新型青貯添加劑對(duì)玉米青貯品質(zhì)的影響

孫麗萍，馮昕，李小娟，張蓓

(鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450002)

全株玉米青貯因其產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、適口性好、消化率高等優(yōu)點(diǎn)成為奶牛主要的粗飼料來(lái)源。但玉米青貯品質(zhì)的好壞卻受許多因素的影響。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者開(kāi)展和探索了青貯添加劑的研究，取得了一定的效果。同型乳酸菌發(fā)酵劑可快速降低pH值，增加乳酸產(chǎn)量[1]。搜集1980至2007年重要學(xué)術(shù)期刊上的試驗(yàn)論文進(jìn)行Meta分析，發(fā)現(xiàn)同型和異型乳酸菌制劑對(duì)玉米青貯的效果可能不同，乳酸菌制劑可增加pH值、乙酸和丙酸濃度，降低酸性洗滌纖維、可溶性碳水化合物和氨態(tài)氮的含量[2]。Oliveira等[3]分析了乳酸菌添加劑對(duì)青貯品質(zhì)和生產(chǎn)性能的影響，發(fā)現(xiàn)乳酸菌含量≥105 CFU/g，可顯著提高溫帶和熱帶牧草及苜蓿等青貯的發(fā)酵和干物質(zhì)含量，但對(duì)玉米青貯和高粱青貯發(fā)酵沒(méi)有改善；可提高奶牛產(chǎn)奶量，但對(duì)飼料消化率和轉(zhuǎn)化率卻沒(méi)有影響。國(guó)內(nèi)也有眾多學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究，但大多數(shù)集中在某種單一添加劑對(duì)青貯品質(zhì)的影響[4-8]。劉海燕等[9]研究了纖維素酶、木聚糖酶和中草藥對(duì)玉米秸稈穰葉青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響。也有研究報(bào)道乳酸菌加糖蜜或乳酸菌加纖維素酶有利于提高發(fā)酵品質(zhì)[10]。目前的青貯添加劑多以一種或兩種成分為主，并且各有其優(yōu)缺點(diǎn)。為了尋找更加合理的全株玉米青貯方案，本試驗(yàn)在乳酸菌和纖維素酶基礎(chǔ)上再添加釀酒酵母菌和枯草芽孢桿菌，來(lái)評(píng)價(jià)其對(duì)青貯品質(zhì)是否有更好的改善作用，為優(yōu)質(zhì)玉米青貯提供更加合理的解決方案。

1 材料與方法

1.1 菌種與儀器

試驗(yàn)用新型復(fù)合青貯添加劑的組成成分：植物乳桿菌(1×1010CFU/g，添加比例5%)、乳酸片球菌(2×1010CFU/g，添加比例5%)、羅伊氏乳桿菌(2×109CFU/g，添加比例5%)、嗜酸乳桿菌(1×1010CFU/g，添加比例5%)、纖維素酶(10 000 IU/g，添加比例10 %)、釀酒酵母菌(2×1010CFU/g，添加比例1 %)、枯草芽孢桿菌(10×1010CFU/g，添加比例0.2%)，載體為葡萄糖和麥芽糊精。除了纖維素酶購(gòu)自于芬蘭Finnfeed公司外，其余均購(gòu)自美國(guó)科漢森公司。

儀器：傅里葉變換近紅外光譜儀(Antaris Ⅱ)，購(gòu)自Thermo Electron (美國(guó))，儀器工作參數(shù)為：譜區(qū)范圍4 000～10 000 cm-1，掃描次數(shù)16次，分辨率8 cm-1；DHG-9000A立式電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海和呈儀器制造有限公司)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每1 000 kg玉米青貯樣品添加新型復(fù)合青貯添加劑10 g。具體添加方式為：對(duì)于使用粉碎機(jī)的小型牧場(chǎng)，準(zhǔn)備約36 ℃的溫水20 L(水溫不高于40 ℃)，加400 g紅糖攪拌均勻后，加入100 g新型復(fù)合青貯添加劑，攪拌均勻后活化30 min，使用噴霧器噴灑，青貯樣品上，每一層噴一次；對(duì)于使用克拉斯收割機(jī)的牧場(chǎng)，在水罐中加入約36 ℃的溫水400 L(水溫不高于40 ℃)，然后加入2 kg新型復(fù)合青貯添加劑和8 kg紅糖攪拌均勻，活化30 min，調(diào)節(jié)噴速，每鋪一層玉米青貯樣品噴灑一層新型復(fù)合青貯添加劑，直到樣品和添加劑均勻混合用完為止。

