添加不同比例发酵底物对桑枝叶青贮饲料品质和营养成分的影响

叶添梅 李 霞 黄仁志

(湖南省蚕桑科学研究所, 湖南长沙 410127)

桑树属于多年生木本植物,抗逆性强,分布广。桑叶不仅必需氨基酸含量高,且氨基酸种类齐全,同时桑叶中的天然活性物质能提高动物抗应激和抗病能力[1],近年来,桑叶在畜禽非常规饲料资源方面的应用备受关注。为适应省力机械化操作,饲料桑品种作为人工选择与杂交育种培育出的丰产、耐伐、适应性强、经济价值比较高的优质树种得到大范围的推广栽种。但由于鲜桑叶水分含量高,自然干燥对天气条件的要求高,难以长期保存。通过青贮手段利用微生物发酵不仅可以消除桑叶中抗营养因子对家畜产生的不良影响,还可以延长桑叶的饲喂期限。青贮饲料品质除了受到微生物活动代谢的影响,还与调制原料的特性有关,如受原料的含水量、含糖量等的影响[2]。新鲜的桑枝叶中可溶性糖含量较低,含有大量的水分,直接青贮不易成功。有研究表明,通过添加发酵底物,利用不同饲料原料的青贮特性可有效提高青贮饲料的品质及营养价值[3-4]。玉米粉、麦麸是目前混合青贮常见的添加物,本试验研究了玉米粉、麦麸添加比例对桑枝叶青贮品质的影响,以期为生产优质桑枝叶青贮饲料提供理论依据和科学指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试饲料桑 饲料桑品种为桂优62,长至120 cm左右进行整株刈割,采自双峰县青树坪镇黄田村蛋白桑种植基地,营养成分见表1。

表1 桑枝叶、玉米粉及麦麸的营养成分含量

1.1.2 供试添加物料 玉米粉、麦麸,常规市售产品,营养成分见表1。

1.1.3 供试菌剂 枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、酵母菌复合菌剂,由湖南桑叶加农业科技有限公司提供。

1.1.4 主要试剂 浓硫酸、氢氧化钠、硼酸、酚酞、甲基红-溴甲酚绿混合指示剂、钨酸钠、磷钼酸、无水碳酸钠、丙酮分析纯,苯甲酸标准品,甲醇、乙腈、磷酸、乙酸、高氯酸色谱纯,均为国药集团化学试剂有限公司产品;单宁酸、乳酸标准品,均为北京索莱宝科技有限公司产品。

1.1.5 主要仪器设备 DHG-9140型干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司产品;SXF-8-10型马弗炉,杭州蓝天仪器有限公司产品;AS 220/C/1型电子天平,瑞士赛多利斯公司产品;KQ-600型超声波清洗器,宁波海曙科生超声设备有限公司产品;PHS-3C型pH计,上海雷磁仪器有限公司产品;K1100型海能全自动凯氏定氮仪、F800型海能粗纤维测定仪,均为上海力晶科学仪器有限公司产品;IKA C2000型量热仪,艾卡(广州)仪器有限公司产品;Multiskan FC型酶标仪,上海赛默飞世尔公司产品;LC-20 AT型高效液相色谱仪,日本岛津公司产品;10 kg发酵袋,温州望听包装有限公司产品。

1.2 试验方法

试验设3个青贮组合,A处理为85%桑枝叶+10%玉米粉+5%麦麸,B处理为85%桑枝叶+8%玉米粉+7%麦麸,C处理为85%桑枝叶+5%玉米粉+10%麦麸,每处理5个重复。采用袋装发酵(带排气阀)青贮,容量为10 kg。将收割下来的桑枝条晾干至含水率40%～50%,粉碎至15～30 mm,按处理添加玉米粉、麦麸,每100 kg青贮料添加复合菌剂45 g,混合均匀。装填压实,封口,做好标记,夏季室温储存。分别在第10天和第15天开袋取样,测定各项指标。

