谢瑞营 班灿园 李宝鑫 王俊青 梁钰 蒙健宗∗

(1.横县峦城镇农业站,广西南宁 530318;2.横县阳光畜牧有限公司,广西南宁 530300;3.广西大学生命科学与技术学院,南宁 530004)

我国2017年的香蕉种植面积为39.33万hm2,总产量1250万t[1],广西的香蕉种植面积和产量均居全国第二位。在产出大量香蕉的同时,也会产出大量的香蕉茎秆、香蕉茎叶、香蕉果轴等副产物。香蕉全株的粗蛋白含量为4.57%,粗脂肪含量5.83%,中性洗涤纤维含量39.5%,酸性洗涤纤维含量19.2%,可溶性糖含量7.98%[2],与其他农作物秸秆相比能量较高,是一种营养成分较全面的潜在饲料资源,仅因单宁含量高导致涩味明显,大大影响适口性而未能成为常规粗饲料。近年来,受常规粗饲料原料成本的上涨影响,香蕉副产物作为家畜饲料的价值越来越受到关注,国内外均对香蕉副产物作为非常规饲料的利用进行了研究,以植物乳杆菌进行青贮发酵的方法最为多见。戊糖乳杆菌是一种兼性厌氧的乳酸菌,其特性与植物乳杆菌十分相似,但单宁酶活性稍强。本试验以戊糖乳杆菌对香蕉副产物进行青贮发酵,并以发酵产物为粗饲料对山羊养殖进行初步试验。

1 材料与方法

1.1 菌株

戊糖乳杆菌和酵母菌,广西大学生命科学与技术学院实验中心筛选保存。

1.2 培养基

乳酸菌培养基：MRS培养基(蛋白胨10.0g,牛肉膏10.0g,酵母粉5.0g,无水葡萄糖5.0g,无水乙酸钠5.0g,柠檬酸三铵2.0g,吐温801.0g,磷酸氢二钾2.0g,七水硫酸镁0.2g,一水硫酸锰0.05g,加蒸馏水至1.0L,调节pH值为7.0±0.2);酵母菌培养基：YPD培养基(蛋白胨20g,酵母粉10g,葡萄糖20g,加蒸馏水至1L,pH值自然);均121℃灭菌20min。

1.3 发酵原料

香蕉副产物,取干稻草、甘蔗叶、菌糠作为不同的吸水剂,均取自广西大学农学院;麦麸、米糠、玉米面、豆粕购于本地农资市场,用于营养添加物。

1.4 青贮发酵试验方法

1.4.1 实验室发酵 将戊糖乳杆菌接种到MRS培养基,37℃静置培养约16h至对数末期;将酵母菌接种到YPD培养基,28℃,200r/min振荡培养24h至对数末期。新鲜的香蕉副产物包括茎秆、茎叶、果轴等切碎成1cm×1cm×0.5cm的小段,按一定比例调配不同的吸水剂,使水分含量调节至70%左右,并添加不同的营养添加物;将菌液喷洒到香蕉副产物并混合均匀,在500mL密封罐中压实、密封,室温发酵。

1.4.2 放大发酵 采收新鲜的香蕉茎秆、香蕉茎叶、香蕉果轴,过铡草机切碎,添加干菌糠调节水分至70%左右,添加麦麸为营养添加物,在混合均匀过程中用喷雾器持续喷入菌液,在内衬聚乙烯袋的250L塑料桶中压实、密封,室温发酵。

1.5 分析测定方法

1.5.1 pH值测定 发酵产物开封后采用四分法取样10.0g,加入90mL去离子水,4℃静置24h,滤纸过滤,取其滤液用精密pH计测定。

1.5.2 乳酸菌活菌数的测定 发酵产物开封后采用四分法取样10.0g,加入90mL灭菌的生理盐水,充分震荡;稀释一定倍数后涂布于MRS平板,置37℃培养48h,对平板上的菌落进行计数。

