酵母FTMR的制备及其对杜湖杂交羔羊的饲喂效果

马东升等

摘 要：为了探索酵母全混合发酵日粮（FTMR）的生产参数及其饲喂杜湖杂交F1代羔羊的效果，本文通过对比不同发酵条件（含水率、压缩密度、酵母添加量、发酵天数）下的发酵效果，探索最优的发酵条件。同时，利用添加酵母FTMR与未添加酵母FTMR饲料，在相同条件下饲喂杜湖杂交F1代羔羊，对杜湖杂交F1代绵羊生长速度的影响及饲喂效益进行分析，评价发酵饲料的饲喂效果。结果表明：通过回归方程模拟得出，在发酵条件水分49.41%，压缩密度500 kg·m-3以上时，发酵天数16.57 d，酵母添加量为0.86%，预测粗蛋白相对增加最大，中性洗涤纤维（NDF）及酸性洗涤纤维（ADF）下降明显。用酵母FTMR（A组）与未添加酵母的FTMR（B组）同时饲喂杜湖杂交羔羊，A组的生长速度、料重比、经济效益要优于B组。酵母FTMR可以提高饲料的蛋白含量，促进羔羊生长，降低饲料成本，提高养殖效益。

关键词：酵母全混合发酵日粮；发酵条件；生长速度；养殖效益

中图分类号：S821.4+9 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.07.002

Abstract：In order to study the production parameter of yeast fermentation total mixed ration（FTMR）and the effect of FTMR on the lamb of hybrid from Dorper sheep cross Hu sheep， in this paper， different fermentation conditions （moisture content， the density of compression， yeast added quantity， fermentation time） were compared to explore the optimal fermentation conditions. Then， two kind of feeds that were added with yeast FTMR （A group） and without yeast FTMR （B group） were made to feed the lamb of hybrid from Dorper sheep cross Hu sheep in the same condition. The effects on lamb's growth performance and the benefit were used to measure the quality of two different feed. The result showed that in the condition of moisture content （49.41%）， the yeast inoculum （0.86%） and density more than 500 kg·m-3 with the 16.57 d fermentation time， the best fermentation effect was obtained. Meanwhile， compared to B group， FTMR of a group could get better economic benefits to feed lamb. In general， FTMR of yeast not only could increase the protein content of feed ingredients and promote the growth of lamb， but also could reduce feed costs and improve the breeding benefit.

Key words： yeast fermentation total mixed ration； fermentation conditions； growth rate； breeding benefit

随着科技和工业的发展，酵母类产品的开发利用己成为饲料工业的一个活跃领域。酵母饲料对动物生产性能的提高，已经得到普遍认可。酵母饲料不仅能提供蛋白质、核酸及多种酶类，而且能促进机体提高免疫功能[1]。利用酵母菌对饲料进行发酵，不仅能把饲料中复杂的营养成分降解为较为简单的物质，还可以降低抗营养因子和有害物质的含量，是一种绿色生物活性饲料。酵母类产品在反刍动物中的作用主要在瘤胃内完成，单胃动物主要在胃肠道内完成。酵母菌在瘤胃中一方面可以刺激瘤胃微生物的生长和活性，从而增加瘤胃内微生物菌群数量，另一方面促进了对氨的利用，使瘤胃内微生物合成蛋白质增加。Lei和Stahl[2]研究表明，在饲料中添加酵母培养物可有效提高家畜对饲料营养养分的消化吸收，预防疾病，促进胃肠道发育，提高家畜生产性能。酵母菌发酵葡萄渣的研究也表明，发酵过后其中的营养成分如蛋白质、钙、磷含量都有很大幅度的上升；而NDF和ADF含量有不同程度的下降，抗营养因子和农药残留也大幅降低[3]。本试验利用了TMR发酵技术（ FTMR），将TMR进一步压实、密封进行厌氧发酵，得到一种营养平衡、抗氧化腐败能力强的日粮[4-5]。邱玉郎等[6]研究了TMR与FTMR对小尾寒羊生长性能的影响，发现FTMR的各种营养物质消化率显著高于TMR。在保育猪方面，发现利用全价发酵饲料可以改善仔猪肠道健康，减少腹泻发生并促进其生长发育[7]。酵母FTMR饲料既可以满足动物饲料要求，也可以缓解我国饲料资源匮乏的现状，进一步讲可以减少环境污染，具有重大的经济意义和社会效益。

本研究通过对酵母添加量、水分、压缩密度、发酵天数等关键影响因素进行研究，摸索科学合理的酵母FTMR工艺参数，并研究酵母FTMR对杜湖杂交绵羊的饲喂效果，为以后发酵饲料的研发与应用提供参考。

