青貯飼料添加劑的應用進展
摘要:青貯飼料因營養價值高、成本低且不受季節和氣候的限制，廣泛應用于反芻動物生產中;但其制作過程中涉及物質的降解、益生菌的發酵等過程，故在制作青貯飼料過程中常使用青貯添加劑。青貯添加劑對青貯飼料起防腐、促進發酵、提高適口性等作用。青貯添加劑按其作用可以分為:抑制性添加劑、促進性添加劑、營養性添加劑。作者綜述了近幾年來青貯飼料添加劑的種類、作用、應用效果及今后的發展方向。
關鍵詞:青貯飼料;添加劑;作用效果
青貯飼料是在密閉環境下通過厭氧發酵使作物秸稈中的糖類轉化為乳酸，產生酸性環境，抑制和殺死各種有害微生物的繁殖而達到保存新鮮飼料及青綠牧草營養成分的一種技術(Weddell等，1991);這種飼料基本保留了青綠飼料原有的青綠、多汁、營養豐富等特點，而且青貯飼料來源豐富，在制作時可將秸稈的色澤及葉片保留。青貯飼料柔軟多汁、氣味酸甜、芳香且適口性好，能促進動物消化腺的分泌，提高飼料的消化率，其制作方法簡便且不受氣候和季節的限制，故被廣泛應用。但青貯飼料的制作過程中涉及到飼料中部分營養物質如植物細胞壁的降解、微生物的發酵等過程，會直接影響青貯飼料品質的好壞，故在進行青貯飼料的加工制作過程中常使用添加劑對青貯過程進行調控。青貯添加劑可以用來提高青貯的營養物質，可以有效的促進青貯的發酵，改善青貯品質(增加需氧穩定性)，并提高飼料的適口性(Henderson，1993)。
1·青貯添加劑的種類及特點青貯飼料添加劑的種類較多，分類方法也很多。目前常用的青貯添加劑按作用效果將其分為3類。
①抑制性添加劑:可抑制青貯發酵過程中好氧微生物的活力及不良微生物的發酵，從而有效防止青貯腐敗，最后起到保存飼料營養價值的目的。常用的抑制性添加劑主要為防腐劑類，如甲醛和有機酸類的甲酸、乙酸，丙酸等及無機酸鹽等(Hiraoka等，2010);②促進性添加劑:此類添加劑可以促進乳酸菌對可溶性糖的發酵，主要有乳酸菌、酶制劑等;③營養性添加劑:能夠適當改變飼料適口性，同時還可增加青貯飼料的營養，如糖蜜、食鹽、尿素等。
2·各種青貯飼料添加劑的應用效果
2．1抑制性添加劑
2．1．1甲酸甲酸又稱蟻酸，具有較強的還原能力，是國外普遍使用的一種抑制性添加劑。Sarah等(1992)在青貯飼料中添加甲酸，可以顯著降低青貯飼料的pH、非蛋白氮、氨氮濃度，同時這種處理還可有效降低青貯蛋白質的降解率。Nadeau等(2000)研究結果表明，甲酸不僅能夠降低青貯pH(pH＜4．2)和提高乙酸濃度，還可顯著提高乳酸濃度，有效抑制不良微生物的的繁殖生長。甲酸添加量占青貯新鮮原料的5%時，可保留更多的可溶性碳水化合物和粗蛋白質，并且能提高青貯中乙酸的產量(Ak-su等，2006)。在青貯中添加甲酸還可以提高中性洗滌纖維含量和干物質保存率，并能顯著降低青貯硝酸鹽含量，有效改善青貯的發酵品質(秦立剛等，2010)。
2．1．2乙酸和丙酸
乙酸作為一種抑制性添加劑不僅可以抑制不良微生物的生長，有效增加青貯的需氧穩定性(Danner等，2003)，還能夠改善青貯飼料的發酵品質。丙酸比甲酸及其他無機酸的酸性弱，但依舊是一種有效的抗真菌劑，在抑制青貯飼料好氧性腐敗方面具有良好的效果，并且丙酸可以顯著提高青貯的需氧穩定性(Kung等，2000，2004)。研究結果表明，添加丙酸對增加青貯乳酸含量、降低青貯pH和氨態氮濃度的效果均優于乙酸(郭艷萍等，2010)。一般而言，丙酸的添加量為青貯原料的0．5%～0．6%時，就可有效抑制不良微生物的繁殖，有效防止青貯飼料的腐敗變質(Mills等，2002)。
2．1．3甲醛
甲醛是國內外使用較為普遍的消毒劑，也是一種抑制性發酵劑。甲醛可以抑制青貯過程中各種微生物的活動，改善青貯飼料的氣味、結構、色澤，能夠有效防止青貯飼料中粗蛋白質的降解(張樹攀等，2009);楊富裕等(2004)把甲酸與甲醛混合劑用于青貯發酵，能降低青貯料的氨態氮含量，保證更多的可溶性碳水化合物和粗蛋白質，能夠明顯改善和提高青貯料的發酵品質，這與張樹攀等(2009)的研究結果基本相同。甲酸與甲醛混合用于青貯的效果顯著高于甲酸單獨青貯。國外研究結果表明，用甲酸與甲醛的混合添加劑處理的青貯牧草飼喂奶牛后，奶牛日增重和產乳量分別比對照組提高67%和5%(Weddell等，1991)。