1.5.3 营养成分测定

干物质的测定,按GB/T 6435-2006《饲料中水分和其他挥发性物质含量的测定方法》;

粗蛋白的测定,按GB/T 6432-1994《饲料中粗蛋白测定方法》;

粗脂肪的测定,按GB/T 6433-2006《饲料中粗脂肪的测定》;

粗纤维的测定,按GB/T 6434-2006《饲料中粗纤维的含量测定》;

氨基酸的测定,按GB/T 18246-2000《饲料中氨基酸的测定》;

亚硝酸盐的测定,按GB/T 13085-2005《饲料中亚硝酸盐的测定方法》。

1.6 养殖试验方法

山羊养殖试验：选取波尔山羊(阉羊)12头,阿苯达唑伊维菌素预混剂驱虫处理后分为3组,每组4头。每日10点和19点各饲喂1次;对照1组每头每日饲喂象草约2kg;试验2组每头每日饲喂常规青贮发酵玉米秆约2kg;试验3组每头每日饲喂(30%常规青贮发酵玉米秆+70%青贮香蕉副产物)2kg,各组每头每日饲喂的精料均为250g;每日将精料、粗饲料分别称量记录后饲喂,自由饮水;称量记录各组每日的粗饲料剩余量。

2 结果与分析

2.1 吸水剂对香蕉副产物青贮发酵的影响

将切段的香蕉副产物与吸水剂按质量比147∶53混合,吸水剂分别为晒干的稻草、菌糠和蔗叶,喷洒4%(ml/g)培养至对数末期的产戊糖乳杆菌培养液,充分混合均匀,压实、密封发酵10d后取样测定pH值。结果如图1所示。

图1 吸水剂对香蕉副产物青贮发酵的影响

香蕉副产物水分含量高达90%,单独青贮发酵容易滋生腐败菌,而且高水分的青贮发酵还容易造成营养成分的流失,青贮样品合适的水分含量约为70%,因此需要在香蕉副产物中添加能作为粗饲料的吸水剂来调节水分。由图1可知青贮发酵10d后,各组样品pH值降低,其中以菌糠作为吸水剂时样品pH值最低达到5.32,以稻草和蔗叶梢为吸水剂时pH值分别为5.86和5.48。因此以菌糠为香蕉副产物青贮发酵的吸水剂进行进一步试验。

2.2 营养添加物对香蕉副产物青贮发酵的影响

将切段的香蕉副产物与干菌糠以及营养添加物按质量比147∶43∶10混合,营养添加物分别为玉米面、豆粕、麦麸、米糠,同时以不添加营养物为对照,喷洒4%(ml/g)培养至对数末期的戊糖乳杆菌,充分混合均匀,压实、密封发酵10d后取样测定pH值。结果如图2所示。

图2 营养添加物对香蕉副产物青贮发酵的影响

由图2可知发酵营养的添加物对促进香蕉副产物青贮发酵效果显著。未添加营养物的对照组在发酵10d后pH值为5.87,添加营养物实验组pH值10d后都低于5.0。其中添加麦麸的pH值最低,青贮10d后pH值为4.81,其次为豆粕、米糠、玉米面。青贮发酵过程中pH的降低与乳酸菌的增殖相关,乳酸菌增殖越快、产酸越多,杂菌生长就越少,青贮就越容易成功。青贮发酵时添加一定量的营养物质,可以为乳酸菌的增殖提供较好的氮源和碳源,更有利于乳酸菌的快速增殖。试验结果表明最合适香蕉剩余物中戊糖乳杆菌增殖的营养物为麦麸。

2.3 混菌发酵对香蕉副产物青贮发酵的影响

将切段的香蕉副产物与干菌糠以及麦麸按质量比147∶43∶10混合,喷洒4%(ml/g)酵母菌和戊糖乳杆菌培养液混合物,酵母菌与戊糖乳杆菌分别按照湿重比0 ∶1,1 ∶2,1 ∶1,2 ∶1 的比例混匀。 将样品混合均匀,压实、密封发酵10d后取样测定pH值。结果如图3所示。由图3可知青贮发酵10d后,pH值都有所下降,当产酵母菌与戊糖乳杆菌湿重比为1∶1时,青贮发酵10d后pH值最低达到4.89。青贮发酵时添加酵母菌,可以通过酵母菌的增殖,间接地提高青贮料的蛋白以及风味物质含量,提高青贮料的营养价值和适口性。

