菌酶復合添加劑對花生秸混合青貯飼料品質的影響

田吉鵬 程云輝 韋青 劉蓓一 顧洪如 丁成龍 王書玲

摘要 為評估菌酶復合添加劑對花生秸及花生秸混合青貯飼料發酵效果的影響，以花生秸為原料分別制作花生秸單獨青貯飼料（PA），花生秸和玉米芯混合青貯飼料（PC），花生秸和稻殼粉混合青貯飼料（PR），添加菌酶復合添加劑（包含植物乳桿菌、副干酪乳桿菌、纖維素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果膠酶），以等量蒸餾水為對照組（CK）。對不同處理青貯飼料的發酵品質、微生物數量和營養品質進行檢測。結果表明，PC具有最低的pH、氨態氮和ADL含量，最高的體外干物質消化率，但是也有一定負面效果，如增加了霉菌和酵母菌數量，降低了粗蛋白含量。菌酶復合添加劑的使用顯著提升了乳酸產量，降低了青貯飼料中的pH和氨態氮含量，同時降低了aNDF含量，提升了體外干物質消化率。且PC在菌酶復合添加劑處理下pH降低到4.16。因此，菌酶復合添加劑的使用對于提升花生秸青貯飼料以及花生秸混合青貯飼料發酵品質和營養品質效果顯著，具有顯著的應用價值。

關鍵詞 花生秸；菌酶復合添加劑；稻殼粉；玉米芯；青貯

中圖分類號 S 816.7? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）12-0088-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.018

Compound Additives of Cellulase and Lactic Acid Bacteria on Silage Quality of Peanut Vine Mixture Silages

TIAN Ji-peng1，2，CHENG Yun-hui1，2，WEI Qing1，2 et al

（1.Institute of Animal Science，Jiangsu Academy of Agricultural Science，Nanjing，Jiangsu? 210014;2.Key Laboratory of Crop and Animal Integrated Farming，Ministry of Agriculture，Nanjing，Jiangsu 210014）

Abstract In order to evaluate the effect of microbial enzyme comppsite additives on the fermentation quality of peanut vine and peanut vine mixed silage， this experiment used peanut vine as raw material to prepare peanut vine single silage （PA）， peanut vine and corn cob mixed silage （PC）， and peanut vine and rice husk powder mixed silage （PR）. Microbial enzyme comppsite additives （including Lactobacillus plantarum， Lactobacillus paracasei， cellulase， xylanase， glucanase， pectinase）? were added， and a same volume of distilled water was used as the control group （CK）. The fermentation quality， microbial quantity and nutritional value of different silage treatments were detected. The results showed that PC had the lowest pH value， ammonia nitrogen and ADL contents， and the highest in vitro dry matter digestibility， but it also had certain negative effects such as increasing the counts of mould and yeast， and reducing crude protein content. The use of microbial enzyme comppsite additives significantly increased lactate production， reduced pH value and ammonia nitrogen content in silage， while reducing aNDF content and improving in vitro dry matter digestibility. And the pH value of PC decreased to 4.16 under the treatment of microbial enzyme comppsite additives. Therefore， the use of microbial enzyme comppsite additives has significant application value in improving the fermentation and nutritional quality of peanut vine silage and peanut vine mixed silage.

Key words Peanut vine;Complex additives;Rice husk powder;Corn cob;Silage

基金項目 江蘇省蘇北科技專項（XZ-SZ202122）；江蘇現代農業產業技術體系建設專項資金項目［JATS（2022）440］。

作者簡介 田吉鵬（1987—），男，山東煙臺人，副研究員，博士，從事牧草飼料加工與利用研究。*通信作者，研究員，博士，從事飼草加工與反芻動物營養研究。

收稿日期 2023-07-31；修回日期 2023-08-28

我國農業生產廢棄物資源量大面廣，包括大量秸稈資源及農產品加工副產物。秸稈資源以玉米、小麥、水稻秸稈為主，但其他秸稈如花生秸等秸稈產量也非常大。花生秸產量主要集中在華中和華東地區，兩者合計超過1 200萬t，占全國總產量的67.6%［1］。農產品加工副產物方面，稻殼和玉米芯的全國產量約為4 000萬t［2-3］。現有秸稈和農產品加工副產物用于飼料的僅有20%左右。這主要是因為秸稈和農產品加工副產物具有大量的半纖維素、纖維素、木質素組分，非結構性碳水化合物含量少，消化率低，適口性差，難以直接被反芻動物利用。有效提升花生秸等秸稈以及稻殼和玉米芯等農產品加工副產物飼料品質，提升適口性和消化率對提升秸稈和農產品加工副產物飼料化利用具有重要意義。

