不同添加劑對獨活莖葉發酵品質及飼用價值分析

張俊麗，楊春蓮，李 明，紀 鵬，岳彩娟，梁小軍*

（1．寧夏農林科學院動物科學研究所，寧夏銀川750002；2．固原市畜牧技術推廣服務中心，寧夏固原756000；3．寧夏農林科學院荒漠化治理研究所，寧夏銀川750002；4．甘肅農業大學，甘肅蘭州730000）

寧夏中藥材種植面積和產量逐年增長[1]，已成為我國西北中藥材的重要產地。獨活主要種植于六盤山半陰濕地區的隆德、彭陽等地。獨活，即傘形科植物重齒毛當歸的干燥根，性微溫、味苦，歸腎、膀胱經。獨活主治腰膝痹痛，具有祛風除濕、通痹止痛的功效，主要成分為香豆素類和揮發油類[2]，其中蛇床子素和二氫歐山芹當歸酸酯等為其有效活性成分[3-5]，蛇床子素具有抗腫瘤、殺菌、抗炎鎮痛、解痙攣等功效[4]。現階段很多中草藥的副產物，如莖葉、枝條、制藥后的藥渣等大多被視為廢棄物，導致資源浪費和環境污染。植物莖葉發酵有利于植物廢棄物的高效利用，減少對環境的污染，并開辟新的飼料資源。有研究表明，黃芪藥渣中黃芪甲苷含量高達原藥材含量的70%以上[6]。目前，有關獨活莖葉作為具有保健功效的粗飼料應用于養殖業中的研究還未見報道。本研究以獨活莖葉為原料，通過纖維素酶、青貯專用復合酶、秸稈青貯劑等發酵，探討不同添加劑對其發酵品質、營養價值、活性成分的變化及飼用價值的影響，為獨活莖葉的飼料化應用及提升中草藥副產物資源開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

獨活莖葉來源于寧夏隆德縣葆易圣藥業有限公司種植基地。

添加劑分別為：秸稈青貯劑（主要成分為乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌等多種復合益生菌及生物酶），有效活菌總數≥2.0×109CFU/g，購自線上EM菌發酵廠家；甲酸、乙酸和丙酸，購自銀川嘉恒科工貿有限公司，純度99.0%；纖維素酶、青貯專用復合酶購自滄州夏盛酶生物技術有限公司。

1.2 試驗設計

試驗分為5個處理，每個處理3個重復。對照組為無添加劑發酵，試驗1組獨活+秸稈青貯劑，添加量為10 g/kg；試驗2組獨活+有機酸組合，添加量6 mL/kg；試驗3組獨活+纖維素酶，添加量為5.0 g/kg；試驗4組獨活+青貯專用復合酶，添加量為5.0 g/kg。

1.3 發酵飼料制作

將獨活莖葉粉碎至1~2 cm，根據原料水分含量及試驗原料用量，電子天平稱量好菌劑用量后使用100 mL溫水（水溫約37.5℃）將菌劑充分溶解稀釋，均勻灑在青貯原料表面，保證各處理原料含水量為65%~70%，攪拌均勻后裝入1 000 mL廣口瓶中壓實，蓋好瓶蓋，以封口膜、膠帶進行密封保存。45~50 d后取樣檢測。

1.4 試驗方法

1.4.1 獨活莖葉中主要活性成分測定

感官評價時分別取樣，標記編號，烘干，裝入自封袋送檢。測定的主要活性成分為蛇床子素和二氫歐山芹醇當歸酸酯。蛇床子素及二氫歐山芹醇當歸酸酯參考《中國藥典2020年版一部獨活LC-DAD》進行檢測，報告檢測限分別為0.002%和0.01%。試驗樣品均委托通標標準技術服務有限公司進行檢測。

1.4.2 pH值、有機酸酸、氨態氮含量測定

分別取鮮樣100 g，裝入自封袋，－20℃保存。進行pH值、有機酸（乳酸、乙酸、丙酸、丁酸）和氨態氮、總氮含量的測定。有機酸和氨態氮綜合評分參照劉建新等[7-8]的方法進行。所有試驗樣品委托寧夏昊標檢測服務研究院（有限公司）檢測。

