添加乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯品質的影響

宋鐵鎮，趙夢迪，曹 雪，邸凌峰，李成云*

（1.延吉市動物疫病預防控制中心，吉林 延吉 133002：2.延邊大學農學院，吉林 延吉 133002）

東方野豌豆是多年生豆科植物，主要生長在我國華北、東北及延邊地區各縣（市），是家畜喜歡食用的優質牧草之一。與紫花苜蓿營養價值基本相同，產量略高，可用于放牧、青貯和調質干草等方面[1-3]。目前，對東方野豌豆的的研究多數集中在生物學特性和主要成分的研究方面，利用其為原料制作青貯料的研究報道較少[4]。乳酸菌作為一種發酵促進劑，可以縮短青貯有氧發酵時間，加快糖類轉化為乳酸，降低pH，減少營養物質消耗，提高青貯料品質。纖維素酶可以分解部分纖維素為可溶性糖，提高東方野豌豆的可溶性糖含量，為發酵提供營養，減少有機酸的損耗。結合乳酸菌和纖維素酶的特點以及東方野豌豆的特性，本試驗主要探究添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯品質的影響，以篩選出最佳添加量，使其能被更加合理有效的利用，從而為實際生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 青貯原料

試驗于2016年8月在延邊州草原管理站管轄地區進行，采用隨機抽樣的方法，采集新鮮成熟的東方野豌豆，備用。其主要營養水平含量（干重）為：干物質27.92%，中性洗滌纖維17.72%，酸性洗滌纖維41.20%，粗蛋白質18.01%，灰分5.53%。

1.1.2 添加劑

乳酸菌制劑：活性乳酸菌100億cfu·g-1，由上?？档囟魃锛夹g有限公司提供。纖維素酶制劑：酶活力為4 000 U·g-1，由上?？档囟魃锛夹g有限公司提供。

1.2 試驗設計

試驗分為6組，每組3個重復，其中CK為不添加對照組，CF1、CF2、LD1、LD2和MIX具體添加量見表1。

表1 纖維素酶制劑和乳酸菌制劑添加量g·kg-1FM

1.3 試驗方法

1.3.1 青貯料的制備

按試驗設計的對應比例正確稱量添加劑質量，將其與無菌蒸餾水均勻充分混合。取新采摘的成熟東方野豌豆做切段處理，保證處理后每段為1～2 cm。將配置好的溶液均勻噴灑與每小段原料上，對照組為保證準確噴灑于處理組等量的無菌蒸餾水。將已處理完畢的原料稱量500 g，放置于聚乙烯袋內，放入過程要求盡可能排出其中氣體，壓實后，密封封口處。放置于避光室溫環境下，青貯60 d。

1.3.2 樣品制備

青貯完成后，開啟封口，將發酵結束的東方野豌豆在其中均勻混合。隨機取發酵料100 g，將其放入風干箱，60℃下烘干36～60 h直至恒重。將烘干樣品研磨后，存放在密封性好的棕色玻璃瓶內，待測。

1.4 發酵品質評定

測定試驗均在延邊大學動物營養實驗室內完成。氨態氮采用常規方法測定[5]?；瘜W成分測定參照《飼料分析及質量檢測技術》中營養成分的測定方法[6]。pH和有機酸的測定在青貯結束后，將袋中青貯料混合均勻，稱量15 g，將其放入150 mL蒸餾水內約12 h，將浸液濾出，用電子酸度計測定其pH，并采用高效液相色譜測定有機酸含量[7-8]。

1.5 統計分析

試驗數據采用SPSS 17.0軟件One Way ANOVA方法進行統計分析，并進行Duncan's多重比較，結果以“平均值±標準誤”表示。

2 結果與分析

2.1 添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯氨態氮、有機酸和pH的測定

添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯氨態氮、有機酸和pH的測定結果見表2。

由表2可知，NH3-N含量呈現逐漸降低，各試驗組相對于CK降低19.34%～38.62%，各試驗組之間差異顯著（P＜0.05），MIX組下降效果最明顯。添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯中乳酸含量成上升趨勢，CF1、CF2、LD1、LD2、MIX各組乳酸含量相比CK組分別上升12.87%（P＜0.05）、22.77%（P＜0.05）、38.12%（P＜0.05）、52.97%（P＜0.05）和54.95%（P＜0.05），較CK組差異顯著（P＜0.05），LD1和CF1、LD2和CF2組乳酸含量差異顯著（P＜0.05），且LD1、LD2組乳酸含量高于CF1、CF2，MIX與LD2組含量差異不顯著（P＞0.05）。各試驗組中乙酸含量CK組均呈現下降趨勢，相對于降低了6.18%～40.45%，各試驗組之間差異顯著（P＜0.05），MIX各組乙酸含量最低。各組中丙酸含量均為0。CK組檢測出丁酸，其余試驗組含量較少，LD1、LD2、MIX各組丁酸含量差異不顯著（P＞0.05）。CF1、CF2、LD1、LD2、MIX各組青貯料pH相比CK組分別降低14.35%（P＜0.05）、17.17%（P＜0.05）、18.48%（P＜0.05）、20.87%（P＜0.05）、24.35%（P＜0.05）。其中，在等量加入添加劑的組別中，CF1組的pH要高于LD1組的pH，CF2組的pH高于LD2組的pH；在加入同類型添加劑組別中，CF1、LD1組的pH高于CF2、LD2組的pH。

