不同添加劑對(duì)青貯燕麥發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響

曹曉娟， 武俊英， 李文旭， 胡蓉蓉， 武興隆， 胡煒東*

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014109；2.內(nèi)蒙古四季春飼料有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010100）

燕麥，又稱鈴鐺麥、玉麥，禾本科一年生植物，主要分有稃和無稃兩種，耐寒、耐貧瘠、適應(yīng)能力強(qiáng)、產(chǎn)草量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、適口性好，主要分布于我國(guó)華北、東北和西北的高寒地區(qū)，其在食品加工和飼料生產(chǎn)中都發(fā)揮著重要作用，是悠久的飼草、飼料及糧食作物（張?jiān)潞椭芎剑?020；皇甫紅芳等，2020）。

燕麥飼草的貯藏多為曬制干草，在調(diào)制青干草的過程中會(huì)損失一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分，降低飼草的適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且受天氣影響較大。而青貯技術(shù)加工后的燕麥飼料既利用了燕麥品質(zhì)優(yōu)、適口性好的特點(diǎn)，又結(jié)合了青貯飼料氣味酸香、柔軟多汁的特點(diǎn)，有效解決了秋冬飼草匱乏的困擾（肖燕子等，2020）。

青貯是微生物厭氧發(fā)酵的一個(gè)過程，受到多種因素的影響，發(fā)酵不好的青貯燕麥極易引起霉變。在燕麥青貯飼料中使用不同的添加劑，其青貯品質(zhì)可能存在差異（覃方銼等，2014）。因此，本研究通過使用不同添加劑及不同添加量進(jìn)行燕麥青貯，分析不同添加劑及添加量對(duì)青貯燕麥發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響，旨在為青貯燕麥的調(diào)制提供依據(jù)，以期發(fā)酵出酸香味濃、利于保存、多汁性好的青貯燕麥。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 燕麥選用草莜一號(hào)，由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科技園區(qū)提供；乳酸菌（含植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、戊糖片球菌），活性乳酸菌含量≥1×1012CFU/g，購(gòu)自山東中可嘉億生物工程有限公司；蔗糖、纖維素酶，上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，酶活力≥5×104U/g；苯酚、次氯酸鈉、乙醇、石油醚、蒽酮：北京陸橋生物技術(shù)有限公司。

1.2儀器與設(shè)備PHS-3C pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；全自動(dòng)凱氏定氮儀（美國(guó)FOSS公司）；A220型半自動(dòng)纖維分析儀（美國(guó)ANKOM公司）；DPX-9162 B-1恒溫培養(yǎng)箱（上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；GC-7900型氣相色譜分析儀（上海天美科學(xué)儀器有限公司）；FA 2104 N電子天平（上海菁海儀器有限公司）；HWS-12電熱恒溫水浴鍋（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；NANODROP 2000分光光度計(jì)（Therrno scientific）；QL-902渦旋振蕩儀（海門市其林貝爾儀器制造有限公司）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)置10個(gè)處理組，A1、A2、A3為乳酸菌組，分別在燕麥原料中添加0.001、0.003、0.005 g/kg的乳酸菌；B1、B2、B3為 蔗糖組，分別在燕麥原料中添加1%、2%、3%的蔗糖；C1、C2、C3為纖維素酶組，分別在燕麥原料中添加0.05、0.1、0.15 g/kg的纖維素酶；D組為對(duì)照組，在燕麥原料中添加等量生理鹽水，每個(gè)樣品三個(gè)平行樣。

1.4 青貯的制作 試驗(yàn)使用聚乙烯真空包裝袋進(jìn)行青貯，將種植于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科技園區(qū)的草莜一號(hào)在乳熟期收割后自然晾曬至水分含量在60%～70%，用切碎機(jī)將長(zhǎng)度切割至2 cm左右，將切碎混勻的燕麥原料分別添加不同的添加劑，要求質(zhì)量和外觀盡可能一致。每個(gè)聚乙烯真空包裝袋中填充燕麥原料500 g并用真空包裝機(jī)真空封口，放置于實(shí)驗(yàn)室陰涼避光處，室溫青貯發(fā)酵90 d。青貯結(jié)束后開袋取樣，于65℃下烘干至恒重，粉碎后保存?zhèn)溆茫愔緡?guó)，2021；Simsek等，2011；郭艷萍等，2010）。

