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复合青贮剂对苎麻青贮品质的影响

2017-02-04魏金涛严念东杨雪海熊常财汪红武

河南农业科学 2017年1期
关键词:糖蜜果胶酶苎麻

魏金涛,严念东,杨雪海,陈 芳,熊常财,汪红武,付 聪

(1.湖北省农业科学院畜牧兽医研究所,湖北武汉430064;2.动物胚胎工程及分子育种湖北省重点实验室,湖北武汉430064;3.咸宁市农业科学院,湖北咸宁437100)

复合青贮剂对苎麻青贮品质的影响

魏金涛1,2,严念东1,杨雪海1,陈 芳1,熊常财3,汪红武3,付 聪3

(1.湖北省农业科学院畜牧兽医研究所,湖北武汉430064;2.动物胚胎工程及分子育种湖北省重点实验室,湖北武汉430064;3.咸宁市农业科学院,湖北咸宁437100)

为了高效利用苎麻资源,生产优质苎麻饲料,以苎麻为材料,配制复合青贮剂进行青贮试验,评价其发酵品质,研究复合青贮剂的青贮效果。设计添加复合青贮剂(处理)和不添加复合青贮剂(对照)2个处理,分别检测28 d、42 d和56 d的青贮品质。结果表明,对照组56 d时有很强的霉味,且茎叶腐烂发霉,评分为0,青贮失败;复合青贮剂组青贮品质较好,评分为16,青贮等级优良。与对照组相比,复合青贮剂组粗蛋白含量显著提高7.67%(P<0.05),中性洗涤纤维含量下降1.82%(P>0.05),酸性洗涤纤维含量下降1.53%(P>0.05)。综上,在苎麻中添加复合青贮剂可以提高青贮品质,改善其营养品质。

青贮剂;苎麻;青贮;品质

苎麻(Boehmeria nivea L.Gaudich.)主要种植于中国、日本和马来半岛,为荨麻科苎麻属多年生草本植物和湿草类速生性多叶植物。数百年来,苎麻被用作优质纺织品原料[1],其副产物苎麻嫩茎叶却被丢弃,但是苎麻嫩茎叶含有22%左右粗蛋白和适度的中性洗涤纤维[2],还含有丰富的类胡萝卜素、维生素B2和钙。苎麻蛋白质品质较好,主要表现在其氨基酸组成较为合理,且赖氨酸含量较高,多数苎麻品种的赖氨酸含量超过1%[3]。苎麻作为饲料原料在畜禽饲料中的应用历史悠久,早在20世纪50年代,美国等国家就针对苎麻的营养价值及其作为饲料原料对畜禽生长性能影响等方面进行了研究,研究人员还将苎麻鲜叶晒干制成干粉进行商品化生产[4-7]。但国内在苎麻及其副产物作为畜禽饲料原料的高效利用方面缺乏系统地研究和开发。目前,在优质饲料资源短缺的情况下,开发苎麻及其副产物作为非常规饲料原料应用于畜禽养殖中意义重大。

青贮饲料是将新鲜的青饲料经过以乳酸杆菌为代表的厌氧微生物发酵而制成的一种多汁饲料,是反刍动物最基本的饲料。研究表明,青贮不仅可以减少养分损失,而且能保持青绿饲料营养成分,适口性好,消化率高,且便于长期保存[8]。然而苎麻因可溶性碳水化合物含量较低,且收割时水分含量较高,导致其难以单独进行青贮。因此,苎麻的青贮需要特殊的青贮技术。目前,国外对青贮中添加剂的应用进行了较多研究,研究的热点集中在添加发酵促进型添加剂,其中糖蜜和乳酸菌制剂在青贮中已被广泛应用[9-10]。糖蜜是甜菜和甘蔗工业的副产物,其主要组成是可溶性碳水化合物,在青贮中添加可以弥补原料中可溶性碳水化合物的不足,从而提高青贮的发酵品质。在青贮过程中添加乳酸菌可以保证青贮初期发酵所需的乳酸菌数量,使青贮pH值迅速下降,尽早进入乳酸发酵阶段,从而抑制有害微生物对蛋白质的水解作用,减少青贮饲料中氨态氮的生成,提高青贮品质。鉴于此,以植物乳杆菌、糖蜜为主,复配纤维素酶、果胶酶和酿酒酵母组成复合青贮剂添加于苎麻中,研究复合青贮剂对苎麻青贮品质的影响,旨在为生产优质青贮饲料奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试苎麻品种为咸宁市农业科学院与湖北省农业科学院畜牧兽医研究所合作培育的饲用品种鄂牧苎0904,种植于咸宁市农业科学院苎麻种植示范基地。

