不同添加劑對甜高粱發(fā)酵品質及消化率的影響

麥提圖爾蓀·阿卜杜克熱木 努爾哈提·斯拉甫爾 楊兆岐 米日扎提·艾熱提 烏斯?jié)M·依米提

（新疆大學生命科學與技術學院，新疆烏魯木齊830046）

甜高粱(sweet sorghum)，富含糖分、營養(yǎng)價值高,故而命名為甜高粱，也稱為糖高粱[1],抗旱性強、適口性好，是重要的飼料資源，反芻動物生產(chǎn)中具有更高的飼喂價值和持續(xù)開發(fā)價值。而青貯是保存和開發(fā)飼料資源、發(fā)展畜牧業(yè)的有效手段。開發(fā)利用青貯飼料資源發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項基本策略[2-4]。為了提高青貯飼料的適口性和飼用價值，生物學方法具有簡單易行、成本低、無污染的特點[5]。利用青貯飼料添加劑是生物學方法之一，青貯飼料添加劑是專門用于飼料青貯的一種微生物菌粉,可以調節(jié)青貯料內微生物,調控青貯發(fā)酵過程,更好地保存青貯飼料的營養(yǎng)成分。青貯添加劑飼料對于加快青貯飼料發(fā)酵速度、效率和改善青貯飼料的青貯品質以及提高青貯飼料的養(yǎng)分含量等具有非常重要的意義。莊蘇等[6]和侯俊財?shù)萚7]證實青貯飼料中添加乳酸菌和纖維素分解菌時，纖維素分解菌破壞植物細胞壁結構，并將原料的部分多糖降解成單糖，為乳酸菌發(fā)酵和快速繁殖提供底物。趙子夫等[8]在青貯中加入乳酸菌制劑均改善了青貯品質。王憲舉等[9]證實乳酸菌對青貯發(fā)酵品質及營養(yǎng)價值均有顯著的效果，乳酸菌能迅速降低青貯飼料的pH 值，防止有害菌的繁殖，保證青貯飼料的發(fā)酵品質和營養(yǎng)成分有效保存。徐煒等[10]、馬春暉等[11]研究表明，添加劑能夠明顯降低青貯飼料的pH 值，提高青貯的發(fā)酵品質和營養(yǎng)價值，與此同時可增加青貯飼料中的蛋白含量，生成乙酸等多種醇類物質，使青貯飼料具酒香味，有效提高青貯飼料的適口性[11-12]。Ennahar等[13]研究發(fā)現(xiàn)，青貯飼料不僅能有效保持青綠飼料的營養(yǎng)特性，而且還能改善飼料的適口性，提高消化率，延長貯存時間[14]。研究發(fā)現(xiàn)微生物制劑混合添加比起單獨添加乳酸菌和纖維素分解菌對青貯飼料的發(fā)酵品質的改善效果更好[15-16]。青貯飼料在微生物發(fā)酵中產(chǎn)生乳酸，具有芳香氣味，適口性好，易于反芻家畜消化吸收[17]。其品質的優(yōu)劣及營養(yǎng)價值的高低是影響家畜生產(chǎn)性能的重要因素。本研究以甜高粱為試驗原料，研發(fā)出混合微生物添加劑,探討其對青貯飼料發(fā)酵品質的影響,為研發(fā)高效微生物型青貯飼料添加劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試菌劑

試驗所用自制青貯飼料微生物復合添加劑由本實驗室從新疆吐魯番地區(qū)玉米秸稈中分離得到、鑒定、保存的高效乳酸菌A4、A7，分別從牛、羊瘤胃中分離得到的纖維素分解菌Nf、Y6，等比例混合成復合菌制劑，活菌數(shù)為5.6×1010CFU/g，設為試驗組1。其他兩組商品型飼料添加劑均購于市場，設為試驗組2、組3，活菌數(shù)分別為2.0×1011CFU/g和5.0×1010CFU/g。對照組不添加任何添加劑。