試驗(yàn)所收集的玉米青貯樣品采自于寧夏、新疆、河南等地共12個(gè)牧場(chǎng)，分別采集每個(gè)牧場(chǎng)使用新型復(fù)合青貯添加劑的青貯樣品(3個(gè)不同部位的樣品)作為處理組，同時(shí)采集每個(gè)牧場(chǎng)未使用新型復(fù)合青貯添加劑的常規(guī)青貯樣品(3個(gè)不同部位的樣品)，并作為對(duì)照組，共采集了72份樣品。

每份青貯樣品一分為二。其中一份青貯樣品取25 g浸于225 mL蒸餾水中，4 ℃冰箱保存24 h，然后用快速定性濾紙過(guò)濾，制得青貯飼料浸提液樣品，用于測(cè)定其有機(jī)酸(乳酸、乙酸、丁酸)和氨態(tài)氮含量；另外一份冷凍樣品4 ℃自然解凍，采用四分法取樣約300 g，經(jīng)烘箱干燥(65 ℃，48 h)后粉碎過(guò)1 mm篩，用于近紅外光譜采集和粗蛋白成分分析的干燥粉碎樣品。

1.3 測(cè)定方法

采用梅特勒PS-2酸度計(jì)測(cè)定pH值；采用離子色譜法對(duì)浸提液測(cè)定有機(jī)酸含量[11]；粗蛋白質(zhì)含量參考AOAC Official Method 990.03《動(dòng)物飼料中粗蛋白的測(cè)定:燃燒法》進(jìn)行測(cè)定[12]；干物質(zhì)(DM)測(cè)定參照張麗英[13]《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》(2003)方法進(jìn)行；中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量采用Van Soest方法測(cè)定[14]；淀粉含量參考GB/T 20194—2006《飼料中淀粉含量的測(cè)定：旋光法》進(jìn)行測(cè)定[15]；總可消化養(yǎng)分參考《奶牛營(yíng)養(yǎng)需要》(2001)進(jìn)行測(cè)定[16]；產(chǎn)奶凈能根據(jù)2004年奶牛行業(yè)飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行推算獲得[17]。采用近紅外光譜進(jìn)行樣品掃描，將上述傳統(tǒng)方法所測(cè)值做統(tǒng)計(jì)分析，建立待測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，最后根據(jù)待測(cè)樣品的光譜圖得到待測(cè)指標(biāo)的檢測(cè)值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用SPSS 19.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,試驗(yàn)結(jié)果采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 新型復(fù)合青貯添加劑對(duì)玉米青貯飼料有機(jī)酸和pH值的影響

比較添加新型復(fù)合青貯添加劑對(duì)玉米青貯有機(jī)酸和pH值的影響，結(jié)果見(jiàn)下表1。與對(duì)照組相比，使用新型復(fù)合青貯添加劑后，玉米青貯飼料的有機(jī)酸含量和pH值并未發(fā)生顯著改變(P>0.05)。

表1 青貯添加劑對(duì)玉米青貯飼料有機(jī)酸和pH值的影響

2.2 新型復(fù)合青貯添加劑對(duì)玉米青貯飼料中可消化養(yǎng)分及纖維含量的影響

比較添加新型復(fù)合青貯添加劑對(duì)玉米青貯飼料中可消化養(yǎng)分及纖維含量的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。添加新型復(fù)合青貯添加劑后，青貯飼料干物質(zhì)含量和淀粉含量分別比對(duì)照組高16.98%和27.16%，差異顯著(P<0.05)?？偪上B(yǎng)分、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量與對(duì)照組相比也發(fā)生了顯著地改變(P<0.05)。而粗蛋白含量與對(duì)照組相比未發(fā)生顯著改變(P>0.05)。氨態(tài)氮占總氮的百分比在新型復(fù)合青貯添加劑添加組和對(duì)照組間沒(méi)有顯著變化(P>0.05)。該新型復(fù)合青貯添加劑使玉米青貯的品質(zhì)從二級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)提升達(dá)到了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(青貯玉米品質(zhì)分級(jí)GB/T25882—2010)。

