添加乳酸菌和纤维素酶对苜蓿青贮品质的影响

万里强，李向林，何 峰

(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193)

苜蓿(Medicagosativa)是我国栽培面积最大、饲用价值最好的豆科牧草之一，其蛋白质含量高，且含有动物所需的多种矿物质和维生素，因其优良的饲用特性，被称为“牧草之王”。苜蓿以干草形态收获时，含蛋白质高的花蕾和叶子损失很大，维生素的损失也多[1]。青贮则可避免这些损失，还可增进家畜的消化利用效率。但是由于苜蓿的可溶性碳水化合物含量低、缓冲容量高等特性，使其不易青贮[2]。近些年，许多国家对在青贮物质中应用专门的活菌培养物和细胞壁分解酶制剂给予很大的关注，并进行了大量的研究[3-6]。国内对苜蓿青贮研究的重点集中于苜蓿的半干青贮，对苜蓿的微生态制剂青贮研究相对较少。近年来，各大专院校及科研院所对苜蓿的添加剂青贮研究有所加强，并取得了一定成果[7-14]。本研究旨在探讨活菌培养物和细胞壁分解酶制剂对苜蓿青贮品质的影响，为苜蓿青贮时的青贮水分条件和各种添加剂的添加量提供依据。

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1青贮原料 中国农业科学院畜牧研究所试验场栽培的紫花苜蓿，于初花期刈割，并分别予以0、8、32 h不同时间的预干，预干后，其干物质含量分别为27.15%、38.45%和50.87%，粗蛋白含量分别为18.71%、18.83%和18.97%。不同预干时间对苜蓿的干物质含量影响较大，而对干物质基础上的粗蛋白含量影响甚小。用铡草机铡成2～4 cm的小段，作为青贮的原料。

1.1.2添加剂 乳酸菌粉剂(植物乳杆菌和戊糖片球菌以一定比例混合)和纤维素酶粉剂。

1.2试验设计 采用完全随机区组设计，在干物质含量分别为27.15%、38.45%和50.87%的苜蓿中分别加入乳酸菌(cfu/g)+纤维素酶(g/kg)(添加量分别为0+0、105+0.1、106+0.05、107+0.025)进行青贮试验，共12个处理，每个处理3次重复。

1.3试验方法

1.3.1青贮料的制作 将乳酸菌和纤维素酶按添加量混合均匀，溶于少量的蒸馏水中，将其均匀喷洒在原料上，装入容量为1.5 L的圆柱形塑料瓶中，紧实后盖上瓶盖，并用自封膜封口，然后将青贮瓶置于室内17～23 ℃条件下，青贮时间为57 d。

1.3.2青贮品质的分析

pH值：将取样均匀的样品10 g溶于90 g去离子水中，充分混匀，将滤液倒出，用酸度剂测定滤液的pH值。

干物质：用烘干法测定，105 ℃烘8 h。

乳酸的测定：先进行浸提液的制备。把青贮饲料取出，混合均匀后，去除上层5 cm的青贮料，每个样用四分法取2个平行样，每样取20 g，放入广口瓶中，加水约200 mL后，加塞，在冰箱内浸提24 h。摇摆三角瓶多次，以保证浸提完全。取出三角瓶，然后进行过滤，尽量将残渣中的提取液挤出，保留滤液待用。取1 mL浸提液，乳酸含量用GLC610H型高效色谱仪测定(流动相：质量分数为20%的磷酸溶液，流速1 mL/min，温度70 ℃，检测器UV210 nm)。

挥发性脂肪酸的测定：取1 mL青贮料浸提液，测定乙酸、丙酸、丁酸含量，采用GC8A型气相色谱测定(色谱柱外径2.6 mm，内径1.5 mm，温度为230 ℃；气化室检验温度均为135 ℃，载气中氮气压力为30 kPa，氢气压力为60 kPa，空气压力为50 kPa，灵敏度为100)。最后将几种酸的量相加即得到挥发性脂肪酸的总量。