青貯發酵能夠改善粗飼料適口性和提升消化率。但是秸稈和農產品加工副產物往往纖維含量高，非結構性碳水化合物含量少，難以單獨青貯。通過將2種營養成分互補的青貯原料混合能夠獲得發酵良好的混合青貯飼料。其中最常見的是將豆科作物與禾本科作物秸稈和農產品加工副產物混合后進行青貯，一方面能夠提升混合青貯飼料蛋白含量，提升纖維消化率，改善適口性，另一方面能夠降低青貯飼料中的緩沖能值，提升可溶性糖含量，調節水分含量，促進青貯發酵。對于花生秸來說，通過與玉米［4］、狼尾草［5］等進行混合青貯，均取得了不錯的發酵效果。將玉米芯、稻殼粉與乳酸菌聯用，能夠提升花生秸青貯飼料的發酵品質［6］。因此，將不同秸稈及農產品加工副產物進行混合青貯發酵有助于改善部分不適合青貯的原料的發酵品質，提升青貯飼料質量。

秸稈與農產品加工副產物由于非結構性碳水化合物分離用于食品等其他用途，剩余物纖維含量高、消化率低。通過微生物添加劑、酶添加劑以及菌酶復合添加劑的使用降低纖維含量，增加非結構性碳水化合物含量，對于提升秸稈與農產品加工副產物消化率和青貯成功率具有重要作用。菌酶復合添加劑在青貯發酵過程中發揮重要作用。纖維素酶在青貯飼料中能夠顯著提升體外消化率［7］。Cheng等［8］研究表明，乳酸菌與纖維素酶的復合添加劑同樣能夠提升玉米秸稈與大豆混合青貯飼料的質量。通過菌酶復合添加劑的配制和在花生秸混合青貯飼料中的應用對于改善花生秸單獨青貯發酵品質差，稻殼粉和玉米芯等纖維含量高、消化率低等問題具有重要意義。該研究分別制作花生秸單獨青貯飼料（PA）、花生秸和玉米芯混合青貯飼料（PC）以及花生秸和稻殼粉混合青貯飼料（PR），同時添加含有2種乳酸菌、4種纖維素分解酶類的復合添加劑，旨在改善花生秸混合青貯飼料發酵質量，降低纖維含量，提升消化率，為花生秸混合青貯飼料的利用提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

花生秸為徐州冠達羊業有限公司提供。菌酶復合添加劑由植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracei）、纖維素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果膠酶復合而成。其中，復合所用植物乳桿菌和副干酪乳桿菌活菌數大于1×1011 CFU/g，果膠酶活性大于1×104 U/g，纖維素酶和木聚糖酶活性大于1×105 U/g，葡聚糖酶活性大于1×106 U/g。玉米芯和稻殼粉從當地市場購得，避光常溫儲存備用。

1.2 菌酶復合添加劑配制及混合青貯制作

在試驗開始前半天對2種乳酸菌菌種進行活化，稱取每1 kg青貯發酵所需乳酸菌菌種（總添加量為5×105 CFU/g，植物乳桿菌和副干酪乳桿菌比例為2∶1）加入2 mL的滅菌脫脂奶粉溶液中室溫活化2 h。纖維素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果膠酶分別以10、120、40、20 U/g的添加量按照1 kg青貯發酵所需量進行稱重并添加進18 mL蒸餾水中混合均勻，在青貯前將菌液和酶液混合加入噴壺，均勻噴灑在混合青貯飼料中。

