李濤，歐陽香，李成艦，曾昭英，王雄，屈金濤，黃磊,李江

(1.邵陽學(xué)院 藥學(xué)院，湖南 邵陽，422000； 2.湘西南中藥開發(fā)利用湖南省工程研究中心，湖南 邵陽，422000； 3.湖南寶東農(nóng)牧科技股份有限公司，湖南 邵陽，422002； 4.城步羴牧牧業(yè)有限公司，湖南 邵陽，422500； 5.邵陽市太陽農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，湖南 邵陽，422000)

菌糠是食用菌子實(shí)體采收后的固體培養(yǎng)基，其中含有大量的粗蛋白、糖類、有機(jī)酸類、粗脂肪及其他營養(yǎng)物質(zhì)，但大多菌糠被堆積作肥料或當(dāng)作廢棄物燃料[1-2]。中國是食用菌生產(chǎn)大國，每年產(chǎn)生3 000萬t以上的食用菌菌糠，因此，科學(xué)合理地利用食用菌菌糠,不僅可使其資源高效利用，還可促進(jìn)食用菌產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。

杏鮑菇菌糠中含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、多糖等反芻動(dòng)物生理代謝所需的營養(yǎng)成分，是一種較好的動(dòng)物粗飼料原料。但杏鮑菇菌糠中粗纖維成分含量過高，影響營養(yǎng)成分的消化吸收，因此，降低粗纖維的含量是杏鮑菇菌糠飼料化推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。研究表明，有益微生物的發(fā)酵作用可使菌糠的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素進(jìn)一步降解，并產(chǎn)生菌體蛋白、脂肪等，同時(shí)，微生物在生長繁殖過程中還可產(chǎn)生有機(jī)酸類等營養(yǎng)物質(zhì)，以提高其適口性和消化率，使菌糠具有更高的營養(yǎng)和飼用價(jià)值[4-5]。目前，菌糠只是作為飼料原料的部分替代品，而將杏鮑菇菌糠發(fā)酵產(chǎn)物作為反芻動(dòng)物飼料的研究比較少見。本項(xiàng)目組前期已經(jīng)研究了混菌發(fā)酵的微生物配方，混合發(fā)酵對(duì)杏鮑菇菌糠營養(yǎng)成分的影響以及混菌發(fā)酵后的菌糠在體外模擬瘤胃發(fā)酵的特征，為杏鮑菇菌糠作為反芻動(dòng)物飼料的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)[6]。

本研究采用正交設(shè)計(jì)優(yōu)選微生物混菌發(fā)酵的工藝參數(shù)，通過研究發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代部分山羊基礎(chǔ)日糧的飼喂效果，為發(fā)酵后的杏鮑菇菌糠在反芻動(dòng)物家畜日糧中的進(jìn)一步應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 菌種與杏鮑菇菌糠原料

發(fā)酵微生物分別是枯草芽孢桿菌、長枝木霉、杰丁畢赤酵母和釀酒酵母，均購自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心,其增殖培養(yǎng)與處理方法見文獻(xiàn)[6]。

鮮杏鮑菇菌糠與文獻(xiàn)[6]中的來源相同，含水量為56%，粗蛋白為9.85%，粗纖維為34.86%。其干物質(zhì)原料成分配比為木屑20%、棉籽殼20%、麩皮18%、玉米芯18%、豆粕8%、稻草8%、玉米粉4%、輕質(zhì)碳酸鈣2%、石膏粉1%及其他成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%。

1.2 正交設(shè)計(jì)

正交設(shè)計(jì)和發(fā)酵工藝參照文獻(xiàn)[6]，選擇發(fā)酵時(shí)間(A)、發(fā)酵溫度(B)、接種量(C) 、含水量(D)進(jìn)行4因素3水平的L9(34)的正交試驗(yàn)，每組重復(fù) 4 次，因素水平見表 1。按照文獻(xiàn)[6]中預(yù)先配制每毫升菌液中的混合菌種配比為杰丁畢赤酵母、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、長枝木霉菌分別為 5×107，5×107，5×105，5×104cfu/g[6]。取新鮮杏鮑菇菌糠，按照正交設(shè)計(jì)中的微生物接種量配制100 g固態(tài)混菌發(fā)酵體系進(jìn)行體外發(fā)酵，并通過加入的菌液體積控制含水量，按照正交設(shè)計(jì)因素水平表的參數(shù)，置于恒溫箱中密封靜態(tài)持續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵完成后，檢測(cè)每組中的粗蛋白(CP)、粗纖維(CF)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of an orthogonal test