氨态氮：用苯酚-次氯酸钠比色法测定。

粗蛋白：烘干样过40目筛后用KJELTEC AUTO 1030型全自动凯氏定氮仪测定。

1.4统计分析 用SPSS软件对数据进行方差分析和多重比较。

2 结果

2.1不同干物质含量(DM)苜蓿直接青贮的效果 随着苜蓿干物质含量的增加，青贮料的pH值呈增加趋势，3个干物质含量组间pH值差异显著(P<0.05)；随苜蓿干物质含量的增加，苜蓿青贮后的青贮料的干物质含量也呈显著增加趋势(P<0.05)；青贮料中粗蛋白质的含量也随着干物质含量的增加有增加的趋势,但差异不显著(P>0.05)(表1)。青贮料中的氨态氮含量则随着苜蓿干物质含量的增加呈显著下降(P<0.05)的趋势。青贮料中乳酸的含量以干物质含量为38.45%组的含量最高，干物质含量为50.87%组的含量最低，但3组之间乳酸含量差异不显著(P>0.05)。青贮料中乙酸的含量也是随着苜蓿干物质含量的增加不断下降。在干物质含量为27.15%组和38.45%组的青贮料中未检测到丁酸，只有50.87%组的青贮料中发现少许丁酸。

各组青贮料的氨态氮含量都较高，含量都在10%以上。粗蛋白质的含量也较高，均在19%以上。发酵酸中以乳酸的含量较高，乙酸和丁酸的含量较低，尤其是丁酸的含量极少，青贮发酵以乳酸发酵为主(表1)。

表1 不同干物质含量苜蓿直接青贮的效果

2.2乳酸菌+纤维素酶对苜蓿青贮饲料成分的影响

2.2.1同一干物质条件下添加乳酸菌+纤维素酶青贮的效果 在干物质含量为27.15%的苜蓿中，直接添加乳酸菌+纤维素酶后，青贮料的pH值、氨态氮含量显著降低(表2)。青贮后的干物质含量与对照组的干物质含量几近相同。而青贮后青贮料的粗蛋白含量则显著增加。青贮料中乳酸的含量都比对照组要高，除乳酸菌(106cfu/g)+纤维素酶(0.05 g/kg)外，另2组中乳酸的含量与对照组差异显著。青贮后青贮料中未检测到丁酸。而且乳酸/乙酸的值均大于1，说明发酵以乳酸发酵为主。综合评分中，除对照组的青贮饲料质量为良外，其他处理的青贮饲料质量均为优。

在干物质含量为38.45%的苜蓿中，直接添加乳酸菌+纤维素酶后，青贮料的pH值、氨态氮含量显著降低，尤其是氨态氮的含量，与对照组相比降低的更为显著(P<0.05)。同干物质含量为27.15%的苜蓿青贮，青贮后的干物质含量与对照组的干物质含量也几近相同。而且青贮后青贮料的粗蛋白质、乳酸的含量与对照组差异显著。青贮后的青贮料中也未检测到丁酸。乳酸/乙酸的值均大于1，说明发酵以乳酸发酵为主。综合评分中，青贮饲料质量均为优，但对照组的评分相比之下要低些。

表2 添加乳酸菌+纤维素酶对苜蓿青贮料成分的影响

在干物质含量为50.87%的苜蓿中，直接添加乳酸菌+纤维素酶后，青贮料的pH值显著降低。其几个处理间干物质的含量相近。粗蛋白的含量只有乳酸菌(106cfu/g)+纤维素酶(0.05 g/kg)组显著高于对照组。青贮料的氨态氮含量虽然都比对照组低，但与对照组间的差异都不显著(P>0.05)。而青贮料中乳酸含量则与对照组差异显著(P<0.05)。乳酸/乙酸的值均大于1，说明发酵也是以乳酸发酵为主，但除乳酸菌(107cfu/g)+纤维素酶(0.025 g/kg)组外，均发现了少量的丁酸。在青贮质量的综合评分中，虽然青贮饲料质量均为优，但却以对照组的评分最高，而且其青贮料中检测到的丁酸含量也最高。

2.2.2同一乳酸菌+JP纤维素酶水平下不同干物质处理之间的比较 同一添加水平下，随着干物质水平的增加，pH值也随之增加(表2)，但乳酸菌+纤维素酶的添加均可降低青贮料的pH值，使各处理组的pH值低于对照处理。

乳酸菌+纤维素酶的添加均可增加青贮料粗蛋白质的含量。但在干物质含量为50.87%这一组处理中，乳酸菌(107cfu/g)+纤维素酶(0.025 g/kg)这一处理的青贮料的粗蛋白质含量比对照低。

