不同植物提取物对玉米霉变的影响研究

朱卫红，黄 璐，刘京宝，宇 婷，郭国俊

（河南省农业科学院粮食作物研究所，河南郑州 450002）

玉米是饲料生产中的重要原料，在配方中所占比例较高、应用广泛，玉米品质是饲料具有较高营养价值的基础。玉米霉变是降低玉米品质的主要因素之一（朱春青等，2022），不仅降低饲用价值，所产生的霉菌毒素对动物生产性能和健康也有较大危害（张欣昕等，2021）。目前饲料生产主要使用防霉剂或脱霉剂抑制霉变，但会影响适口性，且需与饲料抗氧化剂联合使用才能有更好的效果（关蕊，2022）。植物提取物不仅可以抑制霉变，还具有抗氧化、增强产品风味的功能（曾建国，2020；杨丽等，2018），并已被证明可以同时作为防霉剂和抗氧化剂应用在饲料生产中（王姣姣等，2013）。因此，本文以玉米为研究对象，通过添加不同植物提取物观察不同贮存时间玉米营养成分和玉米中霉菌毒素含量的变化，旨在为开发新型防霉剂，提升饲料品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料 玉米（表1）购自湖南粮食集团有限责任公司公司，总计30 袋，40 kg/ 袋；大蒜提取物、甜叶菊提取物、甘草提取物购自西安博林生物技术有限公司；双乙酸钠购自青岛大伟生物工程股份有限公司。

表1 玉米营养指标与霉菌毒素含量

1.2 试验仪器与试剂 主要仪器：粉碎机、微波干燥杀菌机（济南隆拓微波设备有限公司）、筛片、马弗炉、烘箱、分析天平、培养箱、电子称、分析天平、全自动脂肪测定仪（SZF-06 型，上海力辰邦西仪器科技有限公司），凯氏定氮仪（NKY6100，上海望海环境科技有限公司），高效液相色谱仪（WATERS，美国），全自动菌落计数仪（迅数icount30F 型）。

主要试剂：玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素B1、呕吐毒素标准液及对应的ELISA 检测试剂盒（普瑞邦生物工程有限公司），乙腈（色谱纯，德国默克），纯甲醇（色谱纯，德国默克），甲酸，醋酸铵。

1.3 试验设计 试验开始前将600 kg 玉米过粉碎并过60 目筛，所有试验材料在试验开始前在微波干燥杀菌机中进行灭微生物处理，以保证试验准确性。在无菌操作台上分别取4 份玉米粉（约120 kg/ 份），按照0.5% 质量比例分别加入大蒜提取物、甜叶菊提取物、甘草提取物、双乙酸钠（阳性对照组）并混匀，另取约120 kg 的玉米粉作为空白对照组。将所有分组中玉米等质量分为3 份作为3 个重复，然后封装于传统聚丙烯袋，置于湿度60%、室温及避光条件下贮存，不同处理的玉米置于隔离的5 个贮存室。另外，将剩余未粉碎的玉米原材料均匀分配至5 个贮存室，与处理后的玉米紧密叠放，以模拟实际贮存环境，贮存60 d。分别在试验第30、60 天取样，以测定玉米营养水平变化；在15、30、45、60 d 取样测定玉米中霉菌总数、霉菌毒素的含量。

1.4 主要指标与测定方法 玉米中主要营养成分指标包括水分、粗蛋白质、粗脂肪，检测方法分别按照《GB/T 6435-2014 饲料中水分的测定》《GB/T 6432-2018 饲料中粗蛋白质的测定凯氏定氮法》《GB/T 6433-2006 饲料中粗脂肪的测定》方法测定。玉米中霉菌总数按照《GB/T 13092-2006 饲料中霉菌总数测定方法》的方法进行测定。

主要霉菌毒素包括玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素B1与呕吐毒素，分别按照《GB/T 19540-2004饲料中玉米赤霉烯酮的测定》《GB/T 17480-2008饲料中黄曲霉毒素B1 的测定 酶联免疫吸附法》《GB/T 30956-2014 饲料中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的测定 免疫亲和柱净化- 高效液相色谱法》的方法进行测定。

1.5 数据统计与分析 试验数据使用Excel 软件进行初步整理，然后使用SAS 9.2 软件进行单因素方差分析，采用Duncan’s 法进行多重比较，P＜0.05 表示差异显著。数据以平均值形式表示。

2 结果与分析

2.1 植物提取物对玉米贮存期间营养成分的影响 由表2可知，试验第30 天，试验各组水分含量显著低于空白组（P＜0.05），而试验组间差异不显著（P＞0.05）；第30 天试验组粗脂肪和粗蛋白质含量高于空白组（P＜0.05），试验组间差异不显著（P＞0.05）。第60 天试验各组水分含量显著低于空白组（P＜0.05），双乙酸钠组中玉米水分含量最低，但与大蒜组和甜叶菊组差异不显著（P＞0.05）；第60 天，试验组粗脂肪和粗蛋白质含量显著高于空白组（P＜0.05），其中双乙酸钠组粗蛋白质和粗脂肪含量最高，但与大蒜组和甜叶菊组的差异并不显著（P＞0.05）。

