不同青貯添加劑對(duì)全株玉米青貯品質(zhì)的影響

楊佳，李琦華，安清聰，邢笑錕，紀(jì)鵬

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，昆明 650500）

全株玉米的生長(zhǎng)周期短、產(chǎn)量高，含糖量高，適口性及消化率優(yōu)于秸稈[1]，是飼喂草食家畜的重要飼料[2]，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中有其他作物不能取代的地位。但受多種因素的影響，自然發(fā)酵的全株玉米青貯品質(zhì)不穩(wěn)定，易發(fā)生霉變、二次發(fā)酵，造成營(yíng)養(yǎng)成分損失甚至危害畜禽健康。青貯添加劑具有抑制有害微生物生長(zhǎng)、縮短青貯發(fā)酵時(shí)間、減少營(yíng)養(yǎng)損失的作用[3]。常用的微生物制劑主要包括異型發(fā)酵菌和同型發(fā)酵菌，且混合微生物青貯添加劑的發(fā)酵效果優(yōu)于單一發(fā)酵抑制型添加劑和營(yíng)養(yǎng)類添加劑。研究表明，添加異型發(fā)酵菌制劑可使飼料內(nèi)的乙酸含量提高，增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[4]；添加布氏乳桿菌可提高乳酸含量，增強(qiáng)青貯飼料的有氧穩(wěn)定性[5]；同時(shí)添加布氏乳桿菌和乳酸菌還有提高飼料中性洗滌纖維消化率的作用[6]。成娟麗等[7]報(bào)道，添加布氏乳桿菌、植物乳桿菌混合添加劑顯著增加了青貯飼料乳酸菌數(shù)量；洪梅等[8]發(fā)現(xiàn)，添加布氏乳桿菌與植物乳桿菌混合添加劑的全株玉米青貯品質(zhì)優(yōu)良，乙酸含量最高，且表面無(wú)霉菌生長(zhǎng)。青貯菌的提純復(fù)壯及選種組合是目前研究的熱點(diǎn)。本試驗(yàn)選用兩種市售青貯添加劑與兩種自制青貯添加劑進(jìn)行全株玉米青貯，研究其對(duì)全株玉米發(fā)酵品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 青貯添加劑

先牧1168青貯接種劑，購(gòu)自科迪華農(nóng)業(yè)科技有限公司，布氏乳桿菌≥1.0×1011cfu·g-1，植物乳桿菌≥1.0×1010cfu·g-1。

增香微貯青貯劑，購(gòu)自宜春強(qiáng)微生物有限公司，產(chǎn)朊假絲酵母≥4×109cfu·g-1，枯草芽孢桿菌≥2×109cfu·g-1，乳酸片球菌≥2×109cfu·g-1。

自制青貯劑：GMDL-25、GXP-L04，活菌總數(shù)≥1.0×109cfu·g-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別添加兩種自制青貯添加劑（GMDL-25、GXP-L04）和兩種市售青貯添加劑，空白組不添加青貯添加劑，自然發(fā)酵。每處理3個(gè)重復(fù)，每重復(fù)1袋。將刈割的蠟熟初期全株玉米切成2 cm左右的小段，切短后與青貯添加劑充分拌勻，裝入青貯袋，每袋40 kg左右。抽真空后重復(fù)壓實(shí)，置于陰涼處發(fā)酵保存60 d（9～25℃）。

1.3 青貯品質(zhì)評(píng)定

60 d發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)束后，去除青貯袋頂端20 cm部分后四分法取樣，進(jìn)行青貯品質(zhì)評(píng)定。

1.3.1 感官品質(zhì)評(píng)定

參考德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯飼料感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定。

