不同添加剂对笋壳青贮发酵品质的影响

贾燕芳，石伟勇

(浙江大学 环境与资源学院 污染环境修复与生态健康教育部重点实验室，浙江 杭州 310029)

竹笋是我国传统的绿色森林蔬菜之一，被誉为素食第一品。

近年来，竹笋加工业大规模发展，每年的出笋季节，废弃笋壳堆积如山，成为各竹笋产区的一大污染源，对当地生态环境造成一定威胁。竹笋加工厂产生的笋壳、笋蔸等废料的粗蛋白比糠粉(2.03%)约高6倍，粗纤维含量比糠粉(45.26%)约低1/2多，其他微量元素和氨基酸成分也很丰富，开发笋壳饲料，具有广阔的前景［1］。但是，竹笋加工季节集中在3-5月，鲜笋壳含水量高，极易腐烂。

前人通过添加麸皮、稻秆［2］和氨水、尿素、碳酸氢铵进行氨化［3］青贮，为笋壳饲料的开发做了一些尝试。

近年来，国内外对丙酸、乳酸菌和酶制剂在青贮中的应用进行了较多的研究。丙酸作为一种高效的抗真菌挥发性脂肪酸，主要通过阻止酵母菌、霉菌等好氧性微生物对水溶性碳水化合物和乳酸的同化作用，有效地抑制青贮饲料中酵母菌和霉菌的活性，降低氨态氮含量，促进乳酸菌的繁殖［4］。而接种同型乳酸菌可以迅速增加原料表面的乳酸菌数目，使乳酸发酵占主导地位，从而达到降低p H值、抑制有害微生物的活动、保存营养价值的目的。当饲料原料中细胞壁成分含量高时，添加酶制剂可以降解饲料中的纤维素、半纤维素等成分为单糖等，供乳酸菌利用。因此，进行丙酸、乳酸菌和酶制剂对笋壳青贮料品质的影响试验，以便为各添加剂在竹笋保存中的应用提供理论依据。现将有关结果报道如下。

1 材料和方法

试验原料新鲜毛笋壳由丽水市六江源绿色食品有限公司提供。将鲜笋壳粉碎至2～3 cm阴干至含水量为80%左右。乳酸菌青宝2号，由陕西中瑞生物科技有限公司提供，乳酸菌含量为1 011 CFU·g-1。酶制剂，由浙江大学生命科学院提供，含微生物酶活力分别为:木聚糖酶活力为10 000 U·g-1，纤维素酶活力为5 000 U·g-1，葡聚糖酶活力为1 500 U·g-1。

试验设置5个处理:对照组 (CK)，添加等量蒸馏水;添加丙酸，量为0.5%(PA);添加乳酸菌，量为2.5 g·t-1(LAB);添加酶制剂，量为0.025%(E);复合添加乳酸菌2.5 g·t-1和酶制剂0.025%(E+LBA)。以上各添加量均以鲜笋壳计。重复3次，在真空聚乙烯袋中进行，每袋2.5 kg。喷洒、搅拌均匀后，笋壳用真空包装机脱气密封。青贮90 d，开袋检查。

按常规法测定笋壳青贮前后干物质 (DM)和粗蛋白 (CP)含量［5］，采用 Van Soest等［6］方法测定中性洗涤剂纤维 (NDF)和酸性洗涤剂纤维(ADF)，按Dubois等［7］方法测定水溶性碳水化合物 (WSC)含量。按青贮饲料质量评定标准制取浸提液后，测定pH值，并采用蒸馏法测定青贮笋壳的NH3-N和气相色谱法测定有机酸 (乳酸、乙酸、丙酸)含量。

青贮结束后，从色泽、气味、质地和霉变等方面参照青贮饲料质量评定程序［8］进行感官评定，同时多层多点取样，采集样品冷冻保藏待用。

采用DPS软件对试验数据结果进行统计分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 化学成分

阴干后鲜笋壳的干物质含量为175.5 g·kg-1，在干物质中 CP、WSC、NDF、ADF含量分别为132.7，28.3，708.4 和311.4 g·kg-1。

