不同添加剂对杂交构树青贮发酵品质的影响

司丙文 徐文财 张小利 郭江鹏 刁其玉 屠 焰**

(1.中国农业科学院饲料研究所，农业部饲料生物技术重点实验室，北京 100081；2.北京乔纳森科技发展有限公司，北京 101309；3.北京市植物保护站，北京 100029；4.北京市畜牧总站，北京 100029)

饲料资源短缺是制约畜牧业发展的重要因素之一，大力开发绿色、优质、经济木本饲料资源对我国畜牧业发展具有重要意义。构树[Broussonetiapapyrifera(L.)Vent.]又称楮树，桑科植物，雌雄异株的落叶乔木，有的地方称“皮树”、“麻叶树”、“醋桃树”。杂交育种培育出的杂交构树具有适应性强、耐干冷、耐湿热、根系发达、生物量大、耐刈割等特点。构树叶是优质的饲料原料，研究发现构树叶中粗蛋白质含量超过20%[1]，可与苜蓿媲美，富含氨基酸、维生素和微量元素，是一种极具开发价值的非常规林业蛋白质饲料资源。构树也是一种传统中草药，构树叶中有多种黄酮类化合物、生物碱、多糖、不饱和脂肪酸等活性成分，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、降血糖、降血压、增强免疫力、延缓衰老等药理活性[2]。国务院扶贫办将构树扶贫工程列入2015年我国十项精准扶贫工程之一。近几年，我国加大了规模化推广杂交构树产业力度，“十三五”期间我国杂交构树种植面积将超过500万hm2。在我国农村长期以来就有用构树叶喂养猪、牛、羊的习惯，由于构树叶蛋白质分子结构复杂，没有经过生物发酵处理的构树叶畜禽食用后消化吸收利用率不高[3]。将全株杂交构树粉碎，添加不同添加剂发酵处理对杂交构树青贮效果的研究报道很少[4]。本文主要探讨不同添加剂对杂交构树青贮发酵品质的影响，为促进杂交构树的大规模种植和综合利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

青贮原料：2017年7月份采自北京市大兴区人工种植的杂交构树，待株高长至1.6 m左右，利用青饲料收获机进行全株收割粉碎，留茬高度为15～20 cm，粉碎长度1～2 cm，pH 为7.35，其营养组成及微生物组成见表1。

糖蜜：糖蜜为制糖副产品，主要成分为蔗糖，红褐色黏稠液体，干物质含量50.01%，水溶性糖含量65.2%(干物质基础),购于徐州益邦环保科技有限公司。

酶菌复合制剂：主要成分为乳酸菌、纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶，粉末状,购自宁夏夏盛实业集团有限公司。

防腐剂：主要成分为丙酸钠、亚硝酸钠和六亚甲基四胺，液态,购自德国爱德康集团。

表1 杂交构树营养组成及微生物组成

FW:鲜重 fresh weight。

1.2 试验设计与青贮方法

试验共分5组，各组处理情况见表2。将各组所需青贮剂分别溶于200 mL蒸馏水中，充分搅匀后，均匀喷洒到50 kg原料中，混合均匀，对照组添加等体积蒸馏水。每1 000 g原料装入聚乙烯袋(24 cm×40 cm)中，每个组3个重复，用真空封口机(型号DZ-280/2SD)抽真空封口，室温贮藏60 d后开封取样。在制作青贮时，取杂交构树原料样品，带回实验室，-20 ℃保存待检。

1.3 测定项目及其方法

1.3.1 营养成分分析

青贮饲料于60 ℃烘干48 h，过1 mm筛粉碎。干物质、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量采用AOAC(1995)方法测定。中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量采用范氏纤维素方法[5]测定。

1.3.2 发酵品质分析

青贮袋开启后，准确称取20 g杂交构树青贮，加入180 mL蒸馏水中，用多功能搅拌机匀质1 min。匀质液用4层纱布过滤，用雷磁PHS-3C精密pH计测定滤液pH[6]。

