添加單寧酸對木薯葉青貯品質和有氧穩定性的影響

李 茂，字學娟，刁其玉，胡海超，唐 軍，周漢林

（1.中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所 / 海南省院士工作站，海南 儋州 571737；2.農業農村部飼料生物技術重點實驗室，北京 100081；3.西北農林科技大學動物科技學院，陜西 楊凌 712100；4.海南大學熱帶農林學院，海南 儋州 571737）

木薯(Manihot esculenta)是我國南方熱帶地區重要的淀粉和生物能源作物[1]。木薯葉是木薯生產的副產物，年產量約300萬 t[2]。中國熱帶農業科學院熱帶飼料作物與特色畜牧產業技術創新團隊前期研究發現木薯葉飼用價值很高，可作為草食畜禽的優質粗飼料開發利用[3-6]。由于木薯葉富含生氰糖苷，實際生產中利用較少，大量研究表明，通過青貯可以降解飼草中的氫氰酸[7-9]。通過青貯木薯葉既能脫毒生氰糖苷又能滿足飼草均衡供應，因此進行木薯葉青貯技術研究十分必要。有研究表明，木薯葉含水量大、蛋白質含量高且碳水化合物含量較低，這些特性導致其直接青貯品質較低，因此有必要使用合適的青貯添加劑提高青貯發酵品質[10]。單寧酸能夠與蛋白質形成復合物，抑制微生物的蛋白酶水解活性，降低蛋白質分解，還能夠抑制微生物的氧化磷酸化，影響微生物代謝，具有殺菌作用[11-13]。青貯時添加單寧酸能降低pH，改善青貯品質，被應用于苜蓿(Medicago sativa)、象草(Pennisetum purpureum)、黑麥草(Lolium perenne)等青貯調制[11-14]。單寧酸在木薯葉青貯中的應用還鮮有報道，其作用效果尚不明確。本研究探討添加不同水平的單寧酸對木薯葉青貯飼料青貯發酵品質、有氧穩定性以及化學成分的影響，旨在為木薯葉飼料化利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為華南7號木薯幼嫩莖葉，營養成分含量為干物質16.11%，粗蛋白質17.33%，粗脂肪9.07%，酸性洗滌纖維36.59%，中性洗滌纖維45.83%。試驗地點位于海南省儋州市的中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所畜牧實驗基地。單寧酸由國藥集團生產，為分析純試劑。

1.2 試驗設計

對照組(CK)為直接青貯；參考文獻[11-12]中單寧添加水平并結合木薯葉飼料特性，設置單寧酸添加水平為0.5%、1%、2% (原料鮮重) 3個處理，分別記為TA1、TA2、TA3，每個處理3個重復。

1.3 試驗方法

1.3.1 青貯飼料的調制

木薯葉收獲后用鍘草機切短至2 cm，稱取約200 g裝入專用青貯袋中，加入相應比例的單寧酸混勻，用真空包裝機抽氣密封，室溫(約25 ℃)下保存30 d后開袋，進行取樣分析。

1.3.2 樣品分析

木薯葉青貯前和開袋后分別取樣，在65 ℃下烘干48 h，粉碎制樣待測。營養成分分析：干物質(dry matter,DM)采用烘干法測定，粗蛋白 (crude protein,CP)采用凱氏定氮法測定，中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)采用濾袋法，具體參考張麗英[15]的方法。飼料相對值(relative feed value,RFV)計算方法參照文獻[16]，公式：RFV = (DMI × DDM) / 1.29，其中DMI = 120 / NDF，DDM = 88.9 - 0.779ADF。青貯品質分析：取青貯飼料20 g，加入80 mL去離子水，在4 ℃下浸提24 h，經雙層紗布和濾紙過濾，pH用雷磁PHS-3C型pH計測定。乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量用島津LC-20A型液相色譜儀測定，測定條件參考張磊[11]的方法，青貯飼料評分參照劉建新[17]的方法，有氧穩定性測定參照劉秦華[18]的方法。

