不同溫度下苜蓿草捆霉變規律及草捆品質變化

張偉毅,史瑩華,姚惠霞,王成章,杜習莉

（河南農業大學牧醫工程學院,河南 鄭州 450002）

苜蓿是最重要的豆科牧草之一,它以富含優質植物蛋白而享有“牧草之王”的美稱[1]。苜蓿在我國種植歷史悠久[2],并且具有高產、質優、飼喂畜禽效果佳等優點[3]。對我國苜蓿產業發展現狀的綜合分析發現,我國苜蓿產業正處于從盲目投資、無序競爭的低水平生產向技術與資金配套完備、市場運作合理的生產方式發展的轉型期[4]。隨著牧草種植技術的推廣,苜蓿產業已逐步成為畜牧業,特別是家畜業發展的重要組成部分[5]。目前,對苜蓿霉變的研究還比較少。造成苜蓿霉變有2個環節:一個是在收割后的晾曬過程中受到雨淋,苜蓿變黑發霉；另一個是在苜蓿曬干打捆時,將未干透的苜蓿打捆,在貯藏過程中返潮,造成草捆中間生熱霉變。發生霉變的苜蓿營養成分被破壞,產生不良氣味,酸度上升,霉菌產生毒素,導致苜蓿發熱、結塊、變黑,使苜蓿逐步甚至完全喪失飼用價值。如果將帶有霉變性質的苜蓿摻入飼料飼喂家畜,由于失去苜蓿原有味道并帶有異昧,家畜采食量會下降,進而出現前胃弛緩、反芻減少、消化功能紊亂和流涎等一些中毒癥狀；產奶量也急劇下降,甚至影響到奶產品,并且乳蛋白、乳脂肪、乳糖都達不到要求；長期飼喂造成家畜營養不良,勢必會影響到發情,孕牛甚至出現流產[6]。根據近幾年苜蓿草粉動態價位的綜合分析,干草的價格與干草中粗蛋白含量呈正相關[7]。針對這種情況,試驗采用模擬現場試驗的方法來研究不同溫度下苜蓿草捆的霉變規律以及苜蓿中粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的變化規律,為獲得高品質苜蓿干草的技術手段提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料2008年10月將黃河灘區合博草業有限公司人工種植的紫花苜蓿收割后晾曬并打成草捆（約25 kg/捆）,含水量控制在15%左右。苜蓿刈割后在田間晾曬,用微波爐法[8]檢測苜蓿的含水量,當水分含量達到15%時進行打捆。草捆質量在20 kg左右。

1.2 試驗設計試驗采用單因素試驗設計,貯藏溫度設3個梯度,分別為25、30、35 ℃,每組設3個重復,在3個密閉的房間放置自動控溫電熱器自動控制溫度。貯藏時間為16 d,同時隔天（即1、3、5、7、9 、11、13、15 d）采樣 ,取樣時戴無菌手套,每個重復里隨機取100 g放在密閉的自封袋里,到無菌實驗室后取出約35 g牧草剪碎,稱取剪碎的牧草10 g,分別放到錐形瓶中,加生理鹽水后在振蕩器中震蕩30 min左右,取上清液以備用。每個樣品做3個重復,每個重復做不同的濃度梯度（10-3、10-4、10-5）。剩余的樣品烘干粉碎做品質鑒定試驗。

1.3 測定指標與方法霉菌的測定采用馬丁培養基平皿涂布法[9]；粗蛋白的測定采用凱氏定氮法[10]；中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）的測定采用濾袋法[11-12]。

1.4 數據分析試驗數據采用SPSS 11.5單因素方差分析和多重比較,結果采用“X±S”進行表示。在差異顯著的基礎上用Duncans法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏溫度下苜蓿霉變規律本試驗霉菌的培養不是在干物質基礎上的,表1結果顯示,從總體上看,隨著天數的增加,不同溫度組霉菌數都是先上升后下降,均在第9天達到最高,之后又都是快速降低；同一天的霉菌數隨著溫度的升高而呈上升趨勢。其中,在25℃的貯藏溫度下,不同時間處理間均差異顯著（P＜0.05）,在30和35℃的2個試驗組中第1天與第13天之間差異不顯著（P＞0.05）,其他天數之間差異均顯著（P＜0.05）；在第 11天中,25℃組與 30、35℃組之間差異顯著（P＜0.05）；在第13天中,35℃組與25、30℃組之間差異顯著（P＜0.05）；其他天數中3個試驗組之間均差異顯著（P＜0.05）。

表2顯示第5天各試驗組出現細小的腐敗菌等雜菌；第7天30℃的試驗組出現長絲狀霉菌,35℃的試驗組出現長絲狀霉菌和雜菌；第9、11天各組都出現了黃色、青色、白色3種霉菌,其中以黃色霉菌為主,黃色霉菌菌絲較短而細密,孢子端分布著黃色顆粒,青色霉菌呈邊緣白色的突起狀,菌絲整齊較短,白色霉菌有的呈絨毛狀,有的呈長絮狀數量居中,大小居中。在第7天出現長絲狀霉菌主要以黃色霉菌為主,在第9天出現白色、長絲狀霉菌,也以黃色霉菌為主。

