添加有機(jī)酸改善木薯葉青貯品質(zhì)和營養(yǎng)成分

李茂 字學(xué)娟 刁其玉 胡海超 唐軍 周漢林

摘 ?要 ?為了改善木薯葉青貯品質(zhì)，研究有機(jī)酸對(duì)木薯葉青貯品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響，以確定青貯木薯葉最適合的有機(jī)酸種類及添加量。本研究以華南7號(hào)木薯幼嫩莖葉為原料進(jìn)行青貯試驗(yàn)，設(shè)對(duì)照組、甲酸（0.2%）、乙酸（0.2%）和丙酸（0.2%）處理組，30 d后測(cè)定木薯葉青貯飼料pH、乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量以及主要營養(yǎng)成分含量。結(jié)果表明，木薯葉直接青貯品質(zhì)較差，添加有機(jī)酸處理與對(duì)照相比顯著降低青貯飼料的pH和丁酸含量（P<0.05），降低中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量（P<0.05），提高了飼料相對(duì)值（RFV）。添加有機(jī)酸可以改善木薯葉青貯品質(zhì)并提高營養(yǎng)價(jià)值，添加乙酸（0.2%）和丙酸（0.2%）青貯品質(zhì)較好，可作為木薯葉青貯添加劑。

關(guān)鍵詞 ?木薯葉;有機(jī)酸;發(fā)酵品質(zhì);營養(yǎng)成分

中圖分類號(hào) ?S816.5+3 ?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ?A

Abstract ?The experiment was carried out to investigate the influence of adding organic acids on the fermentation quality and nutrient contents of cassava foliage silage， and to determine the proper organic acids. Formic acid （0.2%）， acetic acid （0.2%） and propionic acid （0.2%） were added in the study. All treatments were stored for 30 days， and the pH value， lactic acid， acetic acid， propionic acid and butyric acid content， and the nutrient composition of the cassava foliage silage were analyzed. The results showed that pH and the contents of butyric acid， the fiber content decreased in the organic acids treatments， while the RFV increased compared with the control （P<0.05）. It is concluded that the organic acids treatment improved the fermentation quality and nutrient value of cassava foliage silage， acetic acid （0.2%） and propionic acid （0.2%） were the proper application.

Keywords ?cassava foliage; organic acids; fermentation quality; nutrient composition

DOI ?10.3969/j.issn.1000-2561.2019.07.010

木薯（Manihot esculenta Crantz）是我國南方熱帶地區(qū)重要的淀粉和生物能源作物[1]。木薯葉是木薯生產(chǎn)的副產(chǎn)物，年產(chǎn)量約300萬t[2]。本研究團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)木薯葉飼用價(jià)值很高，可作為草食畜禽的優(yōu)質(zhì)粗飼料開發(fā)利用[3-6]。實(shí)際生產(chǎn)中木薯葉作為飼料在畜禽養(yǎng)殖中的利用還比較少，主要原因是木薯葉富含生氰糖苷，動(dòng)物采食后發(fā)生氫氰酸中毒。許多研究表明，通過青貯可以有效降解飼草中的氫氰酸[7-10]。另外，木薯葉收獲時(shí)間為6—11月，12—次年4月是冬旱季節(jié)，家畜飼草缺口很大。通過青貯木薯葉既能脫毒生氰糖苷又能滿足飼草均衡供應(yīng)，因此進(jìn)行木薯葉青貯技術(shù)研究十分必要。木薯葉含水量大、碳水化合物含量較低，直接青貯較為困難，需要選擇合適的添加劑進(jìn)行青貯。短鏈脂肪酸中甲酸、乙酸和丙酸均能夠抑制青貯發(fā)酵過程中不良微生物和好氧微生物，防止青貯飼料腐敗，提高青貯品質(zhì)的作用，在飼草青貯調(diào)制中廣泛應(yīng)用[11-14]。而有機(jī)酸在木薯葉青貯中的應(yīng)用還未見報(bào)道，其作用效果尚不明確。本研究通過分別添加一定劑量的甲酸、乙酸、丙酸進(jìn)行木薯葉青貯飼料調(diào)制，并測(cè)定飼料有機(jī)酸含量以及化學(xué)成分，探討有機(jī)酸對(duì)木薯葉青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)及營養(yǎng)價(jià)值的影響，為木薯葉青貯利用提供理論依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