1.2 試驗材料

青貯試驗用于結實期的飼用型甜高粱，2018 年4 月播種于新疆吐魯番地區(qū)托克遜縣，2018年10月人工收割。將收割后水分調節(jié)到60%～75%的全株甜高粱切碎至2～5 cm。直徑8 cm、高20 cm、壁厚0.1 cm，容積1 L的螺口發(fā)酵瓶作青貯飼料發(fā)酵容器。將飼料添加劑用紅糖活化12 h 后添加一定量的無菌去離子水稀釋，把活化好的菌液跟一定量麥麩混合攪拌均勻，不黏手能很容易撒開就好。各試驗組將青貯飼料添加劑以3%的比例添加到切好的材料里面，對照組噴灑等量的無菌水（沒有添加劑）?？焖賶簩嵦顫M。擰緊瓶蓋。制作結束后，置室溫光發(fā)酵60 d定期檢查瓶口封閉狀態(tài)，如有松動及時擰緊瓶蓋。試驗根據(jù)添加劑的不同分為對照組和3個試驗組。

表1 甜高粱主要營養(yǎng)成分

1.3 分析方法

除測定水分用鮮樣外，其他測定的樣品均進行前處理。取青貯發(fā)酵玉米秸稈400 g，每組3 個重復，置于鼓風干燥箱內，135 ℃下烘干2 h，然后在室溫下冷卻1 h。用粉碎機粉碎，過40目篩子，置于容器中干燥保存。每個分析指標測定中樣品均設置3個重復。另取青貯樣品400 g進行營養(yǎng)物質的檢測，檢測DM、CP、NDF含量。水分測定采用GB/T6435—8直接干燥法，將樣品在135℃恒溫干燥箱內干燥2 h。pH值測定用青貯玉米鮮樣20 g，加入100 ml 蒸餾水，攪拌均勻，4 ℃冰柜靜放24 h。用上海PHS-501精密酸度計直接測定浸出液的pH值[18]；粗蛋白（CP）的測定采用半微量凱氏定氮法測定[19]。揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acids，VFA)含量的測定一般將飼料浸出液離心后通過SHI?MADZE-10A型高效液相色譜進行測定乳酸（LA）、乙酸(AA)、丁酸(BA)含量。用范氏(vansoest)[20-21]的方法對NDF、ADF、ADL 進行含量測定。青貯玉米感官評定標準：青貯60 d 開袋后，取各組青貯飼料按照農(nóng)業(yè)部《青貯飼料質量評定標準》和德國農(nóng)業(yè)協(xié)會(DLG)青貯感官評分標準等級進行感官評定。等級評定：氣味、結構、色澤得分總和76～100分為1級，優(yōu)等；51～75分為2級，良好；26～50分為3級，中等；25分以下為4級，腐敗[22-24]。

1.4 體外消化率測定

凌晨從屠宰場未進飼的羊瘤胃中收集瘤胃液，經(jīng)5層紗布過濾后立即帶回實驗室。將瘤胃液與預先配制的人工瘤胃營養(yǎng)液以1∶2 混合。準確稱取1 g 飼料樣品，混入人工瘤胃培養(yǎng)液邊加熱邊攪拌，做3 個空白。將消化液瓶放入人工瘤胃培養(yǎng)箱中39 ℃消化24 h，待體外消化后，停止發(fā)酵，用濾紙過濾，沖洗飼料殘渣，經(jīng)4 ℃，8 000 離心10 min，取沉淀，在135 ℃恒溫烘干箱烘干2 h，在馬弗爐550 ℃灼燒，計算樣品有機物的體外消化率[25]。常規(guī)營養(yǎng)成分參考黃妙音等[26]方法進行檢測。

1.5 數(shù)據(jù)采用

Excel 2016 進行初步處理，采用SPSS22.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行單因子方差分析,差異顯著時采用Dun?can's多重比較，試驗數(shù)據(jù)用“平均值±標準誤”表示。