花生秸鍘切為2～3 cm的小段并充分混合均勻，利用四分法分為3份，每份1 kg。花生秸和稻殼粉，花生秸和玉米芯的混合比例均為20∶1。混合均勻后分別噴灑等量蒸餾水（CK組）、菌酶復合添加劑（CLE組）。每份1 kg均勻分為3份并裝入青貯袋中，抽真空封口后儲藏，作為每個處理的3個重復，室溫儲藏時間為1年。

1.3 發酵和營養品質測定

1.3.1 發酵品質。

開封后每個重復的青貯飼料混合均勻，并利用五點取樣法取20 g青貯飼料，加180 mL蒸餾水，用手振蕩均勻后放入4 ℃冰箱中浸提24 h，4層紗布和定性濾紙過濾后利用梅特勒公司的pH計對青貯飼料的pH進行測定。浸提液利用0.22 μm一次性水系濾器過濾，濾液用于有機酸和氨態氮的測定。有機酸的檢測方法參考許慶方等［9］的研究，色譜條件：安捷倫1260高效液相色譜儀（配備VWD檢測器）；色譜柱，Shodex RSpak KC-811S-DVB gel C （8.0 mm×30.0 cm，島津公司）；進樣體積5 μL；流動相，3 mmol/L HClO4；流速1 mL/min；柱溫60 ℃；檢測波長210 nm；運行時間20 min。分別配制苯酚和次氯酸鈉溶液，亞硝酰鐵氰化鈉作為催化劑，利用分光光度計測定氨態氮含量［10］。

1.3.2 微生物數量。

利用五點法另取20 g樣品放入無菌自封袋中，加入180 mL滅菌生理鹽水，置于180 r/min的恒溫搖床中振蕩30 min用于乳酸菌、霉菌和酵母菌計數。在超凈工作臺中獲得待測樣品10-1～10-6的稀釋液，利用傾注法分別注入含有MRS培養基（北京路橋）和孟加拉紅培養基（北京路橋）的培養皿中混合均勻，MRS平板倒置于37 ℃恒溫培養箱中培養48 h，孟加拉紅平板28 ℃恒溫培養箱中倒置培養3～7 d。

1.3.3 營養品質。

將剩余約250 g樣品105 ℃殺青后于65 ℃烘干至恒重，計算干物質含量（DM）。樣品粉碎（1 mm篩）后裝入自封袋密封用于營養品質的測定。粗蛋白和纖維組分參考AOAC的方法進行測定［11］。其中總氮含量采用福斯公司的凱氏定氮儀測定，以總氮×6.25計算青貯飼料的粗蛋白含量。中性洗滌纖維（aNDF，經過淀粉酶處理）、酸性洗滌纖維（ADF）、酸性洗滌木質素（ADL）采用安康公司的Ankom200i自動纖維分析儀進行檢測。半纖維素、纖維素含量分別以aNDF和ADF以及ADF和ADL的差值計算。采用胃蛋白酶和纖維素酶兩步法處理分析青貯飼料的體外干物質消化率（IVDMD）［12］。

1.4 數據分析

采用EXCEL 2016整理原始數據，使用SPSS 20.0的一般線性模型（GLM）對混合青貯和添加劑進行雙因素方差分析。對于差異顯著的指標在0.05水平上進行簡單效應分析，分別對不同混合青貯原料中的CK組和CLE組進行比較以及對不同添加劑組中的不同混合青貯原料PA、PB和PC進行比較。

