袋装青贮饲料保鲜剂的研究

杨军祥,桑国俊,何茂昌,董 和,郭海龙,罗 琰,石福岳,王 瑨,2,严有亮,3

(1.甘肃省畜牧兽医研究所,甘肃 平凉 744000;2.平凉市牛产业开发办公室;3.永昌县朱王堡镇农业农村综合服务中心)

青贮饲料是利用乳酸(乳酸杆菌)自然发酵原理,对夏秋季青绿牧草和农作物秸秆进行贮存和发酵,从而最大限度的保留各种营养物质的一种青绿饲草加工方法,为现代奶牛业和肉牛、肉羊产业的发展发挥了巨大作用。青贮饲料的质量受到刈割时间、青贮方法、青贮容积等多种因素的影响,在按照标准方法青贮的前提下,最大变数是青贮容积。青贮容积越大,青贮质量越高。规模化养殖场制作的青贮饲料质量显著高于小型养殖场和散养户,根本原因是后者青贮量少,乳酸发酵不充分,丁酸浓度过高,显著降低了青贮饲料品质。同时,由于养殖规模小,每天采食的青贮饲料少,容易导致启用后发生二次发酵。青贮饲料的二次发酵,又叫好气性腐败,是指已发酵完成的青贮饲料,在开袋使用后,空气随进入,好气性微生物在这样的条件下大量繁殖,青贮饲料中的养分遭受大量损失,出现好气性腐败,并产生大量的热,饲用品质下降。二次发酵不仅使青贮饲料的损失高达30%～40%,而且饲料的养分含量显著下降,持续饲喂会引起瘤胃和消化道疾病,给养殖带来了巨大损失。研制出一种既能有效防止青贮饲料二次发酵腐败问题,又不影响青贮饲料品质的青贮饲料保鲜剂,则能显著提升青贮饲料普及率,为小规模奶牛、肉牛及肉羊养殖户养殖提供丰富的优质青贮饲料,促进畜牧产业的良性发展。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

山梨酸钾(C6H7KO2,西安大丰收生物科技有限公司,食品级,含量99%)、苯甲酸钠(C7H5NaO2,西安大丰收生物科技有限公司,食品级,含量99%)、青贮饲料(袋装青贮50 d的青贮饲料)。青贮饲料保鲜剂组成成分:100 g青贮饲料保鲜剂含山梨酸钾30～34 g,苯甲酸钠68～70 g。

1.2 试验方法

1.2.2 青贮饲料保鲜剂的配制 青贮饲料保鲜剂配制方法为(青贮饲料保鲜剂包装剂量为100 g/袋),分别由不同剂量的山梨酸钾和苯甲酸钠及稀释液用量组成;准确称取山梨酸钾30～34 g,苯甲酸钠68～70 g,合计100 g;将山梨酸钾和苯甲酸钠混合均匀,形成青贮饲料保鲜剂混合物并封装备用。青贮饲料保鲜剂用18～25 kg清水配制成0.18%～0.25%的浓度备用。详见表1。

表1 青贮饲料保鲜剂组方

1.2.3 青贮饲料保鲜剂用法 将100 g青贮饲料保鲜剂装入家用20 L背负式喷雾器,用18～25 kg清水溶解备用。青贮饲料用量较大时,根据喷洒切面按比例进行调整。

袋装青贮饲料的保鲜。将保鲜剂喷洒于开口部位裸露青贮饲料,喷洒量以微湿、紧捏无水滴流出为准,扎紧袋口或用重物压封。

剩余稀释青贮饲料保鲜剂可放置3昼夜,超过3 d后定点弃之,依实际需用量重新配液。

保鲜效果评价。开袋取料后立即喷洒保鲜剂,进行保鲜处理,5 h(第二次取料时间)后多点采样,每组测定4批次,每批5个重复,对其pH、色泽、气味等进行测定,判定青贮饲料的质量和保鲜效果。气味、颜色、变质比例在开袋喷洒处理后5 h时进行测定和判定。pH的测定方法为同期随机取样未发霉变质的青贮饲料500 g并装袋密封,放置4°冰箱中待检。从样品中捡取35 g青贮饲料,放入500 mL烧杯中,加入115 mL双蒸水,静置30 min后用pH计测定pH。

2 试验结果

青贮饲料保鲜剂使用效果统计分析详见表2。

表2 袋装青贮饲料喷洒青贮饲料保鲜剂效果测定

G1组:pH平均为3.76±0.15(n=20),气味呈微香味和酸香味,无腐败变质特有的丁酸味和酸臭味;叶片和秸秆颜色呈黄绿色;无腐败变质现象;整体结构呈现为松散、柔软、湿润,能分辨原料形状,手捏成型,放开松散,无滴水现象,水分含量适中。整体状态与开封时情况一致。

G2组:pH平均为3.88±0.23(n=20),气味呈酸味,叶片和秸秆颜色呈褐色;有轻微腐烂变质现象;整体结构呈现为松散、柔软、湿润,能分辨原料形状,手捏成型,放开松散。整体状态与开封时情况基本一致,酸香气味降低,异味有感,腐败变质比例为1%。

