不同添加劑對雜交構(gòu)樹青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響
飼料資源短缺是制約畜牧業(yè)發(fā)展的重要因素之一，大力開發(fā)綠色、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)木本飼料資源對我國畜牧業(yè)發(fā)展具有重要意義。構(gòu)樹[Broussonetiapapyrifera （L.）Vent.]又稱楮樹，桑科植物，雌雄異株的落葉喬木，有的地方稱“皮樹”、“麻葉樹”、“醋桃樹”。雜交育種培育出的雜交構(gòu)樹具有適應(yīng)性強(qiáng)、耐干冷、耐濕熱、根系發(fā)達(dá)、生物量大、耐刈割等特點(diǎn)。構(gòu)樹葉是優(yōu)質(zhì)的飼料原料，研究發(fā)現(xiàn)構(gòu)樹葉中粗蛋白質(zhì)含量超過20％，可與苜蓿媲美，富含氨基酸、維生素和微量元素，是一種極具開發(fā)價(jià)值的非常規(guī)林業(yè)蛋白質(zhì)飼料資源。構(gòu)樹也是一種傳統(tǒng)中草藥，構(gòu)樹葉中有多種黃酮類化合物、生物堿、多糖、不飽和脂肪酸等活性成分，具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、降血糖、降血壓、增強(qiáng)免疫力、延緩衰老等藥理活性 。國務(wù)院扶貧辦將構(gòu)樹扶貧工程列入2015 年我國十項(xiàng)精準(zhǔn)扶貧工程之一。近幾年，我國加大了規(guī)模化推廣雜交構(gòu)樹產(chǎn)業(yè)力度，“十三五”期間我國雜交構(gòu)樹種植面積將超過500萬hm2。在我國農(nóng)村長期以來就有用構(gòu)樹葉喂養(yǎng)豬、牛、羊的習(xí)慣，由于構(gòu)樹葉蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有經(jīng)過生物發(fā)酵處理的構(gòu)樹葉畜禽食用后消化吸收利用率不高 。將全株雜交構(gòu)樹粉碎，添加不同添加劑發(fā)酵處理對雜交構(gòu)樹青貯效果的研究報(bào)道很少。本文主要探討不同添加劑對雜交構(gòu)樹青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響，為促進(jìn)雜交構(gòu)樹的大規(guī)模種植和綜合利用提供理論參考。
1 材料與方法
1.1 材料
青貯原料：2017 年7 月份采自北京市大興區(qū)人工種植的雜交構(gòu)樹，待株高長至1.6 m 左右，利用青飼料收獲機(jī)進(jìn)行全株收割粉碎，留茬高度為15 ～ 20 cm，粉碎長度1 ～ 2 cm，pH 為7.35，其營養(yǎng)組成及微生物組成見表1。
糖蜜：糖蜜為制糖副產(chǎn)品，主要成分為蔗糖，紅褐色黏稠液體，干物質(zhì)含量50. 01％，水溶性糖含量65.2％ （干物質(zhì)基礎(chǔ)），購于徐州某環(huán)保科技有限公司。
酶菌復(fù)合制劑：主要成分為乳酸菌、纖維素酶、木聚糖酶、β－葡聚糖酶，粉末狀，購自寧夏某有限公司。
防腐劑：主要成分為丙酸鈉、亞硝酸鈉和六亞甲基四胺，液態(tài)，購自德國某集團(tuán)。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與青貯方法
試驗(yàn)共分5 組，各組處理情況見表2。將各組所需青貯劑分別溶于200 mL 蒸餾水中，充分?jǐn)噭蚝螅鶆驀姙⒌?0 kg 原料中，混合均勻，對照組添加等體積蒸餾水。每1 000 g 原料裝入聚乙烯袋（24 cm×40 cm）中，每個(gè)組3 個(gè)重復(fù)，用真空封口機(jī)（型號DZ － 280 ／ 2SD） 抽真空封口，室溫貯藏60 d后開封取樣。在制作青貯時(shí)，取雜交構(gòu)樹原料樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室，－20 ℃ 保存待檢。
1.3 測定項(xiàng)目及其方法
1.3.1 營養(yǎng)成分分析
青貯飼料于60 ℃ 烘干48 h，過1 mm 篩粉碎。干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗灰分含量采用AOAC（1995） 方法測定。中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量采用范氏纖維素方法測定。
1.3.2 發(fā)酵品質(zhì)分析
青貯袋開啟后，準(zhǔn)確稱取20 g 雜交構(gòu)樹青貯，加入180 mL 蒸餾水中，用多功能攪拌機(jī)勻質(zhì)1 min。勻質(zhì)液用4 層紗布過濾，用雷磁PHS-3C精密pH 計(jì)測定濾液pH 。
