添加油橄欖果渣對(duì)玉米秸稈青貯品質(zhì)的影響

何玉鵬，葉文斌，蘇滿春，陳文東，王讓軍，王 昱

（隴南師范高等專科學(xué)校農(nóng)林技術(shù)學(xué)院 / 隴南特色農(nóng)業(yè)生物資源研究開發(fā)中心, 甘肅 隴南 742500）

油橄欖(Olea europaea)是木犀科木犀欖屬的常綠喬木，其鮮果經(jīng)過冷榨制成的果油既是優(yōu)質(zhì)的食用油，又是重要的工業(yè)原料，被譽(yù)為“液體黃金”[1]。我國(guó)油橄欖總種植面積已達(dá)8 萬hm2，年產(chǎn)鮮果4.7 萬t，年產(chǎn)橄欖油6 677.38 t[2]。在鮮果冷榨出油的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，其中果渣占鮮果重35%～40%[3]，這些果渣尚未被高值化利用[4]。研究發(fā)現(xiàn)，油橄欖果渣含有較豐富的粗蛋白質(zhì)、代謝能、粗脂肪、粗纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中組成蛋白質(zhì)的氨基酸有17 種，氨基酸的構(gòu)成接近于最佳蛋白質(zhì)的氨基酸模式[5-6]。此外，油橄欖果渣中含有羥基酪醇、橄欖苦苷、總黃酮等具有抗氧化、抑菌、降血糖和降血脂等作用的生物活性物質(zhì)，有助于增強(qiáng)動(dòng)物體質(zhì)、提高生長(zhǎng)性能[6-10]。因此，油橄欖果渣具有較高的飼料化利用價(jià)值。然而，油橄欖果渣不易貯存，暴露于空氣后的幾天內(nèi)會(huì)迅速酸敗，使其在動(dòng)物飼料中的使用受到限制。已有大量的研究對(duì)油橄欖果渣進(jìn)行了物理、化學(xué)和微生物制劑處理，如干燥[11-12]、脫脂[10,13]、脫殼[14-15]、堿化[16-17]、酶制劑[18]、益生菌[19]，但是，這些措施存在成本高或養(yǎng)分損失較大的缺點(diǎn)。

青貯是一種低成本、長(zhǎng)期保存新鮮多汁飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法。Symeou 等[20-21]和Neofytou 等[22-23]分別對(duì)青貯油橄欖果渣飼喂綿羊和奶牛進(jìn)行了試驗(yàn)研究，但均未涉及青貯發(fā)酵品質(zhì)研究。經(jīng)測(cè)定，油橄欖果渣的含水量?jī)H為47.44%，水溶性碳水化合物含量?jī)H為2.4 g·kg-1，需要與含水量高、含糖量高的作物或添加劑混合青貯才能調(diào)制優(yōu)質(zhì)的青貯飼料。玉米(Zea mays)秸稈的收獲期與油橄欖果渣一致，兩者混合青貯不但能避免油橄欖果渣存放和加工導(dǎo)致的氧化酸敗、養(yǎng)分損失和成本增加，而且能將油橄欖果渣中的養(yǎng)分與生物活性成分保存在青貯玉米秸稈中，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但目前國(guó)內(nèi)外鮮見關(guān)于油橄欖果渣與玉米秸稈混合青貯的研究，尤其有關(guān)油橄欖果渣營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物活性物質(zhì)對(duì)混合青貯或玉米秸稈影響的研究。本研究旨在探索調(diào)制油橄欖果渣與玉米秸稈混合青貯飼料的適宜比例，為油橄欖果渣飼料化利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

油橄欖果渣和玉米秸稈均采于2020 年10 月18 日。油橄欖果渣由甘肅省隴南市隴錦園油橄欖開發(fā)有限責(zé)任公司提供。玉米秸稈采自甘肅省隴南市成縣城關(guān)鎮(zhèn)梁旗村(33°45′24″ N，105°44′49″ E，海拔1 069 m)，于籽實(shí)收獲后莖稈下部有2～3 片枯葉時(shí)刈割。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與青貯飼料的調(diào)制

采用單因子隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)5 個(gè)處理組，分別為玉米秸稈(對(duì)照組，C)、5%油橄欖果渣 + 95%玉米秸稈(T5)、10%油橄欖果渣 + 90%玉米秸稈(T10)、20%油橄欖果渣 + 80%玉米秸稈(T20)、30%油橄欖果渣 + 70%玉米秸稈(T30)，每個(gè)處理4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)300 g，添加比例以原料鮮重計(jì)算。將玉米秸稈切短至1～2 cm，與鮮油橄欖果渣(粒度為3 mm)混合均勻，逐層裝入聚乙烯青貯袋(20 cm × 40 cm)中，用真空泵抽真空后密封，置于11～16 ℃室內(nèi)避光保存。