實(shí)驗(yàn)材料為華南7號(hào)木薯幼嫩莖葉，營養(yǎng)成分含量：干物質(zhì)16.11%、粗蛋白質(zhì)17.33%、粗脂肪9.07%、酸性洗滌纖維36.59%、中性洗滌纖維45.83%。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為位于海南省儋州市的中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所畜牧實(shí)驗(yàn)基地。甲酸、乙酸、丙酸由國藥集團(tuán)生產(chǎn)，為分析純?cè)噭?/p>

1.2 ?方法

1.2.1 ?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ?實(shí)驗(yàn)設(shè)4組處理：直接青貯對(duì)照組（Control）;按原料鮮重分別添加0.2%甲酸、0.2%乙酸、0.2%丙酸;每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。

1.2.2 ?青貯飼料的調(diào)制 ?木薯葉收獲后用鍘草機(jī)

切短至2?cm，稱取約200 g裝入專用青貯袋中，加入相應(yīng)有機(jī)酸混勻，用真空包裝機(jī)抽氣密封，室溫下（約25?℃）保存30?d后開袋，進(jìn)行取樣分析。

1.2.3 ?樣品分析 ?木薯葉青貯前和開袋后分別取樣，在65?℃下烘干48 h，粉碎制樣待測(cè)。樣品分析指標(biāo)：干物質(zhì)（DM）、粗蛋白（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF），步驟參考張麗英[15]的研究。飼料相對(duì)值（RFV）計(jì)算參照文獻(xiàn)[16]。取青貯飼料20?g，加入80 mL去離子水，在4?℃下浸提24?h，經(jīng)雙層紗布和濾紙過濾，pH用雷磁PHS-3C型pH計(jì)測(cè)定。乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量用島津LC-20A型液相色譜儀測(cè)定，測(cè)定條件參考張亞格等[11]的研究。氨態(tài)氮含量采用凱氏定氮儀直接蒸餾測(cè)定[15]。青貯飼料評(píng)分參照劉丹丹[17]的研究。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.0軟件包和Excel軟件進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，處理間采用鄧肯氏（Duncan）多重比較檢驗(yàn)，顯著水平為P<0.05。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?木薯葉青貯飼料品質(zhì)

木薯葉青貯品質(zhì)見表1，有機(jī)酸處理組木薯葉青貯飼料的pH顯著低于對(duì)照組（P<0.05），其中甲酸組最低，但不同有機(jī)酸之間差異不顯著（P>0.05）;甲酸處理組乳酸含量最低（P<0.05），丙酸處理組乳酸含量最高（P<0.05），而對(duì)照組和乙酸處理組乳酸含量無顯著差異（P>0.05）;對(duì)照組乙酸含量最高（P<0.05），甲酸處理組乙酸含量最低（P<0.05），而乙酸和丙酸處理組含量無顯著差異（P>0.05）;丙酸含量對(duì)照組顯著低于于其他各組（P<0.05），丙酸處理組高于于其他各組但無顯著差異;有機(jī)酸處理能顯著降低木薯葉青貯的丁酸含量（P<0.05），其中乙酸組未檢出丁酸;甲酸處理組總酸含量顯著降低與其他處理（P<0.05），3個(gè)有機(jī)酸處理組間差異顯著，其中丙酸處理組總酸含量最高（P<0.05）;對(duì)照組和有機(jī)酸處理組氨態(tài)氮含量無顯著差異。綜上所述，木薯葉添加有機(jī)酸能降低青貯飼料pH和丁酸含量，明顯改善木薯葉青貯發(fā)酵品質(zhì)，甲酸處理組乳酸、總酸含量低，青貯品質(zhì)較差。

