2种乳酸菌对金荞麦和串叶松香草青贮品质的影响

李世歌， 熊先勤， 赵明坤， 李小冬， 张 蓉， 陈光吉， 刘凤丹， 尚以顺*

(1.贵州省草业研究所， 贵州 贵阳 550006； 2.贵州鼎芯农牧科技有限公司， 贵州 贵阳 550000； 3.贵州阳光草业科技有限责任公司， 贵州 独山 558200)

0 引言

【研究意义】金荞麦(Fagopyrumdibotrys)为蓼科荞麦属多年生宿根性草本植物[1]，是一种富含营养成分且兼具药用价值的优质饲草，具易繁殖、产量高、高蛋白和适口性好等特点[2]，牛、羊、猪和家禽等喜食。串叶松香草(SilphiumperfoliatumL.)属菊科多年生草本植物，富含SOD和黄酮类成分等，其蛋白质含量较高[3-4]，氨基酸种类丰富，赖氨酸含量达蛋白质总量的5%[5]，具易种植、抗逆性强和分蘖能力强等特点。金荞麦和串叶松香草的生长均具有明显季节性，夏季生长旺盛，秋冬枯黄停止生长，不能满足周年供应的需求。青贮能有效长期保存青绿饲草，减少营养损失，提高适口性和消化率，是贵州调制饲草料，解决草食家畜冬春季草料短缺，拓展饲草在牛、羊和猪等养殖中更好应用的重要贮存措施。但金荞麦和串叶松香草的水分含量高，可溶性碳水化合物含量低，直接青贮效果不佳。乳酸菌作为青贮成功的关键微生物，能促进乳酸生成，快速降低pH，抑制霉菌等有害微生物的增殖和代谢，从而提高发酵品质[6]。因此，筛选适宜的乳酸菌菌种，提高青贮效果，对充分开发金荞麦和串叶松香草等优质饲草资源的利用潜力具有现实意义。【前人研究进展】乳酸菌种类较多，不同的乳酸菌在青贮发酵过程中所起作用不同。王丽学等[7]研究发现，添加植物乳杆菌和乳酸片球菌能显著提高苜蓿青贮的发酵品质；许兰娇等[8]利用乳酸粪肠球菌发酵油菜秸秆和皇竹草混合青贮，可提高饲料养分的表观消化率。【研究切入点】目前，有关乳酸片球菌(Pediococcusacidilactici)和粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)在金荞麦和串叶松香草青贮中的作用效果鲜见报道。【拟解决的关键问题】探究乳酸片球菌和粪肠球菌对金荞麦和串叶松香草青贮发酵品质的影响，筛选适宜金荞麦和串叶松香草青贮的乳酸菌菌种，为生产上推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

金荞麦和串叶松香草种植于贵州省草业研究所独山基地(25°86′15″N，107°57′81″E)，试验地海拔1 112 m，属中亚热带温润季风性气候，年平均气温15℃，极端最高气温35.5℃，极端最低气温-4.0℃，年降雨量1 429.9 mm，无霜期297 d。

1.2 试验材料

乳酸片球菌(有效活菌数≥1×1011CFU/g)和粪肠球菌(有效活菌数≥1×1011CFU/g)购自山东创益生物技术公司。金荞麦在第2茬生长至高60 cm刈割，留茬5～10 cm；串叶松香草于初花期刈割，留茬2～5 cm。

1.3 试验设计

采用单因素试验设计，金荞麦和串叶松香草青贮各设3个处理：以添加等量糖蜜为对照(CK)，添加乳酸片球菌1×1011CFU/g(T1)和添加粪肠球菌1×1011CFU/g(T2)，每处理3次重复。

青贮调制：取20 g糖蜜(添加比例1%)、1 g乳酸片球菌和1 g粪肠球菌，分别用10 mL蒸馏水溶解，充分混合后室温下放置2 h备用。将收获的金荞麦和串叶松香草鲜样(FM)使用小型铡草机分别粉碎至5 cm长，置于阳光下晾晒3 h，2种饲草分别称取3份，每份2 kg，共6份。青贮时，CK在原料上均匀喷洒20 mL糖蜜溶液，T1喷洒20 mL糖蜜乳酸片球菌混合溶液，T2喷洒20 mL糖蜜粪肠球菌混合溶液。搅拌均匀后分别取500 g样品装入聚酯乙烯袋中真空密封，室温条件发酵40 d。

1.4 试验方法

1.4.1 感官评定 依据德国农业协会标准(DLG)[9]分别对2种饲草青贮的色泽、气味和质地进行评分，分为优、中、可和下4个等级。

1.4.2 营养成分 将青贮样品于烘箱中65℃烘48 h以上至恒重。参照张丽英[10]的方法测定干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、可溶性碳水化合物(WSC)、粗灰分(Ash)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)。

1.4.3 pH和发酵指标 采用PHB-5 pH计(杭州齐威仪器有限公司)测定pH；苯酚-次氯酸比色法测定NH3-N[11]；高效液相色谱法测定乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)[12]。

1.5 数据统计与分析

采用Excel 2010和SPSS 22.0对试验数据进行统计与分析，用Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理金荞麦和串叶松香草青贮的感官品质

从表1看出，金荞麦：CK色泽为黄绿色，气味酸，茎叶粘连，感官评定等级为中；T1和T2色泽均为黄绿色，气味酸香，茎叶清晰，结构良好，感官评定等级为优。串叶松香草：CK、T1和T2间感官品质无明显差异，色泽均为黄褐色，接近青贮前的原料颜色，气味酸，茎叶结构良好，感官评定等级为中。综合看，金荞麦青贮时添加2种乳酸菌的色泽、气味和质地较串叶松香草好，以T2得分最高，达18分。