1 材料和方法

1.1 发酵工艺及方法

为了探索该型酵母的发酵条件，本研究以紫花苜蓿40%，花生藤46%，玉米8%，麸皮5%，食盐0.2%，预混料0.8%为饲料配方。试验设计了5个不同水平（ 40%，50%，60%，70% 和80% ） 的FTMR水分， 5个不同水平（400，500，600，700 kg·m-3）的压缩密度，4个不同水平（0.5%，0.8%，1.1%，3%）的酵母添加量以及5个不同水平的天数（0，3，9，15，21 d），采用单因素试验方法，每种条件下设3个重复。聚乙烯薄膜包装发酵贮藏，通过比较不同条件下发酵前后的CP、TP、NDF和ADF的变化来评定发酵效果。在单因素试验的基础上采用3因素3水平响应面分析法对发酵条件进行优化，以发酵后粗蛋白质含量的增加量为检测指标，确定出最佳发酵条件。

样品的制备：发酵结束后，65 ℃风干24 h，粉碎，过孔径0.40 mm的筛。CP：根据GB/T 6432—1994测定；TP检测是先将蛋白质沉淀，除去非蛋白氮，再用凯氏定氮法测定；NDF和ADF是分别根据GB/T 20806—2006、NY/T 1459—2007测定。TMR日粮配比的营养参照美国NRC（1985）绵羊饲喂标准设计。

1.2 酵母发酵饲料对羔羊生产性能的影响

按照酵母添加组和非酵母添加组分为A、B 2种配方，在最优的发酵条件下发酵。以武穴市恒泰万头种养有限公司杜湖杂交一代的300只大小相近的杜湖杂交绵羊为试验材料，分为A、B 2个组，分别饲喂对应的A、B 2种饲料，每组150只杜湖杂交母羊，分栏饲养。

1.3 饲养管理

各组试验羊只在相同条件下饲养管理。两组饲料投喂每天2次，记录每天投喂量。按常规管理方法做好驱虫、免疫、消毒工作，每日清粪扫栏1次，平时认真观察好试验杜湖杂交绵羊采食、粪便及精神状况。

本试验预饲期为5 d，正式期60 d。

预饲期：饲料开始第1 天 1/5混入原饲喂饲料中，第2 天 2/5，以此类推，到第5 天达到全日粮，如此适应2 d。饲料按照上述时间点投喂，自由采食。正式期：FTMR饲料按照上述时间投喂，自由采食。

1.4 数据收集与整理

饲料的pH值监测：将A、B两组每日测定其pH值，绘制其15 d发酵变化曲线。

饲料感官评定：从颜色、气味、质地等方面对发酵饲料进行评定。

正式期第1 天称初始体质量，60 d后称最终体质量，称质量时按照国家标准执行（禁食16 h每次称质量，禁饮2 h，在自然状态下测量）。发酵饲料的营养成分根据国标测定。用Excel、SAS9.1软件对数据进行分析和差异性检验。

2 结果与分析

2.1 FTMR生产条件筛选

从表1可以看出，在水分方面，发酵前后FTMR的CP和TP均有提升，其中A2处理组的CP含量达到11.30%，TP含量达到9.22%，TP相对其他组提升最大。对比5组发酵前后NDF及ADF，除A1（40%水分）ADF相比发酵前上升1.89%，其他组别发酵后酵母FTMR的NDF和ADF均有下降，A3（60%）处理组下降最大，其他3组组间无显著区别。

从表2可以看出，在压缩密度方面，B1（400 kg·m-3）处理组有部分变质，数据显示其发酵后pH值未达到4.5以下，CP、TP下降，NDF、ADF上升，表明其蛋白质降解，粗纤维含量上升；随着压缩密度的增大（≥ 500 kg·m-3），酵母FTMR的NDF及ADF的下降越明显，B4（700 kg·m-3）处理组NDF下降8.52%，ADF下降3.59%，其他成分无显著区别。

从表3可看出，通过对不同酵母添加量，C1（0.5%）处理组TP相比发酵前上升最小，提高0.04%；C2（0.8%酵母添加量）组的TP相对提升最大，提高1.18%，相比发酵前提升14.05%，3%的酵母添加量处理组的CP较发酵前下降，降解0.12%，但TP含量上升，提高0.24%。

从表4中可以看出，随着发酵天数的增加，酵母FTMR粗蛋白呈现上升趋势，到E4（15 d）达到最大值12.14%，比发酵前提升1.05%，21 d时粗蛋白出现下降，真蛋白上升。经过21 d发酵，酵母FTMR粗蛋白上升0.96%，真蛋白上升0.93%，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别下降4.88%和2.81%。

在单因素试验的基础上，采用Design Expert 8.0.6软件，根据Box-Benhnken试验设计原理，选取对于发酵结果影响较大的水分、酵母添加量、发酵天数为因素，设计3因素3水平的响应面分析试验，如表5、表6。建立各因素与粗蛋白质增加量之间的数学模型，通过分析得到最佳发酵条件。

利用Design Expert 8.0.6软件对表6中的响应面设计试验结果进行分析，得到回归方程Y=1.17+0.008 75X1+0.12X2+0.17X3-0.085X1X2-0.013X1X3-0.040X2X3-0.14X12-0.22X22-0.38X32，回归模型极显著（P=0.019 7<0.05）。校正决定系数R2（0.970 5>0.80），说明模型适当，回归方程拟合度良好。由X1、X2、X3整理得酵母FTMR的最佳条件水分49.41%，发酵天数16.57，酵母添加量为0.86%，预测粗蛋白相对增加量为1.21%。