1.3 樣品處理

鮮油橄欖果渣和玉米秸稈采樣后立即測(cè)定干物質(zhì)(dry matter, DM)、粗蛋白質(zhì)(crude protein, CP)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)、pH、緩沖能值(buffering capacity, BC)和水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)含量。

在青貯的第45 天打開青貯袋，按照劉建新等[24]的研究方法取樣，待測(cè)定DM、CP、NDF、ADF 和WSC 含量。浸提液于-20 ℃冷凍保存，待測(cè)定氨態(tài)氮(ammonia nitrogen, NH3-N)、乳 酸(lactic acid, LA)、乙酸(acetic acid, AA)、丁酸(butyric acid, BA)含量。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

DM 采用王成等[25]的方法測(cè)定。CP 采用凱氏定氮法[26]測(cè)定。NDF 和ADF 采用Van Soest 等[27]的方法測(cè)定。半纖維素是NDF 和ADF 差值。青貯前原料的pH 采用Playne 和McDonald[28]的方法測(cè)定。BC 采用滴定法[28]測(cè)定。WSC 采用蒽酮－硫酸法[29]測(cè)定。青貯后pH 用酸度計(jì)測(cè)定。感官評(píng)分采用劉建新等[24]的方法。NH3-N 采用苯酚－次氯酸鈉比色法[30]測(cè)定，結(jié)果用NH3-N ∶ TN 表示。LA 采用對(duì)羥基聯(lián)苯比色法[31]測(cè)定。AA 和BA 采用何玉鵬等[32]的方法測(cè)定。發(fā)酵系數(shù)(fermentation coefficient, FC) =DM+ 8 ×WSC/BC[33]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用SPSS 27.0 進(jìn)行單因素方差分析，以P＜0.05表示差異顯著。當(dāng)方差分析差異顯著時(shí)用Duncan法進(jìn)行多重比較。結(jié)果用“平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料的營(yíng)養(yǎng)成分與青貯特性

油橄欖果渣的DM、EE、NDF、ADF、FC 高于玉米秸稈，而CP、WSC、半纖維素、pH、BC 低于玉米秸稈(表1)。與玉米秸稈相比，添加油橄欖果渣提高了青貯原料的DM 含量和FC，降低了青貯原料的WSC 含量和BC (表2)。

表1 青貯前原料的營(yíng)養(yǎng)成分與青貯特性Table 1 The nutrient content and silage characteristics of the original materials before ensiling

表2 青貯前混合原料的青貯特性Table 2 The silage characteristics of the mixtures before ensiling

2.2 添加油橄欖果渣對(duì)玉米秸稈青貯飼料感官評(píng)分的影響

所有處理組的總評(píng)分均在良好及以上等級(jí)，C(對(duì)照組)和T5、T10的評(píng)分等級(jí)為優(yōu)，而T20和T30的評(píng)分等級(jí)為良(表3)。C 的總評(píng)分顯著高于T20和T30(P＜ 0.05)，T5、T10的總評(píng)分顯著高于T30，其他各組間差異不顯著(P＞ 0.05)。在氣味上，C、T5、T10和T20均有酸香味，但隨著油橄欖果渣添加比例的提高，醋酸味逐漸增加，C 的氣味評(píng)分顯著高于T20和T30。在色澤上，各組均具有亮黃色或淺黃色且差異不顯著。在質(zhì)地上，各組均松散不粘手，但T20和T30的葉片結(jié)構(gòu)不清晰，C 和T5的質(zhì)地評(píng)分顯著高于T20和T30，C 和T5、T10的質(zhì)地評(píng)分差異不顯著。在水分上，各處理組水分含量均低于70%，評(píng)分均為滿分。在pH 上，C、T5、T10和T20的評(píng)分顯著高于T30。

表3 添加油橄欖果渣對(duì)玉米秸稈青貯飼料感官評(píng)分的影響Table 3 Effect of olive cake on the sensory score of corn stalk silage

