添加酶制劑對飼用苧麻與麥麩混合青貯品質的影響

鄧薈芬，揭紅東，馬玉申，肖旭，黃麗娟，林子群，揭雨成*

（1.湖南農業(yè)大學苧麻研究所**，湖南長沙410128 2.湖南生物機電職業(yè)技術學院**，湖南長沙410130）

苧麻（Boehmeria nivea L.）是蕁麻科苧麻屬的一種多年生宿根草本植物，為我國南方地區(qū)重要的經濟作物之一[1]。飼用苧麻粗蛋白含量高，生物產量大，且飼用苧麻氨基酸組分均衡，其營養(yǎng)價值與苜蓿接近[2]。

2016年農業(yè)部印發(fā)的《全國種植業(yè)結構調整規(guī)劃（2016-2020年）》中強調并推薦南方地區(qū)應因地制宜種苧麻等飼料作物，以適應南方高溫高濕的氣候環(huán)境。課題組的新品種湘飼纖兼用1號，葉莖比大，年生物產量高，生長快速，發(fā)蔸再生能力強，分株數多，一年可收割多次（長江中下游一年收獲7～10次），耐刈割，抗逆性強，適應性較好，適宜在亞熱帶地區(qū)生長和收獲[3]。苧麻飼料化利用時需要及時刈割，否則苧麻纖維木質化程度會迅速變高，嚴重降低其飼用價值。南方高溫高濕地區(qū)將飼用苧麻作為青貯飼料加工調制是一種極佳的利用方式。

盡管苧麻青貯后能夠增加其適口性，但作為飼料，其粗纖維含量依然過高，動物消化利用率低。張雪蕾[4]等通過添加纖維素酶對飼用苧麻進行青貯，并對青貯品質及飼用價值進行分析，發(fā)現隨著纖維素酶添加水平的增加苧麻青貯pH值和中性洗滌纖維（NDF）含量呈逐步下降趨勢，能夠改善其飼用價值。李文楊[5]等分別以綠汁發(fā)酵液、糖蜜和纖維素酶作為添加劑，纖維素酶處理，青貯中的可溶性碳水化合物（WSC）、粗蛋白（CP）、乙酸（LA）以及干物質（DM）的含量明顯增加。本試驗用麥麩控制青貯原料的含水量，吸附苧麻多余的水分，擬通過添加不同酶制劑進行青貯，降解混合青貯的粗纖維，提高苧麻的營養(yǎng)成分及青貯品質，提升苧麻的飼用價值，為苧麻飼料化利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

苧麻品種：湘飼纖兼用1號（湖南農業(yè)大學耘園基地），2018年9月28日收割，收割標準株高60 cm左右，切割長度標準1～2 cm。

酶制劑：由湖南尤特爾生化有限公司生產，纖維素酶10000 U／g，半纖維素酶50000 U／g，果膠酶30000 U／g。酶制劑溶于10 mL蒸餾水，將苧麻粉碎后并添加酶制劑攪拌均勻，對照組加入等量蒸餾水。麥麩由臨泉縣金禾面粉有限公司生產，跟麥麩混合后調節(jié)青貯材料的含水量至65%。白砂糖購自湖北惠林食品有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗方案

對照組（CK）：80%苧麻+18%麥麩+2%白砂糖+10 ml蒸餾水

處理Ⅰ：80%苧麻+18%麥麩+2%白砂糖+纖維素酶2 g／kg

處理Ⅱ：80%苧麻+18%麥麩+2%白砂糖+纖維素酶2 g／kg+半纖維素酶0.4 g／kg

處理Ⅲ：80%苧麻+18%麥麩+2%白砂糖+纖維素酶2 g／kg+半纖維素酶0.4 g／kg+0.7 g／kg果膠酶

混合均勻后裝入青貯袋中，抽真空，封口，每個青貯袋裝400 g青貯材料。每個處理6個重復，室溫，青貯時間為30 d。

1.2.2 感官評定

青貯30 d后拆開封口，用四分法取出樣品，觀察其顏色、莖葉結構狀態(tài)、氣味并記錄。使用德國農業(yè)協會青貯感官評分法評價青貯飼料的發(fā)酵品質，評分標準見表1[6]。

