不同添加剂对甜高粱发酵品质及消化率的影响

2020-07-22麦提图尔荪阿卜杜克热木努尔哈提斯拉甫尔杨兆岐米日扎提艾热提乌斯满依米提

饲料工业 2020年13期

麦提图尔荪·阿卜杜克热木努尔哈提·斯拉甫尔杨兆岐米日扎提·艾热提乌斯满·依米提

（新疆大学生命科学与技术学院，新疆乌鲁木齐830046）

甜高粱(sweet sorghum)，富含糖分、营养价值高,故而命名为甜高粱，也称为糖高粱[1],抗旱性强、适口性好，是重要的饲料资源，反刍动物生产中具有更高的饲喂价值和持续开发价值。而青贮是保存和开发饲料资源、发展畜牧业的有效手段。开发利用青贮饲料资源发展养殖业是我国实现农业可持续发展的一项基本策略[2-4]。为了提高青贮饲料的适口性和饲用价值，生物学方法具有简单易行、成本低、无污染的特点[5]。利用青贮饲料添加剂是生物学方法之一，青贮饲料添加剂是专门用于饲料青贮的一种微生物菌粉,可以调节青贮料内微生物,调控青贮发酵过程,更好地保存青贮饲料的营养成分。青贮添加剂饲料对于加快青贮饲料发酵速度、效率和改善青贮饲料的青贮品质以及提高青贮饲料的养分含量等具有非常重要的意义。庄苏等[6]和侯俊财等[7]证实青贮饲料中添加乳酸菌和纤维素分解菌时，纤维素分解菌破坏植物细胞壁结构，并将原料的部分多糖降解成单糖，为乳酸菌发酵和快速繁殖提供底物。赵子夫等[8]在青贮中加入乳酸菌制剂均改善了青贮品质。王宪举等[9]证实乳酸菌对青贮发酵品质及营养价值均有显著的效果，乳酸菌能迅速降低青贮饲料的pH 值，防止有害菌的繁殖，保证青贮饲料的发酵品质和营养成分有效保存。徐炜等[10]、马春晖等[11]研究表明，添加剂能够明显降低青贮饲料的pH 值，提高青贮的发酵品质和营养价值，与此同时可增加青贮饲料中的蛋白含量，生成乙酸等多种醇类物质，使青贮饲料具酒香味，有效提高青贮饲料的适口性[11-12]。Ennahar等[13]研究发现，青贮饲料不仅能有效保持青绿饲料的营养特性，而且还能改善饲料的适口性，提高消化率，延长贮存时间[14]。研究发现微生物制剂混合添加比起单独添加乳酸菌和纤维素分解菌对青贮饲料的发酵品质的改善效果更好[15-16]。青贮饲料在微生物发酵中产生乳酸，具有芳香气味，适口性好，易于反刍家畜消化吸收[17]。其品质的优劣及营养价值的高低是影响家畜生产性能的重要因素。本研究以甜高粱为试验原料，研发出混合微生物添加剂,探讨其对青贮饲料发酵品质的影响,为研发高效微生物型青贮饲料添加剂提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌剂

试验所用自制青贮饲料微生物复合添加剂由本实验室从新疆吐鲁番地区玉米秸秆中分离得到、鉴定、保存的高效乳酸菌A4、A7，分别从牛、羊瘤胃中分离得到的纤维素分解菌Nf、Y6，等比例混合成复合菌制剂，活菌数为5.6×1010CFU/g，设为试验组1。其他两组商品型饲料添加剂均购于市场，设为试验组2、组3，活菌数分别为2.0×1011CFU/g和5.0×1010CFU/g。对照组不添加任何添加剂。

1.2 试验材料

青贮试验用于结实期的饲用型甜高粱，2018 年4 月播种于新疆吐鲁番地区托克逊县，2018年10月人工收割。将收割后水分调节到60%～75%的全株甜高粱切碎至2～5 cm。直径8 cm、高20 cm、壁厚0.1 cm，容积1 L的螺口发酵瓶作青贮饲料发酵容器。将饲料添加剂用红糖活化12 h 后添加一定量的无菌去离子水稀释，把活化好的菌液跟一定量麦麸混合搅拌均匀，不黏手能很容易撒开就好。各试验组将青贮饲料添加剂以3%的比例添加到切好的材料里面，对照组喷洒等量的无菌水（没有添加剂）。快速压实填满。拧紧瓶盖。制作结束后，置室温光发酵60 d定期检查瓶口封闭状态，如有松动及时拧紧瓶盖。试验根据添加剂的不同分为对照组和3个试验组。