1.4.3 相對飼用價值評價

飼喂價值評定指標和計算公式參考李聚才等[9]、熊乙等[10]的方法，計算公式如下：

相對飼喂價值（RFV）=DMI（%BW）×DDM（%DM）/1.29 （1）

RFV分級標準參考李聚才等[9]、冀鳳杰等[12]進行，見表1。

表1 RFV粗飼料分級標準Tab.1 RFV roughage classification standard 單位：%

1.4.4 感官評價

試驗50 d，觀測發霉程度，不超過瓶身1/2即為發酵成功。參照國內青貯感官評定標準[7,13]進行，其中氣味（0~25分）、質地(0~10分）、色澤（0~20分），由3人組成評分小組現場進行盲評，取3人平均值后進行賦分。pH值（0~25分）、水分（0~20分）為實測值依據標準進行賦分。5項總計100分。評價等級分為100~76分為優等，75~51分為良好，50~26分為一般，25分以下為劣質。

1.4.5 營養品質的測定

分別取獨活莖葉原樣和發酵后鮮樣400 g，標記編號裝入自封袋，－20℃保存。委托寧夏昊標檢測服務研究院（有限公司），參照張麗英[14]的方法，檢測干物質（DM）、粗蛋白（CP）、粗纖維（CF）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、鈣（Ca）、磷（P）含量。

1.5 數據統計與分析

使用Excel軟件對原始數據進行整理，采用SPSS 20軟件進行顯著性分析，結果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 獨活莖葉發酵前后活性成分含量對比（見表2）

由表2可知，獨活莖葉未發酵時含有一定量的活性成分蛇床子素。發酵后主要活性成分蛇床子素明顯降低，甚至檢測不到。與未發酵時相比，試驗3組、4組蛇床子素分別降低70%、50%，其他組2種活性物質均未檢出。

表2 獨活莖葉發酵前后活性成分含量對比Tab.2 Contrast of active ingredient content of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum before and after fermentation 單位：%

2.2 獨活莖葉發酵飼料有機酸含量及品質評價（見表3、表4）

表3 獨活莖葉發酵飼料有機酸含量Tab.3 Organic acid content of stems and leaves fermented feed of Heracleum hemsleyanum

表4 獨活莖葉青貯飼料品質綜合評分Tab.4 Comprehensive scoring of silage feed quality of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum

由表3可知，試驗各組pH值均高于4.2，其中試驗1組和對照組pH值在4.8以上，說明青貯質量較差。試驗1組、2組乳酸未檢出，且2組未檢出異丁酸含量，說明發酵品質較差。試驗3組、4組乳酸含量分別比對照組提高88.32%、46.72%。試 驗2組、3組、4組 氨 態 氮/總 氮 比 值 在5.1%~6.0%之間，說明青貯質量較好。

由表4可知，乳酸評分中滿分為25分，試驗1組、試驗2組乳酸得分為0分，試驗3組、4組及對照組乳酸得分均為25分。試驗2組、3組、4組氨態氮/總氮得分較高。試驗3組乙酸、丁酸含量占有機酸含量低于0.1%，得分為滿分，但與對照組差異不顯著（P＞0.05）。綜合分析，試驗3組、4組發酵后品質較好。

2.3 獨活莖葉青貯飼料感官評價及營養成分（見表5、表6）

由表5可知，根據評分標準中青貯感官評價中pH值滿分為25分，試驗1組和對照組pH值大于4.8，得分為0，說明青貯質量較差。試驗2組、3組、4組的pH值均在4.2~4.7之間，質量屬于一般。試驗1組水分、氣味、色澤及總分得分最高。試驗1組、2組和對照組質地得分均在8分以上，為優等。綜合分析，獨活發酵后感官評價等級一般。

表5 獨活莖葉青貯飼料感官評價Tab.5 Sensory evaluation of silage feed of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum

由表6可知，試驗3組CP%分別比獨活莖葉原樣和對照組提高8.34%、54.37%；EE%分別提高75.56%、276.19%；CF%分別降低20.61%、45.51%；ADF%分別降低15.08%、32.78%；NDF%分別降低13.12%、32.09%。

表6 獨活莖葉青貯飼料營養成分含量Tab.6 Nutritional composite content of silage feed of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum 單位：%

2.4 獨活莖葉青貯飼料飼用價值評價（見表7）

由表7可知，試驗3組DMI、DDM、TDN、RFV、RFQ均高于其他試驗組和對照組。其中，RFV、RFQ分別高于對照組126.69%、120.86%，分級為3級；其他組均為5級。研究表明，使用纖維素酶處理獨活莖葉后青貯飼料營養品質較好。

表7 獨活莖葉青貯飼料飼用價值評價Tab.7 Evaluation of feeding value of silage feed of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum

