青貯飼料乳酸菌添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

張紅梅，段 珍，李 霞，梁建勇，張建華，李曉康

(甘肅省機(jī)械科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730030)

后生物生產(chǎn)層

青貯飼料乳酸菌添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

張紅梅1，段 珍1，李 霞1，梁建勇1，張建華1，李曉康1

(甘肅省機(jī)械科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730030)

青貯飼料乳酸菌添加劑對改善青貯飼料品質(zhì)具有顯著作用。為了明確目前國內(nèi)外對乳酸菌飼料添加劑的研究及應(yīng)用情況，本文對近年來青貯飼料乳酸菌添加劑的發(fā)酵特性，篩選鑒定及應(yīng)用等方面的研究做了系統(tǒng)的歸納和闡述。目前研究已明確了青貯飼料乳酸菌添加劑的發(fā)酵原理和青貯的過程，研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：1)乳酸菌添加劑本身、環(huán)境因素及飼料作物特性這3個方面對發(fā)酵產(chǎn)生的影響；2)青貯飼料乳酸菌添加劑的篩選和優(yōu)良乳酸菌添加至青貯飼料的研究；3)乳酸菌菌株單獨添加、與酶制劑或其他功能性微生物混合添加應(yīng)用研究。綜合以上研究，認(rèn)為未來我國可以對不同生態(tài)環(huán)境中的乳酸菌資源進(jìn)行發(fā)掘、篩選，并根據(jù)草牧業(yè)發(fā)展的實際需求以及我國現(xiàn)有的農(nóng)藝，加強(qiáng)乳酸菌加工利用工藝的研發(fā)。

青貯；乳酸菌；添加劑；作用；特點；篩選；發(fā)酵

青貯是將青飼料厭氧保存，通過乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸降低飼料pH，是青飼料長期保存的一種貯藏方式[1]。良好的青貯可以最大程度地保留牧草營養(yǎng)，使牧草養(yǎng)分和適口性最大程度地接近鮮草。而最理想的青貯飼料在發(fā)酵過程中，應(yīng)由乳酸菌控制全程，以得到酸香怡人、品質(zhì)極佳的青貯飼料。研究表明，利用飼草自身表面附著乳酸菌自然青貯時，因牧草表面附著乳酸菌數(shù)量有限，易造成腐敗菌迅速生長，使青貯飼料營養(yǎng)價值急劇降低，甚至霉變[2]。而添加乳酸菌，可改善青貯飼料青貯品質(zhì)[3]。單一乳酸菌添加劑可將青貯水稻秸稈干物質(zhì)損失率降低1%，復(fù)合乳酸菌添加劑則可降低1.9%，且復(fù)合菌劑使該青貯樣pH降低0.37[4]。當(dāng)前，我國正將優(yōu)質(zhì)青貯飼料的開發(fā)和利用作為突破我國畜牧業(yè)發(fā)展瓶頸的重要項目，而乳酸菌青貯飼料添加劑對提高青貯飼料的品質(zhì)有顯著作用，所以明確國內(nèi)當(dāng)前乳酸菌青貯飼料添加劑的研究及應(yīng)用情況，對我國草牧業(yè)的發(fā)展具有關(guān)鍵的指導(dǎo)作用。

1 乳酸菌及乳酸菌青貯飼料添加劑概念

乳酸菌是指在厭氧條件下利用碳水化合物主要產(chǎn)生乳酸的一種革蘭氏染色陽性的無芽孢微生物[5]。乳酸菌在青貯過程中起主要作用。乳酸菌青貯飼料添加劑是專門用于青貯飼料制作的一類微生物添加劑，主要作用是有目的地調(diào)節(jié)青貯發(fā)酵過程中的微生物區(qū)系，以達(dá)到調(diào)控青貯發(fā)酵的效果，促進(jìn)多糖和粗纖維的轉(zhuǎn)化，從而提高青貯飼料品質(zhì)[6]。Woolford[7]提出，青貯原料中的pH通常在5.5以上，青貯初期pH快速下降可以抑制腐敗菌的繁殖，并為乳酸發(fā)酵和生長提供適宜的環(huán)境，向青貯原料中添加可使初期pH迅速下降的乳酸菌菌劑對青貯意義重大。向垂穗披堿草中添加戊糖片球菌,在15 ℃青貯30 d時，pH降至5.15，比對照組低0.88[8]。