对比青贮前后笋壳的化学成成分 (表1)可知，对照组的笋壳DM、CP和WSC等破坏严重，而由于纤维等成分不易被微生物分解，随着可降解性成分的流失，纤维比重增加［9］，使 NDF和 ADF含量显著高于各试验组。添加丙酸组中，笋壳中CP、WSC等营养成分和DM流失量最低。酶制剂的添加使E组和E+LAB组笋壳NDF和ADF含量显著降低，并且，NDF减少量高于ADF，说明笋壳细胞壁多糖发生了一定的降解，且半纤维素降解多于纤维素［10］。值得一提的是，2组酶添加组中，WSC含量反而低于其他处理，可能是可降解的多糖转化为单糖后，虽然为笋壳表面附着的乳酸菌提供充足发酵底物，降低了笋壳的pH值，但是发酵底物的利用率不高，使WSC含量反而低于 PA和 LAB组。Shao等［11］在青贮黑麦草中直接添加葡萄糖，也得出类似结论。

2.2 感官评定

由化学成分特征可知，笋壳青贮料含水量高，水溶性碳水化合物含量低，这些特点将不利于笋壳直接进行青贮。经90 d的厌氧发酵，对照组笋壳呈褐色，散发氨味，底部已有渗滤液，说明腐败微生物活动剧烈，发酵品质较差。添加酶制剂组和乳酸菌+酶制剂复合组呈黄褐色，酸味较淡，而添加丙酸和乳酸菌组的笋壳呈亮黄色，散发酸香味，质地松软，无粘手现象。

2.3 发酵品质

青贮90 d后，不同处理的笋壳发酵品质结果见表2。对照组中，氨态氮/总氮 (NH3-N/TN)值显著高于其他处理，结合表1中CP含量明显低于鲜笋壳CP含量，说明腐败微生物分解笋壳蛋白活跃，并将其转化为挥发性NH3-N。同时，丁酸含量也显著高于各试验组，进一步说明笋壳以梭酸菌发酵为主，发酵品质差［12］。

添加丙酸、乳酸菌和酶制剂改善了笋壳的发酵品质，各处理的pH值均降至4.1以下，NH3-N含量也显著低于对照，但各个处理间差异并不显著。此外，各添加剂组中，乳酸均为主要的有机酸，尤其是LAB组中，乳酸含量显著高于其他组，说明接种的乳酸菌显著增加笋壳表面的乳酸菌数目，从而快速启动发酵。丙酸的添加使笋壳中NH3-N和丁酸含量达到最低，说明丙酸有效地抑制了笋壳青贮饲料中有害微生物的活性，改善了笋壳的发酵品质。相比于对照，酶制剂的添加增加了E和E+LAB 2个组中乳酸含量，降低了NH3-N/TN和丁酸含量，但2组中青贮笋壳的发酵品质不及单独添加乳酸菌组和丙酸组。

表1 笋壳青贮后化学成分的变化

表2 青贮笋壳的发酵品质

3 小结与讨论

在青贮饲料中，pH、NH3-N/TN比值和有机酸含量是评定品质优劣的重要指标。一般认为p H值、NH3-N/TN比值和有机酸中丁酸含量越低，乳酸占总有机酸比例越高，说明青贮过程中乳酸菌发酵占优势，青贮料品质就好［13］。

丙酸是一种高效的抗真菌挥发性脂肪酸，试验中添加0.5%丙酸不仅使青贮笋壳中蛋白、可溶性碳水化合物等营养成分和干物质总量流失最低，也将NH3-N和丁酸含量降到最低水平。Dong［13］和张静等［14］在玉米秸秆和多花黑麦草青贮料中添加丙酸也得到类似结论。但在Kung等［15］的研究中，添加0.1%～0.2%丙酸并没有改善玉米秸秆的发酵品质，表明需添加一定量的丙酸才对青贮过程有促进作用。