2.2 ?木薯葉青貯飼料評(píng)分

木薯葉青貯飼料Flieg氏評(píng)分結(jié)果見表2，對(duì)照組總分64，等級(jí)為“良”，但得分較低，青貯品質(zhì)較差;甲酸組評(píng)分高于對(duì)照組，等級(jí)為“良”，青貯品質(zhì)較好;乙酸組和丙酸組總分較高，等級(jí)均為“優(yōu)”，表明有機(jī)酸處理能提高木薯葉青貯品質(zhì)，其中乙酸和丙酸青貯效果較好。

2.3 ?木薯葉青貯飼料營養(yǎng)成分

如表3所示，甲酸組DM含量最高（P<0.05），其他處理間無顯著差異（P>0.05）;甲酸組CP含量最高，丙酸組含量最低，各處理間差異不顯著（P>0.05）;與對(duì)照組相比甲酸組、乙酸組、丙酸組顯著降低了飼料的NDF和ADF含量（P<0.05），但3個(gè)有機(jī)酸處理組間差異不顯著（P>0.05）;與對(duì)照組相比，3個(gè)有機(jī)酸處理均顯著提高青貯飼料的RFV值（P<0.05），而處理間無顯著差異（P>0.05）。

3 ?討論

3.1 ?添加甲酸對(duì)木薯葉青貯的影響

甲酸能夠快速酸化青貯原料，抑制有害微生物的活性，減少青貯發(fā)酵過程中營養(yǎng)物質(zhì)的損失，廣泛應(yīng)用于飼草青貯。木薯葉含水量高，可溶性碳水化合物含量低，青貯調(diào)制較困難[18]。本研究中，與對(duì)照組相比添加甲酸后青貯飼料的pH、乳酸含量降低，丙酸含量升高，顯著降低了乙酸、丁酸含量，說明甲酸能快速酸化青貯飼料，起到了很好的防腐作用，與張亞格等[11]、薛春勝等[12]、侯美玲等[19]、李平等[20]研究結(jié)果一致。榮輝等[21]研究發(fā)現(xiàn)甲酸添加比例對(duì)青貯品質(zhì)影響很大，不適合的添加量可能會(huì)降低青貯品質(zhì)，本研究中木薯葉青貯品質(zhì)提升有限，可能與未達(dá)到甲酸最佳添加量有關(guān)。

本研究中甲酸組的干物質(zhì)含量顯著高于對(duì)照組，而中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著低于對(duì)照組，飼料相對(duì)值顯著提高，提高了青貯飼料營養(yǎng)價(jià)值，與薛春勝等[12]、朱欣等[22]的研究結(jié)果一致。另外，甲酸組中粗蛋白含量略高于其他處理，可能與其較強(qiáng)的發(fā)酵抑制作用有關(guān)，侯美玲等[19]研究也發(fā)現(xiàn)甲酸處理的銨態(tài)氮含量低于其他添加劑處理，而粗蛋白含量高于其他處理。

3.2 ?添加乙酸對(duì)木薯葉青貯的影響

乙酸能抑制霉菌、酵母等有害微生物的生長和繁殖，減少發(fā)酵底物消耗，創(chuàng)造有利于乳酸菌生長繁殖的環(huán)境，促進(jìn)乳酸發(fā)酵，進(jìn)而提高青貯品質(zhì)。本研究中乙酸組與對(duì)照組相比，pH顯著降低，顯著增加乳酸、丙酸含量，顯著降低乙酸含量，無丁酸檢出，青貯評(píng)分等級(jí)為“優(yōu)”，說明添加乙酸處理改善木薯葉青貯品質(zhì)，在促進(jìn)乳酸菌生長繁殖的同時(shí)抑制有害微生物的生長。李君風(fēng)等[13]、邱小燕等[23]、王保平等[24]、許慶方等[25]添加乙酸后青貯飼料pH降低，乳酸含量提高，丁酸含量降低，改善了青貯品質(zhì)，與本研究結(jié)果一致。需要注意的是，本研究中木薯葉添加乙酸處理后，乙酸含量低于對(duì)照組，且總酸含量也低于對(duì)照組，可能是木薯青貯飼料發(fā)酵前期霉菌、酵母較多，添加乙酸抑制有害微生物后，主要進(jìn)行同性發(fā)酵，以產(chǎn)生乳酸為主，而對(duì)照組由于有害微生物的影響，可能進(jìn)行同性、異性混合發(fā)酵，故乙酸含量較高。另外，對(duì)照組中缺乏對(duì)有害微生物抑制，產(chǎn)生了含量較高的丁酸，進(jìn)而總酸含量較高。因此，對(duì)照組發(fā)酵品質(zhì)較差，pH也最高。針對(duì)木薯葉乙酸的最佳添加量及其調(diào)控青貯發(fā)酵品質(zhì)的作用機(jī)理還需要進(jìn)一步研究。

