添加糖蜜和植物乳杆菌对谷草黄贮发酵品质的影响

王 超，张永虎，杨飞雁，娜 娜，孙 林，温 蕊，刘重芷，薛艳林

（1.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031；2.内蒙古青贮微生物资源开发与利用工程研究中心，内蒙古 呼和浩特 010031；3.内蒙古双奇药业股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010010；4.内蒙古大学生命科学学院，内蒙古 呼和浩特 010030）

内蒙古荒漠草原地区年降水量200 mm 左右，65%以上的降水量集中在6—9 月， 普通作物、牧草不易获得丰产，而谷子适应性强，叶子面积小，蒸腾系数小，耐旱、耐贫瘠、耐酸、耐碱，耐旱性更为突出。 谷子生育期较短，为130 d 左右，生长季节正好与降水季节吻合，使其成为较稳产的作物，在干旱年份增产优势更加突出，是内蒙古荒漠草原地区的主要作物。 内蒙古地区是我国种植谷子面积较大的地区，历年种植面积在20 万hm2左右［1］。谷草即收获谷穗后的秸秆，是牛、马等牲畜优质的饲料原料［2］。 谷子是粮饲兼用作物，粮草比为1∶1～1∶3［3］。 谷草中粗蛋白含量为5%左右，高于其他禾本科牧草，其饲料价值接近豆科牧草，是我国北方喂养马、牛及羊等草食动物不可缺少的优质饲草［4］。李艺等［5］研究显示，用20%的谷草替代玉米秸秆黄贮饲喂西门塔尔杂交牛， 可以改善肉牛屠宰性能与肉品质，取得好的经济效益。 薄玉琨等［6］研究显示，育肥期阳原驴日粮中添加全株饲用谷子青贮能够增加肉驴的采食量，提高育肥期日增重，增强肉驴机体抗氧化能力。

谷草直接作为饲料利用时水分含量高， 容易发霉变质， 不仅营养价值下降， 而且影响家畜健康，因此，在饲料化利用过程中，加工调制成干草或黄贮。在牧草加工成干草的过程中，营养成分损失达到30%以上，而且随着贮存时间的延长，营养成分含量、 适口性直线下降， 影响谷草饲料化利用。而采用青贮或黄贮处理谷草，可以有效保存营养成分，提升适口性，可以长期保存且减少寄生虫病害的发生［7］。 青贮或黄贮的调制过程中，要利用一些添加剂，提升发酵品质。 薛艳林等［8］研究表明，添加乳酸菌制剂混合青贮沙蒿与玉米秸秆，可改善饲料的发酵品质。 丁武蓉等［9］研究表明，添加3%的糖蜜可有效提高二色胡枝子青贮饲料的青贮品质。关于青贮发酵剂在谷草黄贮中的作用，还没有专门的研究， 该试验选用促进青贮发酵的糖蜜和植物乳杆菌处理谷草， 探讨对谷草黄贮发酵的影响，为谷草黄贮提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及试验仪器

蜜糖、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum，L.plantarum，活菌数1011CFU/g）由内蒙古双奇药业股份有限公司提供， 谷草由内蒙古自治区农牧业科学院院内试验地提供。

主要仪器设备：恒温干燥烘箱（上海一恒科学仪器有限公司）；SQP 分析天平（Sartorius）；多功能食物搅拌机；粉碎机；美吉斯真空封口机；ANKOM A200 纤维分析仪；FOSS 公司全自动凯式定氮仪；pH 计（PB-10Sartorius）；高效液相色谱仪（日本岛津）等。

1.2 试验方法

1.2.1 糖蜜乳酸菌混合液的制备10 g 糖蜜 （添加比例为1.0%）和0.02 g 植物乳杆菌用10 mL 蒸馏水溶解，充分混合后，室温条件下放置2 h 备用。

1.2.2 谷草黄贮的调制选择2 个品种谷子106号和107 号，将收获籽实的谷草粉碎为2～3 cm 小段，2 种谷草分别称取2 份，每份1 kg。1 份用喷壶喷洒20 mL 蒸馏水作为对照组，1 份喷洒“1.2.1”项下制备好的糖蜜乳酸菌混合液，作为试验组。充分混合后，分别取300 g 装入青贮专用袋抽真空密封后，每个处理3 个重复，置于10～15 ℃的室温环境中存放90 d。