1.4 數據分析

試驗數據采用SAS9.0軟件包和Excel軟件進行處理和統計分析，處理間采用鄧肯氏(Duncan)多重比較檢驗，用SAS程序對單寧酸水平與青貯發酵指標、營養成分進行線性、二次、三次相關分析，顯著水平為P＜ 0.05。

2 結果與分析

2.1 木薯葉青貯飼料品質

單寧酸處理組木薯葉青貯飼料的pH顯著低于對照組(P＜ 0.05)，其中TA2組最低，但不同單寧酸處理之間差異不顯著(P＞ 0.05)；單寧酸處理組木薯葉青貯飼料的乳酸含量高于對照組，其中TA2組最高 (P＜ 0.05)，而對照組和 TA1組、TA3組乳酸含量無顯著差異(P＞ 0.05)；TA1組乙酸含量最高(P＜ 0.05)，對照組乙酸含量最低，而對照組和TA2組，TA3組乙酸含量無顯著差異(P＞ 0.05)；丙酸含量對照組低于其他各組，但各組間無顯著差異(P＞ 0.05)；3個單寧酸處理組均未檢出丁酸；單寧酸處理組總酸含量顯著高于對照組(P＜ 0.05)，3個單寧酸處理組間無顯著差異(P＞ 0.05)(表1)。單寧酸處理與發酵品質指標無顯著相關關系(P＞0.05)。綜上，木薯葉添加單寧酸能提高乳酸、總酸含量，降低青貯飼料pH和丁酸含量，明顯改善木薯葉青貯發酵品質。

表1 添加單寧酸對木薯葉青貯飼料發酵品質的影響Table 1 Effects of tannic acids on fermentation quality of cassava foliage

2.2 木薯葉青貯飼料評分

對照組乳酸、乙酸、丁酸的Flieg氏得分和總分均顯著低于單寧酸處理組(P＜ 0.05)，總分為75.13，等級為“良”，表明對照組青貯品質較差；3個單寧酸處理組評分總分均顯著高于對照組(P＜0.05)，總分均高于90，等級為“優”，表明單寧酸處理能提高木薯葉青貯品質，不同濃度間青貯評分無顯著差異(P＞ 0.05)(表2)。另外，單寧酸處理對青貯評分均無線性、二次和三次相關(P＞ 0.05)。

2.3 木薯葉青貯飼料有氧穩定性

木薯葉青貯飼料開封后pH逐漸上升，其中3個單寧酸處理組上升緩慢，對照組上升較快(圖1)。各組有氧穩定的時間分別是對照組72 h，TA1組144 h，TA2和TA3組216 h。單寧酸處理組的有氧穩定性比對照組好，其中TA2組pH一直維持在較低水平，有氧穩定性最好。

圖1 木薯葉青貯飼料的有氧穩定性Figure 1 The aerobic stability of cassava foliage silage

表2 木薯葉青貯Flieg氏青貯評分Table 2 Flieg grades of cassava foliage silage

2.4 木薯葉青貯飼料營養成分

對照組DM含量最低(P＜ 0.05)，TA2組DM含量最高(P＜ 0.05)，TA1組、TA3組DM含量無顯著差異 (P＞ 0.05)；對照組 CP 含量最低 (P＜ 0.05)，TA1組CP含量最高，3個單寧酸處理組間差異不顯著(P＞ 0.05)；對照組NDF和ADF含量最高(P＜0.05)，TA2組 NDF 和 ADF 含量最低 (P＜ 0.05)；與對照組相比，3個單寧酸處理組均顯著提高青貯飼料的RFV值(P＜ 0.05)，其中對照組RFV值最低(P＜0.05)，TA2組 RFV 值最高 (P＜ 0.05)(表3)。單寧酸處理對NDF和ADF有線性相關(P＜ 0.05)，無二次和三次相關 (P＞ 0.05)。

