乳酸菌剂和纤维素酶对青贮香蕉茎叶品质的影响

王增煌，王文策，陈哲，杨琳

（华南农业大学，广东广州510000）

添加剂

乳酸菌剂和纤维素酶对青贮香蕉茎叶品质的影响

王增煌，王文策，陈哲，杨琳*

（华南农业大学，广东广州510000）

本试验旨在探究乳酸菌剂和纤维素酶对香蕉茎叶青贮品质的影响。试验设置4个试验组，分别为0.02 g乳酸菌冻干粉/kg香蕉茎叶、0.2 g纤维素酶/kg香蕉茎叶、0.02 g乳酸菌冻干粉+0.20 g纤维素酶/kg香蕉茎叶组和一个空白对照组。结果显示：乳酸菌组和纤维素酶+乳酸菌组的pH值显著低于纤维素酶组和对照组（P＜0.05），纤维素酶+乳酸菌组的pH值最低。3个试验组的氨态氮含量都极显著低于对照组（P＜0.01），氨态氮/总氮都显著低于对照组（P＜0.05），其中乳酸菌组的氨态氮和氨态氮/总氮最低，氨态氮含量比对照组低26.67%。各试验组未检测出丁酸且乳酸含量都极显著高于对照组（P＜0.01），其中纤维素酶+乳酸菌组和乳酸菌组的乳酸含量比对照组分别高58.86%和34.39%。青贮后各组的粗蛋白质含量差异不显著，单宁含量较青贮前降低了33.33%，差异极显著（P＜0.01）。现场评定和实验室评定结果显示，青贮质量由高到低的顺序为纤维素酶+乳酸菌组（优等）＞乳酸菌组（优等）＞纤维素酶组（良好）＞对照组（一般）。说明香蕉茎叶单独青贮是可行的，向其中加入适量的乳酸菌剂或纤维素酶能明显提高青贮品质。若考虑经济效益，对于香蕉茎叶而言，乳酸菌剂是一种有效的青贮添加剂。

香蕉茎叶；青贮；乳酸菌；纤维素酶；单宁

近年来，开发和利用非常规饲料资源以替代传统的饲料原料是行业关注的热点问题。香蕉是目前最大的草本植物之一，它只能结一次果实，果实采摘完后香蕉树需要被砍倒以便长出新植株（Randy等，2007）。香蕉茎叶和果实的比例大致为6.5∶3.5，即香蕉茎和叶的产量是果实的2倍左右，数量巨大。香蕉茎叶中的可溶性糖含量丰富，无氮浸出物中葡萄糖居多，动物对其能量利用率较高，另外，还含有钾、钙、磷、镁等矿物元素和B族维生素、胡萝卜素等养分，具备成为畜禽饲料资源的潜能（Wall，2006）。目前没有关于香蕉茎叶饲料化加工的标准技术，缺少专门的机械设备，导致不能充分利用这一资源。

目前，关于香蕉茎叶的青贮调制技术已有一些研究，主要是将香蕉茎叶与其他饲料原料混合青贮，并取得了较好的效果。针对香蕉茎叶单独青贮的试验结果显示，青贮后品质差异较大，试验结果尚且不统一。本试验通过探究添加乳酸菌剂和纤维素酶对香蕉茎叶青贮品质的影响以及香蕉茎叶单独青贮技术，为香蕉茎叶饲料化推广提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料香蕉茎叶采自广州天河长湴香蕉园（叶片、叶柄以及与叶柄相连的一小段假茎），亚芯秸秆青贮剂（乳酸菌冻干粉）购买于广州品锐生物有限公司，活性乳酸菌含量≥100亿个/g，每千克可青贮40~50 t草料。纤维素酶R-10粉末（1000 IU/g）购买于广州维宁有限公司。青贮袋规格为长（120 cm）×宽（70 cm），20丝的PE真空厌氧发酵袋子。