1.2.3 测定指标及方法

1.2.3.1 谷草和谷草黄贮中常规营养成分测定采用烘干法测定干物质（DM）含量；采用FOSS 公司全自动凯氏定氮仪测定粗蛋白质（CP）含量；采用ANKOM A200 纤维分析仪测定中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和酸性木质素（ADL）含量；采用蒽酮—硫酸法测定可溶性糖分（WSC）含量［10］。 谷草样本重复1 次，谷草黄贮样本重复3 次。

1.2.3.2 谷草黄贮pH 值、乳酸和挥发性脂肪酸含量测定开袋后充分混匀谷草黄贮， 取20 g 放于200 mL 三角瓶中，加入180 mL 蒸馏水，利用多功能食物搅拌机搅碎1 min，用双层纱布过滤后滤液用12 号滤纸过滤， 滤液用来测定谷草黄贮的pH值、乳酸和挥发性脂肪酸含量。

滤液pH 值用pH 计（PB-10Sartorius）测定。用0.22 μL 的滤过膜过滤滤液，利用高效液相色谱仪（SHI-MADZE-10A， 色谱柱为：Shodex Rspak KC-811 S-DVB gel Column 30 mm×8 mm， 检测器：SPD-M10AVP， 流动相：3 mmol/L 高氯酸， 流速：0.6 mL/min； 柱温50 ℃，检测波长210 nm，进样量5 μL）测定乳酸和挥发性脂肪酸含量［11］。

1.3 数据处理

采用SPSS 17.0 统计学软件对数据进行独立样本的t 检验，以P＜0.05 为差异显著，文中黄贮相关数据均以“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 谷草原料干物质和营养含量

2 种谷草中，干物质含量比较接近，都在50.00%以上，106 号谷草与107 号谷草相比，CP、WSC 和ADL 含量较高，而NDF 和ADF 含量较低（见表1）。

表1 106 号和107 号谷草的干物质以及营养含量（干物质基础） 单位：%

2.2 谷草黄贮干物质和营养含量

2 种谷草黄贮的DM 含量都在50.00%以上，而WSC 含量很低， 都在0.50%以下。 糖蜜和L.plantarum 添加对2 种谷草黄贮DM 含量和WSC含量没有影响。与原料相比，106 号谷草黄贮的CP含量出现不同程度的下降， 添加组含量高于对照组，但差异不显著（P>0.05）；107 号谷草添加组和对照组的CP 降解程度都较小， 无显著差异 （P>0.05）。 106 号谷草黄贮添加组与对照组相比，NDF和ADL 含量有降低趋势，差异不显著（P>0.05），而ADF 含量显著（P＜0.05）低于对照组；107 号谷草黄贮添加组和对照组的NDF、ADF 和ADL 含量都没有显著（P>0.05）差异（见表2）。

表2 谷草黄贮的干物质和营养含量（干物质基础） 单位：%

2.3 谷草黄贮的pH 值、乳酸和挥发性脂肪酸含量

从发酵品质来看，106 号谷草黄贮pH 值在5.58 以下，添加组pH 值低于对照组，但差异不显著（P>0.05），而LA、AA 含量以及LA/AA 都极显著（P＜0.01） 高于对照组；107 号谷草黄贮添加组pH值极显著（P＜0.01）低于对照组，且LA、AA 含量以及LA/AA 都极显著（P＜0.01）高于对照组。2 种谷草黄贮对照组与添加组均未检出丙酸和丁酸（见表3）。