表1 青貯飼料感官評定標準Table 1 Silage sensory evaluation criteria

1.2.3 營養(yǎng)成分測定

按照《飼料分析及飼料質量檢測技術（第4版）》[7]檢測干物質（DM）、粗灰分（Ash）、粗蛋白（CP）。蒽銅法比色[8，9]測定可溶性碳水化合物。范氏洗滌纖維法[10，11]測定酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌纖維（NDF）、木質素（ADL）。粗纖維（CF）根據GB／T 6434-2006測定。

1.2.4 青貯品質評定

pH計測定pH[12]；氨態(tài)氮（NH3-N）采用苯酚-次氯酸比色法測定[13]；氣相色譜法測定揮發(fā)性脂肪酸（VFA）[14]；V-Score評分體系及 V-Score分數分配計算標準[15]見表 2。

表2 V-Score分數分配計算式（鮮樣重%）Table 2 Calculatemethod of V-Score（fresh weight%）

1.3 數據處理與分析

數據采用Excel進行初步整理，采用SPSS 22.0軟件中One-Way ANOVA進行單因素方差分析，結果用平均值±標準差表示，以P＜0.05為差異顯著性判斷標準。

2 結果與分析

2.1 飼用苧麻添加不同酶制劑進行青貯后感官評價比較

由表3可知，對照組評分為15分，處理Ⅰ組、處理Ⅱ組和處理Ⅲ組評分均為19分。3個處理組青貯飼料發(fā)酵品質均較高，等級為優(yōu)，對照組為良；3個處理組苧麻青貯飼料均有明顯的香味，優(yōu)于對照組；在結構上來看，各處理組的青貯苧麻莖葉結構完整，無黏結成塊現象；從顏色上來看，處理Ⅰ組、處理Ⅱ組和處理Ⅲ組青貯飼料顏色和青貯前的顏色較為接近。

表3 各處理苧麻青貯飼料感官評分差異比較Table 3 Comparison of sensory scores of ramie silage in each treatment

2.2 添加不同酶制劑青貯飼料營養(yǎng)成分含量差異比較

由表4可知，與對照組相比，添加酶制劑顯著提高了混合青貯的干物質、碳水化合物和粗蛋白質含量（P＜0.05），顯著降低了中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質素和粗纖維含量（P＜0.05），但是對粗灰分含量無顯著影響（P＞0.05）。

表4 各處理青貯飼料營養(yǎng)成分含量差異比較%DMTable 4 Comparison of nutrition composition of silage in different treatments%DM

2.3 添加不同酶制劑青貯飼料發(fā)酵品質差異比較

由表5可知，對照組、處理Ⅰ組、處理Ⅱ組和處理Ⅲ組之間的pH值無顯著性差異，且都低于青貯理想pH值4.2；與對照組相比，各處理組的乳酸、乙酸、丙酸含量無顯著差異（P＞0.05）；對照組與各處理組中未檢測出丁酸；與對照組相比，各處理組的氨態(tài)氮／總氮（NH3-N／TN）值顯著降低（P＜0.05）；與對照組相比，各處理組的V-Score評分無顯著性差異（P＞0.05）。

表5 各處理青貯飼料發(fā)酵品質差異比較%Table 5 Comparison of fermentation quality of silage in different treatments%

3 討論

青貯中營養(yǎng)成分含量是衡量青貯品質的重要指標。研究發(fā)現，添加纖維素酶、纖維素酶+半纖維素酶、纖維素酶+半纖維素酶+果膠酶三個處理組的DM含量與對照相比顯著提高，徐振上[16]，馬慧[17]等研究發(fā)現添加纖維素酶可以提高青貯的DM含量、減少青貯中物質損失；與對照組相比，三個處理組的WSC含量顯著提高，說明處理組增加了WSC的含量，即增加了乳酸發(fā)酵底物，改善了苧麻青貯發(fā)酵品質。彭海蘭[18]等研究發(fā)現添加纖維素酶有利于纖維的降解，使纖維降解增加WSC的含量。三個處理組的CP含量比對照組有了顯著的提高，陳興[19]等通過試驗發(fā)現纖維素酶能提高玉米秸桿青貯飼料CP含量。與對照相比，三個處理組顯著降低了NDF、ADF和CF含量，花梅[20]研究發(fā)現添加纖維素酶可以顯著降低NDF、ADF的含量。三個處理組都顯著降低了ADL含量，原因可能是酶降解了細胞壁成分，木質素中的苯環(huán)解鏈，使木質素得到一定程度的降解[21]。