2 結果與分析

2.1 不同青貯添加劑對甜高粱發(fā)酵品質的影響

目前青貯飼料有機酸主要包括乳酸、乙酸、丁酸。有機酸又起酸化作用，起到抑菌效果。抑菌作用是掌控青貯飼料發(fā)酵成功與否的重要因素。乳酸有效抑制霉菌生長，預防二次發(fā)酵，提供良好的厭氧條件，對提高青貯品質效果有明顯的促進作用。由表2可知，不同處理下青貯甜高粱中有機酸含量，各試驗組中乳酸含量均高于乙酸含量，這說明飼料添加劑在青貯發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量乳酸，抑制有害微生物的繁殖，保持青貯飼料pH值，保證飼料長期保存。其中對照組乳酸含量最少，并生成對飼料品質嚴重影響的丁酸。其他各試驗組中均未檢測到丁酸。各試驗組乳酸、乙酸含量均顯著高于對照組（P＜0.05）。各試驗組乳酸菌/總酸比為0.8 左右，乳酸/乙酸比為4～7 倍以上，說明飼料的發(fā)酵品質很好。

表2 不同青貯飼料添加劑對甜高粱的發(fā)酵品質

2.2 不同青貯添加劑對青貯玉米感官評定

本試驗對青貯飼料品質評價指標按德國農(nóng)業(yè)協(xié)會青貯質量感官評分標準評定為主，pH 值是評價青貯飼料發(fā)酵品質的重要指標之一，較低的pH 值可以有效抑制不良微生物菌群繁殖，從而有效提高青貯飼料發(fā)酵品質，有利于青貯飼料的長期保存和降低營養(yǎng)損失。表3 可見，從pH 值、水分、氣味、顏色、質地方面進行評分。對照組pH值5.23，水分78.31%，有稍微刺鼻的丁酸味，握緊飼料有粘手的感覺，色澤與原來的色澤有明顯差別，得分23.34分，為劣等飼料。添加青貯發(fā)酵劑各試驗組pH 值均下降，與對照組相比顯著降低（P＜0.05），水分含量為68.16%～69.41%，色澤均為青黃色，顏色基本上保持原樣，質地柔軟，握緊沒有粘手的感覺，酒酸味濃厚，綜合等級均為優(yōu)等青貯飼料，顯著優(yōu)于對照組（P＜0.05）。

由此研究可以看出，自制的秸稈發(fā)酵劑添加到青貯玉米中對其進行青貯發(fā)酵，青貯飼料發(fā)酵品質優(yōu)于對照組，各試驗組之間沒有明顯差別。這是由于自制菌粉中的4種菌在青貯過程中相互作用，發(fā)揮各自特長，使得青貯玉米的青貯發(fā)酵效果達到最佳。

表3 不同青貯添加劑對青貯玉米的感官評定

2.3 不同青貯添加劑對甜高粱體外消化率的影響（見表4）

由表4可知，各試驗組的粗蛋白含量均顯著高于對照組（P＜0.05）。各試驗組DM、NDF和ASH含量之間沒有明顯差異（P＞0.05）。試驗組1、試驗組2組和試驗組3青貯料中CP含量比對照組顯著提高（P＜0.05）。試驗組3的粗蛋白含量均高于試驗組1和組2，但差異不顯著（P＞0.05）。試驗組中NDF含量比對照組顯著降低（P＜0.05），但各試驗組之間沒有顯著差異（P＞0.05）。ADF含量試驗組1最少,各試驗組之間沒有顯著差異。ADL成分所占比例最少的為試驗組2，但各試驗組之間沒有顯著差異（P＞0.05）。各試驗組中ASH含量比對照組顯著降低（P＜0.05），但各試驗組之間沒有顯著差異（P＞0.05）。這說明青貯飼料中的有機物消化率有所提高。