1.3 调查项目及方法

1.3.1 青贮饲料感官鉴定 青贮饲料品质感官评定参照德国农业协会青贮质量感官评分标准[5]的方法,对青贮饲料颜色、气味和质地进行感官鉴定。感官评定总分为20分,分为1级(16～20 分)、2级(10～15 分)、3级(5～9 分)和4级(0～4 分) 4个等级,4级视为无利用价值。

1.3.2 青贮饲料pH值测定 取青贮样本20 g于100 mL三角锥形瓶中,加入100 mL纯水于4 ℃振荡30 min,用4层纱布过滤,再转移至100 mL螺口试剂瓶中,参照文献[6]的方式用pH计检测滤液的pH值。

1.3.3 青贮饲料常规养分测定 干物质含量采用烘干法测定,粗蛋白质采用凯氏定氮法测定,粗纤维采用范氏纤维法测定,总能采用氧弹式热量仪测定,具体操作方法参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[7]进行;单宁含量参照国标GB/T 27985—2011《饲料中单宁的测定分光光度法》[8]测定;乳酸、乙醇含量参考文献[9]的方式采用岛津高效液相检测系统测定。

1.4 数据处理与统计

试验数据经 Excel 软件进行初步处理,采用SPSS17.0软件对试验数据进行单因素方差分析(ANONA),并用 Duncan方法对处理间及青贮天数间平均数进行多重比较,以P<0.05表示差异显著,结果以“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 添加不同比例发酵底物对桑枝叶青贮饲料感官评价的影响

试验各处理青贮发酵后无结块、发霉腐败现象,颜色变为黄绿色、有酸香味,质地紧实,茎叶结构保持良好,手捏易散开,外观品质优良。从表2可以看出:试验A处理随着时间延长酸味越浓郁,青贮等级在2级以上;B处理醇香味明显,青贮等级为2级;C处理酸香味明显,青贮等级为1级。

表2 添加不同比例发酵底物的桑枝叶青贮饲料的感官品质

2.2 添加不同比例发酵底物对桑枝叶青贮饲料品质的影响

从表3可以看出:青贮发酵进行到第10天,各处理的pH值均下降到4.0左右,基本达到稳定状态;乙醇含量在青贮15 d,B处理显著高于A、C处理(P<0.05);乳酸含量随发酵时间的延长不断增加,各处理青贮发酵15 d的乳酸含量显著高于青贮10 d的乳酸含量(P<0.05),发酵10 d的A 处理乳酸含量显著高于B、C处理(P<0.05),发酵15 d的C处理乳酸含量显著高于A、B处理(P<0.05)。

表3 添加不同比例发酵底物的桑枝叶青贮饲料的pH值和乳酸及乙醇的含量

2.3 添加不同比例发酵底物对桑枝叶青贮饲料营养成分含量的影响

对各处理的成分概况进行分析,青贮前各处理干物质、粗蛋白质、粗纤维、总能、单宁含量差异均不显著(P>0.05),青贮后各处理的粗蛋白质、粗纤维、单宁含量发生了显著变化(表4)。随着青贮的进行,各处理干物质含量无显著变化(P>0.05);粗蛋白质含量呈上升趋势,青贮10 d后B、C处理粗蛋白质含量显著高于青贮前(P<0.05);青贮15 d,C处理粗蛋白质含量显著高于A、B处理(P<0.05)。粗纤维含量在青贮10 d后明显下降,显著低于发酵前(P<0.05),发酵前后各处理间总能差异不显著(P>0.05)。单宁含量随青贮时间的延长呈下降趋势且显著低于青贮前,青贮10 d,C处理单宁含量显著低于A、B处理(P<0.05);青贮15 d,各处理单宁含量无显著差异(P>0.05)。