1.2 试验方法乳酸菌液按5 mg/mL的浓度配置，将称好的乳酸菌冻干粉加入到20~30℃的蒸馏水中，静置1.5 h，备用。纤维素酶液为5 mg/mL。

将香蕉茎叶晾晒24 h以调节水分。用揉丝机将香蕉茎叶切成1~2 cm的丝状后照按照表1分组，除对照组外，其余3个试验组分别均匀喷上相应的乳酸菌液和纤维素酶液，然后按每袋15 kg装入青贮袋中，挤净袋内的空气并用绳子密封袋口，每组3个重复，30 d后开袋检测。

表1 香蕉茎叶青贮调制表

1.3 测定指标和方法粗蛋白质用凯氏定氮法GB6435-94测定；粗纤维用VanSoest方法测定；能值用全自动测热仪测定；粗脂肪用索氏抽提法GB6433-94测定，粗灰分根据灼烧称重法GB6438-92测定。pH值测定方法为：称取35 g青贮香蕉茎叶放入锥形瓶中，加入70 mL去离子水，封口后置于4℃冰箱中浸提24 h，将样品绞碎混合均匀，用双层纱布过滤，再用滤纸进行过滤，得到青贮pH浸提液。用酸度计（sartorius PB-10）测定浸提液的pH值。氨态氮的测定方法：称取70g青贮香蕉茎叶于锥形瓶中，加入140 mL去离子水，封口后置于4℃冰箱浸提24 h，挤尽青贮香蕉茎叶中的水分并用双层纱布过滤，再用滤纸过滤得到氨态氮测定液（有机酸同为此浸提液），氨态氮采用苯酚-次氯酸钠比色法测定。乳酸使用南京建成生物研究所的乳酸测试盒测定。乙酸、丁酸采用岛津气相色谱仪测定。单宁使用索桥生物公司的单宁含量试剂盒测定。

1.4 数据统计与分析试验数据采用SPSS 19.0进行单因素方差分析，结合Duncan’s法进行多重比较，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著，结果以“平均值±标准误”表示。

2 结果

2.1 香蕉茎叶营养成分由表2可知，香蕉茎叶粗蛋白质含量适中，钙多磷少，粗纤维和无氮浸出物含量高，能值较高。

表2 香蕉茎叶营养成分（干物质基础）

2.2 青贮香蕉茎叶质量现场评定

2.2.1 青贮香蕉茎叶水分含量采摘下来的新鲜香蕉茎叶和经过晾晒24 h后的香蕉茎叶水分含量如表3所示，新鲜香蕉茎叶水分含量高达92.31%，晾晒后各组水分含量都接近80%，组间水分差异不到1%，这对青贮品质的影响基本可以忽略。可认为水分含量是一致的。

2.2.2 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮后香蕉茎叶pH值的影响如表4所示，乳酸菌组和乳酸菌+纤维素酶组的青贮香蕉茎叶pH值显著低于对照组和纤维素酶组（P＜0.05），其中纤维素酶+乳酸菌组的pH值为3.7，比对照组的低了0.67。

表3 香蕉茎叶水分含量%

表4 青贮香蕉茎叶pH值

2.2.3 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮香蕉茎叶现场评分结果的影响本试验参照表7的标准对各组青贮香蕉茎叶进行评分。结果如表5和表6所示，试验组的青贮香蕉茎叶现场评分都极显著高于对照组（P＜0.01），得分依次为乳酸菌+纤维素酶组（优等）＞乳酸菌组（优等）＞纤维素酶组（良好）＞对照组（一般）。

表5 青贮香蕉茎叶感官评定

表6 青贮香蕉茎叶现场评分结果

2.3 青贮香蕉茎叶质量实验室评定

2.3.1 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮香蕉茎叶氨态氮含量的影响试验结果显示，添加乳酸菌和纤维素酶对降低青贮香蕉茎叶的氨态氮含量都有显著效果，其中乳酸菌组的氨态氮含量比对照组低26.67%，表9为青贮饲料氨态氮的评分标准，由表8可知，各组的总氮含量差异不显著（P＞0.05），纤维素酶组、乳酸菌组和纤维素酶+乳酸菌组的氨态氮含量与氨态氮/总氮均极显著低于对照组（P＜0.01）。其中乳酸菌组的氨态氮含量和氨态氮/总氮最低，这说明乳酸菌组的蛋白质降解最少。