2 結果與分析

2.1 菌酶復合添加劑對花生秸混合青貯飼料發酵品質的影響

由表1可知，混合青貯原料的變化及添加劑的使用顯著影響了pH和氨態氮含量（P<0.05）。在未添加添加劑的青貯飼料中，PC組具有最低的pH和氨態氮含量。PR組相進行比于PA也具有更低的pH。菌酶復合添加劑CLE的使用顯著降低了青貯飼料的pH（P<0.05）和氨態氮含量（P<0.05），并且顯著提升了乳酸和乙酸的比值（P<0.05）。在pH、乳酸、乙酸含量上混合青貯和添加劑表現出了明顯的交互效應。PA中的CK組pH最高，達到了4.60，青貯發酵效果差。在對照組中PC具有最低的pH（P<0.05），而在CLE組中PC與PA的pH則無顯著差異（P>0.05）。菌酶復合添加劑CLE在PA中降低pH的效果最好，數值下降了0.42（P<0.05）。相比于CK組，菌酶復合添加劑CLE僅在PA中顯著提升了乳酸和乙酸含量（P<0.05），在PC以及PR中菌酶復合添加劑CLE提升乳酸和乙酸含量的效果不顯著（P>0.05），這使得PA組的乳酸和乙酸由對照組中的最低變為了CLE組的最高。在所有處理組中未檢出丙酸和丁酸含量。

2.2 菌酶復合添加劑對花生秸混合青貯飼料微生物數量的影響

由表2可知，菌酶復合添加劑CLE的使用對于青貯飼料來說整體上顯著降低了青貯開封后乳酸菌的數量（P<0.05），但是對于酵母菌則無顯著影響（P>0.05）。在CK組中，混合青貯原料則顯著影響了青貯后酵母菌數量（P<0.05）。CK組的PC具有最高的酵母菌數量，而PR酵母菌數量與PA無顯著差異（P>0.05）。在多數處理組中未檢出霉菌，只有PC中的菌酶復合添加劑CLE組檢出少量霉菌，但數量僅有1.41 logCFU/g，遠少于4.00 logCFU/g。對于青貯發酵后乳酸菌數量來說，混合青貯和添加劑具有明顯的交互效應。PA中的CK組具有最高的乳酸菌數量，為5.30 logCFU/g。菌酶復合添加劑CLE在PA中降低乳酸菌數量的效果最好（P<0.05），最終乳酸菌數量最低（2.73 logCFU/g）。在PR中，菌酶復合添加劑CLE相比于CK組也能顯著降低乳酸菌數量（P<0.05）。但是在PC中，乳酸菌數量的降低效果不顯著（P>0.05）。

2.3 菌酶復合添加劑對花生秸混合青貯飼料干物質、蛋白質和體外消化率的影響

由表3可知，PC和PR組相比PA組顯著提升了青貯飼料的干物質（DM）含量（P<0.05），其中菌酶復合添加CLE處理的PC組具有最高的干物質含量。與CK相比，菌酶復合添加劑的使用在PA和PC組中顯著提升了青貯飼料的干物質含量（P<0.05），但從整體上看提升幅度很小。混合青貯和添加劑在提升青貯飼料干物質含量上具有明顯的交互效應。與其他2種青貯飼料不同，在PR中菌酶復合添加劑的使用降低了青貯飼料的干物質含量（P<0.05）。對于粗蛋白（CP）含量來說，混合青貯、添加劑均有顯著影響（P<0.05）。在CK組中，PC以及PR顯著降低了粗蛋白含量（P<0.05）。PA組中菌酶復合添加劑CLE的使用也顯著降低了粗蛋白含量（P<0.05）；PA中的CK組具有最高的粗蛋白含量（P<0.05），達到11.40%，其他處理組之間則無顯著差異（P>0.05）。混合青貯和添加劑對于體外干物質消化率（IVDMD）均具有顯著的影響（P<

0.05），這種影響主要體現在對照組當中。CK組中的PR具

有最低的體外干物質消化率（P<0.05）；菌酶復合添加劑CLE的使用提升了青貯飼料的體外干物質消化率，尤其是在PA組之中提升效果顯著（P<0.05）。

2.4 菌酶復合添加劑對花生秸混合青貯飼料纖維組分的影響

由表4可知，菌酶復合添加劑CLE能夠在PA組中顯著降低青貯飼料的aNDF含量（P<0.05），這使得CLE組當中PA相比于其他組具有最低的aNDF含量。混合青貯原料對于ADL含量具有顯著影響。總體上看，PC具有最低的ADL含量。混合青貯和添加劑對于半纖維素含量具有顯著的交互效應（P<0.05）。這主要是由于菌酶復合添加劑CLE顯著降低了PA的半纖維素含量（P<0.05），在其他2個混合青貯飼料中則無顯著影響（P>0.05）。纖維素和ADF含量不受添加劑和混合青貯的影響，基本保持穩定。