本研究中乙酸處理組與對(duì)照組相比，NDF、ADF含量下降，RFV值顯著升高，提高了木薯葉青貯的營養(yǎng)價(jià)值。王保平等[24]、許慶方等[25]、徐煒等[26]研究發(fā)現(xiàn)添加乙酸顯著降低了NDF和ADF含量，提高了青貯飼料營養(yǎng)價(jià)值，與本研究結(jié)果一致，表明乙酸處理能夠促進(jìn)乳酸菌增殖，消耗更多的結(jié)構(gòu)性碳水化合物，為乳酸發(fā)酵提供更多的底物。而丁良等[27]發(fā)現(xiàn)添加雙乙酸鈉后青貯飼料主要營養(yǎng)成分無顯著變化，青貯原料特性差異可能是造成效果不一致的原因。

3.3 ?添加丙酸對(duì)木薯葉青貯的影響

丙酸具有較強(qiáng)的抗菌效果，丙酸及丙酸鹽作為青貯添加劑應(yīng)用廣泛，能有效提高青貯發(fā)酵品質(zhì)并抑制有氧腐敗。本研究中丙酸組與對(duì)照組相比，顯著降低pH，顯著增加乳酸、丙酸含量，顯著降低乙酸、丁酸含量，青貯評(píng)分等級(jí)為“優(yōu)”，說明添加丙酸改善了木薯葉青貯品質(zhì)。說明在本研究中，丙酸較好的抑制了木薯葉青貯飼料中丁酸菌以及異型發(fā)酵乳酸菌的活性，促進(jìn)了乳酸含量的增加，研究結(jié)果與張靜等[28]、張?jiān)鲂赖萚29]、王雁等[30]、辛鵬程等[31]的結(jié)果一致，原因可能是添加量及原料的差異。而陳雷等[14]研究發(fā)現(xiàn)添加丙酸會(huì)抑制青貯飼料乳酸發(fā)酵，但可以提高有氧穩(wěn)定性，可能與青貯原料特性以及添加比例不同有關(guān)。

本研究中丙酸組與對(duì)照組相比，顯著減低了NDF、ADF含量，顯著提高了RFV值，DM、CP略低但差異不顯著，說明添加丙酸能夠一定程度避免青貯過程中的營養(yǎng)損失，保存木薯葉青貯飼料的營養(yǎng)價(jià)值。張?jiān)鲂赖萚29]研究也發(fā)現(xiàn)丙酸能夠較好地保存飼料的營養(yǎng)成分，許慶方等[25]、王雁等[30]、冀旋等[32]發(fā)現(xiàn)，添加丙酸能夠一定程度降低NDF、ADF含量，提高營養(yǎng)價(jià)值，但具體作用略有差異，可能與不同青貯原料丙酸適宜添加量不同有關(guān)。

4 ?結(jié)論

木薯葉添加有機(jī)酸青貯能顯著降低飼料的pH、丁酸含量，提高乳酸含量，改善木薯葉青貯發(fā)酵品質(zhì);降低纖維含量，提高了飼料相對(duì)值和營養(yǎng)價(jià)值。添加乙酸（0.2%）、丙酸（0.2%）青貯品質(zhì)比添加甲酸（0.2%）好，乙酸（0.2%）、丙酸（0.2%）可作為木薯葉青貯添加劑。

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