不同添加劑對(duì)葛藤青貯品質(zhì)的影響1*

陳鑫珠，劉 遠(yuǎn)，高承芳，張曉佩，李文楊，董曉寧，翁伯琦

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所 福州 350013)

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不同添加劑對(duì)葛藤青貯品質(zhì)的影響1*

陳鑫珠，劉 遠(yuǎn)，高承芳，張曉佩，李文楊，董曉寧*，翁伯琦*

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所 福州 350013)

為探明不同添加劑對(duì)葛藤(Puerarialobata(Willd). Ohwi)青貯品質(zhì)的影響，試驗(yàn)設(shè)計(jì)了對(duì)照組(CK)，纖維素酶組(C)，綠汁發(fā)酵液組(FJLB)組，糖蜜(M)組和綠汁發(fā)酵液+糖蜜(MIX)5個(gè)處理組，添加量分別為無(wú)添加，500 mg/kg C，2% FJLB 10 mL/kg，50 g/kg M和2% FJLB 10 mL/kg + 50 g/kg M。每個(gè)處理3次重復(fù)，常溫下貯存50 d，開(kāi)封后評(píng)定其青貯品質(zhì)。結(jié)果表明，4種添加劑處理均能改善葛藤青貯發(fā)酵品質(zhì)，其中FJLB+M混合處理的干物質(zhì)、乳酸和丙酸含量最高，pH和氨態(tài)氮含量最低，說(shuō)明混合處理的發(fā)酵品質(zhì)最佳。

葛藤；纖維素酶；綠汁發(fā)酵液；糖蜜；青貯；發(fā)酵品質(zhì)

葛藤(Puerarialobata(Willd). Ohwi)，俗稱(chēng)野葛、葛麻藤、鹿藿、黃斤、雞齊等，屬豆科，蝶形花冠亞科，葛屬一種蔓生性多年生落葉藤本植物。在我國(guó)除西藏和新疆外，全國(guó)各省區(qū)均有分布，主產(chǎn)于湘、浙、豫、粵、蜀、桂、滇、秦、寧等省[1]。其擁有較強(qiáng)的生長(zhǎng)適應(yīng)能力和再生能力，生長(zhǎng)速度快且產(chǎn)量高，一個(gè)季度大約可生長(zhǎng)10 m，枝葉茂密，每年大約可刈割2～3次。據(jù)報(bào)道，葛藤產(chǎn)鮮草56 250 kg/hm2，干草7 500～11 250 kg/hm2；人工栽培，進(jìn)行施肥管理，產(chǎn)鮮草可達(dá)75 000 kg/hm2，干草11 250～15 000 kg/hm2[2]。葛藤的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，其中含粗蛋白質(zhì)15%～29%、粗脂肪2.5%～4.2%、粗纖維20%～38%、粗灰分4%～9%和無(wú)氮浸出物35%～43%[3]。葛藤含有豐富的各種氨基酸，占全氮的16%，其中精氨酸氮、賴(lài)氨酸氮和組氨酸氮含量分別為8.8%、2.0%和4.63%，還含洋槐甙0.17%～0.35%[4]和腺素、天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、刺槐甙、山奈酚、鼠李糖甙等。此外，葛藤還含有豐富的礦物質(zhì)元素和維生素等。

目前對(duì)葛藤研究最多最常用葛根做藥用研究，而地上部分的葛藤往往廢棄或焚燒，成了一種資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。自1905年Mckee確認(rèn)葛藤的飼用價(jià)值之后，美國(guó)開(kāi)始馴化栽培，至20世紀(jì)40年代末期，栽培面積即達(dá)12×104hm2[1]。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的葛類(lèi)植物生長(zhǎng)總面積(野生及栽培)約有40×104hm2，資源總量約150×104t[5]，除了少量被用來(lái)制作中藥材及淀粉加工，還有相當(dāng)多的資源沒(méi)有被開(kāi)發(fā)利用。高產(chǎn)量的葛藤及其豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，可被做為一種優(yōu)質(zhì)天然飼料資源。目前對(duì)葛藤的飼料利用的研究非常少，主要原因可能是其碳水化合物含量較低，纖維含量較高。青貯飼料可有效改善飼料原料的適口性和提高其可消化性。研究發(fā)現(xiàn)，葛藤單貯品質(zhì)不良[6]。青貯調(diào)制中，添加劑的使用，促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖，快速降低青貯料的pH，是一種獲得優(yōu)質(zhì)葛藤青貯飼料的有效手段。本試驗(yàn)在葛藤青貯中添加纖維素酶、糖蜜、綠汁發(fā)酵液等添加劑，分析探討不同添加劑對(duì)葛藤青貯品質(zhì)的影響，以期確定有效的添加，為調(diào)制優(yōu)質(zhì)的葛藤青貯提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 青貯原料