图3 混菌发酵对香蕉副产物青贮发酵的影响

2.4 戊糖乳杆菌发酵对香蕉副产物营养成分的影响

将切段的香蕉副产物与干菌糠以及麦麸按质量比147∶43∶10混合,分别喷洒4%的戊糖乳杆菌,4%的戊糖乳杆菌与酵母菌培养液(湿重比1∶1),充分混合均匀,同时以未接种菌种的为空白对照组,压实、密封发酵,于第60d开封取样测定营养成分。结果如表1所示。

表1 青贮发酵香蕉副产物的营养成分

由测定结果可知,发酵60d后乳酸菌含量都能达到106cfu/g以上,其中单独接种戊糖乳杆菌时,青贮结束后乳酸菌含量最高,达到1.56×107cfu/g;与发酵前相比,对照组、单菌发酵组、混菌发酵组的粗蛋白分别提高了2.3%、6.3%、7.4%,氨基酸含量分别提高了16.7%、17.7%、20.5%;亚硝酸盐含量均符合饲料卫生标准中亚硝酸盐允许量。本实验接种戊糖乳杆菌进行青贮发酵的香蕉副产物有酸香味,质地柔软松散不粘手,氨基酸、粗蛋白含量都有所增加,青贮饲料品质良好,可作为食草动物的粗饲料。

2.5 戊糖乳杆菌青贮发酵香蕉副产物对山羊养殖的影响

试验过程中发现波尔山羊对青贮发酵香蕉秆适应性较好,采用青贮发酵香蕉副产物占粗饲料的比例为70%。每日观察试验羊的粪便,均未发现稀便现象,表明青贮发酵蕉秆占粗饲料比例70%时对波尔山羊的肠道功能无不良影响。养殖55d前后称重和计算的结果如表2所示。

表2 戊糖乳杆菌青贮发酵香蕉副产物对山羊养殖增重的影响

由表2可知,本试验用戊糖乳杆菌和酵母菌制备的青贮发酵香蕉副产物,在养殖波尔山羊时可占粗饲料的比重达70%,对波尔山羊适口性好,平均日采食量高于象草组和青贮玉米秆组;此外由于青贮发酵香蕉副产物采用吸水剂降低了水分含量,进一步提高了摄入的营养物质总量,养殖期间的增重率显著提高。表明戊糖乳杆菌发酵制备的青贮香蕉副产物,是适合波尔山羊养殖的优良粗饲料。

3 讨论

香蕉副产物包括茎秆、茎叶、果轴等,产量大,营养丰富。影响香蕉副产物作为常规粗饲料的因素主要是水分含量高,导致采收、运输成本高,并且采用窖池青贮时营养容易随着水分流失;香蕉副产物单宁含量较高带来的明显涩味也是影响动物采食的重要因素。一般都采用以植物乳杆菌为主的乳酸菌进行香蕉副产物的青贮发酵,以降解部分单宁,并且青贮发酵产生的酸香风味也部分地掩盖了单宁的涩味,从而改善了适口性;为了促进乳酸菌的快速增殖往往还添加玉米面、糖蜜、米糠等营养物质,使青贮发酵易于成功[3,4,5]。本试验采用选育的戊糖乳杆菌作为主要发酵剂,利用麦麸作为促进发酵的营养添加物,同时使用具有较高营养并且来源丰富的食用菌干菌糠作为水分调节剂,可避免水分过高带来的发酵成功率低和营养流失问题。该方法青贮发酵的香蕉副产物,对波尔山羊适口性好,可占粗饲料的比例70%,采食量大,养殖增重效率高。