發酵濕玉米纖維飼料和幾種常用粗飼料營養價值分析

房新鵬，馮冠智，呂靜儀，張廣寧，張永根

（東北農業大學動物科學技術學院，黑龍江哈爾濱 150030）

我國東北地區玉米資源豐富，產量富足，其加工的副產物種類繁多，濕玉米纖維飼料（WCGF）是玉米濕法生產淀粉后的副產物，其蛋白和纖維含量較高，是營養豐富的反芻動物飼料[1]。WCGF 大都作為優質的動物飼料被廣泛利用，而且具有良好的飼喂效果[2-3]，我國一直面臨優質的粗飼料（如苜蓿、青貯玉米等）資源短缺問題，WCGF 在牧場中的使用為解決這一問題提供了良好的方案。但是WCGF 含水量很高，非常容易腐敗變質，如果將WCGF 烘干成本昂貴，而且營養價值受損嚴重，這些因素制約了WCGF 的利用。青貯發酵不僅可以有效保存含水量高的飼料，還可以保存高水分飼料的營養價值。在發酵過程中加入生物或化學等添加劑（如乳酸菌、酵母菌、甲酸等）可有效提高發酵品質。許麗等[4]已經證明丙酸鈣對WCGF 具有良好的保鮮效果。王雅波等[5]通過加入畢赤酵母菌對玉米皮進行固態發酵處理后，改善了玉米皮的營養價值。目前為止，關于發酵濕玉米纖維飼料（FWCGF）營養價值的研究仍然很少。本實驗室利用產朊假絲酵母處理WCGF，以改善FWCGF 的營養價值；并運用CNCPS 和NRC模型的原理和方法分析4 種試驗飼料營養價值的差異，為FWCGF 替代或部分替代常規粗飼料提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 WCGF 來自黑龍江蓬勃牧業，添加產朊假絲酵母發酵WCGF 后得到FWCGF，苜蓿和玉米青貯（CS）來源于黑龍江省完達山牧業和哈爾濱松花江牧場，產朊假絲酵母來自東北農業大學反芻動物實驗室。所有樣品均采用四分法取樣，FWGF、WCGF 和CS 于65℃烘箱48 h 后粉碎過1mm 篩備用。

1.2 指標檢測

1.2.1 營養成分分析 按照AOAC（1995）[6]的方法分析飼料樣品的干物質（DM）、粗脂肪（EE）、粗蛋白質（CP）、粗灰分（Ash）；依照Van.Soest 等[7]的方法測定中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌不溶蛋白質（NDIP）、酸性洗滌不溶蛋白質（ADIP）和酸性洗滌木質素（ADL）的含量；采用Sniffen 等[8]的方法分析可溶性粗蛋白質（SCP）；參照張平等[9]的方法測定淀粉的含量。通過趙永廣等[10]的方法計算得出碳水化合物（CHO）、非結構性碳水化合物（NSC）的含量。

1.2.2 CNCPS 對WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的蛋白質組分的剖分與計算 根據CNCPS 對飼料蛋白質體系的劃分，將蛋白質劃分為非蛋白氮部分[PA（NPN）]、真蛋白質（PB）、不可降解粗蛋白質（PC）3 個部分。PB 依據固有瘤胃降解率可被細分為快速降解真蛋白質（PB1）、中速降解真蛋白質（PB2）和慢速降解真蛋白質（PB3）[10]。按照Sniffen 等[11]的方法對各組分的質量分數進行計算。

1.2.3 CNCPS 對WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 碳水化合物組分的剖分與計算和潛在營養價值供給量的預測 根據飼料碳水化合物在瘤胃中的降解速度，CNCPS 將碳水化合物（CHO）分為4 個部分：糖類（CA）屬于快速降解部分，淀粉和果膠（CB1）屬于中速降解部分，可利用的細胞壁（CB2）屬于緩慢降解部分，不可利用的細胞壁（CB3），參照曹志軍等[12]的方法進行測定計算。使用CNCPS 模型來預估4 種飼料的潛在營養物質供給量，包括瘤胃可降解蛋白質（RDP）、菌體蛋白質（MCP）、瘤胃非降解蛋白質（RUP）、小腸可吸收菌體蛋白質（AMCP）、小腸可吸收瘤胃非降解蛋白質（ARUP）、小腸可吸收內源真蛋白質（AECP）、可代謝蛋白質（MP）。采用林曦[13]和Fox 等[14]的方法預測營養價值的供應量。

1.2.5 利用NRC 模型估測真可消化養分與能值 使用NRC（2001）[15]估測模型估測WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的奶牛瘤胃真可消化非纖維性碳水化合物（tdNFC）、真可消化粗蛋白質（tdCP）、真可消化中性洗滌纖維（tdNDF）和真可消化脂肪酸（tdFA）。進而估測出各飼料的維持水平總可消化養分（TDNm）、生產水平消化能（DEp）、生產水平代謝能（MEp）及生產水平泌乳凈能（NELP）。同時，采用肉牛估測模型公式預測各飼料的維持凈能（NEm）和增重凈能（NEg），通過Council 等[15]的方法對真可消化養分與能值進行預測。