乳酸菌分為同型發(fā)酵乳酸菌和異型發(fā)酵乳酸菌。研究認(rèn)為[9]，同型發(fā)酵乳酸菌利用1 mol葡萄糖通過糖酵解產(chǎn)生2 mol丙酮酸，丙酮酸再轉(zhuǎn)化為2 mol乳酸菌和2 mol ATP，在牧草青貯發(fā)酵中，同型發(fā)酵要比異型發(fā)酵好，同型發(fā)酵營養(yǎng)損失較少，但青貯后存在二次發(fā)酵的問題。而又有一些研究認(rèn)為[10-12]，異型發(fā)酵乳酸菌接種到青貯飼料中可以改善青貯飼料有氧穩(wěn)定性，可降低厭氧貯存階段和開窖后酵母和霉菌的生長，因為異型發(fā)酵乳酸菌利用乳酸，產(chǎn)生乙酸，而乙酸是一種可以提高青貯有氧穩(wěn)定性的發(fā)酵產(chǎn)物，其次是丁酸和乳酸。所以,在實際生產(chǎn)過程中可采取同型發(fā)酵乳酸菌與異型發(fā)酵乳酸菌同時添加的辦法，以增強(qiáng)青貯飼料有氧穩(wěn)定性。

2 影響青貯飼料乳酸菌添加劑發(fā)酵的因素

2.1 乳酸菌添加劑本身

2.1.1乳酸菌的種類和數(shù)量 不同種類的乳酸菌其發(fā)酵能力不一樣，產(chǎn)生的發(fā)酵效果也不同。如戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)在發(fā)酵前期可迅速產(chǎn)酸，降低青貯飼料pH ，抑制腐敗菌生長，而植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)在環(huán)境pH為5以上時生長緩慢，而在pH 為4以下的環(huán)境中能較好地生長，所以戊糖片球菌常被拿來作為青貯發(fā)酵的啟動菌，而植物乳桿菌作為后期發(fā)酵的優(yōu)勢菌種[13]。另一方面，自然界中植物表面附生的乳酸菌數(shù)量有限，因此，在進(jìn)行乳酸菌添加青貯時，一定要保證其數(shù)量能滿足發(fā)酵條件[14]。蔡義民等[15]研究得出，常見牧草，如紫花苜蓿(Medicagosativa)、全株玉米(Zeamays)等自然附著的乳酸菌數(shù)量每克不足104個，而要保證青貯過程中乳酸菌占主導(dǎo)地位，需要每克原料至少有105個以上的乳酸菌，因此,在青貯飼料中添加乳酸菌有助于青貯發(fā)酵快速進(jìn)行。

2.1.2活性及繁殖能力 作為青貯添加劑的優(yōu)良乳酸菌必須具備較強(qiáng)的生長能力[16]，乳酸菌活性直接影響乳酸菌是否能及時地在青貯過程中起作用，乳酸菌活性強(qiáng)，添加后復(fù)蘇快，很快進(jìn)入發(fā)酵階段，抑制腐敗菌的生長，而普通乳酸菌，活力較弱，只能在相對受限制的環(huán)境中存活，一旦脫離這些環(huán)境，其自身也會遭到滅亡[14]；另一方面，乳酸菌繁殖能力強(qiáng)，可使青貯飼料中的乳酸菌數(shù)量迅速增多，增強(qiáng)發(fā)酵，反之，則達(dá)不到預(yù)期效果。相關(guān)研究篩選得到的編號為31的優(yōu)良植物乳桿菌在MRS液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)12 h時，其OD值超過0.3，24 h時超過0.6，36 h時超過0.8，48 h時在1.0以上，將其添加至垂穗披堿草(Elymusnutans)進(jìn)行青貯后有效提高了青貯品質(zhì)[8]。