含菌量为1.0×1011cfu/g的植物乳杆菌,由芯来旺生物科技有限公司提供;含菌量为2.0×1010cfu/g的酿酒酵母,由湖北安琪酵母股份有限公司提供;酶活性为10 000 U/g的纤维素酶、酶活性为30 000 U/g的果胶酶、糖蜜均由南宁庞博生物工程有限公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1 苎麻的采样与制备 选取5个采集点,从上往下量取80 cm收割苎麻,共收割300 kg,利用铡草机铡成碎段,按照四分法分出10 kg样品,置60℃烘箱中烘至恒质量,粉碎过1 mm筛,用于实验室分析苎麻原料的营养成分。剩余部分晾晒至水分含量为65%左右,备青贮试验所用。

1.2.2 复合青贮剂的制备 纤维素酶、果胶酶、酿酒酵母、植物乳酸菌分别按照20 U/g、6 U/g、1.0× 107cfu/g、1.0×107cfu/g量溶于少量水中,再溶于糖蜜(5%添加量)中备用。复合青贮剂现配现用。

1.2.3 青贮调制 将含水量为65%左右的苎麻切短至2~3 cm长小段,按照5%质量比添加复合青贮剂,混合均匀。装入聚乙烯袋中,每袋约400 g,用真空包装机抽真空并封口,常温保存。同时,同样方法制作不添加复合青贮剂的青贮苎麻作为对照。

1.2.4 检测指标及测定方法 在青贮的第28、42、56天开封取样,每个时间点取6个重复,开封后立即对青贮苎麻感官品质进行评定,制备风干样测定化学成分。感官品质评定方法采用德国农业协会评分法,根据气味、质地、色泽进行评分,16~20分为优良,10~15分为尚好,5~9分为中等,0~4分为腐败。开封后鲜样置于烘箱105℃杀青0.5 h,再调至70℃干燥48 h,测定样品的干物质(DM)含量;粗蛋白(CP)含量采用凯氏定氮法(凯氏定氮仪Kjeltec 8100,丹麦福斯有限公司)测定;粗脂肪(EE)含量采用索氏抽提法(索氏抽提器ST310,丹麦福斯有限公司)测定;钙(Ca)、总磷(TP)含量采用张丽英[11]方法进行测定;中性洗涤纤维(NDF)含量采用GB/T 20806—2006《饲料中中性洗涤纤维(NDF)的测定方法》进行测定;酸性洗涤纤维(ADF)含量采用NY/T 1459—2007《饲料中酸性洗涤纤维的测定方法》进行测定。

青贮袋开封后,取20 g青贮料放入烧杯中,加入80 m L蒸馏水,在4℃条件下浸泡18 h过滤,用pH计(雷磁PHSJ-5型,上海仪电科学仪器股份有限公司)测定浸提液pH值。

1.3 数据分析

数据经Excel 2007初步处理后采用SPSS 17.0统计软件进行统计分析,结果用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 苎麻原料的营养成分分析

从表1可以看出,苎麻pH值为6.98,呈中性,粗蛋白含量较高,达到21.06%,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量较为适宜,分别为51.24%和41.82%。苎麻的钙含量较高,达到3.60%,而总磷的含量只有0.15%,钙与总磷的比例达到了24∶1,严重不平衡。

2.2 复合青贮剂对青贮苎麻感官品质的影响

从表2中可以看出,对照组苎麻青贮28 d即出现丁酸臭味和发霉的味道,青贮56 d出现很强的霉味,且茎叶腐烂发霉,青贮失败。但是添加了复合青贮剂的苎麻,在青贮28 d时出现了轻微的酸味和芳香味,青贮42 d和56 d时均具有较强的酸香味,没有其他异味,且茎叶结构均保存完整,状态松散,不粘手,呈现黄绿色,评定等级均为1级优良,可见添加复合青贮剂可以显著提高苎麻的青贮品质。

2.3 复合青贮剂对青贮苎麻营养品质的影响

从表3可以看出,对照组和复合青贮剂组青贮28、42及56 d时干物质含量均没有明显变化。对照组苎麻青贮28 d时pH值较高,达到5.73,且随着青贮时间的延长呈下降趋势。复合青贮剂组青贮前期pH值下降较快,在青贮28 d时从6.98下降到4.16,之后一直稳定在4.10左右。苎麻青贮不同时间后粗蛋白含量无明显变化,但与对照组相比,复合青贮剂组28、42、56 d时粗蛋白含量分别显著增加了6. 27%、6.42%、7.67%。苎麻青贮不同时间粗脂肪、钙、总磷、中性洗涤纤维量以及酸性洗涤纤维含量均没有显著变化。与对照组相比,复合青贮剂组青贮56 d时中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量分别下降1.82%、1.53%,但差异均不显著。

3 结论与讨论

苎麻营养价值较高,与苜蓿相似甚至略高于苜蓿[12]。在南方地区水热资源丰富的条件下,白三叶、紫花苜蓿等高产适应性强的豆科牧草难以发挥高产潜力,种植范围受到很大限制,成为南方种草养畜的瓶颈之一。因此,开发饲用苎麻资源是缓解南方种草养畜压力的有效途径之一。