三、防逃设施建设。可在田埂四周架设防逃网，防逃网可用网目5cm左右的铁丝网，网高60cm，埋入土下10～15cm。进排水口用网扎紧防逃。

G3组:pH平均为3.85±0.14,气味呈酸香味,无腐败变质的酸臭味;叶片和秸秆颜色呈黄褐色;无腐败变质和污染现象;整体结构呈现柔软、湿润,能分辨原料形状,手捏成型,放开松散。整体状态与开封时情况基本一致,酸香气味降低,异味有感。

G4组:pH平均为3.81±0.11,气味呈酸香味,无腐败变质特有的酸臭味;叶片和秸秆颜色呈淡褐色;无腐败变质和污染现象;整体结构呈现为松散、柔软、湿润,能分辨原料形状,手捏成型,放开松散。整体状态与开封时情况一致。

G5组:pH平均为3.72±0.13,气味呈微香味和酸香味,无腐败变质特有的丁酸味和酸臭味;叶片和秸秆颜色呈黄绿色和淡褐色;无腐败变质和污染现象;整体结构呈现为松散、柔软、湿润,能分辨原料形状,手捏成型,放开松散。整体状态与开封时情况一致,是各组合方案中保鲜效果最好的。

G6(对照组,不喷洒青贮饲料保鲜剂):与试验组止腐止酵一样,开袋后5 h后采样进行青贮效果测定,测定表明,其pH平均为4.46±0.21,气味呈酸香味和酸臭味的混合气味,叶片和秸秆颜色呈深褐色,有腐烂变质草团;整体结构呈现为柔软、湿润,原料形状不清,手捏有粘感,腐败率为5%。整体状态与开封时情况不一致,表明不经过保鲜处理的袋装青贮饲料在开封后的腐败和二次发酵情况比较明显。

测定结果表明,袋装青贮饲料开封后喷洒山梨醇钾和苯甲酸钠组成的青贮饲料保鲜剂能有效防止青贮饲料的腐败和二次发酵,延长青贮饲料的饲用间期,提高青贮饲料的利用率。

3 分析讨论

3.1 袋装青贮饲料添加青贮饲料保鲜剂的效果

测定表明袋装青贮饲料在使用不同浓度保鲜剂的情况下,其青贮效果存在较大差异。

5组试验组与1组对照组之间,开封后的pH以G5最低,其pH与G1之间的差异不显著(P>0.05)、与G4之间的差异显著(P<0.05),与G2、G3、G6之间的差异极显著(P<0.01)。

G1与G4之间的差异不显著(P>0.05),与G2、G3、G6之间的差异极显著(P<0.01)。

G4与G2、G3之间的差异不显著(P>0.05),与G6之间的差异极显著(P<0.01)。

G3与G2之间的差异不显著(P>0.05),与G6之间的差异极显著(P<0.01)

品质方面,各组试验组之间差异不显著,气味微香,具有乳酸发酵产生的酸香味,青贮玉米秸秆呈现黄绿色或淡褐色,饲草结构呈现松散柔软,原料形状完整,含水量适中,除G2有轻微发霉现象外,其他组无霉烂现象。G6则存在4%霉烂饲料,丁酸味明显,手感有粘性,形态不完整,可饲价值降低。

从pH和品质评定方面综合分析,各试验组和G6的优势序列为:G5>G1>G4>G3>G2>G6。

3.2 添加青贮饲料保鲜剂的青贮饲料青贮效果与同类研究比较

为了提高青贮饲料的品质,促进发酵效果,降低青贮饲料的腐败率,往往在制作青贮饲料的过程中添加一些添加剂,这些添加剂包括乳酸菌制剂、EM酶原、甲酸、乙酸、丙酸、甲醛、氨化物、食盐等,其效果和方便性各不相同,在实践中的应用程度和范围也不同。