表2 不同贮存时间植物提取物对玉米营养成分的影响 %

2.2 植物提取物对玉米贮存期间霉菌总数的影响 由表3可知，第15～60 天，空白组霉菌总数含量最高，且与其他各组差异显著（P＜0.05），说明大蒜、甜叶菊、甘草提取物及双乙酸钠对霉菌增殖有极显著的抑制作用。试验第15 和30 天，除空白组外，其他各组差异不显著（P＞0.05）；试验第45 天，甘草组玉米中霉菌总数极显著高于大蒜组和双乙酸钠组（P＜0.05），但大蒜组、甜叶菊组和双乙酸钠组组间差异不显著（P＞0.05）；试验第60 天，双乙酸钠组霉菌总数显著低于其他各组（P＜0.05），而甜叶菊组与甘草组中霉菌总数显著高于大蒜提取物组（P＜0.05）。

表3 植物提取物对玉米中霉菌总数的影响 CFU/g

2.3 植物提取物对贮存期间玉米中霉菌毒素含量的影响

2.3.1 植物提取物对贮存期间玉米赤霉烯酮含量的影响 由表4可知，试验第45 和60天，空白组玉米中赤霉烯酮含量显著高于其他各组（P＜0.05），但其他各组间差异不显著（P＞0.05）。整体而言，在贮存期间，各组玉米赤霉烯酮含量均超过《GB 13078-2017 饲料卫生标准》规定的500 ppb。

表4 植物提取物对贮存期间玉米赤霉烯酮含量的影响 μg/kg

2.3.2 植物提取物对贮存期间玉米中黄曲霉毒素B1含量的影响 由表5可知，试验第15 天，空白组玉米中黄曲霉毒素B1含量显著高于大蒜组、甜叶菊组和双乙酸钠组（P＜0.05）；试验第30 天，空白组玉米中黄霉毒素B1含量显著高于其他各组（P＜0.05），甘草组中含量显著高于大蒜组、甜叶菊组和双乙酸钠（P＜0.05），其他各组差异不显著（P＞0.05）；试验第45 天，大蒜组与双乙酸钠组中玉米中黄霉毒素B1含量差异不显著（P＞0.05），且为各组最低，其他各组间差异显著（P＜0.05）；试验第60 天，各组玉米中黄霉毒素B1含量从高到低依次为空白组、甘草组、甜叶菊组、大蒜组、双乙酸钠组，且各组差异显著（P＜0.05）。《GB 13078-2017 饲料卫生标准》规定植物性饲料原料中黄曲霉毒素B1含量不得超过30μg/kg，在存放60 d 后，仅甜叶菊组和空白组含量超过规定范围。

表5 植物提取物对贮存期间玉米黄曲霉毒素B1含量的影响 μg/kg

2.3.3 植物提取物对贮存期间玉米中呕吐毒素含量的影响 由表6可知，试验第30 和45 天，空白组中玉米呕吐毒素含量显著高于其他各组（P＜0.05），但其他各组的含量差异不显著（P＞0.05）；试验第60 天，各组玉米中呕吐毒素含量从高到低依次为空白组、甘草组、甜叶菊组、大蒜组、双乙酸钠组，但大蒜组与双乙酸钠组差异不显著（P＞0.05）。根据《GB 13078-2017 饲料卫生标准》规定，玉米中呕吐毒素含量不得超过1μg/kg，除空白组外，试验各组存放60 d 后均为超过允许范围。

表6 植物提取物对贮存期间呕吐毒素含量的影响 μg/kg

3 讨论与分析

3.1 植物提取物防霉作用机制 周健庭等（2022）研究表明，2021年，华东、华南、华北区玉米中以玉米赤霉烯酮的污染较突出；华中地区玉米中黄曲霉毒素B1污染情况也较显著。本研究结果显示，玉米中添加植物提取物可维持玉米营养品质，且大蒜提取物与双乙酸钠的效果接近。本研究在初始阶段对试验玉米进行灭火处理，然后将其与未处理玉米进行混合贮存。在未经任何处理条件下，黄曲霉毒素B1和呕吐毒素容易超标，说明本研究中黄曲霉菌和镰刀菌属微生物为优势菌。第60 天霉菌毒素的测定结果表明，试验组的防霉效果从高到低依次为双乙酸钠、大蒜提取物、甜叶菊提取物、甘草提取物。

3.2 植物提提取物防霉的应用 董小英等（2020）研究认为，0.5%～2.5% 大蒜提取物对饲料中霉菌的抑制作用显著，其中1.3% 添加量效果最优，同时认为pH=6.0 抑菌效果最优。王智勇等（2021）研究表明，甜叶菊提取物对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌的MIC 值分别是32、640、1152、1152 mg/L，同时0.5% 添加量可以显著减少饲料中的霉菌总数。王松强等（2000）使用乙醇∶乙醚（7 ∶3）作为溶剂对甘草进行提取物，发现其对黑根霉、黑曲霉、米曲霉等真菌具有抑制作用，最低抑菌浓度为3000 mg/kg。上述研究表明，植物提取物在饲料生产中的应用具有较高的可行性。

4 结论

大蒜提取物、甜叶菊提取物、甘草提取物对保持玉米饲用价值，降低霉菌毒素具有显著作用。尽管植物提取物防霉效果不及常规添加剂双乙酸钠，但在60 d 内，试验组中玉米赤霉烯酮、黄霉毒素B1和呕吐毒素未超过国家标准，可在饲料生产中适当应用。因此，本研究认为，大蒜提取物0.5%添加量用于玉米防霉具有更高的可行性。