七种菌糠及其青贮饲料的营养价值和发酵品质

青贮传奇产业联盟 2018-05-15 13:22:15

食用菌糠是利用玉米芯、麦麸、稻草、糟渣类等农作物副产物作为原料进行食用菌代料栽培,收获食用菌后的培养基残余物。食用菌培养基经过一系列生物转化后,原有的营养价值和纤维成分消化率得到提高,具有良好的适口性和饲喂价值。我国是世界上食用菌生产第一大国,据统计,2014年食用菌总产量达3270万t,占世界总产量70%以上。随着食用菌产量逐年快速增长,菌糠产量也逐年递增。目前我国对菌糠的处理方式主要为就地废弃或焚烧,菌糠作为优良的非粮型饲料资源在畜牧生产中并未得到充分有效利用。

鉴于菌糠含水量通常在50%~75%,不易进行常规保存,本研究在分析白灵菇、猴头菇、滑子菇、金针菇、平菇、杏鲍菇、榆黄菇7种常见菌糠营养价值基础上,利用青贮原理对其进行厌氧发酵,进而研究7种食用菌糠的发酵特性,为挖掘食用菌糠饲料在肉牛产业中的应用潜力提供参考数据和调制加工模式。

1材料与方法

1.1 试验材料

白灵菇(Pleurotus nebrodensis )、猴头菇(Hericium erinaceus)、滑子菇(Pholiota nameko)、金针菇(Flammulina velutiper)、平菇(Pleurotus ostreatus)、杏鲍菇(Pleurotus eryngii)和榆黄菇(Pleurotuscitrinopileatus)7种食用菌糠由吉林农业大学提供,是经过栽培食用菌后除去可食菌体的剩余部分。用于栽培食用菌的培养基原料组成见表1。


1.2 发酵处理

将7种新鲜食用菌糠分别装双层聚乙烯塑料袋,每袋重量为(80.2±0.5)kg,利用真空机抽出空气并封口,在室温条件下进行厌氧发酵。每种菌糠3个重复。发酵40d后开封,将发酵后的菌糠称为青贮菌糠。对青贮菌糠饲料进行营养成分测定和有效能值分析,并对其化学成分和发酵品质评定。


1.3 测定项目及方法

利用鼓风干燥箱将开封后的青贮菌糠在60℃条件下鼓风干燥72h,经回潮24h后,制作风干样本。将风干样本利用植物粉碎机粉碎,过1mm筛,制作用于分析营养成分的分析样本。菌糠原料和青贮菌糠的干物质(DM)、有机物(OM)和粗脂肪(EE)采用AOAC方法测定。中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)采用Van Soest法测定。菌糠原料的可溶性碳水化合物(WSC)采用蒽酮-硫酸比色法测定。缓冲能值(BC)采用Playne等的方法测定。乳酸菌(LAB)数量采用MRS培养基平板技术法测定。钙(Ca)和总磷(P)含量分别采用高锰酸钾法和钼酸铵分光光度法测定。利用氧弹能量仪测定总能(GE),参考《牛绵羊和山羊饲养精要》计算出针对肉牛的消化能(DE)、代谢能(ME)、维持净能(NEm)、增重净能(NEg)和综合净能(NEmf)。

DE=GE×[70.19-1.364×(ADF-29.83)-3.94+0.104×CP+0.149×EE+0.022×NDF-0.244×Ash]/100

ME=DE×[86.38(-9.9×CF+19.6×CP)(/100-Ash)]/100

NEm=ME×(0.287×ME/GE+0.554)

NEg=ME×(0.78×ME/GE+0.006)

NEmf=DE×NEm×NEg×1.5/[ME×(NEg+0.5×NEm)]

其中,除CF外(g/kg),CP、EE、NDF、ADF和Ash均为以干物质百分数(%DM)为基础;DE、ME、NEm、NEg和NEmf单位为kJ/gDM。

取青贮菌糠样品50g,加入150mL蒸馏水,搅拌均匀,置于冰箱冷藏室静置24h后,用定量滤纸过滤,制备青贮菌糠浸提液。使用雷磁PHSJ-4F型酸度计测定浸提液获得青贮菌糠的pH。利用日立Primaide型高效液相色谱分析乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)含量。色谱柱:RP-18endcapped gel Column(5μm,4.6mm×25mm);检测器:HITACHI-Primaide型紫外检测器;流动相:体积比为1:4的纯甲醇与0.1mol/L的磷酸二氢铵溶液;流速:1mL/min;检测波长:210nm;进样量:10μL。青贮菌糠的铵态氮(NH4-N)含量采用水蒸气蒸馏法测定。采用V-score评价体系对青贮菌糠进行发酵品质评定。