表7 青贮玉米秸评分标准

表8 青贮香蕉茎叶氨态氮含量分析（干物质基础）

表9 青贮饲料氨态氮评分标准

2.3.2 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮香蕉茎叶有机酸组成的影响由表10可知，乳酸菌组、纤维素酶组和乳酸菌+纤维素酶组的青贮香蕉茎叶乳酸含量与乳酸占总酸的比例都极显著高于对照组（P＜0.01），其中纤维素酶+乳酸菌组和乳酸菌组比对照组分别高58.86%和34.39%，乙酸含量各组间差异不显著（P＞0.05）。除了空白对照组以外，其余各组均未检测出丁酸。根据表11的有机酸评分标准，评分结果显示，试验组有机酸得分都极显著高于对照组（P＜0.01）。

表10 青贮香蕉茎叶有机酸含量分析（干物质基础）

表11 青贮饲料有机酸评分标准

2.3.3 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮香蕉茎叶实验室评定结果的影响青贮饲料实验室综合评定包括氨态氮和有机酸两部分，综合评定标准见表12。本试验评分结果如表13所示，乳酸菌组、纤维素酶组和纤维素酶+乳酸菌组得分都极显著高于对照组（P＜0.01）。从高至低依次为乳酸菌组（优等）＞纤维素酶+乳酸菌组（优等）＞纤维素酶组（优等）＞空白对照组（良好）。综合评定标准如表13所示。

表12 青贮饲料氨态氮与有机酸综合评定标准

表13 青贮香蕉茎叶实验室评定结果

2.4 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮香蕉茎叶粗蛋白质含量的影响由表14可知，各组的青贮香蕉茎叶粗蛋白质含量差异不显著（P＞0.05）。

表14 青贮香蕉茎叶粗蛋白质含量（干物质基础）%

2.5 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮前后香蕉茎叶单宁含量的影响如表15所示，各组青贮后的香蕉茎叶单宁含量差异不显著（P＞0.05），但都极显著低于青贮前，较青贮前降低了33.33%（P＜0.01）。

表15 青贮前后香蕉茎叶单宁含量（干物质基础）mg/g

3 讨论

3.1 香蕉茎叶养分含量分析香蕉植株各部分的养分含量差异较大，其中叶片的蛋白质含量最高，本试验采集的样品为植株结果之前的香蕉茎叶，该样品蛋白质含量略高于前人的试验结果（刘中英等，2014；王倩等，2012；FAO，1993），这可能与品种、产地、采集样品的时间等有一定的关系。香蕉茎叶无氮浸出物含量高，且香蕉叶片和叶柄中葡萄糖占无氮浸出物的60%~70%，可溶性糖充足，具备乳酸菌发酵的化学条件（Oliveira等，2007；Cordeiro等，2004）。新鲜香蕉茎叶的水分含量为90%左右，香蕉茎的粗水分含量为95.21%，香蕉叶片粗水分含量为75.96%（刘建勇等，2012；邓怡国等，2011）。叶行等（2014）将新鲜香蕉茎晾晒1.5 d后含水量仍然高达78.97%。合理的水分含量是确保青贮成功的关键，青贮调制适宜的水分含量为65%~75%，但不同的牧草对青贮水分要求不尽相同，应根据不同的种类而定（王成章，2003）。王春芳（2015）将粗水分为90%的新鲜香蕉茎和全株直接青贮，也获得了成功。本试验所采集的新鲜香蕉茎叶样品粗水分含量为92.31%，为确保青贮品质，经过24 h的晾晒，香蕉茎叶粗水分降至接近80%后切碎并青贮打包。青绿饲料晒干后养分损失30%~50%，维生素几乎全部丧失，若晾晒时间过长，不利于保留香蕉茎叶的养分。