2.1.3產(chǎn)酸和耐酸能力 乳酸菌產(chǎn)酸效率直接影響青貯過程中pH的變化速率，產(chǎn)酸能力是衡量乳酸菌發(fā)酵能力的一個重要指標(biāo)，產(chǎn)酸速度快，產(chǎn)酸能力強(qiáng)，乳酸菌可迅速降低發(fā)酵前期青貯飼料pH，抑制腐敗菌生長，減少飼料營養(yǎng)損失。而乳酸菌的耐酸能力直接影響青貯飼料后期發(fā)酵效果，耐酸能力強(qiáng)，乳酸菌在環(huán)境的pH下降到較低水平時仍能存活，且具備發(fā)酵能力，在后期發(fā)酵中所起的作用更突出，對腐敗菌的抑制作用更強(qiáng)，更有利于優(yōu)質(zhì)青貯飼料的制作[17]。在不同pH的MRS液體培養(yǎng)基中將乳酸菌培養(yǎng)3 d后發(fā)現(xiàn)，乳酸菌不能在pH為3.0的環(huán)境生長，pH為3.5時部分乳酸菌可微弱生長，但在pH為4.0、8.0、8.5、9.0的環(huán)境生長良好。選擇在低pH環(huán)境中可生長且產(chǎn)酸速率快的植物乳桿菌作為優(yōu)良乳酸菌進(jìn)行10 ℃條件下垂穗披堿草90 d青貯后，青貯飼料pH為5.15，顯著低于對照組的5.89[8]。司丙文等[18]通過對山竹巖黃芪(Hedysarumfruticosum)青貯飼料中乳酸菌進(jìn)行分離鑒定后選出HF49，其具有產(chǎn)酸性能好的特點，可作為青貯乳酸菌添加劑的備選菌株。

2.1.4糖源利用能力 乳酸菌以糖源為發(fā)酵底物產(chǎn)生乳酸以降低青貯飼料pH，以及產(chǎn)生大量有益物質(zhì)而提高飼料營養(yǎng)品質(zhì)。研究表明，乳酸菌廣泛的糖源利用能力更有利于青貯飼料發(fā)酵。相關(guān)研究表明,青藏高原乳酸菌具有更廣泛的糖源利用能力[19-20]。且將利用糖源能力強(qiáng)的清酒乳桿菌添加至垂穗披堿草青貯90 d后，青貯飼料pH降至4.42，顯著低于對照組4.53，且氨態(tài)氮含量為16.81%，顯著低于對照組的19.73%[20]。

2.2 環(huán)境因素

乳酸菌的最適生長溫度為35 ℃，青藏高原高寒地區(qū)牧草收獲期平均氣溫15 ℃左右[20]，可選擇耐低溫乳酸菌添加劑進(jìn)行添加青貯。但是考慮到青貯過程中的干物質(zhì)損失，青貯溫度應(yīng)控制在20～30 ℃，不宜超過37 ℃，當(dāng)溫度上升為40～50 ℃時，乳酸菌活菌數(shù)會降低，且易造成過多的干物質(zhì)損失[4]。青貯時，青貯體系是否為無氧環(huán)境，是決定青貯發(fā)酵過程中優(yōu)勢菌群的重要因素。如果青貯時密封不嚴(yán)，空氣大量滲入青貯飼料中，一些好氧微生物就會大量繁殖，與乳酸菌競爭發(fā)酵底物，消耗大量養(yǎng)分，導(dǎo)致青貯飼料腐敗變質(zhì)。目前，國際規(guī)定拉伸膜裹包青貯飼料草捆密度要達(dá)到600 kg·m-3才能為青貯創(chuàng)造較理想的厭氧環(huán)境，我國目前最先進(jìn)的打捆機(jī)可使草捆密度超過650 kg·m-3，創(chuàng)造的厭氧環(huán)境更為理想。而在窖貯[21]中則要求壓實密度為550～600 kg·m-3。在青貯飼料生產(chǎn)中，應(yīng)盡可能增加青貯飼料密實度，降低飼料中氧氣含量，以保證青貯飼料正常發(fā)酵。

2.3 飼料作物的特性

2.3.1水分 一般青貯對原料的水分要求為68%～75%，但最適宜青貯的水分含量應(yīng)為65%～70%，水分含量過高，一方面容易因汁液流失造成營養(yǎng)損失，另一方面有助于梭菌(Clostridiumprazmowski)的生長繁殖，促進(jìn)丁酸發(fā)酵，降低青貯飼料品質(zhì)[21-22]。水分過低有助于好氣型腐敗菌的生長，且不易于壓實，同樣不利于青貯飼料營養(yǎng)物質(zhì)的保持。Touqir[23]認(rèn)為，低水分青貯延緩了厭氧微生物的生長，從而降低了其對易發(fā)酵糖分轉(zhuǎn)換為有機(jī)酸的能力。