1.3 統計分析 試驗數據經使用Excel 和SAS 9.4 進行數據分析，采用 Duncan′s 法進行顯著性分析，P＜0.05為差異性顯著。

2 結果與分析

2.1 WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的營養成分含量 由表1 可以看出，4 種原料的營養成分含量差異較大，苜蓿的DM 含量最高，且高于FWCGF（P＜0.05），FWCGF 的DM 含量低于WCGF（P＞0.05），CS 的DM 含量最低。與其他飼料相比，FWCGF 的CP 含量最高（P＜0.05）。苜蓿的SP、NPN、NDICP、ADF 含量均為最高，且苜蓿和CS 中的含量均顯著高于WCGF和FWCGF。WCGF 和FWCGF 的ADICP、NDF、ADL、EE 含量均低于苜蓿和CS（P＜0.05），且均以CS 含量最高。CS 的Starch 含量高于其他飼料（P＜0.05）。CS 的Ash 含量最低，苜蓿含量最高。

表1 WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的營養成分含量

2.2 CNCPS 對4 種原料的蛋白質和碳水化合物組分的剖分和對奶牛潛在營養供應量的預測 由表2 可知，根據CNCPS 對4 種原料的蛋白質成分進行剖分，FWCGF 的PA 含量最低，苜蓿的PA 含量最高；FWCGF 的PB、PB1、PB2、PC 含量最高，CS 的PB、PB1、PC 含量最低，WCGF 的PB3含量最低。用CNCPS 對4 種原料的碳水化合物組分剖分后發現，CS 的CHO、CB1含量最高，FWCGF 的CHO 含量、苜蓿的CB1含量最低；FWCGF和苜蓿的CA 含量最高，高于WCGF 和CS（P＜0.05）；WCGF 的CB2含量高于其他飼料（P＜0.05）；苜蓿和CS 的CC 含量均大幅度高于WCGF 和FWCGF（P＜0.05）。用CNCPS 對4 種原料的營養價值供應量進行預測后得到，FWCGF 的RDP 含量高于其他種飼料（P＜0.05）；CS 的RDP 含量最低；苜蓿的RUP、ECP、AECP 含量高于其他飼料（P＜0.05），FWCGF 的RUP 含量、CS 的ECP 和AECP 含量最低；WCGF 的MCP 和AMCP、MP在4 種原料中含量最高，CS 的MP 含量最低；WCGF 和苜蓿的ARUP 含量高于其他2 種飼料（P＜0.05）。

表2 CNCPS 對4 種原料蛋白質和碳水化合物組分的剖分和對奶牛潛在營養供應量的預測

2.3 利用NRC 模型估測WCGF、FWCGF、苜蓿和CS的真可消化養分與能值 由表3 可知，FWCGF 的tdNFC 含量最低，但4 種原料的tdNFC 含量差異不顯著；FWCGF 的tdCP 含量高于其他飼料樣品（P＜0.05）；WCGF 的tdNDF 含量最高，苜蓿的含量最低；CS 的tdFA 含量高于其他飼料原料（P＜0.05），其他3 種原料的tdFA 含量差異不顯著；WCGF 和FWCGF 的TDNm 含量最高，苜蓿和CS 的TDNm 含量最低，兩者差異均不顯著；FWCGF 的DEP、MEP、NELP、NEm 和NEg 含量高于WCGF（P＞0.05），二者均高于苜蓿和CS（P＜0.05）。

3 討 論

3.1 WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的營養成分含量 本試驗相對準確地分析了WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的營養成分，4 種原料均含有較高的NDF，但是FWCGF 和WCGF 含有更多易被反芻動物利用的tdNDF。Biricik 等[16]研究也表明，WCGF 的可利用NDF 含量較高，是優質的可消化纖維型飼料。FWCGF的DM 量低于WCGF，說明發酵過程中WCGF 的DM發生了損失。由于WCGF 經過水化研磨后的細胞壁木質化程度明顯降低，所以FWCGF 和WCGF 的ADL、ADF 以及NDICP 和ADICP 含量都顯著低于苜蓿和CS。郭照宙等[17]提出，產朊假絲酵母菌本身含有豐富的酶類（如單胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶及植酸酶等），這些酶類可以將淀粉、纖維素水解成小分子糖、氨基酸、醇類等易被消化和吸收的低分子物質。本試驗中FWCGF 的NDF 和ADF 含量均低于WCGF，可能是發酵時加入的產朊假絲酵母菌產生的纖維素酶類降解WCGF 的纖維。FWCGF 的CP、SCP 含量顯著高于WCGF，這是因為產朊假絲酵母自身菌體蛋白含量豐富，同時在發酵過程中產朊假絲酵母會產生蛋白酶分解底物產生小分子氨基酸[18]。FWCGF 的EE 含量顯著高于WCGF，可能是因為酵母菌在發酵過程中自身大量繁殖產生了類脂、磷脂、固醇等脂溶性化合物，這與惠文森等[19]的研究相似。FWCGF 較其他3 種飼料含有更高的能量、蛋白和可利用纖維，是良好的反芻動物粗飼料的代替飼料。

