添加剂对青贮饲料品质影响的研究进展

2014-01-21 08:50李亚子王晓琴田亚红
饲料工业 2014年13期
关键词:青贮饲料碳水化合物乳酸菌

■李亚子 王晓琴 姚 澜 田亚红

(1.河北联合大学轻工学院,河北唐山 063000;2.河北联合大学生命科学学院,河北唐山 063000)

1 青贮饲料的定义及发酵机理

1.1 青贮饲料的定义

青贮饲料是将水分含量大约为65%~75%的青绿饲料切碎后,利用乳酸菌在密闭条件下进行发酵,或在外来添加剂(包括微生物和化学添加剂)的作用下促进微生物发酵,使pH值下降而保存的饲料。

1.2 青贮饲料的发酵机理

青贮饲料在密闭环境下首先是植物细胞呼吸和需氧腐败菌繁殖,随着氧气被耗尽,青贮进入厌氧发酵阶段。厌氧发酵过程中,秸秆中的糖类转化为乳酸,使其变为酸性环境,抑制各种有害微生物的繁殖而使新鲜饲料得以保存,并提高青贮饲料的营养成分。这种饲料不但保留了青绿饲料质地柔软、香酸适口、含水量大、营养丰富等原有特点,而且青贮饲料来源广,制作方法简单,不受环境条件的限制,所以被广泛应用。但在青贮饲料的制作过程中,微生物的发酵、植物细胞壁的降解等过程是影响青贮饲料质量的关键,所以在青贮饲料的加工制作过程中加入添加剂,可以有效的提高青贮的营养物质,促进青贮饲料的发酵,使青贮品质得以改善,并提高饲料的适口性。

2 青贮饲料添加剂的种类

为了提高青贮饲料的适口性,促进乳酸菌的发酵,抑制有害霉菌、细菌的生长繁殖,青贮饲料发酵过程中经常添加不同种类的青贮添加剂。青贮饲料添加剂具有抑制杂菌生长、促进发酵、增加营养成分等作用。目前使用的青贮添加剂根据其作用效果可分为三类:①发酵促进剂,主要是促进乳酸菌的发酵,达到保鲜贮藏的目的。②发酵抑制剂,主要是抑制青贮发酵过程中有害微生物的活动,防止原料霉变和腐烂,减少营养物质的损失。③营养性添加剂,可提高青贮原料营养价值,改善青贮饲料的适口性。

3 添加剂对青贮饲料品质影响的研究进展

目前,青贮饲料添加剂对青贮饲料品质影响的研究相当广泛,主要包括以下几个方面。

3.1 发酵促进剂对青贮饲料品质影响的研究

最常用的青贮饲料发酵促进剂有乳酸菌、可溶性碳水化合物和纤维素酶制剂。乳酸菌制剂可提高青贮初期乳酸菌基数,加快乳酸菌繁殖,产生大量乳酸,使青贮饲料的pH值迅速降低,有效抑制有害微生物的活动,并减少干物质损失。乳酸菌分为同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌。同型发酵乳酸菌包括粪链球菌、片球菌和植物乳杆菌等,可有效降低pH值,增加乙酸的含量,迅速降低乙醇和氨态氮的产率;异型发酵乳酸菌主要是布氏乳杆菌,在发酵时能将乳酸分解成丙二醇和乙酸。异型发酵比同型发酵更能够提高青贮饲料的品质和有氧稳定性。Taylor等研究表明,在青贮发酵时添加布氏乳杆菌可以使高水分玉米青贮的有氧稳定性得以提高。可溶性碳水化合物是乳酸菌发酵分解的底物,可以促进发酵。对于青贮原料中含糖量低于3%,则必须加入可溶性碳水化合物如糖蜜、蔗糖才能保证青贮的成功。纤维素酶制剂可将青贮饲料中淀粉、纤维素等物质分解为乳酸菌可利用的糖,从而促进乳酸发酵,提高动物的消化率。

杲寿善研究以常规青贮和乳酸菌青贮两种处理对奶牛分别进行了饲喂,表明添加乳酸菌制剂的青贮较常规青贮适口性更好、品质更高。刘力等研究了在青贮饲料中添加可溶性碳水化合物,可提高青贮饲料中的含糖量和发酵品质。Kung等研究在青贮饲料中添加纤维素酶,可将植物细胞壁中的纤维素、木质素等不可溶碳水化合物分解为可溶性碳水化合物,并且可以使青贮饲料中酸性洗涤纤维(ADF)与中性洗涤纤维(NDF)含量显著降低,青贮中的酶制剂最终也转化为青贮饲料中的有效成分。郑晓灵等研究表明添加纤维素酶会使青贮饲料中粗脂肪、粗灰分、干物质、可溶性糖和无氮浸出物的含量提高,降低粗蛋白、粗纤维、钙、磷和水分含量,限制氨态氮产生。韩立英等研究表明,在青贮饲料中添加乳酸菌和纤维素酶可以抑制黄曲霉毒素的产生。Sheperd等研究表明,在紫花苜蓿青贮时添加乳酸菌和纤维素酶,可以使pH值显著下降,由于纤维素酶的降解作用,在发酵后糖含量仍会继续提高。赵政等研究了添加复合乳酸菌与复合纤维素酶对稻草秸秆青贮饲料的影响,表明各组青贮饲料中干物质(DM)和酸性洗涤木质素(ADL)含量无显著变化(P>0.05),而其它指标均有显著变化(P<0.05)。粗蛋白(CP)含量随复合乳酸菌制剂和酶制剂添加量的增加而增大,其中试验Ⅲ组比对照组高8.41%;NDF和ADF含量随乳酸菌制剂和纤维素酶制剂添加量的增加而下降,试验Ⅲ较对照组低10.92%和0.48%。陈合等研究利用酶、菌共同去降解玉米秸秆,从而增加了玉米秸秆饲料中半纤维素、木质素、纤维素的降解率,提高了秸秆的还原糖含量。因此,在青贮饲料的发酵过程中添加发酵促进剂可有效提高饲料利用率,改善饲料的品质。

