乳酸菌劑和纖維素酶對青貯香蕉莖葉品質的影響

王增煌，王文策，陳哲，楊琳

（華南農業大學，廣東廣州510000）

添加劑

乳酸菌劑和纖維素酶對青貯香蕉莖葉品質的影響

王增煌，王文策，陳哲，楊琳*

（華南農業大學，廣東廣州510000）

本試驗旨在探究乳酸菌劑和纖維素酶對香蕉莖葉青貯品質的影響。試驗設置4個試驗組，分別為0.02 g乳酸菌凍干粉/kg香蕉莖葉、0.2 g纖維素酶/kg香蕉莖葉、0.02 g乳酸菌凍干粉+0.20 g纖維素酶/kg香蕉莖葉組和一個空白對照組。結果顯示：乳酸菌組和纖維素酶+乳酸菌組的pH值顯著低于纖維素酶組和對照組（P＜0.05），纖維素酶+乳酸菌組的pH值最低。3個試驗組的氨態氮含量都極顯著低于對照組（P＜0.01），氨態氮/總氮都顯著低于對照組（P＜0.05），其中乳酸菌組的氨態氮和氨態氮/總氮最低，氨態氮含量比對照組低26.67%。各試驗組未檢測出丁酸且乳酸含量都極顯著高于對照組（P＜0.01），其中纖維素酶+乳酸菌組和乳酸菌組的乳酸含量比對照組分別高58.86%和34.39%。青貯后各組的粗蛋白質含量差異不顯著，單寧含量較青貯前降低了33.33%，差異極顯著（P＜0.01）?，F場評定和實驗室評定結果顯示，青貯質量由高到低的順序為纖維素酶+乳酸菌組（優等）＞乳酸菌組（優等）＞纖維素酶組（良好）＞對照組（一般）。說明香蕉莖葉單獨青貯是可行的，向其中加入適量的乳酸菌劑或纖維素酶能明顯提高青貯品質。若考慮經濟效益，對于香蕉莖葉而言，乳酸菌劑是一種有效的青貯添加劑。

香蕉莖葉；青貯；乳酸菌；纖維素酶；單寧

近年來，開發和利用非常規飼料資源以替代傳統的飼料原料是行業關注的熱點問題。香蕉是目前最大的草本植物之一，它只能結一次果實，果實采摘完后香蕉樹需要被砍倒以便長出新植株（Randy等，2007）。香蕉莖葉和果實的比例大致為6.5∶3.5，即香蕉莖和葉的產量是果實的2倍左右，數量巨大。香蕉莖葉中的可溶性糖含量豐富，無氮浸出物中葡萄糖居多，動物對其能量利用率較高，另外，還含有鉀、鈣、磷、鎂等礦物元素和B族維生素、胡蘿卜素等養分，具備成為畜禽飼料資源的潛能（Wall，2006）。目前沒有關于香蕉莖葉飼料化加工的標準技術，缺少專門的機械設備，導致不能充分利用這一資源。

目前，關于香蕉莖葉的青貯調制技術已有一些研究，主要是將香蕉莖葉與其他飼料原料混合青貯，并取得了較好的效果。針對香蕉莖葉單獨青貯的試驗結果顯示，青貯后品質差異較大，試驗結果尚且不統一。本試驗通過探究添加乳酸菌劑和纖維素酶對香蕉莖葉青貯品質的影響以及香蕉莖葉單獨青貯技術，為香蕉莖葉飼料化推廣提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料香蕉莖葉采自廣州天河長湴香蕉園（葉片、葉柄以及與葉柄相連的一小段假莖），亞芯秸稈青貯劑（乳酸菌凍干粉）購買于廣州品銳生物有限公司，活性乳酸菌含量≥100億個/g，每千克可青貯40~50 t草料。纖維素酶R-10粉末（1000 IU/g）購買于廣州維寧有限公司。青貯袋規格為長（120 cm）×寬（70 cm），20絲的PE真空厭氧發酵袋子。