2.2 添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯化學成分的影響

添加乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯飼料營養成分的影響見表3。

各處理組DM含量相對于CK組呈逐漸上升趨勢，分別提高了9.05%、18.73%、28.58%、34.86%和39.45%，相對于CK組差異顯著（P＜0.05）。單獨添加或混合添加纖維素酶和乳酸菌都可以提高干物質的含量，間接反映出青貯中干物質損耗逐漸減少。纖維素酶添加LD1、LD2和MIX組都可以顯著降低NDF、ADF組含量，相對于CK組差異顯著（P＜0.05），CF1、CF2組纖維含量高于LD1、LD2、MIX組纖維含量，但高于CK組。各試驗組CP含量相對于CK組含量提高11.48%～32.53%，單獨添加或混合添加酶和乳酸菌在青貯過程中加快了乳酸菌繁殖，快速成為優勢菌種，抑制有害微生物分解蛋白質，減少了營養損失，提高青貯料營養。各試驗組ASH含量差異顯著（P＜0.05），較CK組粗灰分含量降低29.15%～54.36%。

表2 添加乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯氨態氮、有機酸和pH的影響

表3 添加乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯飼料營養成分的影響 %

3 討論與分析

3.1 添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯氨態氮、有機酸和pH的影響

青貯飼料具有營養價值高、保存時間長的特點，逐漸成為畜牧業的一種趨勢[9-10]。自然條件下青貯，乳酸菌含量＜1%，人工加入乳酸菌后可以加快其成為優勢菌種，遏制二次發酵，減少營養損失，生成抗菌物，使營養長時間得以保存[11-14]。而酶制劑作用于植物細胞壁，水解使其降解，生產能源物質糖類，為發酵提供營養，間接遏制有害微生物，減少有機酸損耗[15]。Dean等研究表明，添加纖維素酶可以降低pH和氨態氮含量，進而提高青貯料的品質。氨態氮不僅可以反映出發酵過程中CP分解的量，而且其含量還與青貯料的飼用價值有關[16]。本試驗中，根據化學成分中CP含量降解減少，氨態氮含量同樣會減少，表明青貯飼用價值得以提升。

試驗研究結果表明，各試驗組pH較CK組降低14.35～24.35%，LD1、LD2組低于CF1、CF2組pH，添加纖維素酶比添加乳酸菌制劑能更快的加快反應進行，讓乳酸菌成為優勢菌種，減少其他有害微生物的繁殖，產生更多乳酸和乙酸，降低pH。CF1、CF2組雖然加入乳酸菌，但在反應前期，由于植物本身可溶性碳水化合物含量較少，無法供應營養物質，導致乳酸菌不能很好的發揮作用，影響發酵進程，因此CF1和CF2組pH＜LD1和LD2組。趙苗苗等研究表明，添加乳酸菌及纖維素酶可顯著降低象草青貯pH（P＜0.05），與本試驗研究結果相似[17]。試驗中，各試驗組乳酸含量較CK組乳酸含量差異顯著（P＜0.05），其中MIX組效果最優。原因可能是因為同時加入乳酸菌和纖維素酶二者具有促進作用，加入乳酸菌讓其更早成為優勢菌種，而纖維素酶可以破壞植物細胞壁，為反應提供底物，使生成的乳酸含量增加。各試驗組間乙酸含量差異顯著（P＜0.05），由于加入的酶和乳酸菌抑制了乙酸真菌等微生物的代謝，表明損耗較少，青貯料品質提高。各試驗組丙酸含量均為0。丁酸是腐敗菌分解得到的產物，CK組檢測出丁酸，說明青貯品質差，而各試驗組丁酸含量減少，特別是LD1、LD2、MIX各組含量及微量，說明腐敗菌等的生長繁殖受限制，青貯料營養更豐富。Hristov等研究表明，在青貯飼料中加入植物乳酸桿菌可以降低pH，增加乳酸含量[18]。楊泉燦等研究添加牧乳酸菌和纖維素酶于茭白青貯中，可以降低青貯料pH，增加乳酸含量[19]。刁其玉等在青貯苜蓿草中加入乳酸菌和纖維素酶可以顯著提高有機酸含量[20]。與本試驗研究結果一致。

3.2 添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對東方野豌豆青貯化學成分的影響

各試驗組的DM和CP含量相對于對照CK組含量均呈上升趨勢，含量差異顯著（P＜0.05）；NDF、ADF、ASH組含量相對于對照CK組含量均呈下降趨勢，含量差異顯著（P＜0.05）。其中，各試驗組DM含量較CK組含量提高9.05%～39.45%。其中MIX組最優，說明經同等量混合加入乳酸菌和纖維素酶制劑制作青貯更利于降低干物質的損失。各試驗組CP含量均高于CK組含量（P＜0.05），說明單獨或混合加入酶制劑或（和）纖維素酶均可以減少CP的損失，提高青貯料的營養價值。CF1、CF2組的CP含量低于MIX、LD2組，可由于植物本身可溶性碳水化合物含量少，雖前期加入乳酸菌，但由于底物不足，分解了部分蛋白質，導致其測定量減少。趙國琦等研究表明，青貯大黍加入纖維素酶可以顯著增加CP的量。NDF和ADF含量也顯著降低，LD2組纖維含量最低，主要是因為纖維酶制劑的添加，降解了部分纖維素[21]。LD1較LD2組下降較少，表明其作用與加入量成正比，各試驗組ASH含量較CK組含量差異顯著（P＜0.05）。Spoelstra等研究表明，在玉米青貯飼料中加入纖維性酶可以顯著降低纖維的含量（P＜0.05）[22]。徐亞姣等研究表明，馬鈴薯莖葉青貯飼料加入纖維素酶可以顯著降低NDF、ADF含量，與本試驗研究結果一致[23]。

4 結 論

本試驗中乳酸菌和纖維素酶以不同比例混合添加，均顯著改善青貯品質，提高了青貯的營養價值，且以添加0.5 g·kg-1纖維素酶+0.5 g·kg-1乳酸菌酶的MIX組品質最優。