濾液采用苯酚－次氯酸鈉比色法測定氨態(tài)氮含量。添加了亞硝酸鈉和六亞甲基四胺的青貯中的氨態(tài)氮含量需要按這些添加劑能產(chǎn)生的最大的氨態(tài)氮潛能來校正。如果用氨態(tài)氮含量占總氮的比例來表示蛋白質(zhì)水解度，未加校正的氨態(tài)氮含量會夸大蛋白質(zhì)的水解度。
可溶性碳水化合物含量采用蒽酮-硫酸法測定。
緩沖能采用鹽酸、氫氧化鈉滴定法測定。
使用SHIMADZE － 10A 型高效液相色譜儀（KC-811 色譜柱；柱溫50 ℃ ；流速1 mL ／ min；檢測波長210 nm；進(jìn)樣量為5 μL）分析乳酸、乙酸、丙酸和丁酸的含量。
1.3.3 微生物分析
將5g青貯樣品與45mL 無菌水混勻，在無菌水中做10-1～10-5系列梯度稀釋。使用平板涂布法進(jìn)行菌落培養(yǎng)。乳酸菌在MRS 培養(yǎng)基上、37 ℃ 、厭氧條件下培養(yǎng)48h；酵母與霉菌在PDA培養(yǎng)基上、30 ℃ 、厭氧條件下培養(yǎng)24h；好氧細(xì)菌在NA培養(yǎng)基上、30 ℃ 、好氧條件下培養(yǎng)24h。以可見菌落數(shù)計(jì)。
1.4 數(shù)據(jù)處理與分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.2 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行ANOVA分析，平均值間差異顯著性用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，以P ＜ 0. 05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 青貯前雜交構(gòu)樹主要營養(yǎng)成分和微生物組成
青貯前雜交構(gòu)樹主要營養(yǎng)成分及表面附著微生物組成見表1，青貯前雜交構(gòu)樹干物質(zhì)、水溶性碳水化合物及粗脂肪含量較低， 分別為21.18％ FW、4.18％ DM 和3.05％ DM；粗蛋白質(zhì)含量和緩沖能值較高， 分別為18. 55％ DM 和502.13 mE/kg DM；構(gòu)樹葉表面附著的乳酸菌為4.51 log （CFU/g FW），不足5log （CFU/gFW），而好氧細(xì)菌、酵母和霉菌的數(shù)量相對乳酸菌較多，分別為6.81和5.20 log （CFU/g FW）。
2.2 雜交構(gòu)樹青貯的營養(yǎng)成分
如表3 所示，對照組的粗蛋白質(zhì)含量顯著低于其他各組（P＜0. 05），F(xiàn)FJ 組的干物質(zhì)含量顯著高于其他各組（P＜0.05），F(xiàn)FJ 組和MTM 組的粗蛋白質(zhì)及粗脂肪含量顯著高于其他3 組（P＜0.05），M 組的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著低于其他各組（P＜0.05），粗灰分含量各組間無顯著差異（P＞0.05）。
2.3 雜交構(gòu)樹青貯的發(fā)酵品質(zhì)
如表4 所示，對照組pH 顯著高于其他各組（P＜0.05），F(xiàn)FJ 組的pH 最低；與對照組相比，各組的乳酸含量均顯著提高（P＜0.05）；M 組的乙酸含量顯著高于其他各組（P ＜0.05）；各組均未有丁酸檢出。FFJ 組的氨態(tài)氮/總氮顯著低于其他各組（P＜0.05）。
3.1 添加劑對雜交構(gòu)樹青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響
本試驗(yàn)中收割的雜交構(gòu)樹株高約1.6 m，枝葉幼嫩，干物質(zhì)含量較低。通常情況下，青貯原料中乳酸菌和水溶性碳水化合物含量越多，越容易青貯成功。一般來說，青貯原料上的乳酸菌數(shù)量至少要達(dá)到5 log （CFU/g FW）的水平，才能更好地促進(jìn)發(fā)酵進(jìn)程。
雜交構(gòu)樹青貯原料表面附著的乳酸菌數(shù)量為4.51 log （CFU/g FW），水溶性碳水化合物含量為4.18％，可見雜交構(gòu)樹青貯原料上附生的乳酸菌的數(shù)量較少，干物質(zhì)和水溶性碳水化合物含量低，粗蛋白質(zhì)含量較高，緩沖能高，屬于較難青貯原料。