表4 不同青貯添加劑對甜高粱體外消化率的影響（%）

研究表明，飼料的化學成分組成以及粗蛋白質、粗纖維含量對消化率的影響最大，飼料中粗蛋白質所占比例越多，消化率就越高，粗纖維含量越多，消化率就越低，牲畜很難消化。飼料中蛋白質含量高，有利于動物體內消化液的分泌和營養(yǎng)成分的消化，使得有機物的消化率有所提高，因此有機物的消化率與粗蛋白質或是粗纖維的含量有關。本試驗所使用的三種青貯飼料發(fā)酵劑，對青貯飼料消化率起了明顯的提高作用，跟對照組相比，雖然體外消化率測定法檢測性能好，但畢竟是一類體外模擬試驗，試驗環(huán)境跟動物實際生理狀況存在一定差異。

3 討論

在結實期青貯玉米作為青貯原料的材料中添加三種飼料添加劑粉、改善青貯料感官品質有較好的改善作用。本試驗中對青貯玉米飼料進行綜合感官評價，添加青貯添加劑的青貯玉米的氣味、結構和色澤等感官品質較好，對照組品質較差。這說明青貯添加劑有利于青貯飼料中乳酸菌的存活率，能夠快速降低青貯飼料pH值，有效抑制有害微生物的存活，從而達到青貯飼料接近青貯原料的色澤，氣味香。這與董妙音等[27]、張?zhí)K江等[28]研究結果相一致。青貯飼料發(fā)酵品質受到材料品種、青貯方法、添加劑活菌數(shù)含量以及pH值等因素的影響[29]。武慧娟等[30]通過研究發(fā)現(xiàn)，添加青貯添加劑能夠有效改善青貯飼料的感官品質，促進乳酸發(fā)酵有效降低青貯料pH值，抑制有害微生物繁殖，因而改善青貯飼料的感官品質和營養(yǎng)價值。pH值越低，有機酸含量越多，青貯飼料越容易保存。添加適量的復合微生物制劑添加到青貯玉米中，青貯飼料pH值均小于3.8，達到優(yōu)等青貯飼料標準。這可能跟飼料添加劑里面乳酸菌活菌數(shù)有關。本試驗不同青貯添加劑均能降低青貯料的pH 值，能有效抑制有害微生物的存活。趙政等[31]、玉柱等[32]研究顯示添加復合乳酸菌制劑和乳酸菌制劑可以提高玉米秸稈青貯飼料CP 含量，能降低NDF 和ADF 含量。試驗結果表明，添加劑能有效改善青貯料的營養(yǎng)成分、發(fā)酵品質及消化率。三個試驗組青貯玉米的CP含量與對照組相比有明顯的差異，試驗組3青貯飼料中CP含量最高，與對照組相比，提高了3.88 個百分點。NDF 是青貯飼料中纖維質量評價最直觀、最有效的標志。三個試驗組中NDF 和ADF 含量均要低于對照組，說明三種添加劑在青貯發(fā)酵過程中，為乳酸菌大量繁殖提供環(huán)境，有效抑制有害微生物存活。三個試驗組對青貯飼料消化率起到很有效的促進作用，這對于秸稈利用與經(jīng)濟效益的提高起到很大作用，對畜牧業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

4 結論

從發(fā)酵品質效果、營養(yǎng)品質評價和體外消化率等方面全面考慮，青貯玉米飼料添加乳酸菌和纖維素分解菌混合制劑，在促進青貯玉米發(fā)酵的同時還能有效保存青貯玉米的營養(yǎng)成分，減少營養(yǎng)損失率，提高消化率。各種指標和效率跟已經(jīng)產(chǎn)品化的飼料添加劑粉相差無幾，給產(chǎn)出新型微生物飼料添加劑粉提供有力的試驗數(shù)據(jù)和實踐經(jīng)驗。