2.3 添加油橄欖果渣對(duì)玉米秸稈青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響

總體而言，隨著油橄欖果渣添加量的提高，青貯發(fā)酵品質(zhì)逐漸下降(表4)。然而，NH3-N ∶ TN 有不同的趨勢(shì)，添加油橄欖果渣降低了NH3-N ∶ TN，T20和T30的NH3-N ∶ TN 顯著低于C (P＜ 0.05)，C 和T5、T10的NH3-N ∶ TN 差異不顯著(P＞ 0.05)，試驗(yàn)組之間的NH3-N ∶ TN 差異不顯著。

表4 添加油橄欖果渣對(duì)玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 4 Effect of olive cake on the fermentation quality of corn stalk silage

T30的pH 顯著高于其他處理(P＜ 0.05)，T10和T20的pH 顯著高于C 和T5(表4)。試驗(yàn)組的LA 含量顯著低于C 組，T5、T10和T20的LA 含量差異不顯著(P＞ 0.05)，T10、T20和T30的LA 含量差異不顯著。各組AA 含量差異不顯著，且均未檢測(cè)到BA 含量(表4)。C 和T5的LA ∶ AA 顯 著 高 于T10、T20和T30，T10和T20的LA ∶ AA 顯著高于T30(表4)。

2.4 添加油橄欖果渣對(duì)玉米秸稈青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響

隨著油橄欖果渣添加量的提高，混合青貯飼料的DM、NDF、ADF 含量顯著增加(P＜ 0.05)，而WSC含量顯著降低(表5)。T30的DM 含量顯著高于其他處理，T10和T20的DM 含量顯著高于C，T5、T10、T20的DM 含量差異不顯著，C 和T5的DM 含量差異不顯著(P＞ 0.05)。C 的WSC 含量顯著高于試驗(yàn)組，T5的WSC 含量顯著高于T20、T30，其他各組間差異不顯著。T10、T20和T30的NDF 含量顯著高于T5和C，T5的NDF 含量顯著高于C，T10和T20、T20和T30的NDF 含量差異不顯著。T20和T30的ADF 含量顯著高于T10、T5和C，T10的ADF 含量顯著高于T5和C，T5的ADF 含量顯著高于C。

表5 添加油橄欖果渣對(duì)玉米秸稈青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響Table 5 Effect of olive cake on the nutritional value of corn stalk silage

3 討論

3.1 添加油橄欖果渣對(duì)原料青貯特性的影響

青貯發(fā)酵品質(zhì)受原料青貯特性的影響，青貯特性受化學(xué)成分、收獲期、田間管理措施、附著微生物、氣候條件和青貯調(diào)制技術(shù)等多重因素的影響[34-35],其中原料的化學(xué)成分是決定青貯發(fā)酵潛力的根本因素，尤其原料的DM、WSC 含量和BC 是決定青貯成敗的關(guān)鍵指標(biāo)[36]，發(fā)酵潛力可以用發(fā)酵系數(shù)來評(píng)估，F(xiàn)C ＜ 35 為差，35 ＜ FC ＜ 45 為中，F(xiàn)C ＞ 45 為優(yōu)[35]，本研究中各組的發(fā)酵系數(shù)均大于45，說明均具有良好的發(fā)酵潛力，但采用發(fā)酵系數(shù)評(píng)價(jià)青貯特性還需考慮原料的DM、WSC 含量和BC 這3 個(gè)指標(biāo)是否在適宜范圍之內(nèi)。常規(guī)青貯的禾本科原料適宜DM 含 量 為250～350 g·kg-1[37]，這 既 能 避 免DM 含量過高難以壓實(shí)造成的厭氧環(huán)境不足的問題，又能避免DM 含量過低腐敗菌發(fā)酵、DM 流失造成的乳酸菌繁殖受限的問題。青貯原料的WSC 高于10 g·kg-1[38]、BC 低于350 mE·kg-1[39]才能為乳酸菌發(fā)酵提供足夠的底物，產(chǎn)生的LA 足以使pH 降低，從而抑制各類微生物的生存與繁殖。本研究中，油橄欖果渣的DM 含量為525.6 g·kg-1，與張華玲等[6](506.6 g·kg-1)、Neofytou 等[22](522.6 g·kg-1)的結(jié)果相近。WSC 含量為2.4 g·kg-1，與張華玲等[6](2.5 g·kg-1)的結(jié)果相近。綜上所述，油橄欖果渣的DM 和WSC含量均不滿足常規(guī)青貯的條件，不適合單獨(dú)青貯。然而，油橄欖果渣的BC (150.9 mE·kg-1)達(dá)到了常規(guī)青貯的條件。玉米秸稈的DM、WSC 含量和BC 均符合常規(guī)青貯的條件，添加油橄欖果渣后，提高了DM 含量，降低了BC，改善了發(fā)酵系數(shù)，當(dāng)添加30%油橄欖果渣后，DM 含量達(dá)到366.2 g·kg-1，超過了最適宜青貯的DM 條件。

