不同发酵添加剂对青贮柞树叶品质的影响

2023-03-16潘敏慧黄小乘田怡豪孙占微李成云

饲料工业 2023年4期

■潘敏慧黄小乘田怡豪孙占微李成云，2，3*

（1.延边大学农学院，吉林延吉 133002；2.延边大学肉牛科学与产业技术协同创新中心，吉林延吉 133002；3.东北寒区肉牛科技创新教育部工程研究中心，吉林延吉 133002）

柞树（Xylosma racemosum），是壳斗科栎属植物的通称，通常指的是蒙古栎（Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb）。蒙古栎是我国落叶林的主要树种组成之一，又称蒙古柞，具有耐寒、耐干旱、抗逆性强等特点，在我国主要集中分布在东北部以及内蒙古的东部地区[1-2]。柞树具有节省土地、自然生长、分布广泛、成本低的优点。柞树经过1～4 年生长后，其叶子质量较好。同时，我国的柞树叶资源丰富，价格低廉且产量大。柞树叶中富含矿物质元素，以及多种以酮类、酯类化合物为主的挥发性化学成分，还含有多种不饱和脂肪酸，具有较高的营养价值和较强的抗氧化活性[3-4]。已有研究表明，青贮柞树叶的粗蛋白、粗脂肪含量都高于青贮玉米秆的含量，而粗纤维的含量却比青贮玉米低。但将柞树叶直接作为饲料饲喂不但适口性差，还会因其抗营养因子的含量过高，从而阻碍或者抑制畜禽对营养物质消化吸收。单宁是柞树叶中最主要、含量最高的抗营养因子。若控制畜禽对缩合单宁的摄入量，可以有效提高动物的生产性能[5]和饲料利用率[6]。有研究结果表明，在青贮原料中添加植物乳酸菌和蔗糖，可以显著降低单宁含量[7-8]。用石灰水浸泡法对柞树叶进行脱毒处理，脱毒效果佳，且对柞树叶的营养价值无不良影响[9]。青贮是牧草经典的保存方法，但直接单独青贮所得到的青贮饲料发酵品质不佳，可能会出现pH降低缓慢、乳酸菌含量低及可溶性碳水化合物（water soluable carbohydrate，WSC）含量不足等问题，而在青贮时添加不同发酵添加剂可以有效改善其发酵品质[10]。因此，本试验以柞树叶作为原料，探讨添加不同发酵添加剂[糖蜜、乳酸菌、EM菌（一种混合菌一般包括光合菌、酵母菌、乳酸菌等有益菌类，Effective Microorganisms，EM）、1%石灰水、乳酸菌加糖蜜及EM 菌加糖蜜]对青贮柞树叶发酵品质和微生物的影响，以期筛选出最佳的发酵添加剂，为青贮柞树叶在反刍动物中的合理利用提供科学依据，并为柞树叶作为新型饲料资源在畜牧业中的应用推广打下基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

柞树叶于2021年9月中旬，在延边朝鲜族自治州草原管理站采集，化学成分见表1。糖蜜由某化学试剂有限公司提供，乳酸菌和EM 菌为延边大学农学院动物营养实验室研制，1%石灰水由无水氢氧化钙自行配制。

表1 柞树叶的化学成分（% DM）

1.2 试验设计

采用单因子试验设计，未添加发酵添加剂组为对照组，其余6 组为试验组，每个处理设3 个重复，每千克柞树叶中加入20 g 或1 mL 的添加剂，具体试验设计见表2。

表2 试验设计

1.3 青贮饲料调制

将柞树叶切至长宽均为1～2 cm 的小块，平均分成7组，将发酵添加剂按照比例分别均匀喷洒到各组柞树叶上，而对照组喷洒等量纯化水，均匀混合后分装至30 cm×50 cm规格的聚乙烯真空密封袋中，密封后抽出其中气体，按组贴好标签，放置在阴凉避光处，室温（20.7±2.4）℃青贮60 d。

1.4 测定指标及方法

青贮结束统一开袋取样，每组每个重复分别称取样品150 g，密封后包装带回，放在-20 ℃下储存，用于青贮品质及相关指标的测定。

1.4.1 感官评定、营养价值和发酵品质指标

每袋重复称取样品50 g，按照德国农业协会（DLG）的评分标准[11]，见表3，对青贮柞树叶的气味、色泽和枝叶结构进行打分。

表3 青贮饲料感官评定标准

重复取1 g青贮柞树叶，制成风干样，采用烘干法测定干物质（DM）含量，用全自动凯氏定氮仪（北京海鑫瑞科技有限公司）测定粗蛋白（CP）含量，采用索氏脂肪提取法测定粗脂肪（EE）含量，灰化法测定粗灰分（ASH）含量，Ca含量和P含量分别采用乙二胺四乙酸二钠络合滴定法以及钼黄分光光度法测定[12]。按照Van Soest[13]的方法进行中性洗涤纤维含量（NDF）和酸性洗涤纤维含量（ADF）的测定。

