发酵时间对饲喂发酵中药残渣的肉牛的营养价值、益生菌成分及生长性能的影响

《Journal of Applied Animal Research》：Effects of fermentation duration on nutritional value, probiotic components and growth performance in beef cattle fed fermented Chinese medicine residue

中药残渣经酶菌协同发酵后，3天发酵时间能显著提升干物质、还原糖及丁酸含量，纤维指标降低最明显，且对肉牛生长性能无负面影响，证实其作为高质饲料的可行性。

　　本研究围绕中药残渣的发酵处理及其作为饲料资源的应用展开，重点探讨了不同发酵时间对发酵后中药残渣营养成分、生物活性物质以及益生菌含量的影响。中药残渣通常是在提取有效成分后产生的副产品，因其纤维含量高、味道强烈，往往难以直接作为饲料使用。然而，这些残渣具有较高的营养价值和潜在的饲料价值，通过发酵处理可以有效改善其适口性和营养特性。因此，如何优化发酵时间以最大化其作为饲料的利用效率，成为本研究关注的核心问题。

在实验设计中，研究人员选取了中药残渣作为发酵基质，并辅以玉米芯、大豆粕和小麦麸作为辅助材料。发酵过程采用了乳酸菌和枯草芽孢杆菌两种益生菌菌株，同时加入了一定比例的纤维素酶，以促进发酵效果。实验组分别设置了3天、6天、9天和12天的发酵时间，通过比较各组发酵后中药残渣的营养成分变化，以及其对肉牛生长性能的影响，分析不同发酵时间的优劣。最终，研究发现3天的发酵时间能够显著提升发酵中药残渣的干物质含量、还原糖含量和丁酸含量，这表明在较短的发酵周期内，微生物活动对残渣的分解作用较为有效，能够释放更多的可溶性营养成分，同时维持较高的益生菌活性。

发酵过程中，pH值的变化是一个重要的指标。研究结果显示，3天发酵组的pH值最低，这可能是因为乳酸菌等益生菌在发酵初期代谢产生的有机酸迅速降低了基质的酸碱度。较低的pH值不仅有助于抑制有害微生物的生长，还能减少营养物质的降解，从而更好地保留中药残渣的营养价值。相比之下，随着发酵时间的延长，pH值逐渐上升，这可能与微生物代谢产物的种类和比例发生变化有关。此外，不同发酵时间对纤维成分的影响也十分显著，3天发酵组的粗纤维和酸性洗涤纤维含量明显低于其他组，这说明在较短的发酵时间内，纤维的降解程度较高，从而提高了饲料的消化率和利用率。

研究还发现，发酵时间对中药残渣中的一些生物活性成分如黄酮类化合物、生物碱和乳酸含量有显著影响。其中，黄酮类化合物在3天发酵组中的含量较高，而在12天发酵组中略有增加但未达到显著水平。这可能与微生物在不同阶段对黄酮类物质的分解和转化有关。乳酸的含量则随发酵时间延长而增加，特别是在12天发酵组中达到最高，这表明在较长时间的发酵过程中，乳酸菌的代谢活动更为活跃。然而，发酵时间对生物碱的含量影响不大，这可能是因为生物碱的释放主要依赖于基质的提取工艺，而非发酵过程本身。

除了营养成分的变化，研究还关注了发酵后中药残渣对肉牛生长性能的影响。实验中选取了50头健康的西门塔尔肉牛，将它们分为对照组和实验组，分别饲喂未发酵的中药残渣和不同发酵时间处理后的中药残渣。结果显示，尽管各组之间的体重、总增重和日增重等指标没有显著差异，但实验组的干物质摄入量和饲料转化率明显优于对照组。这表明，虽然发酵时间对肉牛的生长速度没有产生统计学意义上的显著影响，但发酵后的中药残渣在提高饲料利用率和降低饲养成本方面具有潜在优势。

从整体来看，本研究首次系统地探讨了中药残渣在不同发酵时间下的营养变化和生物活性物质的转化规律，为中药残渣的饲料化利用提供了科学依据。研究结果表明，3天的发酵时间能够有效提升中药残渣的营养质量和生物活性成分的含量，同时保持较高的益生菌活性。然而，随着发酵时间的延长，某些营养成分如粗纤维和酸性洗涤纤维的含量会有所增加，这可能与微生物对基质的进一步分解有关。此外，发酵时间过长还可能导致益生菌数量的下降，影响发酵产品的品质和稳定性。

本研究的意义在于，它不仅为中药残渣的饲料化利用提供了理论支持，还为提高饲料资源的可持续性和经济性提供了实践指导。中药残渣的高纤维含量和强烈气味是其作为饲料的主要障碍，而通过合理的发酵处理，可以显著改善这些特性，使其更适合作为动物饲料。发酵过程中，乳酸菌和枯草芽孢杆菌的协同作用能够有效分解植物细胞壁，降低纤维含量，提高营养成分的可利用性。同时，纤维素酶的加入进一步增强了微生物对纤维素的降解能力，从而提升了发酵产品的整体营养价值。

值得注意的是，虽然3天的发酵时间在提升营养成分和益生菌活性方面表现突出，但研究也指出，发酵时间的选择需要综合考虑多种因素，如基质的种类、微生物的种类以及环境条件等。例如，本研究中使用的中药残渣与某些其他中药残渣在成分和结构上可能存在差异，因此不同残渣的发酵时间可能有所不同。此外，发酵后的中药残渣在储存过程中，益生菌的数量会随着时间的推移而发生变化，这提示我们在实际应用中应关注发酵产品的储存条件，以确保其品质和有效性。

研究还发现，发酵时间对饲料的酸碱度和有机酸含量有明显影响。例如，3天发酵组的有机酸含量较高，包括乙酸、丙酸和丁酸等，这些有机酸的积累有助于降低饲料的pH值，从而抑制有害微生物的生长，延长饲料的保存期限。然而，随着发酵时间的延长，某些有机酸的含量会有所波动，这可能与微生物的代谢路径和环境条件的变化有关。因此，在实际操作中，需要根据具体的发酵目标和饲料需求，选择合适的发酵时间。

此外，研究还探讨了发酵中药残渣对肉牛生长性能的具体影响。尽管各组之间的体重增长和饲料转化率没有显著差异，但实验组在饲料利用率和动物健康状况方面表现出一定的优势。这可能是因为发酵后的中药残渣含有更多的可溶性营养成分，能够更好地被动物消化吸收，从而提高其生长效率。然而，由于实验样本数量有限，研究结果的统计学意义和实际应用价值仍需进一步验证。

总体而言，本研究通过系统分析不同发酵时间对中药残渣营养成分和生物活性物质的影响，为中药残渣的饲料化利用提供了重要的科学依据。研究结果表明，3天的发酵时间在提升营养质量和益生菌活性方面具有显著优势，而12天的发酵时间则可能导致某些营养成分的损失和益生菌活性的下降。因此，在实际应用中，应根据具体需求选择合适的发酵时间，以实现中药残渣的高效利用。同时，研究也指出了当前实验的一些局限性，如样本数量较少和实验周期较短，未来的研究应进一步扩大样本规模，并延长实验时间，以更全面地评估发酵中药残渣的长期效果和应用潜力。