1.5 測(cè)定方法

1.5.1 感官指標(biāo)的評(píng)定 按照德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)（DLG）的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)青貯燕麥進(jìn)行感官評(píng)分及等級(jí)評(píng)定（李欣澤等，2016）。

1.5.2 發(fā)酵品質(zhì)的測(cè)定 取10組青貯樣品各20 g，加入180 mL蒸餾水，攪拌混合均勻后靜置24 h，先用4層紗布濾去大部分草渣，再用定性濾紙過濾，得到的浸出液用來測(cè)定pH、氨態(tài)氮和有機(jī)酸含量（張亞男，2021；韓文林和楊琴霞，2014）。采用PHS-3C pH計(jì)測(cè)定10組樣品和燕麥原料pH（侯美玲等，2014），苯酚－次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮（NH3-N）含量（尹祥等，2021），反式高效液相色譜測(cè)定10組樣品的乳酸、乙酸、丙酸、丁酸（曹雨莉 等，2013），在25005-154630 Hypersil GOLD HPLC色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）、流動(dòng)相0.08 mol/L KH2PO4溶液（pH 2.90）、流速0.8 mL/min、檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm、柱溫30℃、進(jìn)樣量10 μL的條件下采用外標(biāo)法對(duì)10組樣品的有機(jī)酸進(jìn)行定量分析。

1.5.3 營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定 將10組烘干粉碎后的燕麥青貯樣取出后，分別測(cè)定10組青貯樣與燕麥原料的干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、可溶性碳水化合物（WSC）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）含量。取青貯袋中的樣品200 g于105℃下殺青8 h，65℃烘干之恒重后稱量DM含量（付薇等，2021），凱氏定氮法測(cè)定CP含量（田漢晨等，2019），蒽酮－硫酸比色法測(cè)WSC含量（尉小強(qiáng)等，2018），范式（Van Soest）洗滌纖維法測(cè)定NDF和ADF含量（張崇玉等，2021；孫雷雷等，2020；肖知新等，2020）。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析，LSD方法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，差異性顯著P<0.05，差異性不顯著P>0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 燕麥原料的感官品質(zhì)評(píng)定 由表1可知，3種添加劑青貯料的感官評(píng)定都優(yōu)于對(duì)照組。對(duì)照組有明顯的丁酸味，葉子結(jié)構(gòu)不完整，有黏手感，顏色發(fā)黑褐色。乳酸菌添加組A2、A3評(píng)分為19和20分，有微弱的香氣，莖葉結(jié)構(gòu)良好，色澤與原料相似，A2較A3的黃色更深一些，A1有明顯的丁酸味；蔗糖添加組B2、B3評(píng)分最高，有柔和的酸香味，莖葉結(jié)構(gòu)清晰可辨，用手輕柔有彈性，顏色呈現(xiàn)青綠色；纖維素酶添加組C3感官評(píng)定最好，具有輕微的酸味，質(zhì)地柔和，濕潤(rùn)不黏手，顏色為黃綠色，C1和C2都有清晰可辨的丁酸味。

表1 不同處理方式下青貯燕麥感官品質(zhì)評(píng)定

2.2 不同添加劑對(duì)青貯燕麥發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.2.1 pH pH是青貯飼料質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，pH≤4.0為優(yōu)質(zhì)青貯燕麥，4.1≤pH≤4.3為良好青貯燕麥，4.4≤pH≤5.0為一般青貯燕麥，pH≥5.0為劣質(zhì)青貯燕麥。從表2可知，對(duì)照組D在青貯后pH為4.49，pH雖有所降低，但仍屬于一般青貯飼料，這是因?yàn)榍噘A燕麥在發(fā)酵過程中，青貯料酸濃度不夠，使得酪酸菌等有害微生物活動(dòng)強(qiáng)烈（阿力木江·麥麥提和李靜，2020）。經(jīng)添加三種不同的添加劑后，所有組別的pH都降低至4.3以下，顯著低于對(duì)照組（P<0.05），均為良好青貯燕麥。