称取20 g青贮柞树叶，加入180 mL纯化水，常温浸提24 h，用纱布过滤一遍后，用定性滤纸再次过滤，获得青贮浸提液，用于可溶性碳水化合物（WSC）和缩合单宁（CT）以及后续发酵品质的测定。可溶性碳水化合物采用蒽酮-硫酸比色法测定，缩合单宁采用香兰素盐酸法测定。

即时用赛多利斯PB-10酸度计（济南爱来宝仪器设备有限公司）测定pH。氨态氮（NH3-N）含量采用苯酚-次氯酸钠比色法进行测定[14]，用安捷伦GC-7890A 型色谱仪（杭州瑞析科技有限公司）测定有机酸中乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量[15]，用Flieg 评分法对青贮柞树叶发酵品质进行整体评分[16]。

1.4.2 微生物测定

取出5 g 青贮样品，加入45 mL 纯化水稀释，做10～109的浓度梯度。参照司丙文等[17]的方法，用稀释平板涂布法测定菌落数量，好氧细菌、酵母菌与霉菌在37 ℃的有氧条件下进行培养，前者采用NA 培养基、后两者采用PDA 培养基。乳酸菌在厌氧条件下，用MRS 琼脂培养基培养。培养48 h 后，用平板菌落计数法进行微生物含量的测定。

1.5 数据处理

采用EXCEL 2010记录试验数据，使用SPSS 26.0进行单因素方差分析，并采用LSD法对均值进行多重比较，P＜0.05表示差异显著。数据结果用“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 不同发酵添加剂对青贮柞树叶感官评定和Flieg评分的影响

由表4可知，在气味得分上各试验组均显著高于CK 组（P＜0.05），且LW 组在各试验组中最低，试验组中仅LAB组和LAB-M组的质地及得分与对照组有显著差异（P＜0.05），且LAB 组与其他组别也存在显著差异（P＜0.05）。与对照组相比，各试验组的总分均显著高于对照组（P＜0.05），且等级均为优良，说明了试验组的青贮效果均优于对照组。感官评定总分从高到低的排序为：EM-M 组＞LAB-M 组=EM 组＞LAB 组＞M组＞LW组＞CK组。

表4 不同发酵添加剂对青贮柞树叶感官评定的影响

由表5可知，与对照组相比，各试验组中除LW组外的乳酸评分均显著高于对照组（P＜0.05），且EM-M组最高，并与其他组差异显著（P＜0.05）。在乙酸评分中，除LW 组外其余试验组均显著高于对照组（P＜0.05），EM-M 组显著高于除LAB-M 组外的其余各组（P＜0.05）。各组均未检测出丁酸，丁酸评分全为满分。与对照组相比，各试验组中除LW组外的总分均显著高于对照组（P＜0.05），且EM-M 组最高，并与其他组差异显著（P＜0.05）。Flieg评分总分从高到低的排序为：EM-M 组＞LAB-M 组＞M 组＞EM 组＞LAB 组＞LW组＞CK 组。除LW 组和CK 组等级为尚可外其余各组为优。

表5 不同发酵添加剂对青贮柞树叶Flieg评分的影响

2.2 不同发酵添加剂对青贮柞树叶品质的影响

由表6可知，各组均未检测出丁酸。各试验组与CK组的pH差异显著（P＜0.05），其中EM-M组的pH显著低于其他组（P＜0.05）。EM-M 组的乳酸量最高，显著高于其他组（P＜0.05）。各试验组之间丙酸含量差异不显著（P＞0.05）。EM-M组的乳酸/乙酸值最高，且显著高于其他组（P＜0.05）。除M组和LW组以外的其余试验组的NH3-N/TN值都显著低于CK组（P＜0.05）。

表6 不同发酵添加剂对青贮柞树叶pH、VFA和NH3-N/TN的影响

2.3 不同发酵添加剂对青贮柞树叶营养成分的影响

由表7 可知，与CK 组相比，M 组DM 含量较其他各组显著降低（P＜0.05）；除LAB-M 组和LW 组外，其余各组间EE 含量无显著差异（P＞0.05）；各组之间的Ash、NDF 和ADF 含量差异不显著（P＞0.05）；CK 组的可溶性碳水化合物仅和M 组的存在显著差异（P＜0.05）；不同青贮添加剂显著降低了柞树叶青贮饲料的CT含量（P＜0.05）。