1.2 試驗方法乳酸菌液按5 mg/mL的濃度配置，將稱好的乳酸菌凍干粉加入到20~30℃的蒸餾水中，靜置1.5 h，備用。纖維素酶液為5 mg/mL。

將香蕉莖葉晾曬24 h以調節水分。用揉絲機將香蕉莖葉切成1~2 cm的絲狀后照按照表1分組，除對照組外，其余3個試驗組分別均勻噴上相應的乳酸菌液和纖維素酶液，然后按每袋15 kg裝入青貯袋中，擠凈袋內的空氣并用繩子密封袋口，每組3個重復，30 d后開袋檢測。

表1 香蕉莖葉青貯調制表

1.3 測定指標和方法粗蛋白質用凱氏定氮法GB6435-94測定；粗纖維用VanSoest方法測定；能值用全自動測熱儀測定；粗脂肪用索氏抽提法GB6433-94測定，粗灰分根據灼燒稱重法GB6438-92測定。pH值測定方法為：稱取35 g青貯香蕉莖葉放入錐形瓶中，加入70 mL去離子水，封口后置于4℃冰箱中浸提24 h，將樣品絞碎混合均勻，用雙層紗布過濾，再用濾紙進行過濾，得到青貯pH浸提液。用酸度計（sartorius PB-10）測定浸提液的pH值。氨態氮的測定方法：稱取70g青貯香蕉莖葉于錐形瓶中，加入140 mL去離子水，封口后置于4℃冰箱浸提24 h，擠盡青貯香蕉莖葉中的水分并用雙層紗布過濾，再用濾紙過濾得到氨態氮測定液（有機酸同為此浸提液），氨態氮采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定。乳酸使用南京建成生物研究所的乳酸測試盒測定。乙酸、丁酸采用島津氣相色譜儀測定。單寧使用索橋生物公司的單寧含量試劑盒測定。

1.4 數據統計與分析試驗數據采用SPSS 19.0進行單因素方差分析，結合Duncan’s法進行多重比較，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著，結果以“平均值±標準誤”表示。

2 結果

2.1 香蕉莖葉營養成分由表2可知，香蕉莖葉粗蛋白質含量適中，鈣多磷少，粗纖維和無氮浸出物含量高，能值較高。

表2 香蕉莖葉營養成分（干物質基礎）

2.2 青貯香蕉莖葉質量現場評定

2.2.1 青貯香蕉莖葉水分含量采摘下來的新鮮香蕉莖葉和經過晾曬24 h后的香蕉莖葉水分含量如表3所示，新鮮香蕉莖葉水分含量高達92.31%，晾曬后各組水分含量都接近80%，組間水分差異不到1%，這對青貯品質的影響基本可以忽略。可認為水分含量是一致的。

2.2.2 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯后香蕉莖葉pH值的影響如表4所示，乳酸菌組和乳酸菌+纖維素酶組的青貯香蕉莖葉pH值顯著低于對照組和纖維素酶組（P＜0.05），其中纖維素酶+乳酸菌組的pH值為3.7，比對照組的低了0.67。

表3 香蕉莖葉水分含量%

表4 青貯香蕉莖葉pH值

2.2.3 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯香蕉莖葉現場評分結果的影響本試驗參照表7的標準對各組青貯香蕉莖葉進行評分。結果如表5和表6所示，試驗組的青貯香蕉莖葉現場評分都極顯著高于對照組（P＜0.01），得分依次為乳酸菌+纖維素酶組（優等）＞乳酸菌組（優等）＞纖維素酶組（良好）＞對照組（一般）。

表5 青貯香蕉莖葉感官評定

表6 青貯香蕉莖葉現場評分結果

2.3 青貯香蕉莖葉質量實驗室評定

2.3.1 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯香蕉莖葉氨態氮含量的影響試驗結果顯示，添加乳酸菌和纖維素酶對降低青貯香蕉莖葉的氨態氮含量都有顯著效果，其中乳酸菌組的氨態氮含量比對照組低26.67%，表9為青貯飼料氨態氮的評分標準，由表8可知，各組的總氮含量差異不顯著（P＞0.05），纖維素酶組、乳酸菌組和纖維素酶+乳酸菌組的氨態氮含量與氨態氮/總氮均極顯著低于對照組（P＜0.01）。其中乳酸菌組的氨態氮含量和氨態氮/總氮最低，這說明乳酸菌組的蛋白質降解最少。

