■許錦聰 何祥波 苗 景 李 穎 潘雙子 甘乾福 梁學武
(福建農林大學動物科學學院,福建福州350002)
我國是食用菌生產大國,食用菌是農業(yè)的重要組成部分,對我國農業(yè)結構的調整起到非常重要作用[1]。福建省是一個食用菌生產大省,產量居全國第四,且食用菌生產是福建省農村地區(qū)發(fā)展的主要產業(yè)之一[2]。食用菌富含蛋白質、維生素、糖和多種礦物元素,是人體所必需的營養(yǎng)物質,對人體具有提高免疫力、防癌、防輻射等功能[3-4]。食用菌栽培主要以棉籽殼、木屑、菌草、玉米芯、甘蔗渣等農副產品為原料,生產完食用菌后會產生大量的菌糠廢棄物[5]。隨著食用菌消費市場的壯大,生產規(guī)模的工業(yè)化,目前我國每年菌糠的生產量已達1 000萬噸以上[6],菌糠作為廢棄物,直接丟棄和焚燒是主要的處理方式,隨著菌糠的產量的增加,環(huán)保意識的增強,菌糠資源的循環(huán)利用問題已引進大家的極大關注。近年來開展了很多關于菌糠的再利用研究,主要包括制作有機肥、作為植物栽培基質、二次栽培食用菌及開發(fā)作為菌糠飼料等[7-12]。菌糠富含菌絲體、微生物降解的纖維素、粗蛋白質、粗脂肪、礦物質等營養(yǎng)成分和活性成分,其中氨基酸總量達2.25 g/100 g[13],可作為非常規(guī)飼料代替常規(guī)粗飼料,以降低畜禽養(yǎng)殖的成本,提高經濟效益。
目前飼料評價體系主要有三種,分別為Van Soest、Weende和CNCPS[14-16]。Weende體系和Van Soest體系,由于這兩種體系的指標都為表觀性的靜態(tài)指標,沒有考慮動物本身的差異,存在一定的局限性[17]。康奈爾凈碳水化合物—蛋白質體系(Cornell net carbohy drate and protein system,CNCPS)是一個基于瘤胃降解特征的飼料評價體系。CNCPS通過準確的化學分析方法對飼料組分含量做出分析[18],并將飼料成分與反芻動物消化特點相結合,預測得到飼料組分的瘤胃降解量、過瘤胃量、瘤胃微生物產量和小腸可利用量等。
本試驗對福建省11種常見食用菌菌糠進行常規(guī)營養(yǎng)成分、相對飼喂價值和游離棉酚含量分析,并采用CNCPS分析其碳水合化物和蛋白質組分營養(yǎng)特性,旨在為菌糠資源的飼料化開發(fā)利用提供理論依據。
菌糠樣品的取樣地點及時間詳見表1,食用菌培養(yǎng)基配方見表2。
表1 菌糠樣品采樣記錄
表2 菌糠的配方
將菌糠樣品經65℃烘干48 h至恒重后取出放在室溫下回潮24 h,用植物纖維粉碎機粉碎,過40目篩子后,裝于試劑瓶內保存用于成分分析。按照《飼料分析及飼料質量檢測技術》方法[19]測定干物質(DM)、粗脂肪(EE)、粗蛋白質(CP)、粗灰分(Ash)、Ca和P;按照Van Soest法[20]測定中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、酸洗洗滌木質素(ADL)、酸性洗滌不溶氮(ADFIP)和中性洗滌不溶氮(NDFIP);按照AACC法[21]測定非蛋白氮(NPN)和淀粉(Starch)。按照Krishnamoorthy等[22]的方法測定可溶性蛋白(SP)。
根據GB 13086—1991的方法[23]測定游離棉酚含量。
式中:DMI(%BW,干物質采食量)=120/NDF(%DM);
DDM(%DM,可消化干物質含量)=88.9-0.779×ADF(%DM)。
CNCPS將碳水化合物(CHO)組分分為可溶性糖(CA)、淀粉(CB1)、可降解細胞壁(CB2)和不可降解細胞壁(CC);蛋白質組分分為非蛋白氮(PA)、真蛋白(PB)和不可利用蛋白(PC),其中真蛋白根據降解速率又被分為可降解蛋白(PB1)、中速降解蛋白(PB2)和慢速降解蛋白(PB3)。根據Fox等[25]方法計算。
