不同纖維素酶濃度對(duì)高冰草青貯品質(zhì)的影響

何國(guó)瓊，喻濱鴻，羅 超，王毓鈺，黃鈺瀅，鄒文慧，聞小麗，鄭小琴，張 艷

（四川民族學(xué)院橫斷山區(qū)生態(tài)修復(fù)與特色產(chǎn)業(yè)培育研究中心/川藏滇青林草撫育和利用研究中心 四川，康定 626001）

高冰草，原產(chǎn)于澳大利亞，禾本科多年生草本植物，根系發(fā)達(dá)，分裂能力強(qiáng)，具有耐鹽、耐寒、耐干旱的能力[1]。可多次刈割，葉片豐富，牧草利用率高。鮮草帶有香味，會(huì)吸引牛羊等牲畜啃食。在趙清等[2]的高冰草喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中就發(fā)現(xiàn)，豬、馬、牛、鹿等牲畜在使用高冰草喂養(yǎng)后其體重都有明顯上漲。在劉玲等[3]的研究中發(fā)現(xiàn)，高冰草單獨(dú)青貯形成的飼料不滿足優(yōu)質(zhì)飼料的特征，通過控制高冰草含水量，添加甲酸、蔗糖能有效改善高冰草青貯飼料的品質(zhì)，添加甲酸、蔗糖會(huì)降低青貯飼料的pH，提高乳酸含量、降低乙酸、氨態(tài)氮的含量，但青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分及干物質(zhì)的保存率不高。此外，可以添加添加劑，如酶制劑、乳酸菌制劑、化學(xué)性添加劑和營(yíng)養(yǎng)性添加劑等改善青貯品質(zhì)，提高青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及耐貯性。本實(shí)驗(yàn)探究添加纖維素酶是否可以改善高冰草青貯飼料的品質(zhì)，利用其對(duì)青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與感官質(zhì)量的影響，為青貯高冰草提供一定的理論依據(jù)和參考[4]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)所刈割的高冰草種植于四川民族學(xué)院黑日村農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)地（30°12′N，102°17′E），該地位于甘孜州姑咱鎮(zhèn)，地處康定市東部，大渡河西岸，平均海拔1400 m，熱帶河谷氣候，年平均氣溫17℃。雨季在6～9 月，年平均降水量650 mm，日照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大，歷年無霜期250 d以上，年平均風(fēng)速2～3 m[5]。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

1.2.1 高冰草

在高冰草抽穗期前（抽穗期：當(dāng)高冰草的穗頂從其劍葉的葉鞘向外伸出5～25 cm 時(shí)）[5]，避開當(dāng)天露水高發(fā)期（2022 年5 月20 日16：00）在試驗(yàn)地中選取具有代表性的區(qū)域，隨機(jī)取樣刈割地上部分大約25～30 cm的高冰草。

1.2.2 酶制劑

纖維素酶：酶活性為10萬(wàn)u/g，呈細(xì)粉末狀，購(gòu)自于山東隆科特酶制劑有限公司。分別稱取0.01 g、0.02 g、0.03 g纖維素酶與200 g高冰草混合均勻配制成0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg濃度梯度的青貯混合物進(jìn)行青貯貯藏。

1.3 青貯調(diào)制

本試驗(yàn)為2因子8處理設(shè)計(jì)，兩個(gè)因子分別是原料的含水量和不同濃度纖維素酶。不使用任何添加劑為對(duì)照（CK1：50%、CK2：70%）。收割抽穗期前的高冰草（地上部分大約25～30 cm）裝入長(zhǎng)1.2 m、寬0.8 m、厚度0.08 mm 的聚乙烯塑料袋中1小時(shí)內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室。鮮樣高冰草，采回即測(cè)含水量為70%；陰干高冰草原料是放置于實(shí)驗(yàn)室，避免太陽(yáng)照射，陰干至水分含量為50%。鮮樣高冰草及陰干高冰草均人工切碎至2 cm 后，按照四分法選取200 克/袋的樣品裝入聚乙烯塑料袋內(nèi)，將不同濃度的纖維素酶（0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg）與聚乙烯塑料袋內(nèi)樣品充分混合均勻，排除空氣后密封，室溫避光貯存45 d。貯藏期滿，開袋查看青貯飼料的感官品質(zhì)，烘干樣品并磨樣，測(cè)定其營(yíng)養(yǎng)成分：粗灰分、粗脂肪、粗蛋白。