表7 不同发酵添加剂对青贮柞树叶各成分的影响（%）

2.4 不同发酵添加剂对青贮柞树叶微生物数量的影响

由表8可知，不同青贮添加剂显著提高了柞树叶青贮饲料的乳酸菌数量（P＜0.05），CK 组乳酸菌数量最低，除LAB 组和LAB-M 组外其余各组间乳酸菌数量差异显著（P＜0.05）。除LAB 组和LW 组外其余试验组的酵母菌数量均显著低于CK 组（P＜0.05），其中EM-M组的酵母菌数量最低。与CK组相比，除LW组外的其余试验组都显著降低了霉菌数量（P＜0.05）。CK组和LW组好氧细菌数量最高。

表8 不同发酵添加剂对青贮柞树叶微生物数量的影响(lg CFU/g)

3 讨论

3.1 不同发酵添加剂对青贮柞树叶品质的影响

感官评定是青贮品质鉴定中最直接的方法，本试验中发酵添加剂试验组的青贮感官评定等级均优于CK 组，这与邵新庆等[18]的试验结果一致。青贮品质的好坏也可以通过pH、有机酸含量和NH3-N/TN这些重要指标来衡量。一般认为优质青贮饲料的pH应小于4.2，会抑制大部分微生物的生长[19-20]。本试验中各组青贮柞树叶的pH都低于4.1，达到了优质级别。同时LW组的青贮发酵pH最高，这与王馨等[21]的结论相反，这是因为石灰水呈强碱性，但其是否对青贮pH造成影响可能与其添加量有关。乳酸菌能够直接利用的发酵底物是WSC，乳酸和乙酸的含量与WSC有关，WSC 含量越多产生的乳酸越多、乙酸越低，青贮发酵品质越好[22]。适量的乙酸在青贮发酵初期可以起到抑制有害微生物繁殖的作用，过量的乙酸则会降低饲料适口性，影响采食量[23]。本试验中LAB-M组、LW组和EM-M组的乙酸含量均显著低于CK组。丙酸酸性弱但具有强大的抗真菌活性，可以有效抑制霉菌生长[24]。各试验组的丙酸含量较对照组有所升高，这与牟林林[25]的试验结果一致。

本试验中，各组青贮柞树叶均未检测出丁酸，这与王隆等[26]的研究结果一致。NH3-N/TN 也可以反映青贮效果，代表了青贮饲料中蛋白质分解量，比值越大，青贮质量越低[27]。说明在青贮柞树叶中添加除LW 外的发酵添加剂可以提高青贮品质。由Flieg 评分的计算公式可知，Flieg 评分的结果与DM 和pH 有关，该试验中除M组外其余各组的DM含量无显著差异，因此Flieg评分的变化规律与pH相差不大。

3.2 不同发酵添加剂对青贮柞树叶营养成分的影响

CP 含量是反映物质营养价值的重要指标，其值越高，则表明可被利用的营养成分越高，而NDF 与ADF 含量所反映的则刚好相反。ADF 和NDF 是评价纤维质量最有效的指标，它们含量越高则表明家畜消化率越低[28]。在本试验中，发现糖蜜添加组（M 组、LAB-M 组、EM-M 组）显著提高了青贮柞树叶的CP、WSC以及乳酸的含量，原因可能是：首先，糖蜜的添加直接提高了WSC 含量，进一步提高了柞树叶青贮中的WSC含量；其次，因WSC的提高使乳酸菌的数量在青贮早期有了很大的增加，缩短了青贮发酵进入稳定期的时间，使其他杂菌对发酵底物和蛋白质的消耗量减少[29]。这与毛一帆等[30]和吴金彩等[31]的研究结论一致。LW 组CT 含量有效降低，与吕竑建等[7]的试验结果一致。

3.3 不同发酵添加剂对青贮柞树叶中微生物数量的影响

青贮的品质与其微生物数量息息相关，特别是乳酸菌具有决定性的作用。青贮早期的乳酸菌快速增殖是青贮成功的基础，该过程产生大量乳酸，使pH迅速降低，抑制有害菌的繁殖，形成了有利于发酵的环境[32]。乳酸菌不但是降低青贮料pH 的主要菌种，还是保存青贮材料的主要菌种[33]。霉菌是致使青贮饲料腐败变质的主要因素，接触空气以及含水量特别高的饲料部分容易发生霉变，产生有毒有害物质，导致饲料酸败，影响动物的采食量[34]。霉菌对青贮的品质有不好的影响，目前可以通过降低pH和确保青贮处于非有氧环境来有效抑制霉菌生长[35]。酵母菌和好氧细菌在有氧的条件下，会快速地生长繁殖，将青贮饲料二次发酵，使其营养价值降低甚至腐败变质[36]，酵母也被认为是青贮在开始时就变质的最重要的微生物因素。