添加有机酸改善木薯叶青贮品质和营养成分

2019-09-05李茂字学娟刁其玉胡海超唐军周汉林

热带作物学报 2019年7期

李茂字学娟刁其玉胡海超唐军周汉林

摘要为了改善木薯叶青贮品质，研究有机酸对木薯叶青贮品质及营养成分的影响，以确定青贮木薯叶最适合的有机酸种类及添加量。本研究以华南7号木薯幼嫩茎叶为原料进行青贮试验，设对照组、甲酸（0.2%）、乙酸（0.2%）和丙酸（0.2%）处理组，30 d后测定木薯叶青贮饲料pH、乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量以及主要营养成分含量。结果表明，木薯叶直接青贮品质较差，添加有机酸处理与对照相比显著降低青贮饲料的pH和丁酸含量（P<0.05），降低中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量（P<0.05），提高了饲料相对值（RFV）。添加有机酸可以改善木薯叶青贮品质并提高营养价值，添加乙酸（0.2%）和丙酸（0.2%）青贮品质较好，可作为木薯叶青贮添加剂。

关键词木薯叶;有机酸;发酵品质;营养成分

中图分类号 S816.5+3 文献标识码 A

Abstract The experiment was carried out to investigate the influence of adding organic acids on the fermentation quality and nutrient contents of cassava foliage silage， and to determine the proper organic acids. Formic acid （0.2%）， acetic acid （0.2%） and propionic acid （0.2%） were added in the study. All treatments were stored for 30 days， and the pH value， lactic acid， acetic acid， propionic acid and butyric acid content， and the nutrient composition of the cassava foliage silage were analyzed. The results showed that pH and the contents of butyric acid， the fiber content decreased in the organic acids treatments， while the RFV increased compared with the control （P<0.05）. It is concluded that the organic acids treatment improved the fermentation quality and nutrient value of cassava foliage silage， acetic acid （0.2%） and propionic acid （0.2%） were the proper application.

Keywords cassava foliage; organic acids; fermentation quality; nutrient composition

DOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.07.010

木薯（Manihot esculenta Crantz）是我國南方热带地区重要的淀粉和生物能源作物[1]。木薯叶是木薯生产的副产物，年产量约300万t[2]。本研究团队前期研究发现木薯叶饲用价值很高，可作为草食畜禽的优质粗饲料开发利用[3-6]。实际生产中木薯叶作为饲料在畜禽养殖中的利用还比较少，主要原因是木薯叶富含生氰糖苷，动物采食后发生氢氰酸中毒。许多研究表明，通过青贮可以有效降解饲草中的氢氰酸[7-10]。另外，木薯叶收获时间为6—11月，12—次年4月是冬旱季节，家畜饲草缺口很大。通过青贮木薯叶既能脱毒生氰糖苷又能满足饲草均衡供应，因此进行木薯叶青贮技术研究十分必要。木薯叶含水量大、碳水化合物含量较低，直接青贮较为困难，需要选择合适的添加剂进行青贮。短链脂肪酸中甲酸、乙酸和丙酸均能够抑制青贮发酵过程中不良微生物和好氧微生物，防止青贮饲料腐败，提高青贮品质的作用，在饲草青贮调制中广泛应用[11-14]。而有机酸在木薯叶青贮中的应用还未见报道，其作用效果尚不明确。本研究通过分别添加一定剂量的甲酸、乙酸、丙酸进行木薯叶青贮饲料调制，并测定饲料有机酸含量以及化学成分，探讨有机酸对木薯叶青贮饲料发酵品质及营养价值的影响，为木薯叶青贮利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

实验材料为华南7号木薯幼嫩茎叶，营养成分含量：干物质16.11%、粗蛋白质17.33%、粗脂肪9.07%、酸性洗涤纤维36.59%、中性洗涤纤维45.83%。实验地点为位于海南省儋州市的中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所畜牧实验基地。甲酸、乙酸、丙酸由国药集团生产，为分析纯试剂。