實驗數據用Excel進行整理,采用SPSS17.0進行單因素方差分析,Duncan's法進行多重比較,以P<0.05作為差異顯著性判斷標準。
表3 常見菌糠營養(yǎng)成分及相對飼喂價值(DM基礎,%)
由表3分析可知,菌糠CP為9.00%~16.17%,毛木耳菌糠CP顯著高于其他菌糠(P<0.05);EE為0.41%~1.82%,真姬菇、靈芝菌糠和銀耳菌糠差異不顯著(P>0.05),三種菌糠顯著高于其他菌糠(P<0.05);NDF、ADF分別為34.23%~63.85%、23.04%~46.80%,毛木耳菌糠NDF顯著低于除雞腿菇菌糠組以外其他組菌糠(P<0.05),毛木耳菌糠ADF顯著低于其他菌糠(P<0.05);ADL 10.81%~22.42%,其中茶樹菇和銀耳菌糠ADL大于20%,其他菌糠均在20%以下,毛木耳菌糠最低為10.81%;菌糠的相對飼喂價值(RFV)為76.40%~192.81%,除杏鮑菇、真姬菇、茶樹菇菌糠和銀耳菌糠外,其余菌糠的RFV均在100%以上。
表4 常見菌糠SP、NPN、NDFIP、淀粉及游離棉酚含量(DM基礎)
由表4分析可知,菌糠SP為2.53%~5.22%,毛木耳菌糠的SP含量顯著高于其他組菌糠(P<0.05),香菇菌糠和黃平菇菌糠的SP含量顯著低于其他組(P<0.05);NPN為2.26%~4.07%,毛木耳菌糠NPN顯著大于其他菌糠(P<0.05),香菇菌糠的NPN顯著低于除黃平菇菌糠和紫孢平菇菌糠以外的其他菌糠組(P<0.05);NDFIP為2.67%~7.63%,茶樹菇菌糠和銀耳菌糠的NDFIP含量顯著高于其他組菌糠(P<0.05),香菇、紫孢平菇菌糠和杏鮑菇菌糠的NDFIP含量顯著低于其他組菌糠(P<0.05);淀粉為1.72%~5.08%,紅平菇、毛木耳菌糠和紫孢平菇菌糠的淀粉含量顯著高于其他組菌糠(P<0.05),銀耳菌糠和雞腿菇菌糠的淀粉含量顯著低于其他組菌糠(P<0.05)。真姬菇菌糠的游離棉酚為88.96 mg/kg,雞腿菇、茶樹菇菌糠和銀耳菌糠的游離棉酚大于100 mg/kg。
表5 常見菌糠碳水化合物組分分析(%CHO)
由表5分析可知,在碳水化合物組分中,菌糠的CA為12.32%~45.47%,毛木耳菌糠最高,茶樹菇菌糠最低;CB1為1.71%~5.08%,紅平菇、毛木耳菌糠和紫孢平菇菌糠含量較高,雞腿菇菌糠和銀耳菌糠含量較低;CB2為5.81%~24.13%,各種菌糠含量差異顯著(P<0.05)。NSC為14.64%~50.55%,茶樹菇菌糠NSC顯著低于其他菌糠(P<0.05),毛木耳菌糠NSC顯著高于其他菌糠(P<0.05);CC為38.22%~73.32%,茶樹菇菌糠CC顯著高于其他菌糠(P<0.05),香菇菌糠和毛木耳菌糠CC顯著低于其他菌糠(P<0.05)。
表6 常見菌糠蛋白質組分分析(%CP)
由表6分析可知,在蛋白質組分中,菌糠PA為18.42%~38.33%,紅平菇菌糠和杏鮑菇菌糠PA含量顯著高于其他菌糠(P<0.05),雞腿菇菌糠PA含量顯著低于其他菌糠(P<0.05);PB12.54%~7.71%,黃平菇、紅平菇、香菇、紫孢平菇菌糠和茶樹菇菌糠的PB1差異不顯著(P>0.05);PB220.15%~50.48%,香菇菌糠PB2顯著高于其他菌糠(P<0.05),銀耳菌糠最低(P<0.05);PB31.14%~8.52%,11種菌糠間差異顯著(P<0.05);PC 21.16%~48.69%,銀耳菌糠顯著高于其他菌糠(P<0.05),毛木耳菌糠最低(P<0.05)。