2.3.2緩沖能 緩沖能是指植物抵抗pH變化的能力，緩沖能是改變1 kg干物質(zhì)，使其pH從4達(dá)到6所用的堿的毫克當(dāng)量[14]。不同植物，所含緩沖物質(zhì)種類不同，具備不同的緩沖能力。原料的緩沖能力和粗蛋白含量有關(guān)，二者呈正比關(guān)系，緩沖能越高，粗蛋白含量也就越高，青貯發(fā)酵時，pH越不易降低，這樣對蛋白質(zhì)有強(qiáng)分解作用的梭菌將氨基酸通過脫氫或脫羧作用形成氨，氨溶入水中形成弱堿，使pH下降慢，不利于乳酸菌發(fā)酵，從而造成營養(yǎng)損失[24]。有研究[25]報道，適宜水平的可溶性碳水化合物含量是克服高緩沖度、保證青貯發(fā)酵品質(zhì)、獲得高品質(zhì)青貯飼料的條件。常見的玉米，其緩沖能力弱，pH可急劇下降，易做成優(yōu)質(zhì)青貯飼料。而苜蓿的緩沖能強(qiáng)，pH不容易降低，所以苜蓿是最難做成青貯飼料的牧草之一。

2.3.3含糖量 乳酸菌利用糖源發(fā)酵產(chǎn)生乳酸降低青貯飼料pH，以保存更多的營養(yǎng)物質(zhì)。一般而言，作物秸稈中的水溶性碳水化合物含量應(yīng)超過6%(DM)才可制成優(yōu)質(zhì)的青貯飼料，當(dāng)含量低于2%時不易制成優(yōu)質(zhì)青貯飼料[26]。選擇含糖量高的牧草作物與含糖量低的作物混和青貯則可以提高其青貯品質(zhì)。將暖季型牧草象草(Pennisetumpurpureum)與含糖量較高的豆科牧草大翼豆(Macroptiliumlathyroides)混合青貯，或?qū)⑷暧衩着c秣食豆(Glycinemax)混和青貯，都顯著提高了乳酸含量，使pH降至4.2以下，且降低了丁酸和乙酸含量[27-28]。

3 青貯飼料乳酸菌添加劑的研究和應(yīng)用

3.1 青貯飼料乳酸菌添加劑的篩選研究

國內(nèi)外對青貯飼料乳酸菌的篩選研究已做了大量工作，乳酸菌篩選技術(shù)已趨于成熟，大多數(shù)青貯飼料乳酸菌的來源都是常見牧草表面附著的乳酸菌，珠串球菌等。常見的青貯飼料乳酸菌篩選主要以新鮮牧草表面及青貯飼料中分離到的乳酸菌為篩選對象。從玉米，甜高粱(Sorghumbicolor)，黑麥草(Lolium)，紫花苜蓿，人工種植燕麥(Avenasativa)鮮樣表面分離乳酸菌，可得到戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)，乳酸片球菌(Pediococcuslactis)，干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)，短乳桿菌(Lactobacillusbrevis)，植物乳桿菌等菌種，將篩選得到的優(yōu)良菌株添加至紫花苜蓿及意大利黑麥草中分別在25和48 ℃進(jìn)行青貯，研究發(fā)現(xiàn)，在25 ℃時，所有乳酸菌添加青貯飼料的品質(zhì)都顯著優(yōu)于對照組[29-30]。通過對青貯苜蓿和玉米中乳酸菌的分離、篩選和鑒定后可得到植物乳桿菌、短乳桿菌、魏斯氏菌(Weissella)等，經(jīng)篩選得到植物乳桿菌，具有生長速度快，產(chǎn)酸速率高的特點，可作為潛在的青貯添加劑[31-32]。對不同青貯階段的青貯飼料進(jìn)行微生物分離和鑒定，采用16S rDNA序列對分離得到的乳酸菌分析后得知，菌株分屬腸球菌(Enterococcus)、明串珠菌屬(Leuconostoc)、片球菌(Pediococcus)、乳桿菌屬(Lactobacillus)和乳球菌屬(Lactococcus)[33]。雖然大量的研究工作已篩選出很多的優(yōu)良青貯飼料乳酸菌，但是目前對優(yōu)良乳酸菌的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和商品化生產(chǎn)工藝的研究并不多，未來應(yīng)加強(qiáng)對優(yōu)良菌株生產(chǎn)應(yīng)用方面的研究。