2.2 不同貯藏溫度下苜蓿草捆中粗蛋白含量變化粗蛋白是評定飼料品質的重要指標,苜蓿的粗蛋白含量是其他飼料作物的1.4～3.3倍,在所有的飼料作物中幾乎是最高的[13]。本試驗蛋白質是在干物質基礎上測定的。表3結果顯示,從總體上看不同溫度組隨著貯藏天數的增加粗蛋白的含量均是先上升后下降,25℃和30℃試驗組在第9天達到最高,之后又降低；35℃在第11天達最高,之后又降低。每天的粗蛋白含量隨著溫度的升高也有不同的變化,從總體上看,30℃試驗組的粗蛋白含量最高,25℃試驗組次之,35℃試驗組最低。在第1天中,35℃組與25℃組之間差異不顯著（P＞0.05）；其他天數中3個試驗組之間均差異顯著（P＜0.05）。

表1 不同貯藏溫度下苜蓿草捆中霉菌的數量 ×104/g

表2 不同貯藏溫度下苜蓿草捆中菌種的種類

表3 不同貯藏溫度下苜蓿草捆粗蛋白的含量 %

2.3 不同貯藏溫度下苜蓿草捆中纖維含量的變化

2.3.1不同貯藏溫度對苜蓿草捆酸性洗滌纖維含量的影響 不同溫度下酸性洗滌纖維含量隨溫度的變化而各不相同。從圖1可以看出,苜蓿草捆ADF含量隨著溫度升高而升高,但隨著貯藏時間的延長,35℃處理下ADF先升高后降低,第9天時最高,為35.60%；30℃處理下,ADF緩慢上升,第 15天時最高,為 34.33%,25℃處理下,ADF先降低后升高,第9天時最低,為31.33%。第1天到第15天不同溫度所含ADF含量不同,但是從高到低的順序始終相同,分別是35＞30＞25℃。

2.3.2不同溫度對苜蓿中中性洗滌纖維含量的影響 3個溫度處理苜蓿中性洗滌纖維隨著天數的增加變化各不相同。

圖1 不同貯藏溫度下苜蓿草捆中酸性洗滌纖維含量的變化

從圖2可以看出,在第1天時不同溫度所含中性洗滌纖維含量不同,從高到低分別是25℃（約為50.7%）、35 ℃（約為 49.8%）、30 ℃（約為49.4%）,隨著時間的延長,到第9天時所含中性洗滌纖維含量從高到低分別為35℃（約為50.8%）、30 ℃（約為49%）、25 ℃（約為47.6%）,到第15天時所含中性洗滌纖維含量從高到低分別為30 ℃（約為50.1%）、35 ℃（約為49.9%）、25℃（約為48%）。以第9天為轉折點,其中25℃、30℃的變化規律相一致,均是先降后升,而35℃的變化規律則與其相反,呈現先升后降的趨勢。

圖2 不同貯藏溫度下苜蓿草捆中酸性洗滌纖維含量的變化

3 討論

3.1 霉菌數量的變化規律微生物在飼料中生長繁殖,使飼料發生一系列的生化變化,造成飼料品質下降。霉菌總數是反映飼料霉變的客觀指標,在合適的溫度、水分條件下,飼料中的霉菌在其對數生長期和穩定生長期內會大量的繁殖和生長。在這個階段,霉菌總數可以作為指標來評價飼料的霉變程度。對亞太地區霉菌毒素污染研究表明[14],最為嚴重的毒素種類有黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、橘霉毒素、T-2毒素、嘔吐毒素、串珠鏈孢菌素和玉米赤霉烯酮 。由于霉菌是孢子繁殖,所以繁殖和傳播速度非?？臁．斆咕罅可L和繁殖時會產生大量的熱量,高溫造成了飼料中水分蒸發轉移和霉菌孢子的死亡；另外,當霉菌生長到一定階段處于衰亡期時,飼料中的霉菌總數也會大量減少[14]。苜蓿種植區多雨熱同季,苜蓿的生長和刈割季與雨季重疊,在這種溫暖、潮濕的環境下,極易出現霉變現象[15],尤其是在收割后的晾曬過程中受到雨淋,苜蓿草變黑發霉,以及在貯藏過程中返潮,造成草捆中間生熱霉變。本試驗表明,各試驗組在第1天的霉菌數很少,從第3天開始快速上升到第9天達到最高,之后開始下降到第13天達到穩定。各試驗組在試驗期間每天之間存在顯著差異（P＞0.05）,而每天中3個試驗組之間也都有顯著差異（P＞0.05）。25℃的試驗組總體變化不大,霉菌數量沒有超過國家標準屬于正常狀態,其他2個試驗組在第9天出現一個高峰之后下降,到第13天達到穩定,出現下降是由于霉菌生長的一個周期是8～9 d,霉菌生長到第9天時達到一個最高時期,之后會逐漸下降。其中,35℃的試驗組霉菌總數最多,這是由于相同水分條件下溫度最高,同時出現了雜菌與霉菌共同生長。

