乳酸菌青贮与自然青贮的质量及其对反刍动物的影响

高苙宸， 林金生

(生合生物科技股份有限公司，高雄 000800)

乳酸菌青贮与自然青贮的质量及其对反刍动物的影响

高苙宸， 林金生

(生合生物科技股份有限公司，高雄 000800)

青贮是保存新鲜粗饲料的重要手段，能确保动物常年有质量稳定的新鲜粗饲料可以食用。粗饲料原料自身特性、气候因素、青贮的过程，以及开封后的管理等因素都会影响到青贮饲料的质量。青贮添加剂，特别是乳酸菌青贮添加剂的使用，可以在饲草发酵过程中产生大量的有机酸加速青贮发酵过程，降低干物质的损失，延长开封后的好氧稳定性，提高营养价值与适口性并且能提高动物的经济效益，在提升青贮质量上扮演重要的角色。

青贮；乳酸菌；添加剂；动物表现

为了长期稳定地提供高营养高质量的粗饲料给反刍动物，将鲜草发酵制成青贮饲料已成为绝大多数牧场的选择，是养殖企业的一件大事。但在生产中存在的困难是青贮发酵过程很难控制，而且容易造成大量干物质的损失。发展乳酸菌添加剂的目标是确保发酵的质量以及减少干物质损失。研究证明乳酸菌添加剂发酵制作的青贮料可以增加反刍动物的采食量和生产性能表现。

1 乳酸菌添加剂对青贮质量的影响

1.1 影响青贮发酵的因子

粗饲料有许多保存形式，青贮是一种可以达到长久保存及保留粗饲料绝大部分养分的方式，可给反刍动物持续稳定地提供营养多汁的饲料[1]。青贮是一个动态且复杂的过程，影响其发酵质量的因素包括青贮原料的可溶性碳水化合物（WSC）、干物质含量（DM）、缓冲能（BC），以及降雨、温度、湿度、成熟度、微生物等。

WSC作为青贮原料的发酵基底可转换成乳酸，达到保存养分的效果[2～4]。不同植物的WSC含量不同，例如大麦中WSC含量为10%～20%，玉米为3%～10%[2～4]，并且随着植物成熟度的提高而降低。BC会影响青贮饲料pH降低的能力[5]，10%～20%会作用于pH，而粗蛋白质(CP)也会影响BC的能力。

发酵系数(FC)可用来评估鲜草青贮发酵的能力。其计算公式为FC=DM%+8WSC/BC。当FC<35为差，3545为佳。需要指出的是，不能单纯依靠FC数值加以评判，要同时参考植物所附生的乳酸菌数量。当乳酸菌数量少于105cfu/g鲜草时，即使FC>35，也无法获得好的发酵效果[6]。植物附生乳酸菌数量受到不同因素影响，即使是相同干物质与成熟度的原料，但因受收获时的温度、湿度和降雨等因素影响，乳酸菌数量仍会有较大差异[7,8]。除了乳酸菌以外，植物表面所含有的其他微生物亦会影响青贮的发酵质量。梭状芽孢杆菌（Clostridia）以孢子形态存在于作物及泥土上，在厌氧状态下会产生丁酸和降解蛋白质，导致青贮料的质量下降及较差的适口性；肠杆菌（Enterobacteria）在青贮过程中会产生醋酸，也会降解蛋白质。肠杆菌进行异型发酵，将WSC转换成醋酸的同时会产生二氧化碳等气体，导致干物质下降，营养流失。乳酸菌会将可溶性碳水化合物转换成乳酸，使氢离子含量增加造成pH下降，进而抑制梭状芽胞杆菌和肠杆菌的生长，达到保存养分的效果[9]。当青贮料开封开始接触到空气后，好氧菌便开始生长。酵母菌通常最先活动，造成开封后稳定性的下降。与酵母菌达到105cfu/g.DM时，就开始造成青贮料的降解。单纯利用WSC的酵母菌不会造成大的质量变化，但是会利用乳酸的酵母菌如假丝酵母（Candida），则会造成青贮料pH上升。pH上升后腐败菌也开始生长，最后霉菌增加，从而造成青贮料的腐败[2,10,11]。