最近，Knicky等(2011)研究結果發現，苯甲酸鈉、山梨酸鉀、亞硝酸鈉3種鹽類混合添加劑對各種飼料作物的青貯發酵效果品質具有改善作用，可以顯著降低青貯pH、氨氮、丁酸和乙醇濃度及梭狀芽孢桿菌數，還能減少干物質損失。因此，苯甲酸鈉、山梨酸鉀等也可作為青貯較好的抑制性添加劑。
2．2促進性添加劑
2．2．1乳酸菌
在青貯過程中增加乳酸菌，可以有效降低青貯中pH，增加乳酸的產量，以取得早期乳酸發酵的優勢，有效抑制有害微生物的繁殖(Kung等，2004)。乳酸菌依發酵糖生產乳酸的能力可將乳酸菌分為兩類，一類是同質型發酵乳酸菌(homo-fermentative lactic acid bacteria)，如植物乳桿菌、戊糖片球菌等;另一類是異質型發酵乳酸菌(hetero-fermentative lactic acid bacteria)，如布氏乳桿菌等(Keles等，2011)。
研究結果表明，乳酸菌能減少酵母菌和霉菌的產生，有效抑制腸球菌和肺炎克雷伯菌等有害細菌及其他微生物的生長(張濤等，2009;Filya等，2006)，顯著增加青貯中乙酸和丙酸的含量(Kung等，2007)，并有效提高青貯需氧穩定性(Tabacco等，2011)。Kleinschmit等(2006)用含小于100000CFU/g(LB1)和大于100000 CFU/g的布氏乳桿菌(LB2)分別對玉米和青草青貯進行研究，結果表明，這兩種處理均會降低玉米青貯中乳酸濃度，但不降低青草青貯中乳酸濃度，且兩種處理均增加了玉米青貯乙酸的含量，但對丙酸、氨態氮、水溶性碳水化合物的含量沒有影響。LB2處理的青貯玉米有氧穩定性極顯著優于LB1和對照組。張濤等(2009)將布氏乳桿菌與植物乳桿菌聯合對苜蓿進行青貯，與這二者單獨青貯的效果相比，結果表明，聯合青貯的效果均優于單獨青貯的效果，能有效降低pH、氨態氮濃度并能產生更多的乳酸，尤其能顯著提高青貯有氧穩定性。Schmidt等(2010)用布氏乳桿菌(LB)及布氏乳桿菌和戊糖片球菌的混合菌(LBPP)對全株玉米的青貯效果進行研究，結果表明，用LB和LBPP處理的玉米青貯其乳酸、丙二醇含量顯著高于對照組，乙醇含量與酵母菌的數量顯著低于對照組，用LBPP處理的玉米青貯有氧穩定性好于用LB單獨青貯的效果。但也有研究結果表明，用異質性乳酸菌(heLAB)和同質性乳酸菌ho LAB混合菌(he+hoLAB)處理的干草青貯發酵效果與單獨使用同質型乳桿菌(hoLAB)的發酵效果和單獨使用異質性乳酸菌(heLAB)略差一些(Conaghand等，2010)。
2．2．2酶制劑
飼料作物中的糖大多以纖維素形式存在于植物細胞壁中，只有受酶作用分解后才能被乳酸菌所利用。青貯用的酶包括纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、淀粉酶及包含這幾種酶的纖維復合酶(門宇新等，2007)。纖維素酶類能將植物纖維素、木質素等不可溶碳水化合物分解為可溶性碳水化合物，并且可以顯著降低青貯飼料中酸性洗滌纖維(acid detergent fibre，ADF)與中性洗滌纖維(neu-tral detergent fibre，NDF)，青貯中的酶制劑最終也能轉化為青貯飼料中的有效成分(Kung等，2001)。有研究結果表明，在青貯飼料中添加乳酸菌和纖維素酶對黃曲霉毒素的產生有抑制作用(韓立英等，2010)。也有研究結果證明，當在青貯中分別添加10和20 mL/kg纖維素酶，NDF含量分別減少了13%和30%;用纖維素酶與甲酸的聯合青貯降低了NDF含量和增加了糖含量，并大大改善了紫花苜蓿青貯的發酵效果(Nadeau等，2000)。Adesogan等(2003)將木聚糖酶、淀粉酶和布氏乳桿菌等的混合接種劑(BB)與糖蜜分別處理青貯，結果發現，BB和糖蜜均能有效的提高青貯的發酵及青貯飼料的質量，將BB和糖蜜的混合添加劑進行青貯發酵，其發酵效果不如用BB或糖蜜單獨青貯的效果好。