1.3 動(dòng)物試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取平均體重為 23 kg 的健康成年瀏陽黑山羊 30只，隨機(jī)分為5組，包括1個(gè)對(duì)照組和4個(gè)試驗(yàn)組，每組6只重復(fù)；根據(jù)NRC(2016)生長山羊營養(yǎng)需要配制基礎(chǔ)日糧，對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，各個(gè)試驗(yàn)組的基礎(chǔ)日糧分別含 20%，30%，40%和50%的發(fā)酵菌糠。試驗(yàn)山羊單籠飼養(yǎng)，環(huán)境溫度保持在22～25 ℃，自然采光和自由飲水，試驗(yàn)預(yù)試期10 d，正式試驗(yàn)期為42 d。

1.4 試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 生長性能測(cè)定

正式試驗(yàn)期內(nèi)記錄每只山羊的采食量，試驗(yàn)第1天和第42天，晨飼前對(duì)所有試驗(yàn)山羊進(jìn)行稱重，用于計(jì)算干物質(zhì)采食量與平均日增重。平均日增重=(末重-初重)÷試驗(yàn)時(shí)間；料重比=平均日采食量÷平均日增重。

1.4.2 瘤胃發(fā)酵指標(biāo)

參照的方法，使用瘤胃液采樣器收集瘤胃內(nèi)容物并檢測(cè)瘤胃液pH值[7-8]；采用比色法測(cè)定氨態(tài)氮含量[9]；采用氣相色譜儀測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸)的含量[5]，并計(jì)算乙酸和丙酸的含量比(乙丙比)及總揮發(fā)性脂肪酸含量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)先應(yīng)用excel進(jìn)行整理，運(yùn)用SPSS 18.0進(jìn)行極差分析和方差分析；組間比較采用Duncan’s進(jìn)行多重比較檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 杏鮑菇菌糠發(fā)酵工藝條件的優(yōu)選

正交試驗(yàn)混菌發(fā)酵后杏鮑菇菌糠粗蛋白和粗纖維含量及其分析結(jié)果見表2。由表 2可知，根據(jù)極差R，影響粗蛋白指標(biāo)因素順序?yàn)镃>B>A>D，即接種量>發(fā)酵溫度>發(fā)酵時(shí)間>含水量；最佳發(fā)酵工藝條件組合為A2B2C2D2；影響粗纖維指標(biāo)因素順序也是C>B>A>D，即接種量>發(fā)酵溫度>發(fā)酵時(shí)間>含水量；其最佳發(fā)酵工藝條件組合為A1B2C2D2。杏鮑菇菌糠混菌發(fā)酵正交試驗(yàn)的方差分析(粗蛋白)見表3。杏鮑菇菌糠混菌發(fā)酵正交試驗(yàn)的方差分析(粗纖維)見表4。由表3和表4可知，B因素與C因素對(duì)粗蛋白和粗纖維影響顯著；A因素和D因素影響不顯著。一方面，飼料原料中的蛋白含量越高越好;另一方面，菌糠中的粗纖維含量過高是制約菌糠飼料化的主要因素，從降低粗纖維含量和節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間的角度考慮，選擇發(fā)酵工藝條件組合為2號(hào)的試驗(yàn)方案A1B2C2D2，即發(fā)酵時(shí)間為6 d，發(fā)酵溫度為30 ℃，接種量為6%，含水量為60%作為杏鮑菇混菌發(fā)酵的最佳工藝條件。

表2 正交試驗(yàn)混菌發(fā)酵后杏鮑菇菌糠粗蛋白和粗纖維含量及其分析結(jié)果Table 2 The content and its analysis result of crude protein and crude fiber in Pleurotus eryngii residue treated by the mixed culture fermentation after the orthogonal test

表3 杏鮑菇菌糠混菌發(fā)酵正交試驗(yàn)的方差分析(粗蛋白)Table 3 Variance analysis of crude protein in Pleurotus eryngii residue treated by the mixed culture fermentation after the orthogonal test

表4 杏鮑菇菌糠混菌發(fā)酵正交試驗(yàn)的方差分析(粗纖維)Table 4 Variance analysis of crude fiber in Pleurotus eryngii residue treated by the mixed culture fermentation after the orthogonal test

2.2 發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代部分基礎(chǔ)日糧對(duì)山羊瘤胃消化的影響

發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代部分基礎(chǔ)日糧對(duì)山羊瘤胃消化的影響見表5。由表5可知，在山羊體內(nèi)瘤胃發(fā)酵試驗(yàn)中，干物質(zhì)消失率、氨態(tài)氮、總揮發(fā)性脂肪酸濃度、乙丙比、pH值在各組間的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由于50%替代飼糧的干物質(zhì)消失率相對(duì)較低，因此，實(shí)際生產(chǎn)中選擇40%的杏鮑菇菌糠混菌發(fā)酵菌糠替代山羊基礎(chǔ)日糧為宜。