3.2 添加油橄欖果渣對(duì)青貯發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響

青貯飼料的氣味、色澤、質(zhì)地等感官評(píng)分對(duì)家畜的適口性和采食量影響較大。本研究中，玉米秸稈采于剛收獲果穗后植株下部有2～3 片枯葉時(shí)，青貯感官評(píng)分等級(jí)為優(yōu)，與杜昭昌等[40]的研究結(jié)果一致，但與郭睿等[41]的研究結(jié)果不一致，這與玉米秸稈的收獲期不同有關(guān)。添加油橄欖果渣降低了感官評(píng)分，但添加5%和10%油橄欖果渣處理組與玉米秸稈組差異不顯著，感官評(píng)分等級(jí)均為優(yōu)，說明最高添加10%的油橄欖果渣對(duì)玉米秸稈青貯飼料的感官評(píng)分無影響。

青貯飼料的pH 越低，發(fā)酵品質(zhì)越好，pH ＜ 4.2時(shí)青貯飼料質(zhì)量為優(yōu)等[42]。pH 的降低與乳酸菌利用發(fā)酵底物產(chǎn)生乳酸的量密切相關(guān)[36]。本研究中，隨著油橄欖果渣添加比例的提升，pH 逐漸升高，其中T20、T10、T5和C 的pH 均低于4.2，而T30的pH 高于4.2，這可能與添加30%的油橄欖果渣使得混合青貯飼料的生物活性物質(zhì)[3]和單寧酸[43]含量增加抑制了乳酸菌的繁殖有關(guān)。本研究中，隨著油橄欖果渣比例的提高，乳酸含量和LA ∶ AA 逐漸降低，可能原因是WSC 的降低使得乳酸菌發(fā)酵底物減少。從pH、LA 和AA 指標(biāo)分析，油橄欖果渣的添加比例最高以不超過20%為宜。

NH3-N ∶ TN 和BA 是表征青貯飼料蛋白質(zhì)分解為非蛋白質(zhì)含氮化合物情況的指標(biāo)，其值越低，植物蛋白的酶解和氨基酸的分解比例越少，蛋白質(zhì)降解型梭菌的代謝產(chǎn)物丁酸越少[44]，發(fā)酵品質(zhì)越好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。劉建新等[24]制定的青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中NH3-N ∶ TN 小于50 g·kg-1評(píng)定為滿分，優(yōu)質(zhì)青貯飼料的NH3-N ∶ TN 小于100 g·kg-1，BA 含量低于10 g·kg-1[45]。本研究中，隨著油橄欖果渣比例的提高，NH3-N : TN 逐漸降低，僅T20組和T30組的NH3-N ∶ TN 小于50 g·kg-1，這可能與油橄欖果渣的生物活性物質(zhì)抑制了乳酸菌、梭菌的繁殖，降低了蛋白質(zhì)的分解有關(guān)[44]。各組的BA 含量均未檢測(cè)到，可能原因是BA 含量低于儀器可識(shí)別的檢測(cè)最小值，說明梭菌的繁殖受到了抑制，這可能與較低的pH[46]和油橄欖果渣中的生物活性成分的抑菌作用有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

各處理組間粗蛋白質(zhì)含量差異不顯著，但NH3-N ∶ TN隨著油橄欖果渣添加比例的升高而顯著降低，這可能與油橄欖果渣對(duì)梭菌的抑制存在劑量效應(yīng)有關(guān)。纖維成分是反芻動(dòng)物重要的養(yǎng)分，但是過高的纖維含量會(huì)降低飼料的消化率。本研究中，由于油橄欖果渣較高的纖維含量，隨著油橄欖果渣添加比例的升高，混合青貯飼料的NDF 和ADF 含量顯著提高。本研究中，各處理組青貯飼料WSC 含量隨油橄欖果渣添加比例的上升顯著下降，可能的原因是隨著油橄欖果渣添加比例的提高，pH 上升，有害微生物數(shù)量增加，對(duì)WSC 的消耗量也逐漸提高。

4 結(jié)論

本研究條件下，綜合評(píng)價(jià)感官評(píng)分、發(fā)酵指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，油橄欖果渣的最高添加比例為20%，油橄欖果渣與玉米秸稈的混合青貯，為油橄欖果渣的飼料化利用提供了策略。