1.2 方法

1.2.1 实验设计实验设4组处理：直接青贮对照组（Control）;按原料鲜重分别添加0.2%甲酸、0.2%乙酸、0.2%丙酸;每个处理3个重复。

1.2.2 青贮饲料的调制木薯叶收获后用铡草机

切短至2 cm，称取约200 g装入专用青贮袋中，加入相应有机酸混匀，用真空包装机抽气密封，室温下（约25 ℃）保存30 d后开袋，进行取样分析。

1.2.3 样品分析木薯叶青贮前和开袋后分别取样，在65 ℃下烘干48 h，粉碎制样待测。样品分析指标：干物质（DM）、粗蛋白（CP）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF），步骤参考张丽英[15]的研究。饲料相对值（RFV）计算参照文献[16]。取青贮饲料20 g，加入80 mL去离子水，在4 ℃下浸提24 h，经双层纱布和滤纸过滤，pH用雷磁PHS-3C型pH计测定。乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量用岛津LC-20A型液相色谱仪测定，测定条件参考张亚格等[11]的研究。氨态氮含量采用凯氏定氮仪直接蒸馏测定[15]。青贮饲料评分参照刘丹丹[17]的研究。

1.3 数据处理

实验数据采用SAS 9.0软件包和Excel软件进行处理和统计分析，数据表示为平均值±标准误，处理间采用邓肯氏（Duncan）多重比较检验，显著水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 木薯叶青贮饲料品质

木薯叶青贮品质见表1，有机酸处理组木薯叶青贮飼料的pH显著低于对照组（P<0.05），其中甲酸组最低，但不同有机酸之间差异不显著（P>0.05）;甲酸处理组乳酸含量最低（P<0.05），丙酸处理组乳酸含量最高（P<0.05），而对照组和乙酸处理组乳酸含量无显著差异（P>0.05）;对照组乙酸含量最高（P<0.05），甲酸处理组乙酸含量最低（P<0.05），而乙酸和丙酸处理组含量无显著差异（P>0.05）;丙酸含量对照组显著低于于其他各组（P<0.05），丙酸处理组高于于其他各组但无显著差异;有机酸处理能显著降低木薯叶青贮的丁酸含量（P<0.05），其中乙酸组未检出丁酸;甲酸处理组总酸含量显著降低与其他处理（P<0.05），3个有机酸处理组间差异显著，其中丙酸处理组总酸含量最高（P<0.05）;对照组和有机酸处理组氨态氮含量无显著差异。综上所述，木薯叶添加有机酸能降低青贮饲料pH和丁酸含量，明显改善木薯叶青贮发酵品质，甲酸处理组乳酸、总酸含量低，青贮品质较差。

2.2 木薯叶青贮饲料评分

木薯叶青贮饲料Flieg氏评分结果见表2，对照组总分64，等级为“良”，但得分较低，青贮品质较差;甲酸组评分高于对照组，等级为“良”，青贮品质较好;乙酸组和丙酸组总分较高，等级均为“优”，表明有机酸处理能提高木薯叶青贮品质，其中乙酸和丙酸青贮效果较好。

2.3 木薯叶青贮饲料营养成分

如表3所示，甲酸组DM含量最高（P<0.05），其他处理间无显著差异（P>0.05）;甲酸组CP含量最高，丙酸组含量最低，各处理间差异不显著（P>0.05）;与对照组相比甲酸组、乙酸组、丙酸组显著降低了饲料的NDF和ADF含量（P<0.05），但3个有机酸处理组间差异不显著（P>0.05）;与对照组相比，3个有机酸处理均显著提高青贮饲料的RFV值（P<0.05），而处理间无显著差异（P>0.05）。

3 讨论

3.1 添加甲酸对木薯叶青贮的影响

甲酸能够快速酸化青贮原料，抑制有害微生物的活性，减少青贮发酵过程中营养物质的损失，广泛应用于饲草青贮。木薯叶含水量高，可溶性碳水化合物含量低，青贮调制较困难[18]。本研究中，与对照组相比添加甲酸后青贮饲料的pH、乳酸含量降低，丙酸含量升高，显著降低了乙酸、丁酸含量，说明甲酸能快速酸化青贮饲料，起到了很好的防腐作用，与张亚格等[11]、薛春胜等[12]、侯美玲等[19]、李平等[20]研究结果一致。荣辉等[21]研究发现甲酸添加比例对青贮品质影响很大，不适合的添加量可能会降低青贮品质，本研究中木薯叶青贮品质提升有限，可能与未达到甲酸最佳添加量有关。