表3 谷草黄贮的pH 值和发酵产物

3 讨论

ADF 是饲料饲用价值高低的反映，ADF 含量越低，饲用价值越大［12］。 106 号谷草添加组的ADF含量显著（P＜0.05）低于对照组，可能是青贮过程中使用糖蜜提高了发酵品质，产生较多的酸，促进了细胞壁的分解。陈育峰等［13］的研究中，利用甘蔗糖蜜处理甘蔗尾能显著（P＜0.05）降低该青贮的粗纤维含量。 Baytok 等［14］研究也表明随着甘蔗糖蜜添加比例的增加， 玉米青贮饲料中NDF 和ADF含量显著下降。 该研究结果与以上研究结果基本一致，因此，添加糖蜜有利于提高106 号谷草的饲用价值。

2 种谷草的4 种黄贮中WSC 含量和pH 值都下降，是由于在青贮发酵过程中，WSC 被乳酸菌利用，分解成挥发性脂肪酸和乳酸等，使pH 值降低，抑制其他杂菌的繁殖，实现饲草料的长期保存［15］。因此， 谷草黄贮中WSC 含量和pH 值都低于谷草原料，符合青贮饲料发酵的规律。

pH 值是衡量青贮饲料发酵品质的重要指标之一。pH 值低意味着青贮质量较好，反之，青贮质量较差。 该试验中， 添加糖蜜和L.plantarum 的106 号谷草黄贮pH 值低于对照组，但是差异不显著（P>0.05），而107 号谷草黄贮pH 值极显著（P＜0.01）低于对照组。 乳酸菌作为添加剂改善青贮品质在牧草青贮中已广泛使用， 牧草青贮时添加乳酸菌可促进青贮乳酸的快速积累， 降低pH 值，抑制蛋白质分解，获得优质的青贮饲料［16］。可溶性糖是乳酸菌发酵的物质基础， 充足的发酵底物确保乳酸菌大量生成乳酸， 加快青贮饲料酸化， 促使pH 值迅速下降，有效抑制不良发酵，提高青贮品质，这与于杰等［17］研究结果一致。

乳酸和挥发性脂肪酸含量及其组成是判断青贮饲料发酵品质的另一项指标，乳酸、乙酸和丁酸是最重要的评定标准。 在青贮饲料发酵过程中存在同型发酵型和异型发酵型2 类乳酸菌， 同型发酵乳酸菌把原料中存在的葡萄糖、果糖、蔗糖等分解为乳酸， 而异型发酵乳酸菌把这类糖分解为乳酸、乙酸、酒精和CO2等。 同型发酵过程中营养物质损失小， 快速生成乳酸可以促进pH 值迅速下降，有利于保存原料中的营养物质，并能有效抑制蛋白质降解。因此，选择乳酸菌添加剂时要尽量考虑同型发酵乳酸菌，如L.plantarum 和Lactobacillus casei 等。 乳酸和乙酸是青贮饲料pH 值下降的主要因素， 乳酸和乙酸比例也成为判断青贮饲料发酵好坏的标准［18］。 该试验中糖蜜和L.plantarum添加的2 种谷草黄贮的乳酸和乙酸含量极显著（P＜0.01）高于对照组，而且乳酸/乙酸比例均大于1， 说明L.plantarum 的添加促进了发酵过程中乳酸型发酵， 对于改善谷草黄贮发酵品质具有重要作用。 在青贮过程中，丙酸和丁酸的生成，都影响发酵品质。 丙酸主要由梭菌和丙酸杆菌生成，丙酸杆菌在青贮发酵过程中利用乳酸作为发酵底物，生成丙酸、乙酸和CO2等，造成营养物质损失。丁酸的生成主要是由梭菌引起，梭菌又称为丁酸菌或酪酸菌，是一种梭状芽孢杆菌，属于青贮中的有害微生物。在青贮发酵过程中降解乳酸或原料中的糖生成的丁酸，还可将蛋白质降解为胺或氨，降低青贮品质和营养含量， 使青贮饲料产生难闻的恶臭气味，影响采食量。 该研究2 种谷草的4 种黄贮中，都未检测出丙酸和丁酸，说明106 号谷草和107 号谷草能够加工出优质黄贮饲料。

4 结论

谷草加工成黄贮饲料可以有效保存营养成分。 添加糖蜜和L.plantarum 可以降低pH 值，促进黄贮的乳酸发酵，提升发酵品质。