2.2.2 氨態(tài)氮比總氮 本試驗(yàn)中，對(duì)照組D的氨態(tài)氮比總氮值高達(dá)7.74%，在三種添加劑處理后，氨態(tài)氮比總氮值均明顯低于對(duì)照D組（P<0.05），且A、B、C三個(gè)處理組的氨態(tài)氮比總氮值均隨濃度的增大而減小，其中蔗糖處理組的濃度最低，B2和B3顯著低于其他組（P<0.05），添加2%的蔗糖時(shí)氨態(tài)氮占總氮的比例可降低至3.16%；纖維素酶處理組次之，最低為C3組（3.84%），與B2和B3組差異性不顯著（P>0.05）；乳酸菌處理組降低效果最差，最低為A3組（4.79%），這說明青貯燕麥發(fā)酵過程中添加的三種不同添加劑有效防止了蛋白質(zhì)的降解。

2.2.3 有機(jī)酸含量 如表2所示，對(duì)照組D的乳酸含量為3.83%，A、B、C三個(gè)處理組的乳酸含量為4.63%~6.16%，均明顯高于對(duì)照D組（P<0.05），尤其乳酸菌處理的A3組（0.005 g/kg）乳酸含量顯著提高至6.16%，顯著高于纖維素組（P<0.05）；三種不同添加劑處理組青貯燕麥的乙酸含量為0.53%~2.07%，其中纖維素酶處理的C1組（0.05 g/kg）乙酸含量最高，為2.07%，蔗糖B1組與對(duì)照組D差異性不顯著（P>0.05），其他組顯著高于對(duì)照組（P<0.05）；三個(gè)處理組的丙酸和丁酸含量均明顯低于對(duì)照組D（P<0.05），A2、A3、B2、B3、C3處理組的丁酸含量甚至為0。乳酸菌的添加保證了發(fā)酵初期乳酸菌的數(shù)量，有利于可溶性碳水化合物的利用，促進(jìn)了乳酸的生成（賈婷婷等，2018）。添加纖維素酶為乳酸菌發(fā)酵提供充足的底物，增加了異型乳酸發(fā)酵，致使乙酸含量增高（高海娟，等，2017）。有機(jī)酸是評(píng)定青貯燕麥發(fā)酵品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，乳酸含量越多，說明能更好的抑制有害微生物的生長(zhǎng)繁殖，有效防止青貯燕麥的腐敗變質(zhì)，乙酸可延長(zhǎng)青貯燕麥的貯藏期，顯著提高青貯的有氧穩(wěn)定性，丙酸和丁酸在青貯燕麥中應(yīng)越少越好，尤其是由梭菌等有害微生物產(chǎn)生的丁酸，其不僅會(huì)導(dǎo)致青貯料中蛋白質(zhì)的分解，還會(huì)產(chǎn)生不良?xì)馕?，?yán)重影響青貯燕麥的發(fā)酵品質(zhì)（孫蕊等，2019；尉小強(qiáng)等，2018）。

表2 不同添加劑對(duì)青貯燕麥發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.3 不同添加劑對(duì)青貯燕麥營(yíng)養(yǎng)成分的影響

2.3.1 干物質(zhì)（DM）含量 由表3可知，三種添加劑處理組的青貯燕麥干物質(zhì)含量均高于對(duì)照組D的含量，其中B2、B3、C3干物質(zhì)含量顯著高于對(duì)照組D的含量（P<0.05）。C3干物質(zhì)含量最大，為37.11%，而A1的干物質(zhì)含量最低，為36.28%。

2.3.2 粗蛋白質(zhì)（CP）含量 蛋白質(zhì)是評(píng)價(jià)飼料的主要指標(biāo)之一，在三種添加劑處理后，除B3組與對(duì)照組D差異性不顯著外，其他組粗蛋白質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照組D（P<0.05），說明三種添加劑均可提高青貯燕麥的粗蛋白質(zhì)含量。添加不同濃度的乳酸菌，A1、A2、A3組的粗蛋白質(zhì)含量隨乳酸菌濃度的增大而增大，這是因?yàn)槿樗峋行У囊种屏四c桿菌、假單胞菌等腐敗菌的生長(zhǎng)，減少了蛋白質(zhì)的分解損失。添加不同濃度的蔗糖，B1、B2、B3組的粗蛋白質(zhì)含量隨蔗糖濃度的增大而減少，蛋白質(zhì)含量分別為11.07%、10.64%、10.13%，可能是因?yàn)楦咛堑沫h(huán)境為腐敗菌的生長(zhǎng)繁殖提供了有利條件。添加不同濃度的纖維素酶，C1、C2、C3組的粗蛋白質(zhì)含量隨纖維素酶濃度的增大而增大，且粗蛋白質(zhì)含量高于添加乳酸菌的含量，添加0.15 g/kg纖維素酶時(shí)，青貯燕麥的含量高達(dá)11.48%。