衣巴代提·衣米提等(2015年)通过添加甲醛及贮后开封方式对新疆小芦苇青贮饲料二次发酵的影响研究结果表明,随着贮后开封时间的延长,在未添加甲醛处理组中,新疆小芦苇青贮饲料在贮后感官评定指标上优于一直开封处理组,并且在pH、氨态氮浓度上比一直开封处理组低;添加甲醛处理与未添加甲醛处理组相比,添加甲醛组的感官评定指标及pH、氨态氮浓度更为理想(P<0.01)。添加甲醛组的乳酸含量高,丁酸含量低。研究了春季青贮料二次发酵发生机理及解决方法,出现二次发酵后,青贮饲料的糖分可损失10%～24%,有大量的霉菌活动而发生霉变或产生亚硝酸盐,喂牛羊后,会造成一定程度的危害。昝林森等(2007年)进行了酸化处理防止玉米青贮饲料二次发酵效果试验,通过对不同玉米青贮饲料样进行酸化处理,研究了酸化处理在防止青贮饲料二次发酵过程中的效果。结果表明,青贮后的玉米pH与营养成分呈负相关,而酸香味、绿色程度与营养成分呈正相关。二次发酵后,各青贮饲料pH升高,营养成分下降。酸化处理可以显著延长青贮饲料二次发酵所需时问,差异显著(P<0.05),酸化剂最佳添加量为每250 g青贮饲料中3 mL。所用酸化剂为德国巴斯夫露保美NC产品,其主要活性成分为甲酸、丙酸、铵,各活性成分含量分别为34±2%、38±2%、8±2%。刘贤等(2003年)研究了不同添加剂抑制青贮饲料二次发酵的作用效果,探讨不同类型的添加剂抑制青贮饲料二次发酵的作用效果,试验选用全株玉米、玉米秸秆以及两种水分含量的苜蓿(71%～73%和62%～64%)为原材料,选用两种乳酸菌制剂、两种酶制荆、糖蜜以及甲酸进行青贮饲料的添加调制。开封之后,通过对各处理组的青贮饲料进行为期6 d的温度测定,并对其二次发酵前后的主要成分(pH、干物质含量、乳酸含量)进行了实验室分析,结果表明,乳酸菌制剂能有效抑制玉米青贮饲料的二次发酵,它和酶制剂的共同作用效果更显著,糖蜜则能有效地抑制高水分苜蓿青贮饲料的二次发酵。侯国芳等(2004年)进行了青贮饲料品质鉴定与二次发酵的预防对策方面的探讨,提出了青贮饲料品质方面的基本要求,提出了用甲酸、丙酸、丁酸喷洒在青贮饲料上,可防二次发酵的技术。

试验研究中用山梨醇钾(30～34 g)和苯甲酸钠(66～70 g)作为青贮饲料保鲜剂,可以人为维持或降低开封青贮饲料的酸度,同时又能抑制有害菌群的繁殖,防止青贮饲料进一步发酵和发热腐败,从而达到青贮饲料保鲜的目的。试验选用的山梨醇钾可以有效降低青贮饲料的酸度,苯甲酸钠则可有效抑制好气性细菌和酵母菌等的繁殖。其他同类研究选用了甲酸、丙酸、丁酸、甲醛等酸化性物质,也取得了相似效果,均达到控制青贮饲料腐败和二次发酵的效果。与其他研究相比,试验采用的酸化剂和防腐剂均是固体状态的、食品级物质,其在环保、安全、毒副作用方面远优于其他同类研究材料,更具有现实应用意义。

将试验测定结果与同类研究效果比较,本研究的特点可以归纳为以下方面:一是使用方便,按照比例稀释喷洒即可,简化操作,适用于各类规模生产条件使用,特别适用于中小规模养殖户应用;二是使用安全,两种原料均是食品级添加剂,应用期间无毒副作用;三是人为干预青贮饲料原料的酸度,降低pH,抑制腐生菌的增殖;四是成本较低,国内生产厂家多,原料来源广,受限因素少。

4 青贮饲料保鲜最佳方案选择

4.1 确定了青贮饲料保鲜剂的组成成分

本试验针对袋装青贮饲料保鲜剂的配制和使用方法进行了研究,其基础成分为山梨醇钾和苯甲酸钠。试验采用了不同浓度和不同比例的配方,多组试验表明,G5(山梨醇钾34 g+苯甲酸钠66 g+水20 kg)的青贮饲料pH最低,其次为G1(山梨醇钾32 g+苯甲酸钠68 g+水18 kg)。从袋装青贮饲料两种方式的发酵效果、品质看,也表现出了同样的结果,也是G5的效果最好。

4.2 确定了青贮饲料保鲜剂的配制方法

将100 g青贮饲料保鲜剂装入家用20 L背负式喷雾器,用20 kg干净清水溶解,摇匀备用,青贮饲料用量较大时,根据原料量按比例进行调整,一般情况下,小规模养殖场或青贮饲料用量较少的用户,一次稀释一份剂量单位的包装量即可,剩余保鲜剂可连续使用。

青贮饲料保鲜剂的用量按照青贮饲料原料的质量确定,青贮饲料质量高,酸香味浓郁的用量少,含质量差异味浓的用量大,其基本用量为原料重量的0.5‰。

4.3 确定了青贮饲料保鲜剂的使用方法

开袋后将稀释好的保鲜液向青贮饲料表面进行均匀喷洒,青贮饲料表面湿润、手捏成团即可。喷洒保鲜液后袋对装青贮饲料进行封闭处理,可进一步巩固青贮饲料的保鲜效果。

4.4 明确了青贮饲料保鲜剂的作用和意义

用于袋装青贮饲料制作,提高青贮饲料的质量和可饲比率,降低青贮饲料腐败率和二次发酵程度,提高青贮饲料利用率,改善青贮饲料品质。

扩大青贮饲料推广范围,降低青贮饲料制作难度,使青贮饲料制作不再受制于养殖规模、青贮场地和青贮规模的限制。

解决了中、小型养殖场(户)制作青贮饲料效果不佳的困扰,提高了其制作青贮的积极性,全面提高青贮饲料的推广面积,可带动玉米等农作物秸秆的利用,解决了污染问题,有利于发展循环农业。