1.4 青貯飼料取樣與測(cè)定

青貯材料經(jīng)過烘箱105℃烘干至恒重后，放在干燥器中冷卻至室溫取出，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎過60目篩后，裝入自封袋內(nèi)待測(cè)。

粗灰分采用灰分法測(cè)定（GBT 6438-2007）；粗脂肪采用粗脂肪分析儀測(cè)定（SZF-06A）（GBT 6433-2006）；粗蛋白采用全自動(dòng)凱式定氮儀測(cè)定（K9860）（GBT 6432-2018）。感官評(píng)價(jià)：使用德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯飼料感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（DLG）[6]，見表1。

表1 德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯飼料感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)( DLG)

1.5 統(tǒng)計(jì)與分析

粗灰分（Ash）含量計(jì)算公式：

Ash（%）=（m2-m1）/m×100

式中，m2為炭化后坩堝加灰分的質(zhì)量（g），m1空坩堝質(zhì)量（g），m為試樣質(zhì)量（g）。

粗脂肪（EE）含量計(jì)算公式：

EE（%）=（m2-m1）/m×100

式中，m2為抽提后恒重盛有脂肪的抽提瓶質(zhì)量（g），m1抽提瓶重量（g），m為試樣質(zhì)量（g）。

粗蛋白（CP）含量計(jì)算公式：

CP（%）=（V1-V2）×C×0.014×6.25/m

式中，V2為空白樣消耗的鹽酸量，空白值為0.2 mL;V1為滴定時(shí)消耗的鹽酸量（mL）；C為鹽酸濃度為0.1 mol/L，m為式樣質(zhì)量（g）。

使用Excel 整理數(shù)據(jù)，用SPSS 23.0 進(jìn)行單因素方差分析，采用LSD 進(jìn)行多重比較，顯著性水平為0.05，不符合方差齊性檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)采用韋爾奇檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

由表2 可見，依據(jù)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（DLG）評(píng)價(jià)，高冰草青貯時(shí)的含水量為50%：所有處理的高冰草青貯飼料的等級(jí)均為“良好”。纖維素酶濃度為0.15 g/kg 評(píng)分最高（14.3分），較CK1高出3.3分；0.1 g/kg次之（12.3分），高出對(duì)照（CK1）1.3 分；最低評(píng)分為0.05g/kg（11 分）與CK1評(píng)分相同。含水量為70%時(shí)：纖維素酶濃度為0.15 g/kg 處理組評(píng)分最高（13.6 分）等級(jí)為“良好”，較CK2高出7.6 分；0.05 g/kg次之（11.4分）等級(jí)也為“良好”，高出CK25.4分；最低評(píng)分為0.1 g/kg（9.4 分），高出CK23.4 分，與CK2等級(jí)相同均為“中等”。

表2 不同濃度添加劑對(duì)高冰草青貯飼料感官質(zhì)量的影響

添加纖維素酶后高冰草青貯飼料的分?jǐn)?shù)均優(yōu)于CK組，青貯后呈黃色或深黃綠色且伴有輕微牧草香味。CK1分?jǐn)?shù)最低呈墨綠色且伴有酸臭味。70%含水量高冰草青貯飼料感官評(píng)價(jià)整體表現(xiàn)低于50%含水量高冰草青貯飼料，添加纖維素酶0.15 g/kg 的青貯飼料感官評(píng)價(jià)優(yōu)于其它添加劑處理組。

2.2 高冰草青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

由圖1 可見，高冰草青貯時(shí)原料含水量為50%時(shí)：不同濃度之間粗灰分、粗脂肪與粗蛋白含量均無顯著性差異。隨纖維素酶濃度的增加粗灰分、粗蛋白含量呈先降低后升高；粗脂肪含量呈逐漸增多，在纖維素酶濃度0.1 g/kg時(shí)高于對(duì)照組，0.15 g/kg時(shí)最高，為35.03 g/kg。