3.2 粗蛋白含量的變化苜蓿粗蛋白含量高,品質好是優于其他牧草的顯著特征之一[16]。它含有20多種氨基酸,包含了所有人和動物所需要的必需氨基酸,粗蛋白含量的多少可以作為評定苜蓿品質優劣的指標。霉菌中的孢霉菌自身不僅不制造營養,而且常通過分泌多種酶分解飼料養分供其生長繁殖。因此,被霉菌污染的飼料,營養成分含量和營養價值大大降低。另外,霉菌消耗營養物質的同時產生大量的熱量,使飼料中蛋白質、脂肪、發生變化。Paster和 Lisker[17]報道,在高濕條件下儲藏,蛋白質的含量變化都不顯著。齊德生等[18]報道,霉變豆粕氣味不良,蛋白質溶解度下降,霉菌總數可大幅度升高,但粗蛋白含量無明顯改變,黃曲霉毒素B1含量升高不顯著。陳喜斌等[19]研究表明,隨著豆粕中霉菌的生長,豆粕的蛋白質溶解度在逐漸降低,霉菌增長與蛋白質溶解度降低有較強的負相關性；霉菌生長對豆粕的粗蛋白含量沒有顯著影響。本試驗結果表明,在同一溫度下,隨著霉菌數量的增多,苜蓿中粗蛋白含量先在第9天升高達到最大值,之后下降,不同貯藏溫度下苜蓿草捆中粗蛋白含量差異顯著（P＜0.05）,苜蓿草捆中粗蛋白含量在整個試驗過程中隨貯藏時間的延長稍有變化。試驗過程中在第9天粗蛋白含量升高原因,很有可能是一些微生物蛋白,有待進一步通過實驗進行論證。含量下降一是因為隨著貯藏時間的延長,粗蛋白等營養物質會因微生物的分解而下降,同時由于牧草自身的呼吸消耗,導致苜蓿營養價值降低[20-22]；二是在牧草的凋萎階段以后,植物細胞已經死亡,植物體內發生的生理過程逐漸被酶參與的過程代替,一般來說把這種死亡細胞內進行的物質轉化過程稱之為自體溶解,在這一過程會損失一部分粗蛋白。

3.3 纖維含量的變化纖維是反芻動物的一種必需營養素,可維持瘤胃的正常功能和動物的健康、維持動物正常的生產性能、為動物提供大量能源。它對非反芻動物同樣重要,維持腸胃正常蠕動、解毒作用、提供能量等等,只是非反芻動物利用纖維的能力不及反芻動物[23-24]。牧草中的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量直接影響家畜對牧草的采食率和消化率[25]。從質量標準看優質豆科干草的中性洗滌纖維占干物質的百分含量在50%以下,酸性洗滌纖維占干物質的百分含量在40%以下[26]。淀粉和中性洗滌纖維是瘤胃內產生揮發性脂肪酸的主要底物。若中性洗滌纖維水平過高,嚴重時可導致酸中毒[22]。中性洗滌纖維是目前反映纖維品質好壞的最有效的指標,研究表明中性洗滌纖維含量在38%～48%即可滿足不同年齡階段奶牛的纖維需要[24]。從本試驗結果可以看出,25和30℃這2個貯藏溫度下的苜蓿草捆中NDF的數據變化,呈現相一致的規律,均呈先降后升的趨勢,Rotz報道[27]苜蓿干草貯藏過程中中性洗滌纖維損失根據含水量不同是不確定的,有增加和減少兩種可能。酸性洗滌纖維包括纖維素、木質素、角質和硅酸鹽[27,12]。飼糧纖維低于或高于適宜范圍,不利于能量利用,NRC（1989）推薦泌乳牛飼糧至少應含有19%～21%的酸性洗滌纖維[22],本試驗結果表明,不同貯藏溫度下苜蓿草捆中酸性洗滌纖維含量從高到低的順序始終相同,分別是35、30、25℃,而且它們的變化規律很相似。

4 結論

由于霉菌是孢子繁殖,因此繁殖速度非常快,適宜的溫度是霉菌生長的關鍵條件。在霉菌生長的周期內（8～9 d）溫度越高霉菌數量越多,因此要防止草捆霉變,必須控制好貯藏溫度,本試驗中25℃試驗組中的霉菌數量增長速度最慢,30℃試驗組次之,35℃試驗組最快。

霉變后苜蓿草捆中粗蛋白的含量有增加,但增加的蛋白對飼喂家畜是否有促進作用目前尚未知,還需進一步的研究。且隨著霉菌數的增加苜蓿草捆中粗蛋白的含量也相應的升高,但變化不大,霉菌數與粗蛋白的含量呈負相關。

霉變后苜蓿酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維都有明顯的變化,尤其在25℃的試驗組有明顯的下降之后又快速的上升,30和35℃的試驗組變化不是太大,但2個試驗組的變化正好相反,這一現象還需進一步研究探討。

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