2.2 2组饲料对杜湖杂交F1代羔羊增重的影响

从图1可以看出，随着两种饲料发酵时间的延长，2种饲料的pH值在发酵初期均迅速下降，FTMR在发酵第6 天时下降到了4.5以下。发酵后B组饲料的pH值呈平稳快速下降，而A组饲料的pH值在发酵过程中有些波动，发酵15 d后，A组饲料的pH值要高于B组饲料。在感官评定方面，添加了酵母菌的A组饲料开窖后含有特殊的芳香气味（B组带酸香气味），颜色比未添加酵母菌的B组稍深，可以清楚地分清饲料的茎叶结构。

从表7可以看出，2组杜湖杂交绵羊，A组110日龄体质量显著小于B组，170日龄体质量2组间差异不显著，但群体累积日增重以及平均日增质量A组显著大于B组，同时还可以看出，A组饲料的采食量比B组要高，高出0.282，料肉比相较B组下降了0.939，且具有较高的日收益，日收益为1.726元·d-1。

3 结论与讨论

本试验通过饲料水分、压缩密度、菌种添加量、发酵天数，来探索适合该菌种的最佳发酵工艺参数。通过单因素和响应面试验分析得出，发酵条件水分49.41%，压缩密度500 kg·m-3以上，发酵天数16.57 d，酵母添加量为0.86%时，发酵效果最好。对发酵过程中水分含量的研究表明，水分含量过低会导致细菌繁殖受抑制，易腐败，中高水分有利于FTMR的有效保存[8]，含水量过高会导致基质多孔性降低，增加了杂菌污染的危险。而随着压缩密度的增大，原料间隙变小，使FTMR中菌种和饲料的接触面积增大，可以使酵母菌及乳酸菌更快地繁殖；适中的酵母菌添加量一方面在发酵初期占据了主导菌种的地位，另一方面也使菌种繁殖发酵不会消耗太多的底物营养，导致代谢副产物积累，影响微生物生长[9]。本试验中，发酵时间选为16.57 d，是因为如果发酵时间过短，发酵不能彻底进行，分泌合成的产物浓度不高，发酵效果不明显；如果发酵时间过长，底物营养消耗太大，不利于菌体生长，会导致菌体自溶。本文的研究结果也表现出了相似的特征。

酵母FTMR发酵分解饲料中大分子物质为动物易消化吸收的低分子物质，提高了饲料的可消化性，增加了饲料的柔软性和膨胀度。其中酵母菌作为一种兼性厌氧菌，在有氧发酵时，进行的是有氧代谢分裂繁殖；无氧下进行厌氧发酵能产生多种提高适口性的代谢产物，比如乙醇、挥发性脂肪酸等[10]。首先，由于在发酵前期酵母菌为主导菌种，酵母菌利用竞争性抑制或拮抗作用阻止有害微生物的繁殖，同时乙醇也可以抑制早期好氧性微生物活性，减少其与乳酸菌对发酵底物的竞争，促进了乳酸发酵。饲料在发酵完成后，会产生天然的芳香气味，可以刺激动物的食欲，促进消化液的分泌，提高消化酶的活性，加速饲料营养成分的分解，进而促进营养物质的吸收[11]。其次，由于酵母在生长繁殖过程中可以产生生理活性物质，当进入瘤胃后，改善了瘤胃的微生物区系，提高了微生物菌体蛋白合成能力，同时明显提高了饲料利用率。因为酵母的添加使微贮发酵完成后酸度减少，pH值升高，防止饲喂酸度过高的微贮饲料后，导致肉牛羊瘤胃内乳酸升高而引起酸中毒[12]。TMR青贮表现出抗氧化腐败的能力，相比于原单一原料青贮，暴露在空气中后，也可以短时间保存。

本试验通过比较2种配方的营养含量对杜湖杂交羔羊生长性能的影响及效益分析，发现发酵后酵母FTMR饲喂组的生长速度要优于未添加酵母的FTMR，并且降低了料重比，增加35.05%的日收益。目前，养殖业正在向规模化养殖转变，加快推进规模化，有利于提高生产效率、管理水平。而利用微生物（例如酵母菌、乳酸菌和复合菌）发酵当地丰富的饲料资源，一方面有利于改善现状，降低饲料成本；另一方面通过加工包装，降低了运输成本。微生物发酵饲料具有巨大的经济效益和生态效益，今后应进一步深入研究，发挥生产潜力，满足人们对肉类的需求[13]。因此，将常用饲料通过生物发酵，开发利用饲料资源，可以为饲料工业提供有生力量，为建立高效、节约型畜牧业创造条件。

致谢：在本研究过程中，感谢本课题组韩燕国博士、种玉晴和聂彬研究生在试验中给予的帮助，以及通山乌羊育种有限公司、武穴市恒泰万头种养有限公司的员工给予的协助，作者在此一并致谢。

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