滤液采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮含量[7]。添加了亚硝酸钠和六亚甲基四胺的青贮中的氨态氮含量需要按这些添加剂能产生的最大的氨态氮潜能来校正[8]。如果用氨态氮含量占总氮的比例来表示蛋白质水解度，未加校正的氨态氮含量会夸大蛋白质的水解度[9]。

可溶性碳水化合物含量采用蒽酮-硫酸法[10]测定。

缓冲能采用盐酸、氢氧化钠滴定法[11]测定。

使用SHIMADZE-10A型高效液相色谱仪(KC-811色谱柱；柱温50 ℃；流速1 mL/min；检测波长210 nm；进样量为5 μL)分析乳酸、乙酸、丙酸和丁酸的含量[12]。

1.3.3 微生物分析

将5 g青贮样品与45 mL无菌水混匀，在无菌水中做10-1～10-5系列梯度稀释。使用平板涂布法进行菌落培养。乳酸菌在MRS培养基上、37 ℃、厌氧条件下培养48 h；酵母与霉菌在PDA培养基上、30 ℃、厌氧条件下培养24 h；好氧细菌在NA培养基上、30 ℃、好氧条件下培养24 h。以可见菌落数计[13]。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用SAS 9.2统计软件进行ANOVA分析，平均值间差异显著性用Duncan氏法进行多重比较，以P<0.05作为差异显著性判断标准。

表2 试验设计

2 结果与分析

2.1 青贮前杂交构树主要营养成分和微生物组成

青贮前杂交构树主要营养成分及表面附着微生物组成见表1，青贮前杂交构树干物质、水溶性碳水化合物及粗脂肪含量较低，分别为21.18% FW、4.18% DM和3.05% DM；粗蛋白质含量和缓冲能值较高，分别为18.55% DM和502.13 mE/kg DM；构树叶表面附着的乳酸菌为4.51 log (CFU/g FW)，不足5 log (CFU/g FW)，而好氧细菌、酵母和霉菌的数量相对乳酸菌较多，分别为6.81和5.20 log (CFU/g FW)。

2.2 杂交构树青贮的营养成分

如表3所示，对照组的粗蛋白质含量显著低于其他各组(P<0.05)，FFJ组的干物质含量显著高于其他各组(P<0.05)，FFJ组和MTM组的粗蛋白质及粗脂肪含量显著高于其他3组(P<0.05)，M组的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著低于其他各组(P<0.05)，粗灰分含量各组间无显著差异(P>0.05)。

表3 不同添加剂对杂交构树青贮营养成分的影响

2.3 杂交构树青贮的发酵品质

如表4所示，对照组pH显著高于其他各组(P<0.05)，FFJ组的pH最低；与对照组相比，各组的乳酸含量均显著提高(P<0.05)；M组的乙酸含量显著高于其他各组(P<0.05)；各组均未有丁酸检出。FFJ组的氨态氮/总氮显著低于其他各组(P<0.05)。

3 讨 论

3.1 添加剂对杂交构树青贮发酵品质的影响

本试验中收割的杂交构树株高约1.6 m，枝叶幼嫩，干物质含量较低。通常情况下，青贮原料中乳酸菌和水溶性碳水化合物含量越多，越容易青贮成功。一般来说，青贮原料上的乳酸菌数量至少要达到5 log (CFU/g FW)的水平[14]，才能更好地促进发酵进程。

表4 不同添加剂对杂交构树青贮发酵品质的影响

杂交构树青贮原料表面附着的乳酸菌数量为4.51 log (CFU/g FW)，水溶性碳水化合物含量为4.18%，可见杂交构树青贮原料上附生的乳酸菌的数量较少，干物质和水溶性碳水化合物含量低，粗蛋白质含量较高，缓冲能高，属于较难青贮原料。

在本试验中，M组、TM组及MTM组与对照组相比，pH均有显著降低，乳酸含量显著提高，不同程度地提高了发酵品质，各组中乳酸占总酸的比例高于70%，均表现为乳酸发酵类型，陈雷等[15]在全株玉米全混合日粮中添加乳酸菌显著改善了发酵品质，同时补充发酵底物葡萄糖、糖蜜可进一步提高发酵品质。同样，Li等[16]在王草青贮中添加葡萄糖和糖蜜均显著降低了pH，提高了乳酸含量。这与Lima等[17]的报道结果一致，主要是因为糖蜜和酶菌复合制剂的添加直接或间接为乳酸菌提供了更多的发酵底物或增加了乳酸菌的数量，从而产生了更多乳酸。