1.3.2 微生物數(shù)量的測(cè)定

三種菌數(shù)量測(cè)定均參照GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》，使用上、中、下三點(diǎn)取樣法，取樣后放入無(wú)菌容器中混勻備用。準(zhǔn)確稱取5 g樣品置于150 mL無(wú)菌生理鹽水中振蕩均勻，按10-2、10-3、10-4、10-5、10-6的稀釋梯度分別取1 mL接種于培養(yǎng)皿中，每個(gè)濃度接種6次重復(fù)，導(dǎo)入15 mL培養(yǎng)基，置于生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。其中乳酸菌是厭氧菌，需要置于密封盒中并加入?yún)捬醮?，再置于生化培養(yǎng)箱培養(yǎng)，完成后計(jì)算菌落數(shù)量。

1.3.3 pH值和氨態(tài)氮濃度的測(cè)定

無(wú)菌采樣后取20 g鮮樣切碎，置于180 mL無(wú)菌蒸餾水中，振蕩至混勻，用4層紗布過(guò)濾后得到青貯飼料浸提液。

參照GB 5009.237—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品pH值的測(cè)定》使用pH計(jì)測(cè)定pH值；

微波調(diào)制激光測(cè)速是使用微波信號(hào)來(lái)對(duì)激光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，在接收端提取微波的多普勒頻移來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)速度的測(cè)量。下面簡(jiǎn)要介紹微波調(diào)制激光測(cè)速原理、接收機(jī)信號(hào)處理技術(shù)及精度分析。

參照SB/T 10318—1999《氨態(tài)氮測(cè)定法》用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮含量。

1.3.4 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定

每個(gè)青貯樣品取樣，先將靠近密封袋口20 cm左右的飼料去除，采樣300 g左右，于65℃的恒溫干燥箱中烘干至恒重，粉碎過(guò)篩后進(jìn)行參照國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行常規(guī)成分分析。

1.3.5 有機(jī)酸含量測(cè)定

采用羥基苯比色法測(cè)定青貯飼料中有機(jī)酸含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013和SPSS 22.0進(jìn)行處理分析，試驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，以P＜0.05為顯著水平，P＜0.01為極顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官品質(zhì)評(píng)定

各組全株玉米青貯的感官品質(zhì)評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，先牧1168和GMDL-25處理組的青貯飼料感官品質(zhì)最為優(yōu)良，顏色呈黃綠色，與青貯前的全株玉米顏色相近，莖葉結(jié)構(gòu)完整且芳香味濃郁，總分高于自然發(fā)酵組和其他青貯劑處理組。增香微貯青貯劑組的色澤呈輕微褐色，GXP-L04處理組的青貯飼料有輕微酸味，略次于其他發(fā)酵組。

表1 全株玉米青貯的感官品質(zhì)評(píng)價(jià)表

2.2 微生物數(shù)量

表2 全株玉米青貯的微生物菌落數(shù) 個(gè)

2.3 氨態(tài)氮濃度及pH值

各組的氨態(tài)氮濃度及pH值見(jiàn)表3。由表3可知，先牧1168處理組的氨態(tài)氮濃度顯著高于其他組（P＜0.05），添加了青貯劑的處理組氨態(tài)氮濃度較自然發(fā)酵組呈上升趨勢(shì)，各處理組間無(wú)顯著差異（P＞0.05）。先牧1168處理組的pH值顯著高于其他組（P＜0.01），其他處理組的pH值沒(méi)有顯著差異（P＞0.05），均處于3.8左右。

表3 全株玉米青貯的氨態(tài)氮濃度和pH值

2.4 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

各組飼料常規(guī)成分分析結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，添加GXP-L04的全株青貯玉米粗脂肪含量顯著高于自然發(fā)酵組和其他添加劑組（P＜0.05）；但其粗蛋白含量顯著低于自然發(fā)酵組和先牧1168處理組（P＜0.05），其他組間無(wú)顯著差異（P＞0.05）；不同處理組的灰分含量差異不顯著（P＞0.05）；添加青貯劑的青貯玉米鈣含量與自然發(fā)酵組相比大部分呈上升趨勢(shì)；磷含量呈下降趨勢(shì)。