3.2 青貯飼料乳酸菌添加劑的發(fā)酵研究

乳酸菌添加青貯制作不僅是目前青貯飼料加工中的熱點，也是未來青貯飼料生產(chǎn)中很重要的內(nèi)容。針對同種作物青貯飼料添加乳酸菌可縮短青貯時間，利于青貯玉米、青貯苜蓿、青貯燕麥等的青貯質(zhì)量的提高[30,34-36]。其中豆科牧草青貯時加入乳酸菌，可有效降低青貯料pH、氨態(tài)氮濃度，減少干物質(zhì)損失、酵母菌和霉菌數(shù)量[28]；不同含水量的紫花苜蓿添加乳酸菌后進(jìn)行青貯，結(jié)果青貯樣品的pH下降加快，同時保留了更多的粗蛋白[35]；燕麥青貯料pH低于3.8，乳酸含量增多，且保存更多的粗蛋白和干物質(zhì)，且家畜采食添加了乳酸菌的青貯飼料后，其產(chǎn)奶量顯著增高[36-37]。在青貯玉米秸稈中添加尿素和乳酸菌的混合物可顯著提高青貯飼料品質(zhì)[38]；向緩沖能值高，直接青貯容易失敗的苜蓿中，添加乳酸菌和纖維素酶可有效提高苜蓿青貯品質(zhì)和營養(yǎng)成分[39]。不同作物混合青貯是常用的一種青貯調(diào)制辦法，在青稞秸稈和多年生黑麥草中添加乳酸菌可以促進(jìn)乳酸菌早期發(fā)酵[40]。針對不同的青貯飼料、青貯方式選擇相對應(yīng)的青貯飼料乳酸菌添加劑可有效提高青貯飼料青貯品質(zhì)。

向水稻秸稈中添加單一乳酸菌(S-LAB)、復(fù)合乳酸菌(C-LAB)及綠汁發(fā)酵液(C-PEJ)(表1)，都有提高青貯飼料乳酸含量，降低氨態(tài)氮含量，減少飼料蛋白損失的趨勢，使飼料保存更多營養(yǎng)物質(zhì)，但影響幅度有所差異[4,41]。

將乳酸菌添加至不同的玉米青貯飼料中，在青貯15 d時，乳酸菌添加組和對照組相比，其干物質(zhì)含量差異不明顯(表2)。而隨著青貯時間延長，乳酸菌處理組的乳酸含量高于對照組[42-43]。

3.3 高寒地區(qū)青貯飼料乳酸菌添加劑研究

我國幅員遼闊，在青藏高原高寒地區(qū)，普通的商品化乳酸菌青貯添加劑已不能適應(yīng)當(dāng)?shù)貧鉁兀鶗斐砂l(fā)酵不完全，乳酸菌添加效果不顯著等后果。所以，結(jié)合低溫條件，發(fā)掘耐低溫青貯飼料乳酸菌，才能有效發(fā)揮乳酸菌添加劑優(yōu)勢，提高青藏高原地區(qū)青貯飼料品質(zhì)。對青稞秸稈青貯飼料中，垂穗披堿草和藏北嵩草(Kobresialittledalei)表面的乳酸菌進(jìn)行分離鑒定后，可得到植物乳桿菌、戊糖片球菌、清酒乳桿菌、魏斯氏乳酸菌、腸明膜珠串球菌(Leuconostocmesentercides)和短乳桿菌等菌種，并對其生理生化特性進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，青藏高原乳酸菌耐低溫、耐酸和耐鹽性強(qiáng)的特點，其中，魏斯氏菌可在pH 3.0和9.5下生長，表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐酸堿性[19-20,42-43]；納木錯藏嵩草表面分離得到的食竇魏斯氏菌(Weissellacibaria)和腸膜明串珠菌腸膜亞種N,以及從德慶地區(qū)分離的魏斯氏菌，均具有更強(qiáng)的產(chǎn)酸和更快的生長速率[19]。在糖發(fā)酵方面，青藏高原乳酸菌比同種商品乳酸菌可以利用更廣的碳源[19-20]。挖掘青藏高原耐低溫乳酸菌，豐富乳酸菌種質(zhì)資源庫，可推動高寒地區(qū)青貯飼料產(chǎn)業(yè)。

表1 不同處理的水稻秸青貯指標(biāo)和干物質(zhì)損失率情況Table 1 Silage composition and dry matter loss composition

注：C,復(fù)合；S，單一；LAB，乳酸菌制劑,PEJ，綠汁發(fā)酵液。數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[4]和[41]。

Note：C, complex; S, single; LAB, lactic acid bactgeria preparation; PEJ, green juice fermented liquid. Data source: reference [4] and [41].