较高的缓冲能及较低的乳酸生成使得对照组的pH下降缓慢，从而未能有效抑制有害菌对蛋白质的分解；加之原料本身高含水量和高蛋白质含量，造成蛋白质分解较强，因此对照组青贮过程中产生的氨态氮比较多。青贮饲料中氨态氮主要由植物酶对蛋白质的降解和微生物分解利用蛋白质和氨基酸产生[18-19]，氨态氮/总氮反映了青贮饲料蛋白质降解的程度。M组、TM组和MTM组均保持较低的氨态氮/总氮，这可能是由于接种了乳酸菌或增加了发酵底物，产生更多乳酸，促进了pH下降，进而抑制了青贮过程中植物蛋白酶和微生物对蛋白质和氨基酸的降解作用，减少了氨态氮的产生[20]。

FFJ组青贮中加入丙酸钠、亚硝酸钠和六亚甲基四胺组成的混合添加剂，丙酸钠在酸性条件下产生游离丙酸，丙酸钠在酸性介质中对各类霉菌、好氧芽孢杆菌或革兰阴性杆菌有较强的抑制作用，六亚甲基四胺可水解为马尿酸和甲醛，甲醛能使病原体蛋白质变性而发挥非特异性抗菌作用，故FFJ组pH最低，丙酸占总酸的比例最高，蛋白质降解少，干物质保存最多。陈鹏飞等[9]在光叶紫花苕青贮中加入乳酸菌和由苯甲酸钠、丙酸钠、亚硝酸钠和六亚甲基四胺组成的混合物，降低了pH和氨态氮的含量，提高了干物质含量，这也与Lingvall等[21]的研究结果一致。

各组青贮中均没有丁酸检出，这可能与杂交构树本身富含黄酮类化合物有关。据报道，每千克构树叶提取物中含273 mg黄酮类物质[22]，黄酮类化合物具有很好的抑菌作用，1.0%浓度的构树叶提取物的抑菌和防腐效果优于浓度为0.1%的苯甲酸钠，0.5%浓度及以上均可抑制细菌和霉菌生长，可见构树中含有黄酮类化合物是一种很好的天然防腐剂[23]。

3.2 添加剂对杂交构树青贮营养物质含量的影响

青贮干物质的损失始于植物细胞的呼吸作用，需氧微生物利用碳源产生水、热量和二氧化碳，破坏分解养分；在构树青贮中添加丙酸钠、亚硝酸钠和六亚甲基四胺，能更快完成pH的下降过程，进而抑制青贮过程中植物蛋白酶和微生物对蛋白质和氨基酸的降解作用，减少干物质损失，提高蛋白质含量，同样与对照组相比，添加酶菌复合制剂和糖蜜也显著提高了粗蛋白质的含量。董志浩等[24]在桑叶青贮中添加乳酸菌和发酵底物降低了氨态氮/总氮，提高了干物质含量。同样，张新平等[25]在苜蓿青贮中添加乳酸菌和纤维素酶，使青贮氨态氮含量显著降低,并保存有较多的粗蛋白质。

在青贮中添加纤维素酶有助于植物细胞壁的分解，使植物纤维成分含量下降，提高牧草的营养价值。Colombatto等[26]研究了纤维素酶的添加对微生物发酵的影响，其结果表明纤维素酶的增加有助于中性洗涤纤维的降解，这与本试验中M组中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量显著低于对照组一致。也可能是由于较低的pH形成的酸性环境促进了细胞壁成分的酸解作用。

4 结 论

本试验中，在杂交构树青贮中添加糖蜜、酶菌复合制剂及防腐剂，在发酵品质和营养价值方面均有明显的改善；MTM组和FFJ组具有较低的pH，能更好地保存粗蛋白质和干物质，FFJ组效果最好。从经济角度出发建议，在杂交构树青贮中添加糖蜜+酶菌复合制剂也能获得优质青贮饲料。