圖1 原料含水量50%時(shí)高冰草青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分

由圖2 可見，高冰草青貯時(shí)原料含水量為70%時(shí)：纖維素酶處理下3 個(gè)濃度的粗灰分含量顯著低于CK2（P＜0.05）；纖維素酶處理下3 個(gè)濃度的粗蛋白含量無顯著性差異，但隨纖維素酶濃度增加粗蛋白含量呈增加的趨勢(shì)，在纖維素酶濃度0.15g/kg 時(shí)粗蛋白含量最高。各不同濃度纖維素酶處理組之間粗脂肪含量有顯著性差異，纖維素酶濃度為0.15g/kg 時(shí)粗脂肪含量顯著大于0.05 g/kg、0.1 g/kg（P＜0.05）；纖維素酶濃度為0.5 g/kg 與0.1g/kg 濃度的粗脂肪含量無顯著性差異。隨著纖維素酶濃度的增加粗灰分、粗脂肪、粗蛋白含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

圖2 原料含水量70%時(shí)高冰草青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分

由表3 可見，零添加劑處理時(shí)，高冰草青貯原料含水量為70%的粗灰分和粗蛋白含量顯著高于50%，粗脂肪顯著低于50%；纖維素酶濃度為0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg 時(shí)，高冰草青貯原料含水量為50%的粗灰分、粗脂肪和粗蛋白含量顯著高于70%。

表3 不同高冰草原料含水量青貯飼料養(yǎng)分含量對(duì)比

高冰草原料的水分含量從70%降至50%，隨著高冰草青貯原料的水分含量的減少，高冰草青貯飼料的粗灰分、粗脂肪、粗蛋白含量均有所提高。

3 討論

3.1 含水量對(duì)高冰草青貯飼料的影響

含水量是決定青貯飼料成功與否的關(guān)鍵條件，一般來說，常規(guī)青貯以65%～75%為宜，半干青貯以45%～55%為宜，原料水分過高會(huì)導(dǎo)致青貯飼料發(fā)酵過程中出現(xiàn)漏液現(xiàn)象，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)散失，降低青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，本研究青貯原料水分為50%～70%，符合青貯標(biāo)準(zhǔn)[7]。

本研究發(fā)現(xiàn)青貯高冰草飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值隨著原料含水量的降低而升高，與原料含水量為70%處理相比，原料含水量為50%處理的粗脂肪含量分別提高了3.8 g/kg，6.67g/kg，5.3 g/kg；CP含量分別提高了8.43 g/kg，4.28 g/kg，6.76 g/kg 與閆星全等[8]的研究結(jié)果相似，高冰草水分含量降低有助于改善青貯飼料的品質(zhì)。出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的原因可能是刈割后隨著高冰草植物本身含水量的減少，破壞了其它有害微生物的生活環(huán)境，減少了耐低水分微生物的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，為乳酸菌等微生物創(chuàng)造了良好的生長(zhǎng)環(huán)境[9]。

本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)不同原料含水量下青貯高冰草添加纖維素酶的粗灰分、粗脂肪粗蛋白有所改善。調(diào)控高冰草含水量被諸多學(xué)者認(rèn)為是提高青貯高冰草發(fā)酵品質(zhì)的有效手段，但最適含水量具體為多少當(dāng)前仍沒有具體結(jié)論。就本試驗(yàn)結(jié)果而言，原料含水量在50%時(shí)青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)要優(yōu)于在70%時(shí)與閆星全等[10]的研究結(jié)果相同。

