菠蘿副產(chǎn)品和刀豆葉的青貯發(fā)酵和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)估

鄧 珂，李建波，申玉林

（南陽農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南南陽 473003）

菠蘿主要是新鮮食用或加工制成果汁、葡萄酒和干片。將菠蘿副產(chǎn)物作為奶牛日糧不僅豐富了農(nóng)場(chǎng)的飼料原料，同時(shí)還可以降低飼料成本。菠蘿果皮中含有高發(fā)酵性的糖，是良好青貯發(fā)酵模式所必需的，但青貯菠蘿副產(chǎn)品作為底物的主要缺點(diǎn)是水分高、粗蛋白質(zhì)含量低、供應(yīng)具有季節(jié)性（Nadzirah等，2013）。此外，在青貯飼料中添加新鮮菠蘿副產(chǎn)物等高水分物料可能會(huì)導(dǎo)致不良的發(fā)酵特性。盡管如此，在青貯前的預(yù)處理方法，如高濕度材料萎蔫經(jīng)常被用來增加干物質(zhì)含量，最小化梭狀芽胞桿菌的活性（Kim等，2001）。豆科植物的生物量和粗蛋白質(zhì)含量分別為15～25 t/hm2和 150 ～ 250 g/kg（Akande等，2010），其可以提高菠蘿青貯飼料的粗蛋白質(zhì)含量。但與其他熱帶豆科植物一樣，刀豆具有更大的緩沖能力和較低的水溶性碳水化合物，如果只進(jìn)行青貯，則是很差的青貯材料。因此，本研究旨在探討新鮮或枯萎菠蘿副產(chǎn)物與不同水平的刀豆混合青貯，并評(píng)估其青貯后的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料準(zhǔn)備 采集某食品廠的菠蘿副產(chǎn)物，以刀豆葉和菠蘿副產(chǎn)物為原料制備了24份青貯飼料。菠蘿副產(chǎn)物分為新鮮和枯萎兩種。將刀豆葉和菠蘿副產(chǎn)物切成2～3 cm。將新鮮菠蘿副產(chǎn)物切碎后鋪在油布上，在陽光下曬干，以達(dá)到約300 g/kg干物質(zhì)含量。新鮮或枯萎菠蘿副產(chǎn)物與0、100、200和300 g/kg刀豆葉混合后，在1 kg塑料桶中壓實(shí)以排出氧氣，并用蓋子緊緊密封。在蓋子上粘上膠帶，進(jìn)一步保證密封條件。青貯容器在（25±3.6）℃的實(shí)驗(yàn)室中保存30 d。

1.2 樣品采集與分析 30 d的青貯期結(jié)束時(shí)，將青貯倉(cāng)稱重，然后打開并進(jìn)行感官檢查。每個(gè)倉(cāng)取具有代表性的樣品約400 g。在代表性的樣品中取300 g在60℃烘箱中烘72 h，之后將樣品粉碎過1 mm分析篩，用于分析常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分。在剩下的樣品中用攪拌機(jī)將50 g濕青貯飼料與250mL蒸餾水混合1 min，過濾后取 200 mL濾液樣品，置于-20℃保存，樣品用于pH、揮發(fā)性脂肪酸、氨氮和乳酸分析。

1.3 體外氣體動(dòng)力學(xué)及養(yǎng)分估計(jì) 選擇4頭作為瘤胃液供體，參考Mutimura等（2013）的研究方法評(píng)估青貯料的體外氣體動(dòng)力學(xué)特征。瘤胃體外發(fā)酵養(yǎng)分估計(jì)值的評(píng)估方法參考Schofield等（2001）的研究結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 利用SAS軟件PROC GLM程序分析各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)差異性，采用多項(xiàng)式分析刀豆添加水平對(duì)各指標(biāo)的線性和二次曲線效應(yīng)，采用Ducan’s法進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)原料及青貯料營(yíng)養(yǎng)成分的影響 由表1可知，菠蘿副產(chǎn)物中水分和水溶性碳水化合物含量分別為836.6和131.6 g/kg。預(yù)青貯原料中水溶性碳水化合物含量、酸性洗滌纖維和粗灰分含量隨刀豆葉添加水平的升高而降低（P＜0.05），但粗蛋白質(zhì)含量隨刀豆葉添加水平增加呈線性增加（P ＜ 0.05）。

表1 刀豆葉及刀豆葉與菠蘿副產(chǎn)物混合物青貯前的營(yíng)養(yǎng)成分

表2 刀豆葉與新鮮或枯萎菠蘿副產(chǎn)物青貯30 d后營(yíng)養(yǎng)成分g/kg

由表2可知，無論刀豆葉添加水平如何，枯萎菠蘿副產(chǎn)物均顯著提高了青貯飼料中干物質(zhì)含量（P＜0.05），且干物質(zhì)含量隨刀豆葉添加水平的升高表現(xiàn)為線性增加（P＜0.05）?？菸ぬ}副產(chǎn)物中干物質(zhì)損失水平依賴于刀豆葉添加水平，但隨刀豆葉添加水平的升高，新鮮菠蘿副產(chǎn)物青貯料干物質(zhì)損失顯著降低（P＜0.05）。兩種類型菠蘿副產(chǎn)物及刀豆葉添加水平均顯著提高了粗蛋白質(zhì)含量（P＜0.05），其中新鮮和枯萎菠蘿副產(chǎn)物粗蛋白質(zhì)水平從74.2 g/kg提高到160.6 g/kg以及82.4 g/kg提高到195.8 g/kg。