理论上，酶制剂中的纤维素酶能快速水解细胞壁中的结构多糖，产生葡萄糖等单糖，为乳酸菌的生长提供碳源，从而使物料更好地发酵和保存。但酶制剂在不同青贮物料中的使用效果不稳定。试验中，复合添加0.025%酶制剂和2.5 g·t-1乳酸菌，虽然促进了笋壳中乳酸发酵，但效果不及单独添加2.5 g·t-1乳酸菌组，可能复合添加剂在青贮过程中，酶制剂中纤维素酶等不在最适合的水解条件。在其他一些研究［15-16］中，也得出了酶制剂对改善青贮饲料发酵品质没有显著效果的类似结论。研究结果表明，添加0.5%丙酸或2.5 g·t-1乳酸能改善笋壳发酵品质，可以获得较理想的笋壳青贮饲料，为笋壳资源化利用，延伸竹笋加工产业链，提供了理论依据。

［1］ 周兆祥，田荆祥，赖椿根.竹笋壳的化学成分 ［J］.浙江林学院学报，1991，8(1):54-59.

［2］ Liu J X，Wang X Q，Shi Z Q.Addition of Rice Straw or/and Wheat Bran on Compositon，Ruminal Degradability and Voluntary Intake of Bamboo Shoot Shells Silage Fed to Sheep［J］.Animal Feed Science and Technology，2001，91:129-138.

［3］ 周建钟，刘力，冯炎龙.氨化竹笋加工下脚料饲用价值研究 ［J］.竹子研究汇刊，2001，20(4):52-56.

［4］ Kung J L，Sheperd A C，Smagala M，et al.The Effect of Preservatives Based on Propionic Acid on the Fermentation and Aerobic Stability of Corn Silage and a Total Mixed Ration［J］.Journal of Dairy Science，1998，81:1322-1330.

［5］ Association of Official Analytical Chemists(AOAC).Official Methods of Analytical Chemists［M］.Washington DC:AOAC，1990.

［6］ Van Soest P J，Robertson J B，Lewis B A.Methods for Dietary Fiber，Neutral Detergent Fiber，and Nonstarch Ploysaccharides in Relation to Animal Nutrition ［J］.Journal of Dairy Science，1992，74:3583-3597.

［7］ Dubois M，Gillos K A，Hamilton J K，et al.Colorimetric Method for Determination of Sugars and Related Substancws［J］.Analysis Chemistry，1956，28:350-353.

［8］ 刘建新，杨振海，叶均安，等.青贮饲料的合理调制与质量评定标准 (续)［J］.饲料工业，1999，20(4):3-5.

［9］ Ren H Y，Richard T L，Chen Z L，et al.Ensiling Corn Stover:Effect of Feedstock Preservation on Particleboard Performance［J］.Biotechnoloy Progress，2006，22:78-85.

［10］ Murphy P T，Moome K J，Richard T L.Enzyme Enhanced Solid-state Fermentation of Kenaf Core Fiber for Storage and Pretreatment［J］.Bioresource Technology，2007，98:3106-3111.

［11］ Shao T，Zhang L，Shimojo M，et al.Fermentation Quality of Italian Ryegrass(Lolium multiflorum Lam.)Silages Treated with Encapsulated-glucose， Glucose， Sorbic Acid and Prefermented Juices ［J］.Asian-Australasian Journal of Animal Sciences，2007，20(11):1699-1704

［12］ 吕建敏，胡伟莲，刘建新.添加酶制剂和麸皮对稻草青贮发酵品质的影响 ［J］.动物营养学报，2005，17(2):58-62.

［13］ Dong X L，Meng Q X，Xiong Y Q.A Comparison of Buffered Propionic Acid and Propionibacterium Acidipropionici as Additives for High Oil Maize Stover Silage ［J］.Journal of Animal and Feed Sciences，2006，15(4):669-683.

［14］ 张静，玉柱，邵涛.丙酸、乳酸菌添加对多花黑麦草青贮发酵品质的影响 ［J］.草地学报，2009，17(2):162-165.

［15］ Kung L J，Carmean B R，Tung R S.Microbial Inoculation or Cellulase Enzyme Treatment of Barley and Betch Silage Harvested at Three Maturities ［J］.Journal of Dairy Science，1990，73(5):1304-1311.

［16］ Nia S A M，Wittenberg K M.Use of Forage Inoculants with or Without Enzymes to Improve Preservation and Quality of Whole Crop Barley Forage Ensiled as Large Bales ［J］.Canadian Journal of Animal Science，1999，79(4):525-532.