1.2 乳酸菌添加剂的用法

青贮的添加剂有酶制剂、有机酸、乳酸菌制剂等。.乳酸菌作为生物添加剂，不只可以提高青贮成功率，也可以增加青贮料营养价值，对于环境的负担较小也不具有侵蚀性，可延长农具的使用时间[12,13]。青贮时乳酸菌添加量在105～106cfu/g鲜草就可以超过附生的菌数成为优势菌种[14,15]，实现短期快速产生大量乳酸，达到降低pH、减少干物质的损失、保留鲜绿饲草营养价值的目的。Kung[16]建议乳酸菌添加剂的适宜用量为1x105cfu/g鲜草，添加量提升2～3倍可以提升青贮料质量，但提高到1x106cfu/g鲜草，并没有呈现出剂量效应的差异。

1.3 乳酸菌青贮和自然青贮的差异

多项研究表明，苜蓿、高水分玉米、牧草和谷物等使用乳酸菌添加剂可以改善青贮质量。苜蓿萎凋之后制成半干青贮，添加植物乳杆菌D41组和不添加的组别（自然青贮/直接青贮）相比，其pH在4周、8周、12周时比较低；添加乳酸菌的试验组青贮料中乳酸含量高于对照组，同时同型乳酸菌也比自然青贮组的表现好[17]。在羊草(Panicum.maximum)中添加植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌(L..rhamnosus)后青贮，两组pH值分别是4.21和4.1，低于自然青贮的5.30；结果表明添加菌剂青贮提升了青贮料中乳酸含量，降低了醋酸、丁酸含量[18]。大麦中添加同型乳酸菌青贮时，乳酸含量高于自然青贮组，且pH较低，Addah[7]与McAllister.和Hristov[19]在大麦中添加乳酸菌的试验获得了相似的结果。但大麦的中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和淀粉以及玉米的ADF、NDF不会受到乳酸菌制剂的影响[2,7,20]，因为缺少了可以水解植物细胞壁的酵素[2,5,12]。

玉米青贮时添加乳酸菌制剂相较于自然青贮，不一定会增加有机酸含量和获得较低的pH，这是因为通常玉米本身附生的乳酸菌很多，超过添加剂可以造成的影响[20,21]。不过Bolsen[21]指出乳酸菌添加剂可以提升青贮玉米干物质回收率（增加1.3%），且整体经济效益也可增加1.8%。另外，在高水分玉米青贮中使用乳酸菌可以抑制梭状芽孢杆菌的发酵，提升发酵质量[22]。

Muck和Kung[23]通过回顾文献指出，使用乳酸菌添加剂加工的青贮料pH较低，其中60%的文献提到氨态氮降低，35%的文献报道干物质回收率增加，窖的使用寿命延长。

1.4 开封后的稳定性

青贮的过程基本上都是在厌氧的状态下进行。当青贮完成，开封进行饲喂之后，青贮料再度暴露在空气中，厌氧的状态就被破坏，特别是在开封的截面。此时，好氧的微生物特别是酵母菌快速生长消耗乳酸，造成pH上升，腐败菌开始活动导致青贮料的变质[10,11]，造成了开封稳定性的下降。醋酸是一个广泛抑制细菌的物质。异型发酵乳酸菌可代谢糖类产生乳酸与醋酸，其中又以布氏乳杆菌（L..buchneri）为代表。这种菌种生长速度较慢，是将糖类进行异型发酵的过程，虽然能量的损耗较高，但醋酸量增加对于好氧稳定性有正向影响。有报道指出，同型发酵因为减少了醋酸生成所以对开封后的好氧稳定性有负面影响[24]。但是Broberg等[25]发现青贮料中的植物乳杆菌的代谢产物3-羟基癸酸可以抑制毕赤酵母属（Pichia.anomala）、熏烟曲菌（Aspergillus.fumigates）、罗克福尔青霉菌（Penicillium.roquefort）的生长，维持青贮饲料的开封稳定性。总而言之，乳酸菌可以通过增加乳酸或是代谢抑菌物质提升好氧稳定性。