青貯過程中，初期是好氧性微生物和植物細胞本身進行呼吸作用，之后乳酸菌在厭氧環(huán)境下產生大量乳酸。其他腐敗微生物的活動被抑制，青貯飼料得以長期保存[22]。由于苧麻纖維含量高，碳水化合物含量低[4]，直接單獨青貯難以調制出高質量青貯產品。通過添加蔗糖提高了青貯的品質。青貯的含水量對青貯的質量非常關鍵，本試驗通過麥麩調節(jié)含水量。劉洋[23]等研究發(fā)現，對苜蓿鮮草中添加麥麩進行青貯可以控制青貯水分，提高營養(yǎng)品質。乙酸、丙酸、丁酸都屬于揮發(fā)性脂肪酸，在青貯發(fā)酵過程中揮發(fā)性脂肪酸能夠抑制微生物活性，且在開窖階段抑制好氧腐敗菌的生長繁殖，使飼料發(fā)酵品質和有氧穩(wěn)定性得到提高。實驗證實，與對照組相比，添加纖維素酶，纖維素酶+半纖維素酶和纖維素酶+半纖維素酶+果膠酶組對LA、AA含量并無顯著性影響。李文楊，陳鑫珠[4]等添加纖維素酶對自然凋萎的苧麻全株進行青貯，也發(fā)現青貯中AA和LA含量與對照組無顯著變化。丙酸對大多數的青貯腐敗菌均有部分抑制作用。青貯中NH3-N的產生主要有兩個原因，一是由蛋白質被植物蛋白酶降解產生；二是由蛋白質和氨基酸微生物分解利用產生?？偟蠳H3-N含量是反映青貯飼料蛋白質降解程度的重要指標[24，25]。與對照組相比，各處理組NH3-N／TN值均有所降低，說明各處理組的蛋白分解較少。玉柱等[26]研究發(fā)現添加纖維素酶可以提高白三葉青貯中的蛋白質含量。張雪蕾[4]發(fā)現，添加纖維素酶可以顯著降低苧麻青貯的pH及NH3-N／TN值，王玉榮[27]等對稻秸進行發(fā)酵時也發(fā)現纖維素酶的添加可以顯著降低 pH及NH3-N／TN值。其主要原因是纖維素酶水解苧麻青貯生成單糖或雙糖，為乳酸菌提供充足的可供利用底物，從而使青貯pH值降低。

WSC、CP含量的升高，NDF、ADF、CF、ADL含量的降低表明青貯營養(yǎng)品質提高；pH和NH3-N／TN值的降低表明青貯發(fā)酵品質的提高。值得關注的是，添加纖維素酶+半纖維素酶組，纖維素酶+半纖維素酶+果膠酶組與纖維素酶組在營養(yǎng)品質和發(fā)酵品質上并沒有顯著差異。關于添加復合酶制劑對苧麻進行青貯的研究還較少。魏金濤[28]等將纖維素酶和果膠酶添加到復合青貯劑中對苧麻進行青貯，能夠顯著提高青貯感官評分，顯著提高CP含量，NDF和ADF有一定程度的降低，但是果膠酶是否能夠改變苧麻青貯的品質需要進一步研究。張適[29]等分別添加了纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶對玉米進行青貯發(fā)酵，發(fā)現纖維素酶組和半纖維素酶組可顯著提高青貯飼料WSC和LA的含量，同時使青貯NH3-N／TN值顯著降低，青貯發(fā)酵品質較好；添加纖維素酶的全株玉米青貯中DM含量高于對照組和其他處理組，添加纖維素酶CP含量較高；添加纖維素酶的ADF顯著低于對照組；果膠酶添加組與對照相比均無顯著性差異。推測兩種或三種復合酶制劑相對于單獨添加纖維素酶對提高混合青貯品質無顯著差異的原因：一是半纖維素酶和果膠酶對提高青貯品質的能力有限，復合酶制劑添加后并未起到協同促進作用；二是和半纖維素酶和果膠酶的純度及添加量有關。

4 結論

添加酶制劑有利于苧麻混合青貯發(fā)酵，提高其發(fā)酵品質。但添加纖維素酶、纖維素酶+半纖維素酶、纖維素酶+半纖維素酶+果膠酶三個處理組在提升青貯營養(yǎng)品質和發(fā)酵品質總體上無顯著性差異。因此，在本試驗條件下，考慮到經濟效益添加纖維素酶組為苧麻青貯添加劑最佳處理。