1.4 统计分析

利用SPSS19.0统计分析软件,对于菌糠和青贮菌糠进行独立样本t检验,对于不同菌糠和不同青贮菌糠之间的数据采用单因素方差分析(One-Way ANOVA)和Duncan's多重比较。

2结果

2.1 菌糠及其青贮菌糠的营养成分

由表2可见,金针菇、杏鲍菇和榆黄菇菌糠的DM含量显著高于其他菌糠(P<0.05)。白灵菇、猴头菇、滑子菇和平菇菌糠的DM含量较低,在32.58%~37.44%。发酵处理对各种菌糠的DM含量并无显著影响。7种菌糠的CP含量为白灵菇> 滑子菇> 猴头菇> 金针菇> 杏鲍菇> 平菇> 榆黄菇,在6.39%~11.90%DM,除平菇菌糠和杏鲍菇菌糠之间无显著差异外,其他菌糠之间均差异显著(P<0.05)。经过青贮处理,滑子菇和金针菇青贮菌糠的CP含量显著降低(P<0.05)。7种菌糠的EE含量表现为金针菇> 榆黄菇> 滑子菇> 白灵菇> 平菇>猴头菇> 杏鲍菇。EE含量在各种菌糠之间变异较大,金针菇菌糠的EE含量是杏鲍菇菌糠的2.02倍。发酵处理显著降低了金针菇、平菇和杏鲍菇菌糠的EE含量(P<0.05);显著提高了白灵菇和猴头菇菌糠的EE含量(P<0.05);而对滑子菇和榆黄菇菌糠的EE含量无显著影响(P>0.05)。关于纤维组分,杏鲍菇菌糠的NDF和ADF含量最高,猴头菇菌糠最低。除白灵菇菌糠和榆黄菇菌糠的ADL含量低于8.0%DM外,其余5种菌糠的ADL含量均高于10%DM,其中杏鲍菇菌糠的ADL含量高达18.04%DM。

金针菇菌糠的WSC含量为3.80%DM,显著高于其他菌糠(P<0.05),其余6种菌糠的WSC含量均低于2.90%DM。金针菇和平菇菌糠的BC分别为157.17 mE/kg DM 和147.35 mE/kg DM,显著低于其他菌糠(P<0.05)。金针菇菌糠的LAB最高,为3.10log10CFU/g。7种菌糠的Ca含量在1.64%~2.39%DM,P含量在0.15%~0.73%DM。其中,榆黄菇菌糠的Ca含量最高,P含量最低,Ca:P最高(P<0.05);金针菇菌糠的P含量最高,Ca:P最低(P<0.05)。


2.2 菌糠及其青贮菌糠的有效能值

表3结果显示,白灵菇和平菇菌糠的GE显著高于猴头菇和榆黄菇菌糠(P<0.05)。猴头菇、金针菇和平菇菌糠的NEmf高于其他类型菌糠。发酵处理对7种菌糠的各项能值指标均无显著影响。滑子菇和榆黄菇青贮菌糠的DE、ME、NEm、NEg和NEmf显著低于其他类型的青贮菌糠(P<0.05)。金针菇青贮菌糠除GE外,其他能值指标均高于其他青贮菌糠(P<0.05)。


2.3 青贮菌糠的发酵品质

由表4可见,青贮菌糠的pH为滑子菇<白灵菇<杏鲍菇<猴头菇<金针菇<榆黄菇<平菇,7种菌糠的pH在3.81~4.17。白灵菇青贮菌糠的LA含量最高,显著高于其他品种(P<0.05);金针菇青贮菌糠的AA含量最高(P<0.05),BA含量和NH4-N最低(P<0.05)。金针菇和平菇青贮菌糠的发酵品质显著高于其他青贮菌糠(P<0.05),滑子菇和杏鲍菇青贮菌糠的发酵品质评分在60以下,为不良发酵。