3 討論

3.1 發酵對獨活莖葉中蛇床子素和二氫歐山芹醇當歸酸酯活性成分的影響

獸藥典（2015）中記載藥用獨活含蛇床子素不得少于0.5%，含二氫歐山芹醇當歸酸酯不得少于0.08%。而2015年版《中華人民共和國藥典》所規定控制的指標蛇床子素的質量分數為0.01%~1.17%，二氫歐山芹醇當歸酸酯的質量分數為0.08%~0.93%[3]。本研究表明，獨活莖葉未發酵時含有一定量的蛇床子素活性成分，但其含量遠遠低于獨活藥材中蛇床子素含量。采用纖維素酶和復合酶處理后獨活莖葉中蛇床子素含量顯著低于未發酵的含量，其他組兩種活性成分均未檢出。本試驗結果與楊建平等[15]研究中使用植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌發酵枸杞葉后期黃酮和多酚類活性成分含量下降的結果相似，與徐丹等[16]研究中桑葉發酵會降低其黃酮含量的結果相似，與陳志龍等[17]研究中枸杞枝條青貯后降低枸杞多糖和黃酮含量的結果也相似。

3.2 發酵對獨活莖葉有機酸含量的影響及發酵品質評價

pH值是反映青貯是否成功的重要指標。根據青貯質量評價標準認為，青貯飼料pH值在4.2以下為優等[13]。本研究中，試驗2組、3組、4組發酵后pH值均在4.3以上，青貯質量一般；試驗1組和對照組pH值在4.8以上，青貯質量較差。但試驗1組水分、氣味、色澤及綜合得分高于其他試驗組，試驗1組、2組和對照組質地得分均在8分以上，為優等。指標的賦分環節因為存在評分小組人員主觀差異，并不能說明試驗1組青貯質量比其他試驗組好。試驗3組、4組乳酸含量分別比對照組提高88.32%、46.72%。試驗2組氨態氮/總氮含量最低，說明青貯質量較好。

3.3 發酵對獨活莖葉營養成分含量的影響及飼用價值評價

粗蛋白、粗纖維等營養成分含量的高低是衡量青貯飼料品質的最基本的指標。本試驗中，添加纖維素酶和青貯專用復合酶顯著提高獨活莖葉發酵后的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、中性洗滌纖維及酸性洗滌纖維含量，與寇江濤等[11]研究中添加纖維素酶和木聚糖酶能提高水稻秸稈和白酒糟混合青貯的DM、EE及CP的含量，降低其NDF、ADF含量的結果相似。同樣，本研究結果與Hou等[18]研究中添加纖維素酶可提高青貯飼料的粗蛋白結果一致，與Li等[19]研究中添加纖維素酶可顯著提高柱花草青貯飼料粗蛋白、顯著降低ADF、NDF含量結果也相似。侯美玲等[20]研究表明，添加纖維素酶能夠促進天然牧草青貯發酵并加速纖維素降解，降低pH值、ADF以及NDF等含量。陳鑫株等[21]、張雪蕾等[22]研究表明，添加適量纖維素酶可顯著提高象草玉米秸稈混合青貯的發酵品質和營養價值。添加纖維素酶可降解獨活莖葉原料中的部分纖維素、半纖維素及木質素，促進乳酸菌的發酵，使青貯的pH值降低；減少青貯過程中營養物質的消耗和損失，從而提高青貯營養品質。

RFV是粗飼料中ADF和NDF的綜合反映。本試驗中，添加纖維素酶試驗組DMI、DDM、TDN、RFV、RFQ均高于其他試驗組和對照組。RFV、RFQ分別比對照組高126.69%、120.86%，分級為3級，其他組均為5級。結果表明，采用纖維素酶處理獨活莖葉后飼料營養品質及整體質量較好，與寇江濤等[11]研究添加纖維素酶和木聚糖酶后水稻秸稈和白酒糟混合青貯的DMI、DDM、TDN、RFV、RFQ均有提高的結果相似，與張雪蕾等[23]研究添加適量纖維素酶可顯著提高飼用苧麻后DMI、DDM、TDN、RFV、RFQ顯著提高、飼用價值得到有效改善的結果一致。

4 結論

添加纖維素酶、復合酶可有效改善獨活莖葉的發酵品質，有機酸和氨態氮綜合評價質量等級為優。發酵后，獨活莖葉蛋白質含量顯著提高，粗纖維含量顯著降低，相對飼用價值有提高趨勢，蛇床子素和二氫歐山芹醇當歸酸酯的含量顯著降低。