2.2 對(duì)發(fā)酵特性的影響 由表3可知，無論刀豆葉添加水平如何，枯萎較新鮮菠蘿副產(chǎn)物顯著提高了青貯飼料的pH（P＜0.05）。在新鮮和枯萎的青貯飼料中，pH隨刀豆葉添加水平的升高而線性增加（P＜0.05）。刀豆葉添加水平對(duì)新鮮和枯萎菠蘿副產(chǎn)物青貯料中水溶性碳水化物殘留量的影響顯著（P＜0.05），且枯萎菠蘿副產(chǎn)物中水溶性碳水化合物含量與刀豆葉添加水平呈劑量-依賴性（P＜0.05）。新鮮青貯料中氨氮含量隨刀豆葉添加量的增加呈二次曲線效應(yīng)（P＜0.05）?？菸ぬ}副產(chǎn)物青貯組乳酸濃度與刀豆葉添加水平呈顯著關(guān)系（P＜0.05）。乳酸和乙酸比例隨刀豆葉添加水平表現(xiàn)為二次曲線效應(yīng)（P＜0.05）。

2.3 對(duì)氣體產(chǎn)生動(dòng)力學(xué)和估計(jì)營(yíng)養(yǎng)值的影響由表4可知，刀豆葉添加水平對(duì)青貯12、24和72 h氣體積累量具有顯著影響（P＜0.05）。此外，刀豆葉添加水平對(duì)產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)各指標(biāo)具有顯著影響（P＜0.05），而新鮮菠蘿副產(chǎn)物青貯料顯著提高了產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)值（P＜0.05）。菠蘿副產(chǎn)物狀態(tài)和刀豆葉添加水平對(duì)有機(jī)物體外降解、代謝能、泌乳凈能和揮發(fā)性脂肪酸估計(jì)值的影響具有顯著交互效應(yīng)（P＜0.05）。

3 討論

青貯飼料的最終pH在3.55～4.12之間，在保存完好的青貯飼料范圍內(nèi)，與玉米青貯飼料的pH 相當(dāng)（Kung和 Shaver，2010）。新鮮和枯萎菠蘿副產(chǎn)物青貯飼料pH隨刀豆添加水平的增加呈線性增加，這與Guo等（2013）的研究結(jié)果一致，可能是由于青貯混合物的緩沖能力增加歸因于豆科植物。枯萎菠蘿副產(chǎn)物青貯飼料的pH相對(duì)較大，這表明發(fā)酵受限，從而導(dǎo)致乳酸產(chǎn)量較低，pH越高說明青貯飼料中菠蘿副產(chǎn)物中乳酸含量越低，而水溶性碳水化合物含量越高，這可能是由于枯萎菠蘿副產(chǎn)物青貯料中含有更多的干物質(zhì)（292～319 g/kg），這些干物質(zhì)限制了初級(jí)厭氧發(fā)酵開始時(shí)細(xì)胞內(nèi)水分的釋放。

表3 刀豆葉與新鮮或枯萎菠蘿副產(chǎn)物青貯后的發(fā)酵特性

表4 刀豆葉與新鮮或枯萎菠蘿副產(chǎn)物青貯后的氣體產(chǎn)生動(dòng)力學(xué)和估計(jì)營(yíng)養(yǎng)值

隨著刀豆葉添加水平的升高，菠蘿副產(chǎn)物青貯料中水溶性碳水化合物呈線性下降，這可能是因?yàn)槎箍浦参锼苄蕴妓衔锖康停彌_能力強(qiáng)。此外，新鮮和枯萎菠蘿副產(chǎn)物青貯飼料中乳酸含量隨刀豆葉添加水平的增加呈下降趨勢(shì)，說明豆科植物的添加水平存在一定程度的局限性，超過一定的添加水平會(huì)影響乳酸菌活性。這不僅是由于青貯飼料pH持續(xù)下降時(shí)乳酸菌作用的自抑制，也可能是由于青貯飼料中存在的蛋白酶活性和抗?fàn)I養(yǎng)因子的增加（Seglar，2003）。

在孵育時(shí)間內(nèi)，刀豆葉添加水平和氣體產(chǎn)量之間的曲線關(guān)系是青貯料的化學(xué)成分、降解率和降解程度的一個(gè)指標(biāo)。試驗(yàn)所觀察到的氣體產(chǎn)生傾向于隨青貯料中水溶性碳水化合物含量的變化而變化，這是因?yàn)闅怏w產(chǎn)生主要是非纖維性碳水化合物發(fā)酵的結(jié)果，尤其是在24 h以內(nèi)（Getachew等，2004）。因此，基于氣體產(chǎn)生可以假定在枯萎和新鮮菠蘿副產(chǎn)物青貯飼料中，在100～150 g/kg刀豆葉添加水平下可以實(shí)現(xiàn)青貯飼料的最佳瘤胃表觀消化率。

4 結(jié)論

菠蘿副產(chǎn)物和刀豆葉混合發(fā)酵可以提高青貯料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且刀豆葉添加水平可以達(dá)到100～ 170 g/kg。