表1 甜高粱主要营养成分

1.3 分析方法

除测定水分用鲜样外，其他测定的样品均进行前处理。取青贮发酵玉米秸秆400 g，每组3 个重复，置于鼓风干燥箱内，135 ℃下烘干2 h，然后在室温下冷却1 h。用粉碎机粉碎，过40目筛子，置于容器中干燥保存。每个分析指标测定中样品均设置3个重复。另取青贮样品400 g进行营养物质的检测，检测DM、CP、NDF含量。水分测定采用GB/T6435—8直接干燥法，将样品在135℃恒温干燥箱内干燥2 h。pH值测定用青贮玉米鲜样20 g，加入100 ml 蒸馏水，搅拌均匀，4 ℃冰柜静放24 h。用上海PHS-501精密酸度计直接测定浸出液的pH值[18]；粗蛋白（CP）的测定采用半微量凯氏定氮法测定[19]。挥发性脂肪酸(volatile fatty acids，VFA)含量的测定一般将饲料浸出液离心后通过SHI⁃MADZE-10A型高效液相色谱进行测定乳酸（LA）、乙酸(AA)、丁酸(BA)含量。用范氏(vansoest)[20-21]的方法对NDF、ADF、ADL 进行含量测定。青贮玉米感官评定标准：青贮60 d 开袋后，取各组青贮饲料按照农业部《青贮饲料质量评定标准》和德国农业协会(DLG)青贮感官评分标准等级进行感官评定。等级评定：气味、结构、色泽得分总和76～100分为1级，优等；51～75分为2级，良好；26～50分为3级，中等；25分以下为4级，腐败[22-24]。

1.4 体外消化率测定

凌晨从屠宰场未进饲的羊瘤胃中收集瘤胃液，经5层纱布过滤后立即带回实验室。将瘤胃液与预先配制的人工瘤胃营养液以1∶2 混合。准确称取1 g 饲料样品，混入人工瘤胃培养液边加热边搅拌，做3 个空白。将消化液瓶放入人工瘤胃培养箱中39 ℃消化24 h，待体外消化后，停止发酵，用滤纸过滤，冲洗饲料残渣，经4 ℃，8 000 离心10 min，取沉淀，在135 ℃恒温烘干箱烘干2 h，在马弗炉550 ℃灼烧，计算样品有机物的体外消化率[25]。常规营养成分参考黄妙音等[26]方法进行检测。

1.5 数据采用

Excel 2016 进行初步处理，采用SPSS22.0 统计软件对数据进行单因子方差分析,差异显著时采用Dun⁃can's多重比较，试验数据用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 不同青贮添加剂对甜高粱发酵品质的影响

目前青贮饲料有机酸主要包括乳酸、乙酸、丁酸。有机酸又起酸化作用，起到抑菌效果。抑菌作用是掌控青贮饲料发酵成功与否的重要因素。乳酸有效抑制霉菌生长，预防二次发酵，提供良好的厌氧条件，对提高青贮品质效果有明显的促进作用。由表2可知，不同处理下青贮甜高粱中有机酸含量，各试验组中乳酸含量均高于乙酸含量，这说明饲料添加剂在青贮发酵过程中产生大量乳酸，抑制有害微生物的繁殖，保持青贮饲料pH值，保证饲料长期保存。其中对照组乳酸含量最少，并生成对饲料品质严重影响的丁酸。其他各试验组中均未检测到丁酸。各试验组乳酸、乙酸含量均显著高于对照组（P＜0.05）。各试验组乳酸菌/总酸比为0.8 左右，乳酸/乙酸比为4～7 倍以上，说明饲料的发酵品质很好。

表2 不同青贮饲料添加剂对甜高粱的发酵品质

2.2 不同青贮添加剂对青贮玉米感官评定

本试验对青贮饲料品质评价指标按德国农业协会青贮质量感官评分标准评定为主，pH 值是评价青贮饲料发酵品质的重要指标之一，较低的pH 值可以有效抑制不良微生物菌群繁殖，从而有效提高青贮饲料发酵品质，有利于青贮饲料的长期保存和降低营养损失。表3 可见，从pH 值、水分、气味、颜色、质地方面进行评分。对照组pH值5.23，水分78.31%，有稍微刺鼻的丁酸味，握紧饲料有粘手的感觉，色泽与原来的色泽有明显差别，得分23.34分，为劣等饲料。添加青贮发酵剂各试验组pH 值均下降，与对照组相比显著降低（P＜0.05），水分含量为68.16%～69.41%，色泽均为青黄色，颜色基本上保持原样，质地柔软，握紧没有粘手的感觉，酒酸味浓厚，综合等级均为优等青贮饲料，显著优于对照组（P＜0.05）。