表2 添加乳酸菌對玉米青貯過程中pH、干物質(zhì)和乳酸含量變化的影響Table 2 The effect of bacteria on the changes in pH，DM and LA contents of maze silages during ensiling

注；數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[42]和[43]。

Note：Data source: reference [42] and [43].

3.4 耐低溫乳酸菌低溫發(fā)酵優(yōu)勢研究

耐低溫乳酸菌添加至垂穗披堿草青貯60 d后，在低溫處理15 ℃下，pH低于同溫度對照組(表3)；干物質(zhì)含量高于同溫度其他處理；有機(jī)酸含量相對較高，且青貯效果優(yōu)于25 ℃青貯，具低溫發(fā)酵優(yōu)勢[8，14，20]。

將戊糖片球菌添加至垂穗披堿草青貯60 d后，青貯體系中乳酸菌數(shù)量高于對照組(表4)。15 ℃下Q6添加組中酵母菌數(shù)量低于對照組，在25 ℃下降為0[8,20]。

表3 戊糖片球菌添加至垂穗披堿草60 d青貯品質(zhì)Table 3 Ensiling quality of Elymus nutans silage with Pediococcus pentosaceus additive for 60 d

注：CK為對照，Q6為戊糖片球菌,LS為清酒乳桿菌，LP為植物乳桿菌。下同。數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[8]、[14]和[20]。

Note：CK stand for control, Q6 stand forPediococcuspentosaceus, LS stand forLactobacillussakei，LP stand forLactobacillusplantarum; similarly for the Table 4. Data source: reference [8], [14] and [20].

表4 戊糖片球菌添加至垂穗披堿草青貯60 d微生物數(shù)量Table 4 The microbes number of Elymus nutans silage added Pediococcus pentosaceus for 60 d

注：數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[8]和[20]。

Note：Data source: reference [8] and [20].

3.5 青貯飼料乳酸菌添加劑的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

3.5.1同型發(fā)酵乳酸菌的單獨添加和混合乳酸菌添加 將植物乳桿菌單株菌和由植物乳桿菌，凱氏乳酸菌(;actobacilluscasei)和布氏乳桿菌(Lactobacillusbuchneri)組成的復(fù)合菌，分別添加至水稻秸稈進(jìn)行青貯后發(fā)現(xiàn)，添加復(fù)合乳酸菌的水稻秸稈青貯效果最好，營養(yǎng)價值最高，且布氏乳桿菌的加入有效保持了青貯飼料的有氧穩(wěn)定性[4]。復(fù)合乳酸菌添加可保護(hù)苜蓿青貯飼料中更多的真蛋白不被溶解，向草坪屑中添加復(fù)合菌劑則可以改善其發(fā)酵品質(zhì)，將草坪屑制成優(yōu)質(zhì)青貯飼料[44-45]。

3.5.2乳酸菌制劑和其他菌種混合添加 由于不同菌劑其發(fā)酵性能不同，所以添加不同菌劑對青貯飼料青貯品質(zhì)影響很大。目前，青貯添加劑一般都是植物乳桿菌和其他菌劑混合添加，常見的乳酸菌添加有植物乳桿菌和片球菌的混合添加[46]；由于屎腸球菌(Eterococcusfaecium)有利于青貯飼料的初期發(fā)酵，所以常用來和乳酸菌搭配進(jìn)行復(fù)合菌劑添加；枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)可以產(chǎn)生淀粉酶，復(fù)合纖維素酶等，可以將多糖分解成單糖，為乳酸菌的生長提供更多的碳源，所以枯草芽孢桿菌也經(jīng)常和乳酸菌混合做復(fù)合添加劑[24]。

3.5.3乳酸菌和纖維素酶混合添加 纖維素酶就是一類可以將纖維素分解成單糖或者寡糖的蛋白質(zhì)，在分解纖維素的過程中起生物催化作用。目前，我國進(jìn)行青貯的牧草大多數(shù)含有較高的纖維素含量，尤其是一些禾本科牧草，如果對刈割時間掌握不合適，其纖維含量過高，會影響飼草的適口性。而豆科作物苜蓿作為一種優(yōu)質(zhì)牧草進(jìn)行青貯時，存在糖含量低，不利于青貯發(fā)酵的問題。添加纖維素酶可以有效分解纖維素，一方面降低纖維素含量，提高適口性；另一方面，纖維素被分解得到的單糖可以為乳酸菌的生長提供充足的碳源，為乳酸菌的大量繁殖提供有利條件[47]。向紫花苜蓿中添加纖維素酶和乳酸菌進(jìn)行青貯，pH快速下降，青貯完成以后，可溶性糖含量仍繼續(xù)增加[48]。