表4 菌酶復合添加劑對花生秸混合青貯飼料纖維組分的影響

Table 4 Effects of microbial enzyme composite additives on the fiber composition of peanut straw mixed silage feed

處理Treatment混合青貯原料Mixed silage raw materialsaNDF%ADF%ADL%纖維素Cellulose∥%半纖維素Hemicellulose∥%

CKPA44.05±0.73 aA33.29±1.187.76±0.10 bA25.53±1.2110.75±1.09 aA

PC45.00±0.84 aA34.67±0.197.49±0.37 bA27.18±0.1810.34±0.99 aA

PR45.26±2.04 aA34.71±1.138.54±0.32 aA26.17±0.8110.55±1.00 aA

CLEPA40.06±0.60 bB32.91±0.658.42±0.13 aA24.49±0.787.15±0.05 bB

PC43.90±1.41 aA32.47±0.877.31±0.13 bA25.16±0.9811.44±0.75 aA

PR43.86±0.28 aA34.01±0.418.83±0.14 aA25.43±0.269.85±0.64 aA

注：同列不同大寫字母表示不同混合青貯原料下是否使用添加劑的差異顯著（P<0.05）；同列不同小寫字母表示添加劑相同的情況下不同混合青貯原料之間差異顯著（P<0.05）。aNDF，經淀粉酶處理的中性洗滌纖維；ADF，酸性洗滌纖維；ADL，酸性洗滌木質素。

Note：Different capital letters in the same column indicate significant differences in the use of additives among different mixed silage materials （P<0.05）;different lowercase letters in the same column indicate significant differences （P<0.05） between different mixed silage materials with the same additives.ANDF，neutral detergent fiber treated with amylase;ADF，acid washing fiber;ADL，acid washed lignin.

3 討論

3.1 菌酶復合添加劑對發酵品質和微生物數量的影響

優質青貯飼料的pH通常低于4.2［13］。該試驗當中未添加菌酶復合添加劑的花生秸和花生秸混合青貯飼料的pH均高于4.2。玉米芯、稻殼粉和花生秸的混合青貯對于降低青貯飼料pH有一定效果，但因為玉米芯和稻殼粉添加量較小，降低效果僅在0.2左右。對于乳酸、乙酸等有機酸含量無影響，這種pH的差異可能是DM含量和營養成分不同導致的緩沖能值變化導致的。同時，由于玉米芯的添加，霉菌和酵母菌數量有所增加，但是增加幅度很小，完全在可控制范圍內，不會造成花生秸青貯飼料的有氧變敗［14］。豆科青貯飼料氨態氮是一個很重要的指標，因為豆科作物本身蛋白質含量較高，在青貯過程中在自身蛋白酶及微生物酶的作用下其大部分真蛋白被分解成了肽、游離氨基酸、氨以及胺等形式的非蛋白氮，降低營養價值的同時降低了青貯飼料的發酵品質［15］。該研究當中不添加菌酶復合添加劑的花生秸混合青貯飼料的氨態氮占總氮的比例均超過10%。單獨從花生秸混合青貯飼料角度與王洋等［16］的結果（pH 4.73，氨態氮占總氮比例12.33%）是一致的，這主要是因為所用花生秸DM含量接近，均在30%左右。王思偉等［4］報道了pH高達6.27，氨態氮占總氮比例達到61.36%的花生秸青貯飼料，其所有花生秸原料DM含量在22%～23%左右。楊艷等［17］的花生秸干物質含量在29%～35%，其pH最高為4.53。因此，對于花生秸單貯及花生秸混合青貯飼料，DM含量是決定青貯發酵質量的關鍵因素之一。最佳的青貯干物質水平當在30%～35%，這與全株玉米青貯飼料是一致的。過高的水分容易造成花生秸青貯飼料青貯失敗。