3.2 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮香蕉茎叶pH值的影响pH值是评价青贮饲料优劣的重要指标。优质青贮饲料的pH值要求在4.2以下（王成章，2003），pH值的降低主要依赖于乳酸菌将底物的可溶性糖转化为乳酸，低pH值是乳酸发酵的标志，而实际上天然附着在农作物上的乳酸菌数量非常有限，较难满足青贮良好发酵的要求（蔡羲民，1994）。本试验中，乳酸菌组和纤维素酶+乳酸菌组的pH值为3.85和3.70，都显著低于对照组的4.37和纤维素酶组的4.35（P＜0.05），达到了优质青贮饲料的要求，说明向香蕉茎叶中加入乳酸菌能有效降低青贮香蕉茎叶的pH值，保障青贮质量。加入乳酸菌液后，乳酸菌数量达到优势状态并迅速繁殖，乳酸大量积累，抑制有害微生物生长，青贮效果理想，这与Shao等（2007）以及美和热阿依（2015）的研究结果一致。乳酸菌+纤维素酶组的pH值比单纯添加乳酸菌组的略低，在纤维素酶的作用下，原料部分纤维素被分解为单糖，在乳酸菌和纤维素酶的协同作用下，使乳酸聚集，所以纤维素酶+乳酸菌组的pH值最低，这与庄益芬等（2008）的试验结果相近。单独添加纤维素酶对降低青贮pH值没有显著影响（P＞0.05），因为香蕉茎叶中的可溶性糖已经基本能够满足乳酸菌发酵的需求，但乳酸菌数量在起初未能占绝对优势，无法迅速抑制其他微生物的生长，影响了最终的pH值。

3.3 青贮香蕉茎叶感官评定结果分析目前没有关于青贮香蕉茎叶质量的评价标准，本试验参考农业部颁布的青贮玉米秸质量评定标准，对不同组的青贮香蕉茎叶进行感官评价。对照组的原料结构完整，脉络清晰，保存完好，但气味略带刺激性，使人有不舒适感，从对照组的氨态氮含量可以看出，其蛋白质降解程度比试验组高，产生的不良气体相对较多，故品质一般。乳酸菌+纤维素酶组有淡酸味和较浓的果香味，颜色淡黄，质地柔软松散，感官品质高。乳酸菌组除果香味略低于纤维素酶+乳酸菌组外，其余感官指标趋近相同，品质较高。纤维素酶组有淡酸香味，无不良气味，颜色和质感介于乳酸菌和对照组之间，品质良好。行业内应适时制定青贮香蕉茎叶的质量评价标准。

3.4 添加乳酸菌和纤维素酶对青贮香蕉茎叶氨态氮含量和有机酸组成的影响青贮饲料中的氨态氮含量可反映原料蛋白质的分解情况，品质良好的青贮饲料氨态氮/总氮在10%内（刘建新，1996）。本试验中，4个组的氨态氮/总氮都达到优良青贮饲料的标准，所有试验组的氨态氮含量和氨态氮/总氮都显著低于对照组（P＜0.05），证明添加乳酸菌和纤维素酶能减少蛋白质分解，这与前人的大量研究结果相符（兴丽等，2004；Tengerty等，1991；Vuuren等，1989）。根据乳酸菌和纤维素酶有利于保存原料蛋白质的结果，理论上纤维素酶+乳酸菌组的氨态氮含量应该最低，结果却与其相反，纤维素酶+乳酸菌组的氨态氮含量和氨态氮/总氮都高于单独添加乳酸菌和纤维素酶组，丁武蓉等（2008）的研究结果显示，乳酸菌加上高剂量的纤维素酶会使青贮饲料氨态氮含量升高。这可能是添加纤维素酶在青贮前期有利于分解蛋白质的细菌生长造成的。从有机酸的组成看，试验组的乳酸含量都极显著高于对照组（P＜0.01），这与试验组pH值低于空白对照组有关。丁酸具有难闻的刺激性气味，是霉菌和梭状芽孢杆菌等有害菌分解蛋白质的产物，丁酸含量越高表明青贮品质越差（Valente等，2003）。本试验中，除空白对照组检测出丁酸外，试验组都未检测出丁酸，这解释了感官评定时空白对照组气味不佳的原因，也说明添加乳酸菌或纤维素酶都能促进乳酸发酵，提高青贮质量。这与郑晓灵等（2007）和赵国琦等（2003）的研究结果一致。