11種菌糠的培養(yǎng)基組成、菌種不同、栽培時間不同、栽培溫度等均會影響菌糠營養(yǎng)成分。RFV是粗飼料質量評定指數,RFV越高粗料質量越好,RFV>100說明其營養(yǎng)價值整體良好[26]。本研究表明,11種菌糠RFV范圍76.40~192.81,除杏鮑菇、真姬菇、茶樹菇菌糠和銀耳菌糠的RFV小于100外,其余菌糠均大于100,其RFV由高到低排序為:毛木耳>雞腿菇>香菇>紅平菇>黃平菇>靈芝>紫孢平菇>真姬菇>杏鮑菇>銀耳>茶樹菇。同時,菌糠含粗蛋白質較高,CP含量為9.00%~16.17%,與陸亞珍等(2017)[27]的測定結果相近,其與中等質量粗飼料相當。粗纖維是反芻動物重要的能量來源,NDF和ADF被瘤胃微生物發(fā)酵產生揮發(fā)性脂肪酸(VFA)為反芻動物提供70%~80%能量。11種菌糠 NDF、ADF分別為 34.23%~63.85%、23.04%~46.80%,與孫召偉等(2014)[28]測定結果類似,但是過高的NDF水平會降低反芻動物干物質進食量,而且導致反芻動物產熱過高,降低飼料轉化率,茶樹菇菌糠纖維含量最高達63.85%,銀耳、靈芝、紫孢平菇、杏鮑菇、真姬菇菌糠NDF大于50%,在飼喂時添加比例不宜過高??梢姡房砷_發(fā)作為反芻動物粗飼料資源。
采用CNCPS體系來評價飼料,可以準確地反映出反芻動物對飼料利用情況。本研究表明,菌糠的碳水化合物組分中,可利用碳水化合物(CA+CB1+CB2)含量為26.68%~61.78%,與玉米秸稈相當[29]。菌糠間CC差異較大,其范圍38.51%~73.32%。除茶樹菇菌、銀耳、靈芝及真姬菇菌糠CC含量較高外,其余菌糠的CC含量為38.51%~49.27%,說明多數菌糠的大部分碳水合化物為瘤胃可利用。
在菌糠的蛋白質組分中,PA為非蛋白氮,對于反芻動物而言PA具有重要的營養(yǎng)價值,PA是反芻動物主要的氮源之一,杏鮑菇(38.33%)菌糠和紅平菇(37.63%)菌糠的PA顯著高于其他菌糠(P<0.05)。PB為真蛋白(PB1+PB2+PB3),其含量在29.56%~55.2%之間。PC為不可利用蛋白,即不能被瘤胃微生物利用,也不能被動物消化的蛋白質。銀耳菌糠(48.69%)的PC最高,說明其消化、利用較低,品質較差;紅平菇、香菇、毛木耳、紫孢平菇、杏鮑菇菌糠和雞腿菇菌糠PC在20%~30%之間,其利用率較高,品質較好。
游離棉酚含有醛基和羥基,化學性質活潑能與鐵離子、蛋白質和氨基酸等螯合,飼喂含大量游離棉酚的飼料會引起動物的中毒甚至死亡,因此游離棉酚在飼料生產工業(yè)中常作為衛(wèi)生檢測的重要指標。游離棉酚在犢牛的飼料中含量不能超過100 mg/kg,在成年牛飼料中不能超過500 mg/kg,否則易引起中毒。在食用菌培養(yǎng)基中,大多添加有棉籽殼,因此其菌糠含有游離棉酚。本試驗表明,菌糠游離棉酚在88.96~151.82 mg/kg,其與宮福臣等(2012)[30]報道平菇菌糠中游離棉酚含量結果相近。
11種菌糠的CP含量為9.00%~16.17%,RFV范圍76.40~192.81,可利用碳水化合物含量為26.68%~61.78%,真蛋白含量在29.56%~55.2%之間,菌糠游離棉酚在88.96~151.82 mg/kg。因此11種菌糠的營養(yǎng)成分存在較大差異,可替代常規(guī)飼料應用于動物生產中,其中毛木耳菌糠作為飼料優(yōu)于其他菌糠。展望菌糠作為飼料不僅降低養(yǎng)殖成本,提高經濟效益,而且促進資源再利用,減少環(huán)境污染。但其作為家畜飼料時適口性差,且各地區(qū)原料不同導致菌糠營養(yǎng)成分存在較大差異,在利用時應對菌糠進行營養(yǎng)成分分析和比較研究,才能夠達到因地制宜,更高效的提高菌糠的利用價值。大多數食用菌的培養(yǎng)基是由木屑組成,因此粗纖維含量在50%以上,在飼喂經濟動物時要注意添加比例,為了提高菌糠的利用率,可以采用堿化、氨化和添加纖維素酶等方法對菌糠進行處理,可以有效的降低纖維素含量。