2.3.3 可溶性碳水化合物（WSC）含量 如表3所示，對(duì)照組D的可溶性糖含量為2.05%，添加不同濃度的三種添加劑組別中，青貯燕麥的可溶性碳水化合物含量均高于對(duì)照組D（P<0.05）。乳酸菌處理組內(nèi)的可溶性碳水化合物含量相比較其他組增加值最少，增加量分別為0.7%、0.66%、1.09%，這可能是因?yàn)槿樗峋谇噘A燕麥發(fā)酵過程中降低了pH，抑制了有害微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而降低了可溶性碳水化合物的消耗，因此含量有所增加，但發(fā)酵過程中可溶性碳水化合物會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)化為乳酸，又進(jìn)行了二次發(fā)酵轉(zhuǎn)化，因此含量增加不明顯。蔗糖處理組的B2和B3組的可溶性碳水化合物含量比乳酸菌處理組和纖維素酶處理組明顯增加（P<0.05），蔗糖本身是一種可溶性碳水化合物，添加后導(dǎo)致含量明顯增加。纖維素酶處理組的可溶性碳水化合物含量隨添加劑濃度的增大而增加，明顯高于乳酸菌A1和A2組（P<0.05），但低于蔗糖B2和B3組，這是因?yàn)槔w維素酶可以在發(fā)酵過程中將燕麥中的部分不可溶性碳水化合物轉(zhuǎn)化為葡萄糖等可溶性碳水化合物，使得青貯燕麥的可溶性碳水化合物含量明顯增加，但仍會(huì)低于外部直接添加蔗糖組別的含量。

2.3.4 中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量 從表3可知，A、B、C所有不同濃度組別酸性洗滌纖維含量與對(duì)照組D無明顯差異（P>0.05）。中性洗滌纖維與對(duì)照組D相比，乳酸菌組的降低量最小，含量差異性不顯著（P>0.05），說明在燕麥青貯過程中添加乳酸菌對(duì)青貯燕麥中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量的變化影響較小。B2、B3、C2、C3組性洗滌纖維明顯低于對(duì)照組D（P<0.05）。蔗糖組中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維均隨著蔗糖添加量的增加而減小，中性洗滌纖維降低量分別達(dá)4.35%、5.60%、6.17%，酸性洗滌纖維降低量為1.47%、1.74%、2.24%，但組內(nèi)沒有明顯差異。纖維素酶組的中性洗滌纖維下降趨勢(shì)與纖維素酶添加量呈正相關(guān)，在添加0.15 g/kg纖維素酶時(shí)降低量最低，這可能是因?yàn)槔w維素酶能將植物細(xì)胞壁中不能被微生物分解利用的結(jié)構(gòu)物質(zhì)降解為可被利用的單糖，進(jìn)而降低了中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量（郭婷，2014）。

表3 不同添加劑對(duì)青貯燕麥營(yíng)養(yǎng)成分的影響 %

3 結(jié)論

與對(duì)照組D相比，三種添加劑均對(duì)青貯燕麥的發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分有積極作用，不同類型的添加劑及添加量對(duì)青貯燕麥的影響不同。添加乳酸菌、蔗糖和纖維素酶后可有效提高青貯燕麥發(fā)酵品質(zhì)，各濃度處理組的pH都降低至4.3以下，可有效抑制有害微生物的生長(zhǎng)繁殖；添加0.005 g/kg乳酸菌時(shí)，有機(jī)酸含量效果最佳，乳酸、乙酸含量增多且丙酸、丁酸含量降低；添加蔗糖可以提高粗蛋白質(zhì)的含量，尤其添加2%的蔗糖后青貯料氨態(tài)氮比總氮值降低至3.16%，很好的抑制了蛋白質(zhì)的降解，WSC含量也優(yōu)于其他組別；纖維素酶的添加可以加速纖維素的降解，加快青貯的速度，纖維素酶添加量為0.15 g/kg時(shí)，DM含量高達(dá)37.11%，CP、WSC含量均顯著高于對(duì)照組D，NDF和ADF含量均低于對(duì)照組D。綜合考慮，添加0.005 g/kg乳酸菌、2%蔗糖和0.15 g/kg纖維素酶均可保證燕麥青貯的發(fā)酵品質(zhì)和有效保存燕麥的營(yíng)養(yǎng)成分。