葛藤來(lái)源于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)所泉頭牧草基地，于2013年10月31日人工刈割，刈割時(shí)正處開(kāi)花期。

葛藤的pH近中性；緩沖能和粗蛋白質(zhì)含量較高，纖維含量也較高。其表面附著的微生物較豐富，乳酸菌、好氣性細(xì)菌、酵母菌和霉菌的數(shù)量差異不顯著。詳見(jiàn)表1所示。

表1 葛藤的特性

1.2 添加劑

本次試驗(yàn)使用的添加分別為纖維素酶(Cellulase，C)、綠汁發(fā)酵液(Fermented juice of epiphytic lactic acid bacteria，F(xiàn)JLB)和糖蜜(Molasses，M)。纖維素酶和糖蜜分別從廣東溢多利公司和廣西武宣東潤(rùn)貿(mào)易有限公司購(gòu)買(mǎi)，其中纖維素酶的純度為98%，酶活為2萬(wàn)U/g。使用時(shí)將其稀釋成5%水溶液。綠汁發(fā)酵液是參照大島光昭等[7]的方法制成。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)5個(gè)處理(每個(gè)處理3個(gè)重復(fù))，分別為對(duì)照組(CK)，纖維素酶組(C)，綠汁發(fā)酵液組(FJLB)，糖蜜組(M)和混合組(綠汁發(fā)酵液+糖蜜組)(MIX)，添加量分別為無(wú)添加，500 mg/kg C，2% FJLB 10 mL/kg，50 g/kg M和2% FJLB 10 mL/kg + 50 g/kg M。各添加劑的添加量按新鮮原料重計(jì)。

1.4 青貯調(diào)制

2013年10月31日進(jìn)行葛藤青貯飼料的調(diào)制。將葛藤原料用鍘草機(jī)切成約1～2 cm，人工攪拌混合均勻，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)每個(gè)重復(fù)所需重量分別進(jìn)行稱(chēng)重，裝入貼好標(biāo)簽的青貯袋內(nèi)，均勻加入添加劑(CK無(wú)添加)，再次混合均勻后，抽真空、密封。常溫條件下貯存50 d后開(kāi)封，取樣分析青貯料發(fā)酵品質(zhì)和化學(xué)成分。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

分析樣本(原料和青貯飼料)置于烘箱中，在65 ℃條件下干燥48 h、回潮、粉碎制成。裝入棕色玻璃瓶密封備用。

原料的風(fēng)干樣本測(cè)定干物質(zhì)(DM)含量、粗蛋白質(zhì)(CP)含量，中性洗滌纖維(NDF)含量、酸性洗滌纖維(ADF)含量、半纖維素(HC)含量和水溶性碳水化合物(WSC)含量等參考陳鑫珠[8-9]。取具代表性青貯樣品20 g加入80 mL蒸餾水，4 ℃冰箱中放置18 h，用濾紙過(guò)濾收集濾液，測(cè)定濾液的pH；濾液的乳酸(lactic acid，LA)、乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propionic acid，PA)和丁酸(butyric acid，BA)分析采用LC-20AT型高效液相色譜分析儀(色譜柱：Shodex Rspak KC-811 S-DVB gel Column 30×8 mm；檢測(cè)器：SPD-M10AVp；流動(dòng)相：3 mmol/L 高氯酸[12])；氨態(tài)氮含量[13]采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定。各項(xiàng)目測(cè)定結(jié)果以干物質(zhì)基礎(chǔ)的百分比表示。

1.6 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)先由Excel 2007軟件進(jìn)行初步處理，再采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。結(jié)果采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯料的感官評(píng)定

