SFS）48 h之后，NDF的瘤胃消失率明顯快于發(fā)酵原料（PSF）（P ＜0.05）。24 h SSF的NDF降解率已經(jīng)達(dá)到了50%以上，顯著高于處理組PSF（36.58%）和 SFS（38.75%）。這說(shuō)明在24 h以內(nèi)，SSF的NDF降解速度較快，而SFS在24～48 h時(shí)降解速率加快，PSF在48 h之后仍然保持一定的降解能力。

表4 不同處理馬鈴薯渣在體外培養(yǎng)不同時(shí)間點(diǎn)的NDF消失率

表5 不同處理薯渣的NDF動(dòng)態(tài)降解模型參數(shù)

表5為不同處理薯渣的NDF體外動(dòng)態(tài)降解參數(shù)。由表5可得出，以SFS處理組的NDF的快速降解部分最高，達(dá)到22.67%，顯著高于其他處理組（P＜0.05），最低為SSF處理組，僅9.91%。WPP的NDF慢速降解部分最高（64.02%），而PSF的NDF的慢速降解部分最低（32.13%），顯著低于SSF（48.37%）和SFS（47.01%）（P＜0.05），但是其慢速部分的降解速度高于處理組 SFS（P＜0.05），WPP 的NDF有效降解率最高（P＜0.05），而SSF和SFS處理組顯著高于PSF處理組（P＜0.05）。由此可知，發(fā)酵原料經(jīng)過(guò)不同處理后，顯著提高了NDF的有效降解率（P＜0.05）。

2.4 不同處理的馬鈴薯渣體外CP消失率的測(cè)定（見(jiàn)表6)

由表6可知，單一薯渣在體外培養(yǎng)中各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的CP消失率均顯著高于其他處理組（P＜0.05）。SSF處理組在各時(shí)間點(diǎn)的CP消失率顯著高于SFS和PSF處理組。而SFS在各時(shí)間點(diǎn)（除48 h）的CP消失率均高于PSF（P＜0.05）。由此，可得出經(jīng)過(guò)菌株發(fā)酵處理的馬鈴薯渣顯著提高了CP消失率（P＜0.05）。

表6 不同處理馬鈴薯渣在體外培養(yǎng)不同時(shí)間點(diǎn)的CP消失率

表7 不同處理薯渣的CP動(dòng)態(tài)降解模型參數(shù)

由表7可知，處理組中WPP和SSF的CP的快速降解部分顯著高于其他試驗(yàn)組（P＜0.05），依次為35.25%和35.67%。PSF的CP的慢速降解部分高達(dá)66.23%，顯著高于其他試驗(yàn)組（P＜0.05），而慢速部分的降解速率為1.3%/h，顯著低于其它試驗(yàn)組（P＜0.05）。SSF和SFS的CP有效降解率顯著高于處理組PSF（P＜0.05）。

3 討論

飼料養(yǎng)分的降解特性是反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的一個(gè)重要指標(biāo)。研究指出，同一飼料在瘤胃中的纖維降解率較其干物質(zhì)、有機(jī)物和粗蛋白都低，主要源于纖維類物質(zhì)交錯(cuò)連接的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，以及很難被瘤胃微生物降解的木質(zhì)素的存在。而這些物質(zhì)必須需要緊密依附在消化底物上的瘤胃微生物才得以降解，因此，在其被微生物消化前存在著一段延擱期[22]。本試驗(yàn)測(cè)得同一飼料的NDF降解率小于DM降解率和CP降解率，此結(jié)果與上述論點(diǎn)相吻合。從表5和表7可以看出，飼料養(yǎng)分的體外有效降解率與其原料粗蛋白含量之間存在正相關(guān)關(guān)系，與中性洗滌纖維含量存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，此結(jié)論與余梅[22]（2010）相一致。

干物質(zhì)降解率主要是蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等物質(zhì)的降解，是影響反芻動(dòng)物對(duì)粗飼料干物質(zhì)采食量的一個(gè)主要因子。本試驗(yàn)中，各處理組的體外干物質(zhì)消化率隨著培養(yǎng)時(shí)間出現(xiàn)不同程度的變化，主要與原料的處理方式相關(guān)。這也證實(shí)了干物質(zhì)的降解率與原料的狀態(tài)相關(guān)，例如，不同的加工工藝、不同的產(chǎn)地、來(lái)源和處理方式等[23]。

