苜蓿青貯品質評定指標體系及測定方法的概述

李改英,陳玉霞,廉紅霞,高騰云

(河南農業大學牧醫工程學院,河南 鄭州450002)

紫花苜蓿(Medicago sative)屬于豆科牧草,富含多種營養物質,添加到畜禽日糧中能顯著提高生產性能,改善畜產品品質,是畜牧業生產中不可缺少的優質牧草資源[1],尤其對于奶牛養殖業,苜蓿適口性好,瘤胃降解率高,粗蛋白含量高,可以顯著地提高奶產量和乳品質,備受廣大養殖者的青睞[2-6]。青貯飼料由于具有鮮嫩多汁、營養價值高、適口性好和長期貯存的特性,已經成為反芻動物不可缺少的基礎飼料,所以苜蓿青貯逐漸成為近幾年人們研究的熱點。青貯過程中產生大量的有機酸,從而形成一個較低的p H值環境,抑制有害微生物的繁殖,確保蛋白質等營養物質不受分解,因此 pH 值及銨態氮、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量等成為衡量青貯品質的指標。此外,傳統指標體系的測定方法由于比較費時費力且具有一定的不準確性,受到質疑,特別是不同的青貯方式和牧草品種也不能套用同一個標準,而評價標準和測定方法的完善與規范直接反映青貯品質的好壞。針對適應苜蓿青貯的評定指標、測定方法的研究現狀及存在的問題作一闡述,以期對理論研究和現實生產有一定的指導意義。

1 苜蓿青貯飼料品質評定指標體系

1.1 青貯飼料感官評定 青貯飼料的品質評定包括現場評定和實驗室評定。現場評定是一種快速簡單評定牧草品質的方法,主要對牧草的感官評定。比較常用和規定比較詳細的是德國農業協會(DLG)評分法,它是根據嗅覺、結構、色澤進行評分,將青貯飼料分為優、可、中、下 4等,可以看出評定標準比較籠統,不同的原料沒有針對性,但是評定不需要任何儀器設備,具有一定的實用價值[7]。在1996年,我國農業部畜牧獸醫司委托浙江大學起草了紫云英(Astragalus sinicus)、苜蓿、紅薯(Ipomoea batatas)藤和玉米(Zea mays)秸青貯飼料質量評定標準[8],從現場p H值、水分、氣味、色澤和質地對青貯飼料評分,然后分為優、良、一般和差4個等級。另外中國農科院畜牧研究所也從顏色、氣味、嗅覺和質地提出了青貯飼料的感官標準[9]。從中可以看出我國現行標準的制定不斷細化,但是感官評定仍受主觀影響較大,需要評定人員具備豐富的實踐經驗。

1.2 青貯飼料實驗室評定標準進展 常規的實驗室評定常用p H值、有機酸含量、銨態氮含量衡量青貯飼料發酵品質的好壞。最早弗氏評分法(Fileg)根據青貯飼料中乳酸、乙酸、丁酸所占的比例分別進行評分,最后得到總分,分為優、良、可、中、劣5個等級,此法只適合常規青貯飼料,不適合劣質青貯飼料和二次發酵青貯飼料,因為對于劣質的青貯飼料由于高溫等造成飼料品質嚴重下降,但有可能Fileg得分較高。為了反映蛋白質的分解情況,McDonald等又提出了銨態氮評分法,根據銨態氮和總氮的比值進行等級評定,排除了水分含量的影響。我國1996年頒布的標準則結合了有機酸和銨態氮兩方面的綜合得分對青貯飼料進行評定,另外還規定了p H值的得分。2001年日本V-Score評分體系去除了乳酸,將銨態氮、乙酸、丙酸、丁酸作為評定指標,根據評分將青貯飼料品質分為良好、尚可、不良3個等級[10]。Kaiser和Weipβ[11]提出的青貯評定標準則將丁酸和乙酸作為評價標準,將飼料分為5個等級。