3讨 论

3.1 菌糠及其青贮菌糠的营养成分

原料含水量是决定青贮发酵品质的重要因素之一。本试验中的7种菌糠原料的含水量在50.75%~66.42%,相互之间存在较大差异,结果与范文丽等在对杏鲍菇等6种菌糠养分评定试验中得到的结果类似,这主要是由于栽培不同食用菌所需的培养基组成和含水量不同所致。另一方面,由于本试验的7种菌糠均属中低水分发酵原料,在调制青贮时无渗出液产生,经发酵处理后青贮菌糠的干物质无损失。7种菌糠原料经发酵后CP含量均存在降低趋势,且在猴头菇、滑子菇、金针菇和平菇菌糠中降低显著,这与作者在狗尾草发酵品质的试验结果相似。原因主要在于本试验的菌糠原料含水量较低,低水分易导致乳酸发酵不充分,对好氧微生物抑制能力不足,进而引起发酵过程中植物蛋白降解程度加大。本试验中,7种菌糠原料中纤维含量普遍较高,这主要是由于食用菌培养基中含有玉米芯、木屑等纤维含量较高的物质。此外,7种菌糠在发酵前后NDF、ADF和ADL含量无显著变化,这与此前报道的无添加菌糠的纤维组分含量在发酵前后无显著变化的研究结果类似。郑有坤等试验结果显示,添加乳酸菌和酵母菌混菌可显著提高香菇菌糠青贮的CP含量,降低NDF和ADF含量。在今后的研究中,可以考虑适当调整菌糠原料的含水量,同时添加发酵促进剂(如乳酸菌制剂或纤维素酶制剂等),实现发酵菌糠营养价值的提高。在动物的饲料生产中,当饲料的Ca:P在1.5~2.0时,最适于动物对Ca、P的吸收。本试验中,7种菌糠Ca含量普遍较高,原因是采用的食用菌培养基中均添加了石膏、石灰等Ca含量较高的物质。另一方面,金针菇菌糠的钙磷比最接近标准范围,其余6种菌糠的钙磷比均超出标准范围上限2.4~8.2倍,可能是由于金针菇培养基中添加了38%的米糠。米糠中的P含量高达1.43%,致使金针菇菌糠的P含量较其余6种菌糠较高,从而使Ca、P相对平衡,更适于作为粗饲料应用于实际生产。


3.2菌糠及其青贮菌糠的有效能值

能量是反刍动物日粮的第一限制性养分,通常使用NEm和NEg衡量肉牛的能量需要。在本试验中,7种菌糠原料及其发酵菌糠的GE均高于玉米,而DE、ME、NEm、NEg和NEmf均低于玉米且高于玉米秸秆青贮,可能是由于食用菌培养基在转变为菌糠后,原有的营养价值和纤维成分消化率得到提高。因此,可以利用发酵菌糠替代玉米秸秆以提高日粮有效能值,进而改善动物生产性能。


3.3青贮菌糠的发酵品质

pH是评价青贮发酵品质的重要指标之一,而LA是影响青贮饲料pH的重要有机酸之一。通常情况下,青贮饲料的pH与LA占总酸的比例呈反比。在7种青贮菌糠生成的有机酸中,LA含量均维持在较高水平,这是引起本试验各种青贮菌糠pH较低的直接原因。另一方面,7种青贮菌糠发酵品质根据V-score评价体系评分均在80分以下,为中下等发酵品质。这主要是由于7种食用菌培养基中的WSC含量较低,且7种菌糠原料表面附着的乳酸菌数量均未达到可以调制优质青贮所需要的要求,即WSC含量高于5.0%DM,每克新鲜物中LAB数量高于105个。而除了金针菇和平菇青贮菌糠的发酵品质接近优质外,其余5种青贮菌糠的发酵评分均在74分以下。从培养基原料来看,金针菇、平菇、猴头菇和滑子菇的蛋白质含量较高,而从发酵原料自身性质分析,猴头菇和平菇与金针菇和平菇菌糠相比,除了存在共同的低WSC含量和缺乏足够的LAB外,自身的高缓冲能(200mE/kg DM以上)也可能是诱发出现低品质发酵的重要因素。

4结 论

综合考虑青贮菌糠的营养价值和发酵品质,利用袋式青贮调制发酵金针菇菌糠可获得较好的发酵品质,并可有效保存其营养价值。从有效能值和现实生产产能考虑,金针菇青贮菌糠作为反刍动物粗饲料资源具有较大的实际应用潜力,有待于今后进一步开展饲养试验进行确证。