乳酸菌+纤维素酶的添加均可降低青贮料中氨态氮的含量，使各处理组的氨态氮含量均低于对照组。在干物质含量为27.15%组和38.45%组，添加乳酸菌(106cfu/g)+纤维素酶(0.05 g/kg)后，氨态氮含量均最低，分别为10.38%和7.97%，而且除对照外，所有处理的氨态氮含量均低于10%；在干物质含量为50.87%组添加乳酸菌(105cfu/g)+纤维素酶(0.1 g/kg)后，氨态氮含量最低，为10.00%，其青贮料氨态氮的含量介于27.15%组和38.45%组之间。

乳酸菌+纤维素酶的添加均可增加青贮料中乳酸的含量，使各处理组的乳酸含量均高于对照组。在干物质含量为27.15%组，添加乳酸菌(107cfu/g)+纤维素酶(0.025 g/kg)后，乳酸的含量最高，为1.95%；在干物质含量为38.45%组，添加乳酸菌(106cfu/g)+纤维素酶(0.05 g/kg)后，乳酸的含量最高，为2.41%，而且除对照组外，所有处理组的乳酸含量均高于2%；在干物质含量为50.87%组添加乳酸菌(105cfu/g)+纤维素酶(0.1 g/kg)后，乳酸含量的含量最高，为1.90%，其青贮料中乳酸的含量整体来说介于27.15%组和38.45%组之间。

3 讨论

青贮的实质是利用乳酸菌分解糖产生乳酸以及部分乙酸、甲酸和丙酸，使pH值下降，抑制所有微生物的活动以长期保存青饲料[15]。乳酸的产生和pH值下降的速度加快是抑制梭状芽胞杆菌和减少发酵损失的主要因素[16]。另外，氨态氮不仅反映了青贮过程中蛋白质的分解程度，而且可能是影响青贮饲料氮在瘤胃中利用效率的重要因素。因此，将pH值、乳酸和氨态氮含量作为评定青贮品质优劣的重要指标。

苜蓿中可溶性碳水化合物含量低、干物质含量低以及缓冲容量高特性，是其不易青贮的主要原因。乳酸菌的加入可以使青贮料pH值迅速降低，大大提高青贮品质[17]，纤维素酶的加入能发酵纤维素分解产生戊糖，产生乳酸和少量乙酸，而无CO2生成，有利于抑制腐败菌生长。有研究表明，添加剂的使用均能降低青贮的pH值，提高乳酸含量，改善青贮饲料的品质[18-19]。本研究表明，无添加剂时，干物质含量明显影响到苜蓿青贮品质，随着干物质含量升高，青贮料pH值显著增加(P<0.05)，氨态氮含量显著减少(P<0.05)，这是由于晾晒时间的增加大大减少了青贮料中水分含量，增加了可溶性碳水化合物的含量。不同干物质水平苜蓿青贮时，加入乳酸菌和纤维素酶后均使乳酸显著增加(P<0.05)，其他酸类基本上也稍有增加，这就大大降低了青贮料的pH值，使青贮料迅速处于腐败菌被抑制的环境中，减少了粗蛋白的分解，降低了氨态氮含量，有利于饲料的保存。

干物质含量为50.87%的苜蓿青贮时，添加乳酸菌和纤维素酶后，与无添加剂的对照相比，乳酸含量有所增加，pH值有所降低，但是氨态氮含量差异不显著(P>0.05)，综合评分也相差不大，说明青贮料中粗蛋白分解程度相差不大，这可能是由于当苜蓿在低水分青贮时，多数细菌处于生理干旱状态，产酸菌和腐败菌活动都被抑制，使得加入添加剂效果不明显。本研究表明，在低水分含量条件下苜蓿青贮时，添加剂对青贮品质影响不大，直接青贮饲料也可完好保存[5]。本研究中低干物质水平苜蓿青贮与其他各个处理相比综合评分较低，这可能是由于高水分青贮会使腐败菌相对容易生存，同时较高含水量苜蓿青贮时还会产生一定量的渗出液。

4 结论

1)苜蓿凋萎(干物质为38.45%)青贮可以使青贮料的氨态氮含量显著降低，并保存有更多的粗蛋白质，生成更多的乳酸。此时添加乳酸菌(106cfu/g)+纤维素酶(0.05 g/kg)的效果较好。

2)苜蓿低水分(干物质含量为50.87%)青贮只有乳酸含量与对照差异显著。在青贮质量的综合评分中，青贮饲料质量均为优，且评分相比于其他2个干物质组都要高些，但此干物质组却以对照组的评分最高，说明在低水分条件下，苜蓿不适合添加剂青贮，半干条件下直接青贮效果可能更好。

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