表5 發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代部分基礎(chǔ)日糧對(duì)山羊瘤胃消化的影響Table 5 The effect of fermented Pleurotus eryngii bran replacing part of basic diet on rumen digestion of the goats

2.3 發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代部分基礎(chǔ)日糧對(duì)山羊生長性能的影響

發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代部分基礎(chǔ)日糧對(duì)山羊生長性能的影響見表6。由表6可知，在山羊飼喂試驗(yàn)中，干物質(zhì)采食量、日增重、料重比在各組間的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由于50%混菌發(fā)酵菌糠替代飼料的各個(gè)指標(biāo)相對(duì)較低，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，選擇40%的混菌發(fā)酵菌糠替代山羊基礎(chǔ)日糧為宜。

表6 發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代部分基礎(chǔ)日糧對(duì)山羊生長性能的影響Table 6 The effect of fermented Pleurotus eryngii residue replacing part of basic diet on the goats growth performance

3 討論

3.1 工藝條件

菌種接種量過低會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵不充分，接種量過高則利潤降低，容易造成菌種污染[4]。含水量高低會(huì)影響微生物的生長和營養(yǎng)成分[10]，發(fā)酵時(shí)間與發(fā)酵溫度直接影響固態(tài)發(fā)酵的效果，項(xiàng)目組前期確定了混菌發(fā)酵的菌種比例和用量[6]，因此，本研究重點(diǎn)考察這4個(gè)因素影響，優(yōu)選杏鮑菇菌糠固態(tài)發(fā)酵的工藝參數(shù)。

劉世操等[11]的研究顯示，采用黑曲霉、枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌發(fā)酵杏鮑菇菌糠，發(fā)酵后的菌糠中增加了蛋白質(zhì)的含量，降低了纖維素的比例，發(fā)酵后的菌糠可以替代10%麥麩作為生長豬的日糧飼料，不影響豬的生長性能。羅茂春等[12]研究表明，采用嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵白玉菇菌糠，增加了粗蛋白含量，降低粗纖維比例。本研究結(jié)果顯示，最佳的2號(hào)實(shí)驗(yàn)方案粗蛋白達(dá)到14.89%，增加了34.52%；粗脂肪降低至22.47%，降低幅度達(dá)到35.54%，與上述研究結(jié)果基本一致[11-12]。

3.2 生長性能

王聲志等[13]的研究表明，用玉米復(fù)合菌糠替代日糧中等量玉米補(bǔ)飼3月齡羔羊，對(duì)羔羊生長性能無明顯影響，經(jīng)濟(jì)效益良好。李斌等[14]研究表明，發(fā)酵菌糠替代18%的基礎(chǔ)日糧飼喂約克夏豬30 d，不影響豬的生長性能。劉世操等[11]研究表明，10%發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代麩皮飼喂不影響豬的生長性能。反芻動(dòng)物的瘤胃天然具有強(qiáng)大的發(fā)酵功能，比單胃動(dòng)物消化能力強(qiáng)大，本研究結(jié)果顯示發(fā)酵后的杏鮑菇菌糠替代40%的基礎(chǔ)日糧，不影響山羊的生長性能，與文獻(xiàn)[11,13-14]的研究結(jié)果基本一致。含40%以下組別的發(fā)酵杏鮑菇菌糠組動(dòng)物的采食量有一定程度增加，應(yīng)該是特有的杏鮑菇香味導(dǎo)致適口性較好。

3.3 瘤胃發(fā)酵

潘軍等[15]的研究表明，菌糠替代山羊粗飼料中40%的花生秧不影響瘤胃的pH和氨氮質(zhì)量濃度。本研究表明，菌糠實(shí)驗(yàn)組的各個(gè)指標(biāo)與對(duì)照組差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，發(fā)酵菌糠對(duì)山羊的消化能力無影響，與文獻(xiàn)[15]中的結(jié)果一致。進(jìn)一步提示了發(fā)酵后的杏鮑菇菌糠可以替代40%的基礎(chǔ)日糧飼喂山羊，不影響山羊的消化功能和生長性能。

4 結(jié)論

1)目前市場上的杏鮑菇菌糠價(jià)格為每噸不足200元，遠(yuǎn)低于常用飼料原料的價(jià)格，因此，研發(fā)以杏鮑菇菌糠為主要原料的新型生物飼料，在禽畜動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用，將具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

2)杏鮑菇菌糠混菌發(fā)酵的工藝條件如下：發(fā)酵時(shí)間為6 d，發(fā)酵溫度為30 ℃，接種量為6%，含水量為60%。發(fā)酵杏鮑菇菌糠替代40%的基礎(chǔ)日糧飼喂山羊不影響消化功能，不影響生長性能，可以作為山羊的部分替代日糧。