表1 不同处理金荞麦和串叶松香草青贮的感官评定

2.2 不同处理金荞麦和串叶松香草青贮的营养成分

由表2可知，添加乳酸菌对金荞麦和串叶松香草青贮的营养成分有一定影响。金荞麦：DM、EE和WSC含量以T1最高，分别为19.17%、5.23%和2.18%；CP、NDF和ADF以T2最高，分别为23.67%、42.31%和31.09%；Ash和CF以CK最高，分别为7.64%和56.41%。除T1和T2的EE含量显著高于CK外，其他指标处理间差异均不显著。串叶松香草：DM、WSC、NDF和ADF含量以T1最高，分别为31.00%、0.69%和37.09%和24.02%；Ash以T2最高，为15.65%；CP、EE和CF以CK最高，分别为12.91%、4.50%和27.23%。除T2的DM显著高于T1和CK外，其他指标处理间差异均不显著。

表2 不同处理金荞麦和串叶松香草青贮的营养成分

2.3 不同处理金荞麦和串叶松香草青贮的pH和发酵品质

从表3看出，金荞麦：pH为3.69～4.45，T1显著低于CK和T2；LA含量为53.24～135.21 mg/g，T1显著高于CK和T2；AA和PA分别为7.04～18.23 mg/g和2.26～3.03 mg/g，处理间差异均不显著；NH3-N为0.31～2.93，T2显著高于CK和T1；各处理均未检出BA。串叶松香草：pH为4.92～4.94，处理间差异均不显著；LA为21.03～33.43 mg/g，以T1最高；PA均为0.31 mg/g；BA为2.81～6.32 mg/g，T2显著高于CK；AA和NH3-N分别为12.37～16.34 mg/g和0.07～0.09 g/kg，均以T2最高。表明，添加乳酸片球菌和粪肠球菌对串叶松香草pH和发酵品质影响不大。

表3 不同处理金荞麦和串叶松香草青贮的pH和发酵品质

3 讨论

乳酸菌是青贮发酵过程中影响发酵质量的主要微生物，除乳酸菌的数量和活性外，其种类和组成对青贮品质也有重要影响。乳酸菌的种类较多，根据其发酵形式不同，可分为同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌[13]。试验选用的乳酸片球菌和粪肠球菌属同型发酵乳酸菌，一般认为，此类乳酸菌具有促进乳酸生成，快速降低pH和改善青贮发酵品质的作用[14-15]。研究结果表明，添加乳酸片球菌和粪肠球菌的金荞麦青贮料感官评定等级均为优，在一定程度上提高了金荞麦青贮料的适口性，但对串叶松香草没有明显影响。青贮料的营养成分是直观反映青贮效果的重要指标。添加乳酸片球菌的金荞麦青贮料的DM、EE和WSC含量较高，Ash、CF、NDF和ADF的含量较低，从而降低了金荞麦青贮的营养损失，提高其消化率和饲用价值。可能是由于乳酸片球菌代谢产生的某些酶类，对金荞麦的纤维结构有一定水解作用，降低纤维含量的同时，释放更多的WSC[16]。乳酸片球菌和粪肠球菌对串叶松香草的营养成分未产生积极影响，可能是由于串叶松香草的WSC含量较低，乳酸菌缺少必要的发酵底物所致。

pH是反映青贮发酵是否良好的重要指标，发酵良好的青贮料pH在3.8～4.5[17]，pH的快速降低主要是由于乳酸菌消耗WSC迅速产生大量乳酸所致。试验中，金荞麦青贮各处理的pH均在4.5以下，以添加乳酸片球菌的pH最低，为3.69；串叶松香草青贮各处理的pH均高于4.5；乳酸片球菌处理金荞麦的乳酸含量显著高于CK和粪肠球菌处理，串叶松香草各处理的乳酸含量较低，且差异均不显著，与各处理pH的差异情况相吻合。

丁酸主要由丁酸梭菌生成，丁酸会将蛋白质降解为胺或氨，降低青贮品质，甚至散发恶臭味，引起腐败[18]；NH3-N主要由青贮过程中的蛋白质和氨基酸分解产生，NH3-N含量越高，说明蛋白质和氨基酸分解越多，青贮品质越差[19]。研究表明，金荞麦青贮各处理均未检出丁酸，串叶松香草检出少量丁酸，且添加粪肠球菌处理显著高于CK；金荞麦青贮CK和添加乳酸片球菌的NH3-N含量显著低于添加粪肠球菌，表明添加粪肠球菌不利于金荞麦青贮过程中蛋白质的保存；串叶松香草青贮各处理的NH3-N含量差异不显著，且低于金荞麦。上述差异可能是由于青贮原料不同，2种饲草的可溶性碳水化合物、蛋白质和氨基酸种类不同导致[20]。

4 结论

乳酸片球菌、粪肠球菌对金荞麦和串叶松香草青贮品质的影响存在差异，添加乳酸片球菌1×1011CFU/g金荞麦青贮料的感官品质、营养成分和发酵品质较粪肠球菌好，具有较高的感官评分(17分)、粗脂肪(5.23%)和乳酸含量(135.21 mg/g)，较低的pH(3.69)和NH3-N含量(0.31 g/kg)，有利于提高其青贮品质。添加乳酸片球菌1×1011CFU/g和粪肠球菌1×1011CFU/g串叶松香草青贮料的效果均不佳。