表4 全株玉米青貯飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分 %

2.5 有機(jī)酸含量

各組的有機(jī)酸含量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。與自然發(fā)酵組相比，GXP-L04組乳酸含量顯著升高，先牧1168組顯著降低（P＜0.05）。其他各處理組與對(duì)照組差異不顯著（P＞0.05）。先牧1168的乙酸含量顯著升高（P＜0.05），其他各組與自然發(fā)酵組差異不顯著（P＞0.05）。與自然發(fā)酵組相比，添加青貯劑處理組丙酸含量呈上升趨勢(shì)，其中先牧1168處理組的升高趨勢(shì)最明顯（P＜0.05）。各組的丁酸含量無(wú)顯著差異，但添加青貯劑的處理組較自然發(fā)酵組有下降趨勢(shì)。

表5 全株玉米青貯飼料的有機(jī)酸含量 mg·g-1

3 討論

3.1 不同青貯劑對(duì)全株青貯玉米感官品質(zhì)的影響

優(yōu)質(zhì)青貯玉米顏色應(yīng)接近于原料本身的顏色，為綠色或黃綠色，烘干后呈黃褐色，能看出清晰的原料莖葉結(jié)構(gòu)，聞起來(lái)具有芳香味或面包香味，在密封袋中是壓放緊實(shí)，但拿在手里柔軟松散，可輕松捻散，略濕潤(rùn)但不沾手[9]。優(yōu)質(zhì)的青貯飼料氣味呈微酸香，可以提高反芻動(dòng)物的采食量。呂文竹[10]等研究表明，不同的發(fā)酵菌并未對(duì)構(gòu)樹(shù)青貯飼料的感官品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，所有處理組的青貯飼料都質(zhì)地松散，顏色均為黃褐色。李旺等[11]對(duì)不同的發(fā)酵菌進(jìn)行組合，研究其對(duì)青貯飼料發(fā)酵的影響，發(fā)現(xiàn)菌種組合影響青貯感官評(píng)定級(jí)別。在本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，GXP-L04處理組的青貯玉米氣味發(fā)酸，可能是在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生了過(guò)量的乙酸。產(chǎn)生過(guò)量乙酸的原因復(fù)雜，可能是原料裝袋時(shí)填壓不嚴(yán)，殘存的氧氣抑制了乳酸菌的活動(dòng)[12]，從而影響了青貯玉米的發(fā)酵品質(zhì)。GMDL-25的青貯飼料與原料顏色相近，莖葉結(jié)構(gòu)保存完整，且具有濃郁的酸香味，感官品質(zhì)明顯優(yōu)于自然發(fā)酵組和其他添加劑組。表明添加GMDL-25在提高全株發(fā)酵玉米感官品質(zhì)方面具有積極作用。