表7 青貯玉米秸評分標準

表8 青貯香蕉莖葉氨態氮含量分析（干物質基礎）

表9 青貯飼料氨態氮評分標準

2.3.2 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯香蕉莖葉有機酸組成的影響由表10可知，乳酸菌組、纖維素酶組和乳酸菌+纖維素酶組的青貯香蕉莖葉乳酸含量與乳酸占總酸的比例都極顯著高于對照組（P＜0.01），其中纖維素酶+乳酸菌組和乳酸菌組比對照組分別高58.86%和34.39%，乙酸含量各組間差異不顯著（P＞0.05）。除了空白對照組以外，其余各組均未檢測出丁酸。根據表11的有機酸評分標準，評分結果顯示，試驗組有機酸得分都極顯著高于對照組（P＜0.01）。

表10 青貯香蕉莖葉有機酸含量分析（干物質基礎）

表11 青貯飼料有機酸評分標準

2.3.3 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯香蕉莖葉實驗室評定結果的影響青貯飼料實驗室綜合評定包括氨態氮和有機酸兩部分，綜合評定標準見表12。本試驗評分結果如表13所示，乳酸菌組、纖維素酶組和纖維素酶+乳酸菌組得分都極顯著高于對照組（P＜0.01）。從高至低依次為乳酸菌組（優等）＞纖維素酶+乳酸菌組（優等）＞纖維素酶組（優等）＞空白對照組（良好）。綜合評定標準如表13所示。

表12 青貯飼料氨態氮與有機酸綜合評定標準

表13 青貯香蕉莖葉實驗室評定結果

2.4 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯香蕉莖葉粗蛋白質含量的影響由表14可知，各組的青貯香蕉莖葉粗蛋白質含量差異不顯著（P＞0.05）。

表14 青貯香蕉莖葉粗蛋白質含量（干物質基礎）%

2.5 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯前后香蕉莖葉單寧含量的影響如表15所示，各組青貯后的香蕉莖葉單寧含量差異不顯著（P＞0.05），但都極顯著低于青貯前，較青貯前降低了33.33%（P＜0.01）。

表15 青貯前后香蕉莖葉單寧含量（干物質基礎）mg/g

3 討論

3.1 香蕉莖葉養分含量分析香蕉植株各部分的養分含量差異較大，其中葉片的蛋白質含量最高，本試驗采集的樣品為植株結果之前的香蕉莖葉，該樣品蛋白質含量略高于前人的試驗結果（劉中英等，2014；王倩等，2012；FAO，1993），這可能與品種、產地、采集樣品的時間等有一定的關系。香蕉莖葉無氮浸出物含量高，且香蕉葉片和葉柄中葡萄糖占無氮浸出物的60%~70%，可溶性糖充足，具備乳酸菌發酵的化學條件（Oliveira等，2007；Cordeiro等，2004）。新鮮香蕉莖葉的水分含量為90%左右，香蕉莖的粗水分含量為95.21%，香蕉葉片粗水分含量為75.96%（劉建勇等，2012；鄧怡國等，2011）。葉行等（2014）將新鮮香蕉莖晾曬1.5 d后含水量仍然高達78.97%。合理的水分含量是確保青貯成功的關鍵，青貯調制適宜的水分含量為65%~75%，但不同的牧草對青貯水分要求不盡相同，應根據不同的種類而定（王成章，2003）。王春芳（2015）將粗水分為90%的新鮮香蕉莖和全株直接青貯，也獲得了成功。本試驗所采集的新鮮香蕉莖葉樣品粗水分含量為92.31%，為確保青貯品質，經過24 h的晾曬，香蕉莖葉粗水分降至接近80%后切碎并青貯打包。青綠飼料曬干后養分損失30%~50%，維生素幾乎全部喪失，若晾曬時間過長，不利于保留香蕉莖葉的養分。