50 d開(kāi)封時(shí)，葛藤的青貯料質(zhì)地松散，莖葉組織結(jié)構(gòu)基本保存完好，各處理組均未見(jiàn)發(fā)霉現(xiàn)象；青貯料的顏色為墨綠色，與原料原色相近，表明此次青貯發(fā)酵一致達(dá)到良好的厭氧條件。另外對(duì)照組青貯料的酸香味較淡，4種添加劑處理組的酸香味較濃，糖蜜、綠汁發(fā)酵液和混合處理的氣味舒適，酸味中伴有香味，特別是糖蜜處理。綜上所述，添加劑處理的青貯料感觀表現(xiàn)優(yōu)于對(duì)照組。具體評(píng)分見(jiàn)表2。

2.2 青貯的發(fā)酵品質(zhì)

添加劑對(duì)葛藤青貯品質(zhì)的影響見(jiàn)表3。所有青貯均未檢測(cè)到BA，表明所有青貯的發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)良。與CK相比，纖維素酶處理顯著增加了青貯料的干物質(zhì)、乳酸、乙酸和丙酸含量(P<0.05)；綠汁發(fā)酵液處理顯著增加了青貯料的干物質(zhì)、乳酸和丙酸含量(P<0.05)，顯著降低了青貯料的pH和氨態(tài)氮含量(P<0.05)；糖蜜處理顯著增加了青貯料的干物質(zhì)和乳酸含量(P<0.05)，顯著減少了青貯料的乙酸含量(P<0.05)，降低了青貯料的pH；綠汁發(fā)酵液和糖蜜混合處理，顯著增加了青貯料的干物質(zhì)、乳酸和丙酸含量(P<0.05)，顯著降低了青貯料的pH和氨態(tài)氮含量(P<0.05)；在4個(gè)處理組中，混合處理的干物質(zhì)、乳酸和丙酸含量最高，pH和氨態(tài)氮含量最低，說(shuō)明綠汁發(fā)酵液與糖蜜混合處理，青貯料的發(fā)酵品質(zhì)最佳。

表2 葛藤青貯感官質(zhì)量

表3 添加劑對(duì)葛藤青貯品質(zhì)的影響

注：同行數(shù)據(jù)相同小寫(xiě)字母肩標(biāo)表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫(xiě)字母肩標(biāo)表示差異顯著(P<0.05)。

Notes:In the same row, values with the same lowercase superscripts mean no significant difference (P>0.05), while those with differentlowercase superscripts mean significant difference (P<0.05).

3 討 論

在青貯發(fā)酵進(jìn)程中，乳酸菌起著關(guān)鍵主導(dǎo)因素的作用。乳酸菌大量、快速生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生大量乳酸，使pH迅速下降，有效抑制不良微生物的生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更多的被保留下來(lái)，從而達(dá)到長(zhǎng)期有效的保存青貯料。葛藤屬豆科草質(zhì)藤本植物，纖維含量、粗蛋白含量和緩沖能高均較高，不易于調(diào)制常規(guī)青貯，必須采用添加劑青貯法。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照相比，4種添加劑處理組青貯料的感官效果均有所提高，同時(shí)青貯料的乳酸含量增加，pH和氨態(tài)氮含量降低，表明不同的添加劑處理能夠提高葛藤青貯的發(fā)酵品質(zhì)。

近年來(lái)，纖維素酶作為青貯添加劑的應(yīng)用而倍受人們的關(guān)注。纖維素酶能夠水解植物的細(xì)胞壁，降解青貯料中部分的結(jié)構(gòu)性碳水化合物為單糖或雙糖，提供乳酸菌發(fā)酵所需的可溶性碳水化合物，促進(jìn)青貯早期乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生乳酸，從而降低青貯料的pH，抑制有害菌的生長(zhǎng)和植物蛋白酶的活性，減少青貯初期蛋白質(zhì)的水解，保留大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[14-17]。本試驗(yàn)添加纖維素酶處理的青貯料干物質(zhì)、乳酸、乙酸和丙酸含量均顯著高于對(duì)照，說(shuō)明纖維素酶能促進(jìn)植物細(xì)胞壁的水解，為乳酸菌的生長(zhǎng)提供底物，提高青貯品質(zhì)，這與許多報(bào)道結(jié)果相似[18-20]。李靜等[18]報(bào)道，添加纖維素酶能夠改善稻草青貯料發(fā)酵品質(zhì)和飼用價(jià)值的作用。朱旺生等[19]研究表明，纖維素酶能有效的降低皇竹草青貯的pH，增加青貯料的乳酸、干物質(zhì)和粗蛋白。丁武蓉等[20]研究報(bào)道，采用纖維素酶處理二色胡枝子青貯，能夠降低其pH和氨態(tài)氮含量，其還報(bào)道高濃度纖維素酶(9 600 U/t)對(duì)降低青貯料的pH有顯著作用，而低濃度纖維素酶(3 200 U/t)對(duì)抑制蛋白降解成氨態(tài)氮有較好的效果。本試驗(yàn)中與對(duì)照相比，添加纖維素酶的青貯料pH和氨態(tài)氮均無(wú)顯著降低，可能與纖維素酶的添加量有關(guān)系。