3.2 不同青貯劑對(duì)全株青貯玉米微生物的影響

青貯發(fā)酵過(guò)程本質(zhì)上是一系列微生物生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程，是微生物之間彼此作用的結(jié)果，乳酸菌是青貯發(fā)酵過(guò)程中最重要的細(xì)菌。乳酸菌的增加可有效降低飼料中粗蛋白的消耗量，提高飼料適口性，還可有效增加反芻動(dòng)物瘤胃微生物數(shù)量和瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸含量[13]。而霉菌則是導(dǎo)致青貯飼料變質(zhì)的主要細(xì)菌，在發(fā)酵中如果霉菌的數(shù)量超標(biāo)則會(huì)導(dǎo)致使青貯發(fā)霉腐敗。就微生物數(shù)量來(lái)說(shuō)，優(yōu)質(zhì)青貯玉米飼料中應(yīng)無(wú)霉菌、酵母菌等有害菌種的繁殖；在發(fā)酵過(guò)程中的乳酸菌數(shù)量也是青貯品質(zhì)判定極重要的一環(huán)，乳酸菌繁殖產(chǎn)生乳酸、丁酸、丙酸等物質(zhì)可有效地抑制酵母菌的增殖，隨著這些代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生，pH隨之下降，有效抑制有害菌生長(zhǎng)。通常認(rèn)為酵母菌是青貯飼料二次發(fā)酵的主要原因，當(dāng)酵母菌數(shù)量超過(guò)1×105cfu·g-1時(shí)，青貯料容易變質(zhì)[14]。尉小強(qiáng)等[15]研究發(fā)現(xiàn)，添加有機(jī)酸制劑沒(méi)有對(duì)青貯飼料的乳酸菌數(shù)量產(chǎn)生顯著影響，添加乳酸菌制劑后乳酸菌數(shù)量升高。付薇等[16]研究發(fā)現(xiàn)，不同發(fā)酵乳酸菌劑及組合添加能有效抑制有害菌的生長(zhǎng)，提高青貯有氧穩(wěn)定性。在本試驗(yàn)中，添加先牧1168和GMDL-25的處理組乳酸菌數(shù)量顯著升高，優(yōu)于自然發(fā)酵組和其他處理組。證明GMDL-25能提高青貯飼料中的乳酸菌數(shù)量，對(duì)青貯飼料的發(fā)酵和反芻動(dòng)物的瘤胃消化具有積極影響。與空白發(fā)酵組相比，添加了青貯劑處理組的酵母菌數(shù)量都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。表明添加這幾種青貯劑能抑制酵母菌的生長(zhǎng)，減少二次發(fā)酵。其中，添加GMDL-25和GXP-L04對(duì)青貯玉米中酵母菌生長(zhǎng)的抑制作用最為明顯。所有處理組均未檢測(cè)到霉菌，表明此次試驗(yàn)的發(fā)酵效果較好。

3.3 不同青貯劑對(duì)全株青貯玉米pH和氨態(tài)氮濃度的影響

pH值是評(píng)定青貯飼料是否成功的關(guān)鍵指標(biāo)，以德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)的青貯料感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，pH值在3.4～3.8為優(yōu)質(zhì)青貯料。常玉萍[17]研究表明，優(yōu)質(zhì)青貯飼料可以根據(jù)其pH值進(jìn)行簡(jiǎn)單快捷的品質(zhì)鑒定，但是若青貯料發(fā)生異常發(fā)酵如腐敗變質(zhì)會(huì)產(chǎn)生氨，降低家畜采食量，就不能用pH值全面評(píng)定青貯品質(zhì)；W.L.Shockey[18]研究表明，在青貯玉米飼料中添加乳酸菌青貯添加劑，對(duì)青貯料最終的pH降低作用并不顯著；而陳躍鵬等[19]試驗(yàn)也證明，青貯添加劑的添加對(duì)青貯玉米飼料pH影響并不顯著。本試驗(yàn)中，使用先牧1168的青貯飼料的pH值顯著高于其他組，其他組之間差異不顯著，均處于3.8左右，表明添加增香微貯青貯劑、GMDL-25和GXP-L04都能讓青貯飼料的pH值達(dá)到德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)關(guān)于優(yōu)質(zhì)青貯飼料pH的要求。氨態(tài)氮一定程度上能代表青貯飼料中蛋白質(zhì)的降解程度，氨態(tài)氮含量越低蛋白質(zhì)分解越少，表示青貯飼料的發(fā)酵效果好[20]。試驗(yàn)結(jié)果表明，添加增香微貯青貯劑、GMDL-25和GXP-L04全株青貯玉米的氨態(tài)氮濃度沒(méi)有顯著變化。先牧1168組pH值和氨態(tài)氮含量顯著升高可能是因?yàn)樵咸顗翰粚?shí)或者蛋白質(zhì)分解過(guò)多，影響了有益菌的增殖速度，具體原因有待進(jìn)一步研究。