表3 木薯葉青貯飼料營養成分含量Table 3 Nutrition contents of cassava foliage silage

3 討論

3.1 添加單寧酸對木薯葉青貯品質和營養成分的影響

本研究中木薯葉直接青貯品質較差，pH高于5.0，添加單寧酸青貯后飼料pH降至4.20以下，與添加單寧酸的象草(Pennisetum purpureum)、葛藤(Pueraria lobata)青貯效果一致[11,19]。有機酸是反映青貯飼料發酵品質的另一重要指標，乳酸占有機酸總量比值越大，丁酸比值越小，或者不含丁酸，青貯飼料的品質越好[17]。本研究中單寧酸處理提高了木薯葉青貯飼料乳酸含量，呈現先增后降趨勢，與紫花苜蓿(Medicago sativa)、木薯葉青貯中研究結果一致[12-13]。而葛藤莖葉、豌豆(Pisum sativum)/小麥(Triticum aestivum)混合青貯中添加單寧酸處理組乳酸含量卻低于對照組，可能與原料特性和添加濃度有關[19-20]。在本研究中單寧酸處理增加了乙酸含量，苜蓿、象草和木薯青貯中均有相似結果[11-12,21]，其原因可能是發酵初期單寧酸延緩了乳酸發酵，使好氧微生物可利用底物較多，進而增加了乙酸含量。本研究中單寧酸處理組均未檢出丁酸，與張磊[11]、Syahniar等[13]、楊冬梅等[19]的結果相似。說明單寧酸對丁酸菌等梭菌有很好的殺滅作用，抑制好氧腐敗作用顯著。總之，單寧酸的添加降低了木薯葉青貯pH，有利于乳酸生成，抑制丁酸產生，改善了青貯發酵品質。

本研究中添加單寧酸的木薯葉青貯飼料干物質和蛋白質損失降低，保留了較多的營養成分。前人在黑麥草(Lolium perenne)、象草、葛藤和木薯葉中添加單寧酸也增加了青貯飼料的DM、CP含量，與本研究結果相類似[11,13,19,22]。青貯過程中微生物除了消耗蛋白質外還需要消耗大量結構性碳水化合物，青貯原料中主要是以纖維成分形式存在，隨著發酵進行，纖維成分隨之降低。本研究中單寧酸處理降低了纖維成分含量，提高了木薯葉飼料營養價值，Syahniar等[13]也報道了類似的結果。而 Adesogan等[20]、Nascimento等[21]則發現單寧酸對纖維成分無顯著影響，這可能與添加單寧酸的種類和結構不同，對微生物作用存在差異以及青貯原料纖維成分含量和結構差異有關，針對不同單寧酸對不同原料青貯效果，需要進一步研究。

3.2 添加單寧酸對木薯葉青貯飼料有氧穩定性的影響

青貯飼料開封后，暴露在空氣中的有氧穩定性也是評價青貯飼料好壞的重要指標。本研究中單寧酸處理組有氧穩定性好于對照組，隨著添加量增加，有氧穩定性有變差的趨勢。張磊[11]、Oliveira等[23]在象草和高粱(Sorghum bicolor)青貯中也發現了相似的結果。這說明單寧酸抑制了腐敗微生物，如酵母菌和霉菌的生長繁殖，從而降低了對飼料營養物質的消耗利用，這可能與單寧酸與蛋白質的絡合反應有關。另外，本研究中單寧酸處理組乙酸、丙酸含量均高于對照組，揮發性脂肪酸對好氧微生物可能也有一定的抑制作用，有利于提高青貯飼料有氧穩定性。

4 結論

木薯葉添加單寧酸青貯提高乳酸含量，降低pH值和丁酸含量，改善青貯發酵品質，提高有氧穩定性；還可以有效減少青貯過程干物質和蛋白質的損失，降低中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，提高木薯葉青貯飼料的飼料相對值。綜合考慮青貯發酵品質、有氧穩定性和營養成分，推薦木薯葉青貯單寧酸適宜添加濃度為1%。