楊杰等(2007)用含纖維素酶、戊糖片球菌、植物乳桿菌、生長促進劑等多種成分(活菌總數≥109 CFU/g)的復合添加劑對不同含水量的黑麥進行了處理，研究結果表明，添加復合青貯劑，可以使含水量為73%和64%黑麥青貯感官品質優于其他處理組;在黑麥含水量為73%的條件下，青貯中乳酸菌含量高于其他處理組，pH較常規青貯降低了1．13，NDF含量降低2．03%，氨態氮濃度降低3．10%?？偨Y以上研究結果表明，酶制劑可以有效促進青貯的發酵，但單獨使用時青貯的需氧穩定性比較差，因此使用酶制劑時，需要與其他青貯添加劑聯合使用。
2．3營養性添加劑
2．3．1碳水化合物
可作為營養性添加劑的碳水化合物種類很多，有糖蜜、麥麩和玉米面等。糖蜜是甜菜、甘蔗等制糖工業的副產品，其中主要成分是蔗糖，還含有40%～46%的葡萄糖、果糖等，另外也含有少量蛋白質、礦物質、維生素等其他營養成分(蔣振山，2000)。在青貯中添加3%糖蜜能夠有效防止水溶性碳水化合物和干物質的降解，顯著降低青貯料pH與氨氮含量，有效加快NDF和ADF的降解程度，顯著提高干物質與粗蛋白質含量，提高青貯飼料的適口性，能有效改善和提高青貯飼料的品質(Bay-tok等，2005);當青貯中添加7．5%的糖蜜時，可以有效降低干物質降解及增加需氧穩定性(P＜0．05)(Arbabi等，2008)。Huisden等(2009)研究結果證明，用糖蜜處理的青貯其灰分、淀粉含量及乳酸和乙醇的含量顯著高于其他組，但用糖蜜處理的青貯與對照組一樣，其具有較多的酵母菌，這些青貯在30 h內會隨著溫度的升高而變質腐敗，因此糖蜜處理的青貯有氧穩定性比較差。總之，糖蜜的添加只增加了乙醇和乳酸的含量但沒有增加青貯的需氧穩定性。使用先鋒11C33和糖蜜的混合添加劑時，不僅增加乳酸含量，還使青貯需氧穩定性增加。用糖蜜和乳酸菌的混合制劑處理的青貯組比糖蜜單獨處理的青貯有更低的pH及更高的乳酸產量(Bureenok等，2011)，因此在青貯過程中使用糖蜜作為添加劑時，也需要與其他添加劑聯合使用，方能夠起到促進發酵，又能避免由于其有氧穩定性太差而造成的腐敗。
2．3．2含氮化合物等
含氮化合物多為營養性添加劑，如尿素、氨水等。尿素不僅能夠提高青貯中乳酸含量及抑制不良微生物的繁殖和生長，還可顯著提高青貯飼料中粗蛋白質含量;尿素在尿素酶的作用下可分解成CO2和NH3，這也利于青貯料的貯存(Armando等，2011)。添加0．5%的尿素不僅提高了青貯飼料中粗蛋白質含量，同時也顯著提高動物的消化率(郭艷萍等，2010)。Armando等(2011)用尿素對甘蔗青貯飼料進行了0、20、40、60 d的試驗，結果表明，粗蛋白質和乳酸含量隨著青貯時間的推移顯著增加，但青貯時間的推移并不影響青貯中NDF和ADF的含量;用尿素添加劑處理的青貯飼料飼喂奶牛對牛奶成分和牛奶品質無不良影響。在青貯產中添加0．3%～0．5%氨水能抑制好氧微生物的生長，也可增加青貯飼料的粗蛋白質含量，提高青貯飼料營養價值(郭天龍等，2009)。在青貯飼料中添加某些鹽類可以有效補充飼料中礦物質元素的不足。鄧衛東等(2002)研究結果表明，在甘蔗青貯中添加0．5%丙酸鈣能顯著提高青貯中鈣的含量;添加0．6%的尿素和1%的石灰，粗灰分和鈣含量顯著增加，并能顯著降低無氮浸出物的含量。青貯中添加石灰石不僅能夠補充鈣，還能緩解青貯飼料的酸堿度，可使青貯持續的發酵。
3·結語
隨著人們生活水平的提高，動物性產品的需求量不斷增加，這就要求大力發展畜牧業和飼料業，但中國對發酵飼料及添加劑的研究剛剛起步，青貯飼料及添加劑等方面的研究和應用還存在一些不足。首先，各種青貯飼料添加劑在不同青貯作物中的用量還不夠明確;其次，中國使用的青貯添加劑有部分效果雖好但成本過高。因此如何合理有效地使用青貯添加劑及多種添加劑的聯合使用，開發研究出經濟實用的青貯添加劑等問題還需要繼續探索，這將對青貯飼料的發展和反芻動物的生產具有重要的意義和較高的經濟價值。
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