3.2 不同纖維素酶濃度對(duì)高冰草青貯飼料感官質(zhì)量的影響

感官質(zhì)量是判定青貯飼料優(yōu)劣最直觀、最快速的方法。在青貯現(xiàn)場(chǎng)，從視、聽、嗅、味、觸五個(gè)方面直接對(duì)青貯飼料的水分、氣味、顏色、柔軟程度等方面做出基本判斷[11]。在青貯過程中，檢查青貯情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，70%原料含水量處理組的含水量明顯高于其他處理組，有少量汁液滲出密封袋，帶有臭味，顏色呈現(xiàn)出墨綠色，牧草的莖葉結(jié)構(gòu)保持極差，或有輕度白霉菌或輕度污染。其它處理組，特別是低水分、高纖維素酶的處理組，如原料含水量為50%時(shí)，添加纖維素酶0.15 g/kg 的高冰草莖葉結(jié)構(gòu)保持良好，顏色呈現(xiàn)出淡黃色，無酸臭味，有一股芳香味。

青貯效果不佳，可能是因?yàn)椴捎们噘A原料高冰草的含水量高，青貯過程中微生物的種類繁多，如，酵母菌、腐敗菌、霉菌會(huì)利用殘留的空氣和壓榨出的汁液大量繁殖，因此，若不壓實(shí)、排氣不徹底或高冰草的莖葉劃破密封袋而殘留空氣則會(huì)出現(xiàn)發(fā)霉變質(zhì)現(xiàn)象，影響青貯的感官品質(zhì)[12]。

3.3 不同纖維素酶處理對(duì)高冰草青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分的影響

粗灰分、粗脂肪、粗蛋白是鑒定飼料及飼料原料品質(zhì)優(yōu)劣的重要依據(jù)之一，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，指導(dǎo)飼料及飼料原料加工，提高飼料品質(zhì)具有重要意義[13]。粗灰分在青貯飼料生產(chǎn)中主要來源是植物本身的礦物質(zhì)元素及泥土污染，本試驗(yàn)中采取地上部分大約25～30cm 的高冰草，嚴(yán)格控制了泥土來源，所以粗灰分基本為植物本身的礦物質(zhì)元素。原料含水量為70%時(shí)，粗灰分含量相較于對(duì)照組有所下降，分別降低了7.59 g/kg，6 g/kg，5.23 g/kg；原料含水量為50%時(shí)，粗灰分含量與對(duì)照組相差不大。表明，纖維素酶有一定的降低高冰草青貯飼料粗灰分的作用。70%及50%原料含水量處理組中均為添加纖維素酶0.15g/kg 時(shí)粗脂肪含量最高，分別為31.52 g/kg、35.03 g/kg與郭婷添加纖維素酶對(duì)燕麥營(yíng)養(yǎng)影響結(jié)果相同[14]。但粗脂肪不是越高越好，飼料中粗脂肪含量超過5%則會(huì)造成禽、獸消化不良或者腹瀉，嚴(yán)重者會(huì)對(duì)胚胎造成傷害[15]。

有研究發(fā)現(xiàn)植物葉青貯中添加60～120 u/g的纖維素酶能提高青貯飼料蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量[16]。本試驗(yàn)中添加纖維素酶可以提高青貯飼料的粗蛋白、粗脂肪含量，減少鮮貯青貯飼料粗灰分的含量，但在50%含水量下粗灰分含量并沒有與纖維素酶的含量呈現(xiàn)出相關(guān)性。纖維素酶在三個(gè)濃度處理水平之間對(duì)陰干高冰草青貯品質(zhì)影響都不顯著，這可能與酶濃度有關(guān)，超過一定的纖維素酶含量，發(fā)酵效果不會(huì)出現(xiàn)明顯變化。

4 結(jié)論

高冰草進(jìn)行青貯時(shí)原料含水量由70%降至50%時(shí)，高冰草青貯飼料的養(yǎng)分有所提高；添加纖維素酶后，高冰草的感官品質(zhì)表現(xiàn)與CK相似，沒有表現(xiàn)出添加纖維素酶的優(yōu)勢(shì)。綜合考慮感官品質(zhì)和養(yǎng)分含量，調(diào)制青貯飼料時(shí)，高冰草原料含水量為50%，纖維素酶濃度為0.15 g/kg時(shí)高冰草青貯效果最好。因此，采用含水量低的牧草并添加酶制劑更有利于青貯成功、改善青貯飼料的養(yǎng)分。