乳酸菌與纖維素酶等的菌酶復合添加劑對于青貯發酵品質具有明顯的效果，pH均達到了4.2及以下。通常情況下，菌酶復合添加劑相比于單獨的乳酸菌添加劑以及纖維素酶添加劑處理的pH更低［18］。在該試驗當中，菌酶復合添加劑的使用顯著降低了花生秸和花生秸混合青貯飼料的pH和氨態氮含量，增加了乳酸含量和乳酸/乙酸的比值。這說明該試驗當中同型發酵乳酸菌及纖維素酶等復合酶組成的菌酶復合添加劑顯著增加了同型發酵乳酸菌在青貯飼料中的繁殖及乳酸的生產，顯著降低了青貯飼料的pH，部分抑制了蛋白質的降解。這與黃秀聲等［19］的研究結果是一致的。由于pH達到了4.2以下，經過長時間發酵穩定期以后乳酸菌被自身產生的乳酸及低pH所抑制，因此從結果上看菌酶復合添加劑的乳酸菌數量反而比對照組要小。

3.2 菌酶復合添加劑對營養品質和體外消化率的影響

作為豆科作物，花生秸的蛋白質含量較高，通常在9%～13%［20］。雖然與苜蓿［21］、飼料桑和雜交構樹［22］等接近20%的粗蛋白含量相比較低，但是相應地也減小了青貯發酵的難度。在肉羊養殖中飼喂花生秸青貯雖然對生產性能影響較小，但是能夠降低血清中甘油三酯和尿素氮含量，提高脂肪和蛋白利用率［23］。因此，花生秸青貯飼料作為蛋白質補充對于反芻動物營養是有益的。乳酸菌和纖維素酶的組合能夠提升青貯飼料中的粗蛋白含量，但是在該試驗當中菌酶復合添加劑的使用對于粗蛋白有一定負面影響，這可能是該試驗中花生秸和花生秸混合青貯飼料保存時間較長，在菌酶復合添加劑更低pH的長期穩定發酵環境中蛋白質降解率變高導致的。稻殼粉和玉米芯的粗蛋白質含量均低于花生秸，因此過度增加稻殼粉和玉米芯的比例會降低青貯飼料的粗蛋白值含量。

相比于玉米芯，稻殼粉的使用增加了花生秸混合青貯飼料中的木質素含量。這可能是稻殼粉中木質素含量較高。除了木質素，植物細胞壁主要成分還有纖維素、半纖維素、果膠和結構蛋白等數十種天然高分子化合物，其中木聚糖是半纖維素的主要類型之一，纖維素屬于β-1，4葡聚糖［24］。纖維素酶和葡聚糖酶組合能夠降低青貯飼料中的纖維素含量，同時對于半纖維素含量也有一定效果［25］。因此，通過纖維素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶和果膠酶組合形成復合纖維素降解酶將有助于提升青貯飼料中纖維素、半纖維素和果膠的降解，為乳酸菌提供足夠的可溶性糖來進行乳酸發酵［26］。該試驗中菌酶復合添加劑能夠有效降低花生秸單獨青貯飼料中的半纖維素含量，從而使得菌酶復合添加劑處理組aNDF含量顯著低于對照組。ADF及纖維素含量雖然在菌酶復合添加劑和對照組之間無顯著差異，但是從數值上看菌酶復合添加劑的ADF和纖維素含量比對照組要低。這說明，菌酶復合添加劑中復合纖維素降解酶發揮了重要作用。菌酶復合添加劑顯著提升了體外干物質消化率，在花生秸青貯飼料中表現尤其明顯，從最低的59.53%提升到最高的66.18%。但在花生秸混合青貯飼料中提升幅度較小。這與Mu等［27］

的研究結果相一致，主要是因為菌酶復合添加劑的使用在花生秸青貯飼料中降低了半纖維素含量，提升了非纖維性碳水化合物，從而提升了體外干物質消化率。

4 結論

菌酶復合添加劑的使用降解了花生秸混合青貯飼料中的半纖維素，促進了乳酸菌生產乳酸，降低了青貯飼料pH，抑制了蛋白質降解，適合在實際生產中使用以改善花生秸及花生秸混合青貯飼料的飼用品質。

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