饲草青贮成功与否的关键因素之一是乳酸菌,在青贮发酵的过程中,乳酸菌的生长和繁殖需要大量的可溶性碳水化合物作为能源。因此,可溶性碳水化合物含量是影响青贮发酵品质的主要因素之一[13]。苎麻中可溶性碳水化合物含量较低[14],且缓冲能较高[15],直接青贮乳酸菌难以迅速生长繁殖,不能形成优势菌群抑制有害微生物的异常发酵,从而导致蛋白质等营养物质被降解,产生氨态氮以及具有腐臭味的丁酸等。这可能是本试验中对照组苎麻青贮失败的主要原因。为了促进乳酸菌快速增殖,获得较好的青贮品质,在饲草青贮时可溶性碳水化合物含量较低的饲草通常与可溶性碳水化合物含量较高的禾本科饲草或糖蜜等混合青贮。Yokota等[16]将糖蜜添加到象草中进行青贮,发现糖蜜为乳酸发酵提供了充足的底物,促进了乳酸菌生长繁殖,产生了更多的乳酸,pH值由4.71降至3.99,且显著降低氨态氮的含量。Rezaei等[17]在青贮苋菜的过程中添加糖蜜,发现糖蜜能够显著提高青贮饲料的干物质回收率和乳酸含量,降低丁酸含量。Permana等[14]在苎麻青贮过程中添加木薯粉、细麸、粗玉米、米糠、木薯粉等5种可溶性碳水化合物源提取物,青贮42 d后,青贮品质得到有效提升,具体表现在颜色更加鲜绿,乳酸味道更浓,质地更坚实,丁酸含量更高,蛋白质降解率更高,干物质体外消化率达到72%以上,其中木薯粉提取物的青贮的品质最佳。Ning等[18]研究了在苎麻青贮过程中添加乳酸杆菌和糖蜜对青贮品质的影响,结果表明,与对照组相比,添加了乳酸杆菌、乳酸杆菌+糖蜜的苎麻青贮后品质均有所提升,在青贮过程中pH值持续下降,丁酸和乳酸含量持续增加,仅添加乳酸杆菌组pH值在青贮前7 d下降较快,之后维持在5.39,直到青贮60 d。微生物数量方面,在青贮过程中各个试验组均呈现出持续增加的趋势,但是仅添加乳酸杆菌组乳酸杆菌数量在青贮后期呈现出下降的趋势。本试验在青贮苎麻中添加复合青贮剂青贮42 d以后品质明显提高,pH值下降到4.10以下,有较强的酸香味,茎叶结构完整,评分为优良等级。

大量研究表明,在青贮饲料中添加纤维素酶可以较大幅度提高青贮的品质。Weinberg等[19]研究指出,单独添加纤维素酶对牧草青贮品质影响不显著,但是与乳酸菌复合添加可以显著改善青贮的品质。Dean等[20]研究表明,青贮饲料中添加纤维素酶能够显著降低pH值和氨态氮的含量,从而提高青贮饲料的品质。果胶酶是能够催化果胶质分解的多种酶的总称,可以有效裂解β-1,4-糖苷键,脱去水分子,分解植物细胞壁间的果胶质,破坏细胞组织,释放营养。但是果胶酶对饲草青贮品质是否有提升作用尚未见报道。本试验将纤维素酶、果胶酶同时加入复合青贮剂中,发现苎麻青贮后粗蛋白含量显著提高,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量有一定程度的下降,青贮的营养品质有一定程度改善,但果胶酶的添加是否能够改善苎麻的青贮品质,尚需进一步的研究。

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Effect of Complex Silage Additive on the Quality of Silage Ramie

WEI Jintao1,2,YAN Niandong1,YANG Xuehai1,CHEN Fang1,XIONG Changcai3,WANG Hongwu3,FU Cong3
(1.Institute of Animal Husbandry and Veterinary Science,Hubei Academy of Agricultural Science,Wuhan 430064,China;2.Hubei Key Laboratory of Animal Embryo Engineering and Molecular Breeding,Wuhan 430064,China;3.Xianning Academy of Agricultural Sciences,Xianning 437100,China)

In order to improve the utilization of ramie,the silaging effect of ramie with compound silage additive was researched in this paper.The treatments were added compound silage additive(treatment)or not(control).The qualities of silage ram ie were detected on 28 d,42 d and 56 d.The results showed that mildew smell appeared after 56 d in control group.In addition,stem and leaf of control group were decayed.The score of silaging ram ie was 0 in control group while 16 in treatment group.Compared with control group,the crude protein content of compound silage additive group increased by 7.67%(P<0.05),and the contents of NDF and ADF decreased by 1.82%(P>0.05)and 1.53%(P>0.05),respectively.In conclusion,compound silage additive could improve the quality of silage ram ie.

silage additive;ramie;silage;quality

S816.5+3

A

1004-3268(2017)01-0132-05

2016-06-12

湖北省科技支撑计划项目(2014BBB007);湖北省农业科学院竞争性项目(2014fcxjh10);湖北省农业科技创新中心项目(2016-620-000-001-028)

魏金涛(1981-),男,河南灵宝人,副研究员,硕士,主要从事饲料资源开发工作。E-mail:jintao001@163.com

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