由此研究可以看出，自制的秸秆发酵剂添加到青贮玉米中对其进行青贮发酵，青贮饲料发酵品质优于对照组，各试验组之间没有明显差别。这是由于自制菌粉中的4种菌在青贮过程中相互作用，发挥各自特长，使得青贮玉米的青贮发酵效果达到最佳。

表3 不同青贮添加剂对青贮玉米的感官评定

2.3 不同青贮添加剂对甜高粱体外消化率的影响（见表4）

由表4可知，各试验组的粗蛋白含量均显著高于对照组（P＜0.05）。各试验组DM、NDF和ASH含量之间没有明显差异（P＞0.05）。试验组1、试验组2组和试验组3青贮料中CP含量比对照组显著提高（P＜0.05）。试验组3的粗蛋白含量均高于试验组1和组2，但差异不显著（P＞0.05）。试验组中NDF含量比对照组显著降低（P＜0.05），但各试验组之间没有显著差异（P＞0.05）。ADF含量试验组1最少,各试验组之间没有显著差异。ADL成分所占比例最少的为试验组2，但各试验组之间没有显著差异（P＞0.05）。各试验组中ASH含量比对照组显著降低（P＜0.05），但各试验组之间没有显著差异（P＞0.05）。这说明青贮饲料中的有机物消化率有所提高。

表4 不同青贮添加剂对甜高粱体外消化率的影响（%）

研究表明，饲料的化学成分组成以及粗蛋白质、粗纤维含量对消化率的影响最大，饲料中粗蛋白质所占比例越多，消化率就越高，粗纤维含量越多，消化率就越低，牲畜很难消化。饲料中蛋白质含量高，有利于动物体内消化液的分泌和营养成分的消化，使得有机物的消化率有所提高，因此有机物的消化率与粗蛋白质或是粗纤维的含量有关。本试验所使用的三种青贮饲料发酵剂，对青贮饲料消化率起了明显的提高作用，跟对照组相比，虽然体外消化率测定法检测性能好，但毕竟是一类体外模拟试验，试验环境跟动物实际生理状况存在一定差异。

3 讨论

在结实期青贮玉米作为青贮原料的材料中添加三种饲料添加剂粉、改善青贮料感官品质有较好的改善作用。本试验中对青贮玉米饲料进行综合感官评价，添加青贮添加剂的青贮玉米的气味、结构和色泽等感官品质较好，对照组品质较差。这说明青贮添加剂有利于青贮饲料中乳酸菌的存活率，能够快速降低青贮饲料pH值，有效抑制有害微生物的存活，从而达到青贮饲料接近青贮原料的色泽，气味香。这与董妙音等[27]、张苏江等[28]研究结果相一致。青贮饲料发酵品质受到材料品种、青贮方法、添加剂活菌数含量以及pH值等因素的影响[29]。武慧娟等[30]通过研究发现，添加青贮添加剂能够有效改善青贮饲料的感官品质，促进乳酸发酵有效降低青贮料pH值，抑制有害微生物繁殖，因而改善青贮饲料的感官品质和营养价值。pH值越低，有机酸含量越多，青贮饲料越容易保存。添加适量的复合微生物制剂添加到青贮玉米中，青贮饲料pH值均小于3.8，达到优等青贮饲料标准。这可能跟饲料添加剂里面乳酸菌活菌数有关。本试验不同青贮添加剂均能降低青贮料的pH 值，能有效抑制有害微生物的存活。赵政等[31]、玉柱等[32]研究显示添加复合乳酸菌制剂和乳酸菌制剂可以提高玉米秸秆青贮饲料CP 含量，能降低NDF 和ADF 含量。试验结果表明，添加剂能有效改善青贮料的营养成分、发酵品质及消化率。三个试验组青贮玉米的CP含量与对照组相比有明显的差异，试验组3青贮饲料中CP含量最高，与对照组相比，提高了3.88 个百分点。NDF 是青贮饲料中纤维质量评价最直观、最有效的标志。三个试验组中NDF 和ADF 含量均要低于对照组，说明三种添加剂在青贮发酵过程中，为乳酸菌大量繁殖提供环境，有效抑制有害微生物存活。三个试验组对青贮饲料消化率起到很有效的促进作用，这对于秸秆利用与经济效益的提高起到很大作用，对畜牧业的发展做出贡献。