4 小結(jié)

目前國內(nèi)研究已經(jīng)明確了青貯飼料乳酸菌添加劑的發(fā)酵原理、作用、特點、影響因素及研究和應(yīng)用現(xiàn)狀等。繼2015年中央一號文件提出要大力發(fā)展草牧業(yè)以來，我國對青貯飼料的生產(chǎn)和研究更加重視。而生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的青貯飼料離不開優(yōu)良乳酸菌青貯添加劑，青貯飼料乳酸菌添加劑勢必在以后的草牧業(yè)發(fā)展中占據(jù)一席之地。

我國地大物博，生態(tài)環(huán)境多樣，植物資源豐富，但是青貯飼料乳酸菌的開發(fā)和利用只是剛起步。與國外青貯飼料乳酸菌添加劑相比，我國還存在青貯飼料乳酸菌添加劑品種少、商品化不足、加工工藝不成熟及利用率低的問題，這主要是因為國內(nèi)對青貯飼料乳酸菌種質(zhì)資源的挖掘還不夠，且對已發(fā)掘乳酸菌資源的利用程度不高導(dǎo)致的。

針對存在的問題，乳酸菌青貯飼料添加劑的研究與利用可以從以下兩方面著手加強(qiáng)。一方面對我國不同生態(tài)環(huán)境中的乳酸菌資源進(jìn)行充分發(fā)掘，并對其進(jìn)行篩選，保存優(yōu)良乳酸菌菌株，豐富我國乳酸菌種質(zhì)資源庫，為乳酸菌的應(yīng)用打好基礎(chǔ)；另一方面，針對我國目前草牧業(yè)發(fā)展的實際需求及我國現(xiàn)有農(nóng)藝，加強(qiáng)乳酸菌加工利用工藝的研發(fā)，為我國青貯飼料產(chǎn)業(yè)化及草牧業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支撐，為青貯飼料乳酸菌添加劑商品化利用提供理論和技術(shù)支撐。這將對我國草牧業(yè)的發(fā)展具有強(qiáng)大的推動作用。

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Actualresearchandapplicationofthesilagelacticacidbacteriaadditives

Zhang Hong-mei1, Duan Zhen1, Li Xia1, Liang Jian-yong1, Zhang Jian-hua1, Li Xiao-kang1

(Gansu Academy of Mechanical Sciences, Lanzhou 730030, Gansu, China)

The addition of lactic acid bacteria (LAB) plays an significant role in improving the quality of silage. In this paper, in order to define the research and application of LAB additives globally, the fermentation characteristics of LAB in silage and the study on screening and application is summarized. At present, the research has clarified the fermentation principle and the fermentation phases. The research include several aspects, as follows: firstly, the three factors impacting fermentation comprise LAB itself, environmental factors, and crop characteristics; secondly, studies on LAB addition to silage mainly concentrated on screening and adding the most suitable LAB to ensile; thirdly, application methods of LAB to silage mainly include adding individually and mixed, with enzymes or other functional microbes. In future studies, LAB should been explored and screened from various ecological environments, and the research of utilization technology according to actual demand and agricultural technology of China should be strengthened.

silage; lactic acid bacteria; additive; function; characteristics; select; fermentation

Zhang Hong-mei E-mail：zhanghm13@lzu.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0564

張紅梅,段珍,李霞,梁建勇,張建華,李曉康.青貯飼料乳酸菌添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀.草業(yè)科學(xué),2017,34(12)：2575-2583.

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S816.71

A

1001-0629(2017)12-2575-09

2016-11-04接受日期2017-11-02

甜高粱良種繁育、高效種植、收獲機(jī)械、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)研究與示范推廣(1502JKDA006)；甘肅省草地農(nóng)業(yè)機(jī)械重點實驗室專項資金(1309RTSA037)

張紅梅(1990-)，甘肅古浪人，助理工程師，碩士，主要從事青貯飼料加工工藝及乳酸菌添加劑研發(fā)。E-mail:zhanghm13@lzu.edu.cn

(責(zé)任編輯 茍燕妮)