NDF降解率是衡量粗飼料優(yōu)劣的重要指標(biāo)，其降解率受飼料中纖維組成所影響。由降解率試驗(yàn)可知，薯渣各指標(biāo)各時(shí)間點(diǎn)的消失率都最高。薯渣的NDF降解率高，主要原因在于薯渣飼料纖維屬于可溶性，尤其是果膠是比較容易降解的復(fù)雜碳水化合物[24-25]。而即使同一類型的粗飼料，其NDF可能存在很大差異[24,26,27]。本試驗(yàn)中SSF和SFS處理組的NDF有效降解率顯著高于PSF處理組，這一結(jié)果與此結(jié)論相一致。從試驗(yàn)結(jié)果同樣可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)青貯和混菌固態(tài)發(fā)酵處理后都可顯著提高馬鈴薯渣混合飼料DM和NDF的慢速降解部分（b），b值的顯著提高將使馬鈴薯渣混合飼料中總的可降解DM和NDF量得到顯著提高。由此說(shuō)明，青貯[14，28]和混菌固態(tài)發(fā)酵處理可降解DM和NDF的總量，還提高了其降解速率?；炀虘B(tài)發(fā)酵產(chǎn)物在體外發(fā)酵中產(chǎn)生的異位酸可提高纖維降解率[29-31]。

李穎麗等（2009）指出由于組成飼料的蛋白質(zhì)成分不一，因此其蛋白質(zhì)的降解特性也會(huì)有差別，影響飼料蛋白質(zhì)降解率的因素主要有基礎(chǔ)日糧類型、飼料在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵時(shí)間、蛋白質(zhì)的溶解度、動(dòng)物因素以及機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)的消化時(shí)間[32]。WPP處理組CP降解率高則是由于薯渣中含有的蛋白主要是真蛋白、氨基酸等，而且慢速降解蛋白部分和降解速度都是最大的。而RS的各指標(biāo)各時(shí)間點(diǎn)的消失率都是最低的。薯渣混合飼料（PSF、SSF、SFS）的消失率低于WPP處理組，主要是由于混合飼料中添加了水稻秸稈。稻秸屬于高纖維性物質(zhì)，木質(zhì)化程度高，難降解，而且蛋白含量低。而處理組（SSF和SFS處理組）在任一時(shí)間點(diǎn)體外消失率都顯著高于PSF處理組。SFS處理組體外有效降解率升高，說(shuō)明經(jīng)過(guò)青貯處理，馬鈴薯渣混合飼料蛋白質(zhì)的體外降解速度變快，其可能的原因是青貯過(guò)程微生物發(fā)酵產(chǎn)生大量的非蛋白氮。而SSF處理組的粗蛋白質(zhì)體外有效降解率高于PSF處理組，是由于混菌中的白地霉菌株可作為飼料蛋白，在固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中，產(chǎn)生大量的微生物蛋白。飼料蛋白質(zhì)根據(jù)其在體外發(fā)酵中的滯留時(shí)間可分為快速降解部分和慢速降解部分，而每一部分的在體外瘤胃液中的降解比例都是不盡相同的[33-34]。本試驗(yàn)中PSF處理組的CP快速降解部分高于SFS處理組，慢速降解部分比SFS高，但慢速度降解部分的降解速率低于SFS處理組，所以有效降解率反而低，可見(jiàn)粗飼料的慢速降解部分比例及降解速率能顯著影響粗飼料的降解程度。

4 結(jié)論

采用體外法測(cè)定不同處理的馬鈴薯渣的體外降解特性，得出以下結(jié)論：

①薯渣與稻秸混合后降低了單一薯渣的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但是避免了薯渣由于其高含水量而帶來(lái)的一切環(huán)境污染問(wèn)題，而且提高了工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物的利用率。

②薯渣與秸稈混合物經(jīng)過(guò)乳酸青貯和混菌固態(tài)發(fā)酵處理之后，提高了飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解率，顯著改善飼料被奶牛瘤胃消化利用的特性。