表3 NRC 模型估測WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的可消化養分含量和能值

3.2 CNCPS 對WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的蛋白質和碳水化合物組分的剖分和對潛在營養價值供給量的預測 CNCPS不但可以分析飼料的蛋白質和碳水化合物，還可以將對飼料營養成分的分析和飼料在動物體內的消化降解結合起來進行分析，這很大程度上提高了對飼料營養價值評價結果的科學性[20]。本研究結果表明，4 種原料中苜蓿含有最高的PA，這與其NPN 含量較高有關；FWCGF 和WCGF 的PB、PB1、PB2和PB3組分含量顯著高于苜蓿和CS，這是因為WCGF 是由玉米皮和玉米漿混合制成，玉米皮含有比較高的纖維，玉米漿含有較多的CP，二者混合后生產出的WCGF 含有高含量的PB[21]。FWCGF 的CHO 含量低于WCGF，這可能是因為WCGF 中CP 和EE 含量的增加，FWCGF 中CHO含量相對減少。FWCGF 和苜蓿的 CA 含量顯著高于WCGF，FWCGF 的CB2含量低于WCGF，這可能是FWCGF 在發酵過程中降解了WCGF 中的可溶性多糖、淀粉、果膠及半纖維素等。而FWCGF 和WCGF 的CB1、CB2高于苜蓿，說明相對于FWCGF 和WCGF，苜蓿的碳水化合物可以更快地在反芻體內被降解利用。同時CS 的CHO 含量高于苜蓿，與Nie 等[22]報道的結果不一致，可能是與青貯的加工工藝和苜蓿的質量有關。相對于苜蓿和CS，WCGF 和FWCGF 的CB2含量較高，CC 含量極低，說明FWCGF 和WCGF 可以作為奶牛日糧中的優質纖維飼料來源。

本試驗中WCGF、FWCGF、苜蓿和CS 的潛在營養價值存在較大差異。WCGF 和FWCGF 中RDP 含量比苜蓿和CS 高，是因為WCGF 和FWCGF 的PB1含量較高，經過瘤胃時被微生物迅速的降解利用，而殘余的少部分RUP 過瘤胃進入真胃和小腸被降解利用。瘤胃內微生物可以將飼料中的氮源轉化為MCP，生成的MCP 和RUP 在真胃和小腸中被降解，生成肽和小分子氨基酸被機體利用[23]。CNCPS 模型認為，飼料中的TDNm 含量與飼料產生的MCP 含量呈正相關。在本試驗中WCGF 和FWCGF 的TDNm 含量高于苜蓿和CS，所以WCGF 和FWCGF 的MCP 含量同樣高于苜蓿和CS，這表明相對于CS 和苜蓿，WCGF 和FWCGF可以為反芻動物提供更多的能量和MCP；瘤胃內源氮ECP 的含量與飼料中DM 含量呈正相關，并有50%的ECP 可以進入十二指腸被吸收利用[24]。因此，本試驗結果表明苜蓿的ECP 和AECP 最高，CS 的ECP 和AECP 最低。MP 由MCP、RUP 和ECP 組成，是小腸中吸收的蛋白質的總和，4 種原料的MP 含量由高到低依次為WCGF、FWCGF、苜蓿、CS，說明WCGF 和FWCGF 的可吸收蛋白質高于苜蓿和CS。

3.3 利用NRC 模型估測WCGF、FWCGF、苜蓿和CS的真可消化養分與能值 4 種原料的tdNFC 含量差異性不顯著，這可能與4 種原料的NFC 含量無差異有關。WCGF 和FWCGF 的tdCP 含量較高，其中FWCGF含量最高，這是因為2 種飼料的CP 含量較高。CS 的tdFA 含量最高，其他3 種飼料的tdFA 含量差異不顯著，這與CS 具有高的EE 含量有關。4 種原料中，WCGF和 FWCGF 的NDF 含量較低，WCGF 的NDICP 含量最低，FWCGF 的ADL 含量最低，所以WCGF 和FWCGF 的tdNDF 含量顯著高于其他2 種飼料，相對于其他2 種飼料，WCGF 和FWCGF 的NDF 對機體能量供應做的貢獻值最大。根據NRC 模型，飼料中TDNm含量等于動物機體內的各種真可消化養分的總和減去動物糞便中的可代謝TDNm（%DM）[25]，WCGF 和FWCGF 的TDNm 含量差異不大且含量最高，這表明FWCGF 與WCGF 相似可以為反芻動物提供大量能量。

4 結 論

本研究結果表明，WCGF 經過發酵處理后改善了其營養價值，延長了保存時間；FWCGF 的可利用CP和可利用NDF 含量較高，可以為奶牛機體供應更多的MCP、MP 和ME，對于反芻動物具有高水平的可代謝能量和蛋白質。因此，FWCGF 具有作為反芻動物纖維蛋白類粗飼料的潛力。