2 青貯品質指標測定方法

青貯飼料測定的常規指標包括p H值、有機酸、銨態氮等,均涉及到樣品的前處理,如果處理方法不當或測定方法不準確均影響到結果的準確性。目前青貯指標的測定方法沒有統一的標準,給后期工作帶來很大的不便。pH值最早用試紙測定,但是不夠準確,便攜式p H計的出現使得測定工作顯得容易,我國1996年標準中采用100 g青貯料加水100 mL經24 h浸提后過濾,然后用酸度計測定。銨態氮含量國標采用凱氏定氮法測定,常用的還有比色法、分光光度法等,另外也出現了一些新方法,范志影等[12]采用流動注射法測定青貯飼料中的銨態氮,準確性好,范圍寬,大大降低了色度的影響;陳鵬飛等[13]采用近紅外光譜技術測定紫花苜蓿青貯鮮樣的發酵品質,將青貯料用液氮冷凍后粉碎,然后用近紅外光譜技術進行掃描測定苜蓿青貯飼料中的銨態氮、乳酸、乙酸、丁酸,結果預測值與化學分析值差異不顯著,此方法測定指標多,比較簡單。有機酸的測定,農業部標準采用提取液用偏磷酸處理后,在氣相色譜儀上直接測定乳酸、乙酸和丁酸,測定方法快捷簡單,但是經驗證農業部標準對銨態氮及有機酸的測定結果不夠準確,因為青貯飼料中銨態氮含量很小,蒸餾過程中很容易損失,另外滴定時的空白對照,終點確定對結果影響也比較大;國標采用氣象色譜儀測定有機酸,但是乳酸很難測準確,因為乳酸的中間產物很難保證完全轉化為終產物。王洪麗和李成云[14]采用氣相色譜法測定苜蓿青貯料中的有機酸,稱取苜蓿青貯料(10±0.002)g,加入2℃左右的去離子水80 mL,放在4℃的條件下浸提48 h,過濾于100 mL容量瓶中,用冷卻去離子水定容至刻度,搖勻,取10 mL置于15 mL具塞離心管中,加入3～5滴乙醇,在 3 000 r/min的條件下離心15 min,上清液用于酯化反應,結果回收率高,相關性好,但是對于模型的建立和參照物的選擇不成熟,需要進一步驗證。許慶方等[15]采用高效液相色譜儀對紫花苜蓿青貯浸提液的乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量同時測定,準確稱取20 g新鮮紫花苜蓿青貯,加入200 mL蒸餾水,均質1 min,4層粗紗布過濾,濾液用新華試紙精濾,精濾后的濾液再用0.45μm濾膜過濾,浸提液待機分析,有機酸分離效果理想,回收率好,運用該方法測定數據真實可靠,操作簡單。傅彤等[16]應用離子色譜測定青貯飼料中有機酸,取新鮮的青貯飼料25 g于具塞三角瓶中,加入225 mL去離子水,4℃冰箱中浸提24 h,用快速定量濾紙過濾于塑料樣品瓶內,如果長期保存則需要添加硫酸調節p H值為2～3后冷凍,上機分析,上樣前經過0.45μm的合成纖維素酯膜過濾,過程簡單,結果準確。

3 適用于苜蓿青貯的評定標準和測定方法解析

從現行的青貯飼料評定體系中看出青貯飼料的評定主要分為感官評定和實驗室評定。感官評定只是一個經驗和感覺的初步評定,可以作為參考的依據,國內外的評定標準沒有大的差異。實驗室評定方面主要根據青貯發酵過程的產酸情況和蛋白質的分解情況來進行品質評定。常規的青貯是乳酸菌發酵產生大量的有機酸,從而形成一個較低的p H值環境,達到優質青貯的目地。而青貯飼料p H值受不同牧草和不同化學成分的影響[17],還與青貯時牧草的含水量和植物的緩沖度有關,苜蓿屬于豆科牧草,可溶性糖分低,緩沖度大,青貯時不利于p H值的下降,1996年的標準也考慮到了不同牧草的區別,但是仍需要進一步的細分。早期的青貯標準中都將有機酸和銨態氮含量作為評價標準,其中又將同型乳酸菌發酵產生的乳酸作為青貯發酵品質評價的主導酸。對于可溶性碳水化合物含量少的苜蓿,青貯時酸的產生量較少,目前有研究報道異型發酵產生的乙酸更有利于青貯牧草的保存[18],因為乙酸對提高青貯的有氧穩定性和氧化變質有重要作用,Kung等[19]研究認為高濃度的乙酸可以保證苜蓿青貯全混日糧長時間保鮮;丁酸是梭菌等有害微生物分解青貯料中的糖分所產生,同時伴隨能量損失和蛋白質的分解,產生不良氣味,嚴重影響飼料品質,可以作為苜蓿等豆科牧草評價指標,Kaiser等[20]研究表明,青貯乙酸和丁酸能反映飼料厭氧穩定性和青貯飼料發酵品質,將其作為苜蓿等青貯品質指標免除了牧草化學成分的影響。同樣銨態氮含量作為統一的評價指標也不客觀,青貯飼料銨態氮含量不僅與青貯過程有關還與牧草種類和化學成分有關[17],苜蓿屬于含蛋白質高的豆科牧草,試驗也表明豆科牧草青貯過程中蛋白質降解遠高于禾本科牧草,特別是苜蓿的蛋白質降解率最高[21],所以青貯后銨態氮的含量比較高,并不能套用統一的標準作為判定青貯品質的依據。

pH值的測定可以用精密酸度計直接測定提取液。銨態氮最簡單的方法是凱氏蒸餾法,但是青貯飼料中銨態氮含量很小,蒸餾過程中很容易損失,另外滴定時空白對照,終點確定均容易造成測定誤差;比色法和分光光度法其實為同一種方法,應用時應注意提取液顏色造成的誤差,流動注射法和遠紅外法均需要專門的儀器,方法和技術還需要驗證。黃森和安曉寧[22]以及農業部1996年標準都用氣象色譜法測定有機酸,它的原理是用高碘酸氧化乳酸為乙醛,然后同時測定乙酸、丙酸、丁酸,此法容易出現氧化不徹底,另外前處理比較繁瑣,經試驗容易出現測不準情況。考慮到結果的準確性,可以利用離子色譜法和液相色譜測定有機酸含量,但是需要專業人員和昂貴的儀器設備。

4 小結

對于苜蓿等難青貯的豆科牧草急需制定一套適應性的新標準和規范的測定方法。綜合現有的評定指標,V-Score法和Kaiser法可能受影響更小,但評定指標比較單一,針對苜蓿青貯可以考慮將pH值、銨態氮、乳酸等指標加進去,但是應該結合苜蓿等豆科牧草的特性,將評定范圍再進一步細化和量化。在測定方法上,pH值的測定比較簡單,可以直接對提取液進行測定,銨態氮可以用比色法進行,有機酸的測定考慮到穩定性和準確性可以采用離子色譜法和高效液相色譜法測定。

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