3.2 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯香蕉莖葉pH值的影響pH值是評價青貯飼料優劣的重要指標。優質青貯飼料的pH值要求在4.2以下（王成章，2003），pH值的降低主要依賴于乳酸菌將底物的可溶性糖轉化為乳酸，低pH值是乳酸發酵的標志，而實際上天然附著在農作物上的乳酸菌數量非常有限，較難滿足青貯良好發酵的要求（蔡羲民，1994）。本試驗中，乳酸菌組和纖維素酶+乳酸菌組的pH值為3.85和3.70，都顯著低于對照組的4.37和纖維素酶組的4.35（P＜0.05），達到了優質青貯飼料的要求，說明向香蕉莖葉中加入乳酸菌能有效降低青貯香蕉莖葉的pH值，保障青貯質量。加入乳酸菌液后，乳酸菌數量達到優勢狀態并迅速繁殖，乳酸大量積累，抑制有害微生物生長，青貯效果理想，這與Shao等（2007）以及美和熱阿依（2015）的研究結果一致。乳酸菌+纖維素酶組的pH值比單純添加乳酸菌組的略低，在纖維素酶的作用下，原料部分纖維素被分解為單糖，在乳酸菌和纖維素酶的協同作用下，使乳酸聚集，所以纖維素酶+乳酸菌組的pH值最低，這與莊益芬等（2008）的試驗結果相近。單獨添加纖維素酶對降低青貯pH值沒有顯著影響（P＞0.05），因為香蕉莖葉中的可溶性糖已經基本能夠滿足乳酸菌發酵的需求，但乳酸菌數量在起初未能占絕對優勢，無法迅速抑制其他微生物的生長，影響了最終的pH值。

3.3 青貯香蕉莖葉感官評定結果分析目前沒有關于青貯香蕉莖葉質量的評價標準，本試驗參考農業部頒布的青貯玉米秸質量評定標準，對不同組的青貯香蕉莖葉進行感官評價。對照組的原料結構完整，脈絡清晰，保存完好，但氣味略帶刺激性，使人有不舒適感，從對照組的氨態氮含量可以看出，其蛋白質降解程度比試驗組高，產生的不良氣體相對較多，故品質一般。乳酸菌+纖維素酶組有淡酸味和較濃的果香味，顏色淡黃，質地柔軟松散，感官品質高。乳酸菌組除果香味略低于纖維素酶+乳酸菌組外，其余感官指標趨近相同，品質較高。纖維素酶組有淡酸香味，無不良氣味，顏色和質感介于乳酸菌和對照組之間，品質良好。行業內應適時制定青貯香蕉莖葉的質量評價標準。

3.4 添加乳酸菌和纖維素酶對青貯香蕉莖葉氨態氮含量和有機酸組成的影響青貯飼料中的氨態氮含量可反映原料蛋白質的分解情況，品質良好的青貯飼料氨態氮/總氮在10%內（劉建新，1996）。本試驗中，4個組的氨態氮/總氮都達到優良青貯飼料的標準，所有試驗組的氨態氮含量和氨態氮/總氮都顯著低于對照組（P＜0.05），證明添加乳酸菌和纖維素酶能減少蛋白質分解，這與前人的大量研究結果相符（興麗等，2004；Tengerty等，1991；Vuuren等，1989）。根據乳酸菌和纖維素酶有利于保存原料蛋白質的結果，理論上纖維素酶+乳酸菌組的氨態氮含量應該最低，結果卻與其相反，纖維素酶+乳酸菌組的氨態氮含量和氨態氮/總氮都高于單獨添加乳酸菌和纖維素酶組，丁武蓉等（2008）的研究結果顯示，乳酸菌加上高劑量的纖維素酶會使青貯飼料氨態氮含量升高。這可能是添加纖維素酶在青貯前期有利于分解蛋白質的細菌生長造成的。從有機酸的組成看，試驗組的乳酸含量都極顯著高于對照組（P＜0.01），這與試驗組pH值低于空白對照組有關。丁酸具有難聞的刺激性氣味，是霉菌和梭狀芽孢桿菌等有害菌分解蛋白質的產物，丁酸含量越高表明青貯品質越差（Valente等，2003）。本試驗中，除空白對照組檢測出丁酸外，試驗組都未檢測出丁酸，這解釋了感官評定時空白對照組氣味不佳的原因，也說明添加乳酸菌或纖維素酶都能促進乳酸發酵，提高青貯質量。這與鄭曉靈等（2007）和趙國琦等（2003）的研究結果一致。