3.2 发酵抑制剂对青贮饲料品质影响的研究

发酵抑制剂常用的一般是有机酸和无机酸。有机酸中用于青贮的主要是甲酸、苯甲酸、丙酸、乙酸,无机酸包括硫酸、盐酸、磷酸等。通常使用的无机酸都是强酸,强酸可快速降低青贮饲料的pH值,从而抑制杂菌生长消耗饲料中营养物质。有机酸的酸性比无机酸的低,由于有机酸有抗菌能力,可以对发酵产生积极作用。在处理饲料时加入甲酸,可以使处理组的饲料pH值低于对照组,而且饲料颜色鲜绿,汁多味美,粗蛋白质损失率减少到 0.3%~0.5%,胡萝卜素的损失也很少。另外,甲醛可以抑制杂菌生长,防止饲料腐败,以及其中的蛋白质被杂菌分解,有效保存了饲料的营养成分,甲醛还可以结合饲料中的蛋白质,形成难溶性络合物,可防止蛋白质被瘤胃微生物分解,提高了家畜对蛋白的吸收利用率。

夏传红等研究了添加甲酸对西瓜皮青贮饲料发酵品质、养分和青贮渗出液生化需氧量的影响,结果表明,添加甲酸可以显著降低西瓜皮青贮饲料的pH、NDF和ADF的含量(P<0.05),不同甲酸处理间西瓜皮青贮饲料的CP、青贮渗出液生成率及生化需氧量没有显著差异;贵龙鲜西瓜皮青贮饲料的CP含量显著低于冠龙(P<0.05),而NDF和ADF含量则显著增高(P<0.05)。席兴军等研究在玉米秸秆青贮饲料中添加盐酸,其干物质的回收率、乳酸所占总酸比例降低,细胞壁物质含量显著升高,减少了玉米青贮饲料的质量;并且利用己酸处理饲料,有效抑制青贮饲料中霉菌的生长,并使其能明显提高青贮饲料营养品质。郭旭升等研究在青贮过程中添加丙酸及其盐类,从而提升了青贮饲料有氧稳定性;而乳酸菌中异质发酵型乳酸菌的效果比同质发酵型乳酸菌更显著。以上研究表明添加发酵抑制剂能够提高青贮饲料可溶性碳水化合物含量和真蛋白含量,以及有氧稳定性,降低中、酸性洗涤纤维的含量。

3.3 营养性添加剂对青贮饲料品质影响的研究

营养性添加剂常用于补充青贮饲料中的营养成分,常用的营养添加剂有非蛋白氮和矿物质盐类。非蛋白氮包括磷酸脲、尿素和氨水等,在微生物的作用下,这类物质可以在动物的瘤胃中形成菌体蛋白,从而提高青贮饲料中的蛋白质含量。矿物质类添加剂主要是指一些盐类,如硫酸盐、氯化钠等。在发酵过程中添加矿物质可以改善饲料的适口性,增加渗透压,促进乳酸发酵,提高青贮的成功率。

麦合木提·依马木尼亚孜研究在尿素和微生物青贮添加剂对饲料营养成分的影响中发现,添加微生物青贮添加剂和尿素的饲料样品,粗蛋白的含量均有所提高。吕文龙等研究表明硝酸盐对发酵中青贮饲料的调控作用明显,硝酸盐在发酵过程中可以被还原为硝酸盐、氨等含氮化合物,可以抑制梭菌的生长,促进乳酸菌在早期生成丁酸,和异性乳酸菌的发酵。梁瑜等研究玉米秸秆青贮饲料中酸性物质含量的影响时,发现添加MixⅡ组和Max200组显著高于添加麸皮组、碳酸钙组、尿素组中的有机酸含量。焉石研究了碳水化合物对玉米青贮饲料的品质影响表明,添加碳水化合物,可显著降低饲料的pH,增加饲料的酸度,降低氨态氮含量,促进乳酸发酵。郭盼等研究了麸皮调节水分的苜蓿青贮品质和发酵进程,表明添加不同比例的糖蜜(0%、5%、10%)明显促进了青贮发酵,提高了饲料的发酵品质。因此,在饲料青贮过程中,添加营养性添加剂,不仅可以降低青贮饲料的pH值以及氨态氮和总氮的比值,还可以增加饲料中营养物质的含量,促进发酵的顺利进行。

4 青贮饲料添加剂的发展前景及展望

随着世界人口的不断增加,致使饲料用粮的比例逐年降低,迫使人们不断去寻找可以提高饲料利用率和改善品质的方法。添加剂具有抑制杂菌生长,改善饲料品质,促进牲畜消化吸收等特点。在饲料青贮过程中,加入一些生物添加剂,因具有无污染、易操作和无腐蚀等优点而备受关注。国内专家研究表明,在接种物内加入少量酶制剂,可以降解植物细胞壁,促进发酵,使青贮饲料内含营养物质充分释放。我国科研人员在该领域也取得了重大研究进展。因此,在青贮饲料过程中加入添加剂具有广阔的应用前景,但关于如何利用混合添加剂,尤其是有关绿色无污染添加剂的研发,将是以后研究的方向,同时还应全面考虑影响发酵品质的因素,以解决我国饲料短缺问题,促进畜牧产业的快速发展。

(参考文献27篇,刊略,需者可函索)

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