在本試驗(yàn)中，M組、TM 組及MTM 組與對照組相比，pH 均有顯著降低，乳酸含量顯著提高，不同程度地提高了發(fā)酵品質(zhì)，各組中乳酸占總酸的比例高于70％，均表現(xiàn)為乳酸發(fā)酵類型， 陳雷等在全株玉米全混合日糧中添加乳酸菌顯著改善了發(fā)酵品質(zhì)，同時(shí)補(bǔ)充發(fā)酵底物葡萄糖、糖蜜可進(jìn)一步提高發(fā)酵品質(zhì)。同樣，Li 等在王草青貯中添加葡萄糖和糖蜜均顯著降低了pH，提高了乳酸含量。這與Lima 等的報(bào)道結(jié)果一致，主要是因?yàn)樘敲酆兔妇鷱?fù)合制劑的添加直接或間接為乳酸菌提供了更多的發(fā)酵底物或增加了乳酸菌的數(shù)量，從而產(chǎn)生了更多乳酸。較高的緩沖能及較低的乳酸生成使得對照組的pH 下降緩慢，從而未能有效抑制有害菌對蛋白質(zhì)的分解；加之原料本身高含水量和高蛋白質(zhì)含量，造成蛋白質(zhì)分解較強(qiáng)，因此對照組青貯過程中產(chǎn)生的氨態(tài)氮比較多。青貯飼料中氨態(tài)氮主要由植物酶對蛋白質(zhì)的降解和微生物分解利用蛋白質(zhì)和氨基酸產(chǎn)生，氨態(tài)氮/總氮反映了青貯飼料蛋白質(zhì)降解的程度。M 組、TM 組和MTM 組均保持較低的氨態(tài)氮/總氮，這可能是由于接種了乳酸菌或增加了發(fā)酵底物，產(chǎn)生更多乳酸，促進(jìn)了pH下降，進(jìn)而抑制了青貯過程中植物蛋白酶和微生物對蛋白質(zhì)和氨基酸的降解作用，減少了氨態(tài)氮的產(chǎn)生。
FFJ組青貯中加入丙酸鈉、亞硝酸鈉和六亞甲基四胺組成的混合添加劑，丙酸鈉在酸性條件下產(chǎn)生游離丙酸，丙酸鈉在酸性介質(zhì)中對各類霉菌、好氧芽孢桿菌或革蘭陰性桿菌有較強(qiáng)的抑制作用，六亞甲基四胺可水解為馬尿酸和甲醛，甲醛能使病原體蛋白質(zhì)變性而發(fā)揮非特異性抗菌作用，故FFJ 組pH 最低，丙酸占總酸的比例最高，蛋白質(zhì)降解少，干物質(zhì)保存最多。陳鵬飛等在光葉紫花苕青貯中加入乳酸菌和由苯甲酸鈉、丙酸鈉、亞硝酸鈉和六亞甲基四胺組成的混合物，降低了pH 和氨態(tài)氮的含量，提高了干物質(zhì)含量，這也與Lingvall 等的研究結(jié)果一致。
各組青貯中均沒有丁酸檢出，這可能與雜交構(gòu)樹本身富含黃酮類化合物有關(guān)。據(jù)報(bào)道，每千克構(gòu)樹葉提取物中含273 mg 黃酮類物質(zhì)，黃酮類化合物具有很好的抑菌作用，1.0％ 濃度的構(gòu)樹葉提取物的抑菌和防腐效果優(yōu)于濃度為0.1％的苯甲酸鈉，0.5％ 濃度及以上均可抑制細(xì)菌和霉菌生長，可見構(gòu)樹中含有黃酮類化合物是一種很好的天然防腐劑 。
3.2 添加劑對雜交構(gòu)樹青貯營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響
青貯干物質(zhì)的損失始于植物細(xì)胞的呼吸作用，需氧微生物利用碳源產(chǎn)生水、熱量和二氧化碳，破壞分解養(yǎng)分；在構(gòu)樹青貯中添加丙酸鈉、亞硝酸鈉和六亞甲基四胺，能更快完成pH 的下降過程，進(jìn)而抑制青貯過程中植物蛋白酶和微生物對蛋白質(zhì)和氨基酸的降解作用，減少干物質(zhì)損失，提高蛋白質(zhì)含量，同樣與對照組相比，添加酶菌復(fù)合制劑和糖蜜也顯著提高了粗蛋白質(zhì)的含量。董志浩等在桑葉青貯中添加乳酸菌和發(fā)酵底物降低了氨態(tài)氮/總氮，提高了干物質(zhì)含量。同樣，張新平等在苜蓿青貯中添加乳酸菌和纖維素酶，使青貯氨態(tài)氮含量顯著降低，并保存有較多的粗蛋白質(zhì)。
在青貯中添加纖維素酶有助于植物細(xì)胞壁的分解，使植物纖維成分含量下降，提高牧草的營養(yǎng)價(jià)值。Colombatto 等 研究了纖維素酶的添加對微生物發(fā)酵的影響，其結(jié)果表明纖維素酶的增加有助于中性洗滌纖維的降解，這與本試驗(yàn)中M 組中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量顯著低于對照組一致。也可能是由于較低的pH 形成的酸性環(huán)境促進(jìn)了細(xì)胞壁成分的酸解作用。
4 結(jié) 論
本試驗(yàn)中，在雜交構(gòu)樹青貯中添加糖蜜、酶菌復(fù)合制劑及防腐劑，在發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值方面均有明顯的改善；MTM 組和FFJ 組具有較低的pH，能更好地保存粗蛋白質(zhì)和干物質(zhì)，F(xiàn)FJ 組效果最好。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)建議，在雜交構(gòu)樹青貯中添加糖蜜＋酶菌復(fù)合制劑也能獲得優(yōu)質(zhì)青貯飼料。
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