3.5 青貯香蕉莖葉粗蛋白質和單寧含量分析青貯調制是保存青綠飼料養分的有效方法。試驗結果顯示，青貯后各組的粗蛋白質含量差異不顯著（P＞0.05），但都高于青貯前，這與青貯初期香蕉莖葉利用袋中殘留的氧氣進行有氧呼吸，造成糖分消耗有關。青貯發酵是在一個密閉的系統中完成的，氮元素不被損耗，故各組間的粗蛋白質含量沒有顯著差異。香蕉莖葉中的單寧是限制其飼用價值的重要因素，本試驗采集的樣品中單寧含量為0.04%，低于李志春等（2013），劉中英（2014）的試驗結果，這可能與香蕉的品種以及采集樣品的時間等因素有關。本試驗青貯后各組的單寧含量都極顯著低于青貯前（P＜0.01），陳靜等（2005），梁方方等（2004），李夢楚（2014）的試驗發現，青貯后的香蕉莖葉單寧含量較青貯前明顯降低，這與本試驗結果一致。Makkar（1991）研究表明，青貯會使單寧聚合成為惰性化合物，喪失活性，對去除物料中的單寧有一定的作用。

4 結論

本試驗結果表明，青貯能有效保存香蕉莖葉的養分和降低其中的單寧含量。向香蕉莖葉中同時加入20 g/t的乳酸菌凍干粉和200 g/t的纖維素酶或單獨加入20 g/t的乳酸菌凍干粉后青貯能顯著提高乳酸含量，抑制丁酸的產生，達到優等的青貯品質。但添加200 g/t的纖維素酶組的感官評定結果較添加乳酸菌最差。青貯品質從高到低為纖維素酶+乳酸菌組（優等）＞乳酸菌組（優等）＞纖維素酶組（良好）＞對照組（一般）。從經濟效益方面考慮，建議實際生產中使用乳酸菌制劑作為香蕉莖葉青貯添加劑。

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The purpose of this study was to explore the quality of silage banana stems and leaves using Lactobacillus and cellulase.The experiment included 4 test groups（0.02 g freeze dried powder of Lactobacillus/kg banana stems and leaves，0.2 g cellulase/kg banana stems and leaves，0.02 g freeze dried powder of Lactobacillus+0.2 g cellulase/kg banana stems and leaves）and control group.The results showed that the pH of the Lactobacillus group and the cellulase+Lactobacillus group were significantly lower than the cellulase group and control group（P＜0.05），cellulase+Lactobacillus group was the lowest.The ammonia nitrogen content in the 3 experimental groups was significantly lower than control group（P＜0.01）and the ammonia nitrogen/total nitrogen was significantly lower than control group（P＜0.05），the ammonia nitrogen and ammonia nitrogen/total nitrogen of the Lactobacillus groups were the lowest，26.26%lower than the control group.The lactic acid level in the experimental groups were significantly highter than the control group（P＜0.01）.The content of lactic acid in the cellulase+Lactobacillus and Lactobacillus group were higher than that of the control group by 58.86% and 34.39%，respectively.The crude protein content of banana stems and leaves were not significantly different after silage（P＞0.05）.The content oftannin was 33.33%lower than before silage（P＜0.01）.Sensory evaluation results and laboratory evaluation results showed thatthe quality ofsilage from high to low were cellulase+Lactobacillus group（excellent）＞Lactobacillus bacteria group（excellent）＞cellulase group（well）＞control group（general）.It showed that the single silage of banana stems and leaves was feasible，adding to the amount of Lactobacillus and cellulase can significantly improve the silage quality.Considering to the economic benefits Lactobacillus was an effective silage additive.

banana stems and leaves；silage；Lactobacillus；cellulase；tannin

S816.8

A

1004-3314（2017）11-0022-06

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171105

*通訊作者