本研究中添加綠汁發(fā)酵液的青貯料，干物質(zhì)、乳酸和丙酸含量顯著高于對(duì)照，pH和氨態(tài)氮含量顯著低于對(duì)照，這與許慶芳(苜蓿)[21]，莊益芬(水葫蘆)[22]，Shao(燕麥)[23]，林仕欣(甜高粱)[24]等研究結(jié)果相似。許慶方等[21]研究表明，綠汁發(fā)酵液處理可以顯著降低袋裝苜蓿青貯的pH，減少丁酸含量，增加乳酸含量。Shao等[23]報(bào)道，葡萄糖、山梨酸和綠汁發(fā)酵液處理燕麥(Avenasativa)青貯，結(jié)果發(fā)現(xiàn)綠汁發(fā)酵液獲得最低的pH和最高的乳酸及可溶性碳水化合物含量。這可能因?yàn)榫G汁發(fā)酵液能夠增加青貯原料中乳酸菌的啟動(dòng)優(yōu)勢(shì)，迅速降低青貯料的pH，抑制不良菌的生長(zhǎng)，提高青貯的發(fā)酵品質(zhì)[25]。

糖蜜是制糖工業(yè)產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，其含有豐富的糖類(lèi)物質(zhì)，如蔗糖、葡萄糖、果糖等，含糖量一般在40%～46%之間[26]。這些糖類(lèi)物質(zhì)在青貯發(fā)酵進(jìn)程中能夠?yàn)槿樗峋纳L(zhǎng)提供充足的底物，屬于青貯的發(fā)酵促進(jìn)劑，常被用來(lái)促進(jìn)青貯發(fā)酵使用。本研究中糖蜜的添加顯著增加了青貯料的干物質(zhì)和乳酸含量，減少了青貯料的乙酸含量，降低了青貯料的pH，提高了青貯料的發(fā)酵品質(zhì)，這一結(jié)果與許多研究結(jié)果一致。這是由于添加糖蜜能夠在青貯過(guò)程中為乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造良好條件，乳酸大量的產(chǎn)生，pH快速降低，從而使不利青貯發(fā)酵的微生物生長(zhǎng)活動(dòng)受到抑制，減少了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗損失。劉賢等[27]研究報(bào)道在紫花首蓓中添加3%糖蜜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，乳酸和總酸含量上升,乙酸和丁酸含量下降,說(shuō)明添加糖蜜能夠促進(jìn)乳酸發(fā)酵提高發(fā)酵品質(zhì)。丁武蓉等[28]研究報(bào)道表明，糖蜜處理胡枝子青貯，能夠顯著提高其青貯料的乳酸含量和降低pH，有效提高了青貯料的發(fā)酵品質(zhì)。原現(xiàn)軍等[29]報(bào)道，不同混合比例的青稞秸稈和多年生黑麥草青貯中添加糖蜜，pH均降至4.2以下，且添加3%糖蜜已達(dá)到優(yōu)質(zhì)青貯。