3.5 青贮香蕉茎叶粗蛋白质和单宁含量分析青贮调制是保存青绿饲料养分的有效方法。试验结果显示，青贮后各组的粗蛋白质含量差异不显著（P＞0.05），但都高于青贮前，这与青贮初期香蕉茎叶利用袋中残留的氧气进行有氧呼吸，造成糖分消耗有关。青贮发酵是在一个密闭的系统中完成的，氮元素不被损耗，故各组间的粗蛋白质含量没有显著差异。香蕉茎叶中的单宁是限制其饲用价值的重要因素，本试验采集的样品中单宁含量为0.04%，低于李志春等（2013），刘中英（2014）的试验结果，这可能与香蕉的品种以及采集样品的时间等因素有关。本试验青贮后各组的单宁含量都极显著低于青贮前（P＜0.01），陈静等（2005），梁方方等（2004），李梦楚（2014）的试验发现，青贮后的香蕉茎叶单宁含量较青贮前明显降低，这与本试验结果一致。Makkar（1991）研究表明，青贮会使单宁聚合成为惰性化合物，丧失活性，对去除物料中的单宁有一定的作用。

4 结论

本试验结果表明，青贮能有效保存香蕉茎叶的养分和降低其中的单宁含量。向香蕉茎叶中同时加入20 g/t的乳酸菌冻干粉和200 g/t的纤维素酶或单独加入20 g/t的乳酸菌冻干粉后青贮能显著提高乳酸含量，抑制丁酸的产生，达到优等的青贮品质。但添加200 g/t的纤维素酶组的感官评定结果较添加乳酸菌最差。青贮品质从高到低为纤维素酶+乳酸菌组（优等）＞乳酸菌组（优等）＞纤维素酶组（良好）＞对照组（一般）。从经济效益方面考虑，建议实际生产中使用乳酸菌制剂作为香蕉茎叶青贮添加剂。

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The purpose of this study was to explore the quality of silage banana stems and leaves using Lactobacillus and cellulase.The experiment included 4 test groups（0.02 g freeze dried powder of Lactobacillus/kg banana stems and leaves，0.2 g cellulase/kg banana stems and leaves，0.02 g freeze dried powder of Lactobacillus+0.2 g cellulase/kg banana stems and leaves）and control group.The results showed that the pH of the Lactobacillus group and the cellulase+Lactobacillus group were significantly lower than the cellulase group and control group（P＜0.05），cellulase+Lactobacillus group was the lowest.The ammonia nitrogen content in the 3 experimental groups was significantly lower than control group（P＜0.01）and the ammonia nitrogen/total nitrogen was significantly lower than control group（P＜0.05），the ammonia nitrogen and ammonia nitrogen/total nitrogen of the Lactobacillus groups were the lowest，26.26%lower than the control group.The lactic acid level in the experimental groups were significantly highter than the control group（P＜0.01）.The content of lactic acid in the cellulase+Lactobacillus and Lactobacillus group were higher than that of the control group by 58.86% and 34.39%，respectively.The crude protein content of banana stems and leaves were not significantly different after silage（P＞0.05）.The content oftannin was 33.33%lower than before silage（P＜0.01）.Sensory evaluation results and laboratory evaluation results showed thatthe quality ofsilage from high to low were cellulase+Lactobacillus group（excellent）＞Lactobacillus bacteria group（excellent）＞cellulase group（well）＞control group（general）.It showed that the single silage of banana stems and leaves was feasible，adding to the amount of Lactobacillus and cellulase can significantly improve the silage quality.Considering to the economic benefits Lactobacillus was an effective silage additive.

banana stems and leaves；silage；Lactobacillus；cellulase；tannin

S816.8

A

1004-3314（2017）11-0022-06

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171105

*通讯作者