表2 玉米青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 %

2.3 新型復(fù)合青貯添加劑對(duì)玉米青貯飼料中產(chǎn)奶凈能的影響

比較添加新型復(fù)合青貯添加劑對(duì)玉米青貯飼料中產(chǎn)奶凈能的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。使用新型復(fù)合青貯添加劑的玉米青貯飼料，其產(chǎn)奶凈能與對(duì)照組相比存在著顯著差異(P<0.05)，產(chǎn)奶凈能提高了5.2%。

表3 青貯添加劑對(duì)玉米青貯飼料中產(chǎn)奶凈能的影響

3 討論

3.1 青貯添加劑對(duì)青貯飼料中有機(jī)酸的影響

青貯成敗的關(guān)鍵因素之一是青貯開(kāi)始時(shí)使乳酸菌迅速成為優(yōu)勢(shì)菌群，降低pH值，從而抑制有害菌的繁殖。乳酸含量是評(píng)價(jià)青貯品質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。乳酸菌劑可使青貯盡快進(jìn)入乳酸發(fā)酵階段，生成乳酸，降低青貯pH值，抑制有害微生物菌群的生長(zhǎng)，減少有害物質(zhì)的(霉菌、丁酸等)生成，從而改善青貯品質(zhì)，表現(xiàn)在乳酸和乳酸乙酸比值的顯著升高[18]。研究發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌增加了乳酸濃度，降低了pH值[19-20]。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，添加新型復(fù)合青貯添加劑青貯飲料的乳酸含量有所提高，pH值降低，從3.96降低至3.90。青貯添加劑降低了苜蓿青貯中丙酸和丁酸的濃度，提高了干物質(zhì)的消化率[21]，添加混合植物油對(duì)酵母菌落、霉菌、乳酸菌及腸桿菌沒(méi)有影響，但卻降低了乙酸、丁酸和戊酸的摩爾比及丙酸比例的增加，而丙酸類添加劑在一定程度上降低了發(fā)酵過(guò)程中酸的產(chǎn)量和酵母菌數(shù)[22]。由此可見(jiàn)，不同添加劑的作用效果不同。本試驗(yàn)中的新型復(fù)合青貯添加劑使全株玉米青貯中乙酸和丙酸的濃度略有降低，表明該新型復(fù)合青貯添加劑提高了玉米青貯的厭氧發(fā)酵。

3.2 青貯添加劑對(duì)青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響

酸性洗滌纖維含量是干物質(zhì)消化率的有效度量指標(biāo)，其含量越高，干物質(zhì)消化率就越低。用纖維素酶或半纖維素酶處理，降低了全株玉米青貯中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，但不影響纖維成分[23-25]。對(duì)荷斯坦閹牛及安格斯閹牛飼喂不同中性洗滌纖維含量(33.8%和 50.8%)的青貯玉米發(fā)現(xiàn)，與低中性洗滌纖維日糧相比，高中性洗滌纖維日糧降低了14.4%的干物質(zhì)采食量和13.8%的日增重[26]。日糧中的NDF是衡量粗纖維水平的指標(biāo)[27]，其有效降解率與NDF、ADF含量呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與CP含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系[28]。本試驗(yàn)測(cè)得青貯飼料中性洗滌纖維含量(從48.6%降低至43.7%)和酸性洗滌纖維含量(從25.20%降低至21.70%)，說(shuō)明新型復(fù)合青貯添加劑顯著提高了干物質(zhì)消化率，使玉米青貯的品質(zhì)從二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)提升達(dá)到了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(青貯玉米品質(zhì)分級(jí)GB/T25882—2010)，這與前人的研究結(jié)果一致[26-28]。

4 結(jié)論

添加新型復(fù)合青貯添加劑提高玉米青貯飼料中乳酸濃度(2%)，降低了青貯的pH值(1.5%)，抑制了青貯發(fā)酵早期階段好氧菌、霉菌和雜菌的發(fā)酵，提高了產(chǎn)奶凈能(5.2%)，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著降低。