McDonald等[30]報(bào)道，在青貯時(shí)添加乳酸菌劑和糖類(lèi)物質(zhì)可以有效改善青貯發(fā)酵品質(zhì)，本試驗(yàn)獲得相似的結(jié)果。本試驗(yàn)中綠汁發(fā)酵液和糖蜜混合添加，顯著增加了青貯料的干物質(zhì)、乳酸和丙酸含量，降低pH和氨態(tài)氮含量，且4種添加劑處理組，混合處理獲得了最高的干物質(zhì)、乳酸和丙酸含量，最低的pH和氨態(tài)氮含量最低，說(shuō)明混合處理的發(fā)酵品質(zhì)最佳。程方方等[31]研究發(fā)現(xiàn)糖蜜和乳酸菌處理顯著改善了光葉紫花苕的青貯品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其效果優(yōu)于單獨(dú)添加乳酸菌。Shao等[32]報(bào)道在大黍(Panicummaxinum)青貯中添加綠汁發(fā)酵液與葡萄糖或山梨酸的混合添加劑青貯效果更優(yōu)。綠汁發(fā)酵液的添加，增加了青貯發(fā)酵初期乳酸菌的數(shù)量，這是糖類(lèi)物質(zhì)(糖蜜)的添加，增加了可利用的發(fā)酵底物的量，為乳酸菌的迅速、大量生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造了一個(gè)非常有利的條件，致使大量的乳酸產(chǎn)生，pH迅速下降，有害菌的發(fā)酵得到有效的抑制，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留。

本試驗(yàn)青貯料的pH都在4.2以上，這可能與原料的特性有關(guān)，葛藤屬于非常規(guī)飼料資源。本試驗(yàn)除糖蜜單獨(dú)添加處理外，其他處理的青貯料的丙酸含量顯著高于對(duì)照，可能是原料表面附著的丙酸菌種類(lèi)較多，使用原料制備的綠汁發(fā)酵液中丙酸菌也被富集了，因此在綠汁發(fā)酵液和混合添加中丙酸含量顯著高于對(duì)照。而纖維素酶作用于底物后釋放出可溶性糖的速度遠(yuǎn)不及直接添加糖蜜，加之乳酸菌數(shù)少，原料中的乳酸菌和丙酸菌同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)，乳酸菌競(jìng)爭(zhēng)中沒(méi)達(dá)到絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，pH無(wú)法迅速降低，使得乳酸菌和丙酸菌的大量生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生了大量的乳酸和丙酸。糖蜜的添加，為乳酸菌創(chuàng)造了優(yōu)良的啟動(dòng)條件，使乳酸菌能夠在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的乳酸，快速降低青貯料的pH，從而抑制的丙酸菌的繁殖，產(chǎn)生丙酸含量就較少。

4 結(jié) 論

綜上所述，4種添加劑處理均能有效改善葛藤青貯的發(fā)酵品質(zhì)，其中綠汁發(fā)酵液與糖蜜混合添加的效果最好。

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Effect of Additives on Quality of Kudzu Silage

CHEN Xin-zhu, LIU Yuan, GAO Chen-fang, ZHANG Xiao-pei, LI Wen-yang, DONG Xiao-ning*,WENG Bo-qi*

(InstituteofAnimalHusbandryandVeterinaryMedicine,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou350013,China)

This experiment was carried out to study the effect of adding cellulase (C), fermented juice of epiphytic lactic acid bacteria (FJLB), molasses (M) and FJLB+M on the fermentation quality of Kudzu silage in 5 groups including control, C (500 mg/kg), 2% FJLB (10 mL/kg), M (50 g/kg), and FJLB+M (10 mL/kg+50 g/kg)groups.The additivess were on a fresh weight basis of Kudzu and fermentation quality were analyzed after 50 days of storage. The result showed that the fermentation were improved by all additives；Especially, FJLB+M had the highest contents of dry matter, lactic acid, propionic acid, and the lowest pH value and ammonia nitrogen content.

pueraria lobata;cellulase; fermented juice of epiphytic lactic acid bacteria; molasses; silage; fermentation

20115-01-08

2015-01-15

博士科研啟動(dòng)基金(2013DBS-4)；福建省科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2012NZ002-1-2);福建省公益類(lèi)科研院所專(zhuān)項(xiàng)(2014R1023-5);所青年創(chuàng)新基金(MYQJ2014-7)

陳鑫珠(1985-)，女，福建龍巖人，博士，助理研究員，研究方向?yàn)轱暳霞庸づc貯藏。E-mail: 010622051@163.com

*[通訊作者] 董曉寧(1956-)，男，山東榮成人，研究員，研究方向?yàn)椴葙Y源利用。E-mail: xndong@126.com；翁伯琦(1957-)，男，福建莆田人，研究員，研究方向?yàn)樯锃h(huán)境保持與資源利用。E-mail: wengboqi@163.com

S811.6

A

1005-5228(2015)08-0050-05