2 乳酸菌青贮对反刍动物养殖经济效益的影响

添加乳酸菌青贮剂制作青贮，可有效减少青贮饲料的损失，提高青贮料品质，提高奶牛生产性能。张乃锋等[26]采用乳酸菌青贮剂制作的青贮饲料喂奶牛，产奶量增加了0.82kg/（头·d），提高了4.6%，经济效益提高1.39元/（头·d）。刘艳丰等[27]采用乳酸菌青贮剂制作的青贮饲料喂奶牛，结果发现产奶量增加了1.36kg/（头·d），提高了7.12%，经济效益提高3.68元/（头·d）。杲寿善以乳酸菌青贮和常规青贮两种处理对16头泌乳牛进行了40d的饲喂对比试验，结果表明：添加乳酸菌制剂的青贮相比常规青贮品质高、适口性性好，试验组比对照组多产奶426.0kg，头日增加收入1.39元，试验期内多增收444.85元，具有明显的经济效益[28]。刘晗璐[29]给西门塔尔牛饲喂添加植物乳杆菌和蒙氏肠球菌的无芒雀麦青贮料，结果显示，试验牛干物质采食量显著增加（P＜0.005），干物质消化率提高了4个百分点（0.05＜P＜0.1），乳产量（P＞0.05）及乳脂肪产量（P＜0.05）不同程度提高。Muck[30]比较了乳酸菌青贮和自然青贮制作的青贮料对奶牛瘤胃消化的影响，发现饲喂前者可减少气体产生，获得更多的挥发性脂肪酸或瘤胃微生物。Moran和Owen[31]发现，给肉牛饲喂添加乳酸菌的青贮料可以增加7.5%的干物质采食量及11.1%的体增重。在羊的试验上，也有人观察到饲喂羊草的同时添加植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌青贮料，羊只生产性能提升效果明显[18]，干物质消化率从59.4%提升到64.1%和64.4%，有机物质消化率从60.2%DM提升到64.9%DM和65.0%DM，自主采食量从638g.DM/d提升到885g.DM/d和928g.DM/d。而Kung和Muck[23]通过回顾已发表的文献指出，饲喂添加乳酸菌青贮剂制作的青贮料，28%在采食量、53%在体增重、47%在乳产量上有提升的正面效应。

3 结论

青贮原料的发酵过程无法控制，在制作青贮时添加乳酸菌，其可成为优势菌种，从而可以提高发酵时乳酸的含量，降低pH，达到长期保存的效果，还可以增加干物质回收率。对于水分、蛋白质含量、缓冲能值较高的原料，添加乳酸菌青贮可减少蛋白质的降解和氨态氮的形成，进而提升青贮料的质量。饲喂接种乳酸菌的青贮料对于动物的采食量、增重、泌乳量、干物质消化率等均可产生正向的影响，同时还可减少瘤胃气体产生，提高瘤胃微生物或挥发性脂肪酸含量，使动物表现更佳。.

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The Quality and Effects of Nature Silage and Inoculated Silage on Ruminat Animal Performance

GAO Li-chen, LIN Jin-sheng
(SynbioTech Inc., Gaoxiong 000800)

The making of silage is a very important mean to preserve fresh forage as a steady and stable feed for animals. Forage itself, climate, the ensiling process and the management of feedout, all determine the final silage quality. Silage additives, especially the bacterial inoculants ferment the carbohydrates into large amount of organic acids that reduce the pH, speed up the ensiling process, extend the aerobic stability, improve the nutritional value and palatability and economic performance of the animals.

Silage; Lactic acid bacteria; Inoculant; Animal performance

S823.4

A

1004-4264（2017）06-0017-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.06.003

2016-11-18

高苙宸(1988-)，研究员，研究方向为乳酸菌与牧草加工。.