3.4 不同青貯劑對(duì)全株青貯玉米常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的影響

營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)決定青貯飼料的優(yōu)劣。趙政等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在青貯飼料中添加復(fù)合乳酸菌制劑能顯著提高粗蛋白含量，降低纖維含量。孫貴賓等[22]關(guān)于全株玉米青貯研究發(fā)現(xiàn)，添加菌制劑與菌-酶制劑不會(huì)對(duì)青貯的Ash、Ca等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量產(chǎn)生顯著影響。本試驗(yàn)結(jié)果表明，添加先牧1168、增香微貯青貯劑、GMDL-25和GXP-L04沒(méi)有對(duì)全株青貯玉米的水分和灰分含量產(chǎn)生顯著影響。揮發(fā)性脂肪酸在反芻動(dòng)物的瘤胃代謝中起著至關(guān)重要的作用[23]，青貯玉米中加入GXP-L04能顯著提高粗脂肪含量，為反芻動(dòng)物的消化吸收提供更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。添加GXP-L04時(shí)粗蛋白含量顯著降低，可能是影響了乳酸菌的快速增殖，是全株青貯玉米氣味發(fā)酸的原因之一。與自然發(fā)酵組相比，添加青貯劑處理組的鈣含量有一定的提升，關(guān)于添加青貯劑能否提高全株青貯玉米的鈣含量，還有待進(jìn)一步的研究。

3.5 不同青貯劑對(duì)全株青貯玉米有機(jī)酸含量的影響

有機(jī)酸促進(jìn)青貯飼料的酸化，通過(guò)迅速降低青貯發(fā)酵飼料的pH值，降低好氧微生物的活力，抑制有害微生物的增殖，防止青貯飼料腐敗，有利于青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的保存[24]。青貯飼料的品質(zhì)差異一定程度上取決于厭氧發(fā)酵的是乳酸還是丁酸，優(yōu)質(zhì)青貯飼料的生產(chǎn)應(yīng)該盡快形成以乳酸菌為優(yōu)勢(shì)發(fā)酵的厭氧條件[25]。在本試驗(yàn)中，添加GXP-L04的處理組乳酸含量較其他處理組呈顯著升高趨勢(shì)，說(shuō)明添加GXP-L04能更好地形成以乳酸菌為優(yōu)勢(shì)菌的發(fā)酵條件，有利于青貯玉米的發(fā)酵。丙酸在青貯飼料的生產(chǎn)中主要起抑制真菌生長(zhǎng)的作用，在抑制青貯飼料好氧性腐敗方面表現(xiàn)突出[26]。丁酸是腐敗菌分解蛋白質(zhì)和葡萄糖的產(chǎn)物，表示青貯飼料的腐敗程度。丁酸含量與青貯飼料的品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)[27]。與自然發(fā)酵組相比，4個(gè)試驗(yàn)組丙酸含量上升，丁酸含量呈下降趨勢(shì)，表明添加青貯劑能有效限制真菌和腐敗菌的生長(zhǎng)，改善全株青貯玉米的發(fā)酵品質(zhì)，其中，添加GMDL-25和先牧1168處理組乙酸和丙酸升高趨勢(shì)明顯，說(shuō)明這兩種青貯劑在有效抑制真菌和有害菌生長(zhǎng)、保證青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)方面具有重要作用。

4 結(jié)論

添加4種青貯劑均能有效抑制全株青貯玉米中酵母菌的生長(zhǎng)，其中先牧1168和GMDL-25青貯劑能顯著提高全株青貯玉米的感官品質(zhì)和乳酸菌數(shù)量，提升乙酸和丙酸含量，降低丁酸含量，有效抑制有害微生物的生長(zhǎng)，提高青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)水平。自制的GMDL-25能有效提高全株玉米的青貯品質(zhì)。關(guān)于這種青貯菌制劑的使用和推廣有待進(jìn)一步的研究。