表4 添加不同比例发酵底物的桑枝叶青贮饲料的营养成分含量

3 小结与讨论

本试验桑枝叶青贮发酵采用呼吸膜袋式青贮,密封性能良好。从青贮饲料的色泽、气味和质地进行感官评定,青贮后试验各处理颜色为黄绿色,酸香味浓,质地松软,茎叶结构保持良好。张玉雯等[10]研究添加玉米粉、麦麸及青贮时间对辣木茎叶青贮品质的影响,发现影响辣木茎叶青贮品质的主要因素是添加物,其次是贮藏时间。侯志江等[11]研究表明,添加10%玉米粉青贮万寿菊茎叶可获得最佳青贮感官品质。郭玉琴等[12]在研究混合青贮时发现,添加玉米粉能改善苜蓿的青贮品质,其中以含水量为70%的苜蓿添加10%玉米粉处理的效果最好。上述研究显示,添加底物只有一种也能达到较好的青贮效果,本试验选择将玉米粉、麦麸同时添加,得到各处理青贮料整体感观均能达到青贮要求,A、C处理青贮品质为上等水平。

pH值能够反映青贮饲料的发酵品质,按照常规优质青贮品质pH值在3.8～4.4之间的要求[2],本试验各处理pH值基本在4.0左右,属于优良等级。乳酸含量与青贮品质呈正相关[13],乳酸含量越高,青贮品质越好。本试验中各处理乳酸含量随着青贮时间的延长而显著增加,乳酸菌在厌氧状态下将饲料中的糖转化为乳酸,添加玉米粉可以为乳酸菌提供快速繁殖的发酵底物,有利于pH值的快速降低[14],抑制有害微生物的繁殖。董志浩等[15]研究结果显示,添加乳酸菌能加速桑叶青贮过程中的乳酸发酵,在第7天时,试验组乳酸含量为对照组的6倍以上,pH值降至4.2以下。酵母菌能促进乙醇的产生,本试验各处理组乙醇含量均在稳定水平,这可能是由于较低的pH值抑制肠杆菌和酵母菌等微生物活性从而抑制乙醇的生成[16]。本试验表明,添加发酵底物可缩短桑枝叶青贮发酵的时间,桑枝叶青贮15 d即可开封启用,青贮品质优良。

干物质损耗也是反映青贮质量的重要指标。青贮发酵是一个耗能的过程,青贮料干物质变化越大,说明在青贮过程中营养物质损耗越大[17]。本试验添加了较多的可溶性碳水化合物,因此干物质含量无显著变化,各处理总能差异也不显著。各处理粗蛋白质、粗纤维、总能、单宁含量均有变化,变化大小依次为粗纤维>单宁>粗蛋白质>总能。张洪燕等[18]研究显示,芽孢杆菌、酵母可降低桑叶饲料粗纤维含量,提高蛋白质含量。胡仁建等[19]研究表明,由枯草芽孢杆菌、植物乳酸杆菌和啤酒酵母组成的菌种组合是一个互补共生的优势菌种组合,可明显降低桑叶饲料的粗纤维含量,提高粗蛋白质含量及品质。蒋小碟等[20]研究显示,桑叶经乳酸菌发酵后,粗蛋白质含量可提高5%～33%。本试验中B、C处理添加麦麸的比例均大于5%,由于麦麸本身的粗蛋白质含量较高,青贮后粗蛋白质含量较青贮前分别提高了7.41%、16.43%,且C处理粗蛋白质含量提高效果最佳;各处理粗纤维含量显著降低,下降幅度在11%～15%之间。单宁是桑叶饲料最主要的抗营养因子之一,会抑制动物采食量及养分的消化吸收[21]。徐丹等[22]研究发现,2种混合菌种发酵桑叶,单宁含量与未发酵桑叶相比较,下降28.33%。本试验各处理单宁含量均显著降低,下降范围在13.95%～22.81%,原因可能是青贮过程中产生的某些单宁降解菌分泌单宁酶降解了单宁[23]。

综上所述,添加玉米粉和麦麸能快速降低青贮桑枝叶的pH值,改善感官品质,缩短青贮发酵周期。同时,能提高粗蛋白质含量,降低粗纤维、单宁含量,其中以85%桑枝叶+5%玉米粉+10%麦麸组合的青贮品质最佳。