本研究中甲酸组的干物质含量显著高于对照组，而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著低于对照组，饲料相对值显著提高，提高了青贮饲料营养价值，与薛春胜等[12]、朱欣等[22]的研究结果一致。另外，甲酸组中粗蛋白含量略高于其他处理，可能与其较强的发酵抑制作用有关，侯美玲等[19]研究也发现甲酸处理的铵态氮含量低于其他添加剂处理，而粗蛋白含量高于其他处理。

3.2 添加乙酸对木薯叶青贮的影响

乙酸能抑制霉菌、酵母等有害微生物的生长和繁殖，减少发酵底物消耗，创造有利于乳酸菌生长繁殖的环境，促进乳酸发酵，进而提高青贮品质。本研究中乙酸组与对照组相比，pH显著降低，显著增加乳酸、丙酸含量，显著降低乙酸含量，无丁酸检出，青贮评分等级为“优”，说明添加乙酸处理改善木薯叶青贮品质，在促进乳酸菌生长繁殖的同时抑制有害微生物的生长。李君风等[13]、邱小燕等[23]、王保平等[24]、许庆方等[25]添加乙酸后青贮饲料pH降低，乳酸含量提高，丁酸含量降低，改善了青贮品质，与本研究结果一致。需要注意的是，本研究中木薯叶添加乙酸处理后，乙酸含量低于对照组，且总酸含量也低于对照组，可能是木薯青贮饲料发酵前期霉菌、酵母较多，添加乙酸抑制有害微生物后，主要进行同性发酵，以产生乳酸为主，而对照组由于有害微生物的影响，可能进行同性、异性混合发酵，故乙酸含量较高。另外，对照组中缺乏对有害微生物抑制，产生了含量较高的丁酸，进而总酸含量较高。因此，对照组发酵品质较差，pH也最高。针对木薯叶乙酸的最佳添加量及其调控青贮发酵品质的作用机理还需要进一步研究。

本研究中乙酸处理组与对照组相比，NDF、ADF含量下降，RFV值显著升高，提高了木薯叶青贮的营养价值。王保平等[24]、许庆方等[25]、徐炜等[26]研究发现添加乙酸显著降低了NDF和ADF含量，提高了青贮饲料营养价值，与本研究结果一致，表明乙酸处理能够促进乳酸菌增殖，消耗更多的结构性碳水化合物，为乳酸发酵提供更多的底物。而丁良等[27]发现添加双乙酸钠后青贮饲料主要营养成分无显著变化，青贮原料特性差异可能是造成效果不一致的原因。

3.3 添加丙酸对木薯叶青贮的影响

丙酸具有较强的抗菌效果，丙酸及丙酸盐作为青贮添加剂应用广泛，能有效提高青贮发酵品质并抑制有氧腐敗。本研究中丙酸组与对照组相比，显著降低pH，显著增加乳酸、丙酸含量，显著降低乙酸、丁酸含量，青贮评分等级为“优”，说明添加丙酸改善了木薯叶青贮品质。说明在本研究中，丙酸较好的抑制了木薯叶青贮饲料中丁酸菌以及异型发酵乳酸菌的活性，促进了乳酸含量的增加，研究结果与张静等[28]、张增欣等[29]、王雁等[30]、辛鹏程等[31]的结果一致，原因可能是添加量及原料的差异。而陈雷等[14]研究发现添加丙酸会抑制青贮饲料乳酸发酵，但可以提高有氧稳定性，可能与青贮原料特性以及添加比例不同有关。

本研究中丙酸组与对照组相比，显著减低了NDF、ADF含量，显著提高了RFV值，DM、CP略低但差异不显著，说明添加丙酸能够一定程度避免青贮过程中的营养损失，保存木薯叶青贮饲料的营养价值。张增欣等[29]研究也发现丙酸能够较好地保存饲料的营养成分，许庆方等[25]、王雁等[30]、冀旋等[32]发现，添加丙酸能够一定程度降低NDF、ADF含量，提高营养价值，但具体作用略有差异，可能与不同青贮原料丙酸适宜添加量不同有关。

4 结论

木薯叶添加有机酸青贮能显著降低饲料的pH、丁酸含量，提高乳酸含量，改善木薯叶青贮发酵品质;降低纤维含量，提高了饲料相对值和营养价值。添加乙酸（0.2%）、丙酸（0.2%）青贮品质比添加甲酸（0.2%）好，乙酸（0.2%）、丙酸（0.2%）可作为木薯叶青贮添加剂。

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