添加乳酸菌和纖維素酶對(duì)東方野豌豆青貯品質(zhì)的影響

宋鐵鎮(zhèn)，趙夢(mèng)迪，曹 雪，邸凌峰，李成云*

（1.延吉市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，吉林 延吉 133002：2.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133002）

東方野豌豆是多年生豆科植物，主要生長(zhǎng)在我國(guó)華北、東北及延邊地區(qū)各縣（市），是家畜喜歡食用的優(yōu)質(zhì)牧草之一。與紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)價(jià)值基本相同，產(chǎn)量略高，可用于放牧、青貯和調(diào)質(zhì)干草等方面[1-3]。目前，對(duì)東方野豌豆的的研究多數(shù)集中在生物學(xué)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(bào)道較少[4]。乳酸菌作為一種發(fā)酵促進(jìn)劑，可以縮短青貯有氧發(fā)酵時(shí)間，加快糖類(lèi)轉(zhuǎn)化為乳酸，降低pH，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗，提高青貯料品質(zhì)。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(fā)酵提供營(yíng)養(yǎng)，減少有機(jī)酸的損耗。結(jié)合乳酸菌和纖維素酶的特點(diǎn)以及東方野豌豆的特性，本試驗(yàn)主要探究添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對(duì)東方野豌豆青貯品質(zhì)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(shí)際生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 青貯原料

試驗(yàn)于2016年8月在延邊州草原管理站管轄地區(qū)進(jìn)行，采用隨機(jī)抽樣的方法，采集新鮮成熟的東方野豌豆，備用。其主要營(yíng)養(yǎng)水平含量（干重）為：干物質(zhì)27.92%，中性洗滌纖維17.72%，酸性洗滌纖維41.20%，粗蛋白質(zhì)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，由上海康地恩生物技術(shù)有限公司提供。纖維素酶制劑：酶活力為4 000 U·g-1，由上海康地恩生物技術(shù)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分為6組，每組3個(gè)重復(fù)，其中CK為不添加對(duì)照組，CF1、CF2、LD1、LD2和MIX具體添加量見(jiàn)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(yàn)方法

1.3.1 青貯料的制備

按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)應(yīng)比例正確稱(chēng)量添加劑質(zhì)量，將其與無(wú)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(duì)照組為保證準(zhǔn)確噴灑于處理組等量的無(wú)菌蒸餾水。將已處理完畢的原料稱(chēng)量500 g，放置于聚乙烯袋內(nèi)，放入過(guò)程要求盡可能排出其中氣體，壓實(shí)后，密封封口處。放置于避光室溫環(huán)境下，青貯60 d。

1.3.2 樣品制備

青貯完成后，開(kāi)啟封口，將發(fā)酵結(jié)束的東方野豌豆在其中均勻混合。隨機(jī)取發(fā)酵料100 g，將其放入風(fēng)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?jī)?nèi)，待測(cè)。

1.4 發(fā)酵品質(zhì)評(píng)定

測(cè)定試驗(yàn)均在延邊大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。氨態(tài)氮采用常規(guī)方法測(cè)定[5]?；瘜W(xué)成分測(cè)定參照《飼料分析及質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》中營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定方法[6]。pH和有機(jī)酸的測(cè)定在青貯結(jié)束后，將袋中青貯料混合均勻，稱(chēng)量15 g，將其放入150 mL蒸餾水內(nèi)約12 h，將浸液濾出，用電子酸度計(jì)測(cè)定其pH，并采用高效液相色譜測(cè)定有機(jī)酸含量[7-8]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件One Way ANOVA方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行Duncan's多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對(duì)東方野豌豆青貯氨態(tài)氮、有機(jī)酸和pH的測(cè)定

添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對(duì)東方野豌豆青貯氨態(tài)氮、有機(jī)酸和pH的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，NH3-N含量呈現(xiàn)逐漸降低，各試驗(yàn)組相對(duì)于CK降低19.34%～38.62%，各試驗(yàn)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(duì)東方野豌豆青貯中乳酸含量成上升趨勢(shì)，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(yàn)組中乙酸含量CK組均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，相對(duì)于降低了6.18%～40.45%，各試驗(yàn)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(cè)出丁酸，其余試驗(yàn)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(lèi)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(duì)東方野豌豆青貯化學(xué)成分的影響

添加乳酸菌和纖維素酶對(duì)東方野豌豆青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分的影響見(jiàn)表3。

各處理組DM含量相對(duì)于CK組呈逐漸上升趨勢(shì)，分別提高了9.05%、18.73%、28.58%、34.86%和39.45%，相對(duì)于CK組差異顯著（P＜0.05）。單獨(dú)添加或混合添加纖維素酶和乳酸菌都可以提高干物質(zhì)的含量，間接反映出青貯中干物質(zhì)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(duì)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(yàn)組CP含量相對(duì)于CK組含量提高11.48%～32.53%，單獨(dú)添加或混合添加酶和乳酸菌在青貯過(guò)程中加快了乳酸菌繁殖，快速成為優(yōu)勢(shì)菌種，抑制有害微生物分解蛋白質(zhì)，減少了營(yíng)養(yǎng)損失，提高青貯料營(yíng)養(yǎng)。各試驗(yàn)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(duì)東方野豌豆青貯氨態(tài)氮、有機(jī)酸和pH的影響

表3 添加乳酸菌和纖維素酶對(duì)東方野豌豆青貯飼料營(yíng)養(yǎng)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(duì)東方野豌豆青貯氨態(tài)氮、有機(jī)酸和pH的影響

青貯飼料具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、保存時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，逐漸成為畜牧業(yè)的一種趨勢(shì)[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(yōu)勢(shì)菌種，遏制二次發(fā)酵，減少營(yíng)養(yǎng)損失，生成抗菌物，使?fàn)I養(yǎng)長(zhǎng)時(shí)間得以保存[11-14]。而酶制劑作用于植物細(xì)胞壁，水解使其降解，生產(chǎn)能源物質(zhì)糖類(lèi)，為發(fā)酵提供營(yíng)養(yǎng)，間接遏制有害微生物，減少有機(jī)酸損耗[15]。Dean等研究表明，添加纖維素酶可以降低pH和氨態(tài)氮含量，進(jìn)而提高青貯料的品質(zhì)。氨態(tài)氮不僅可以反映出發(fā)酵過(guò)程中CP分解的量，而且其含量還與青貯料的飼用價(jià)值有關(guān)[16]。本試驗(yàn)中，根據(jù)化學(xué)成分中CP含量降解減少，氨態(tài)氮含量同樣會(huì)減少，表明青貯飼用價(jià)值得以提升。

試驗(yàn)研究結(jié)果表明，各試驗(yàn)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(yīng)進(jìn)行，讓乳酸菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，減少其他有害微生物的繁殖，產(chǎn)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(yīng)前期，由于植物本身可溶性碳水化合物含量較少，無(wú)法供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致乳酸菌不能很好的發(fā)揮作用，影響發(fā)酵進(jìn)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(yàn)研究結(jié)果相似[17]。試驗(yàn)中，各試驗(yàn)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(yōu)。原因可能是因?yàn)橥瑫r(shí)加入乳酸菌和纖維素酶二者具有促進(jìn)作用，加入乳酸菌讓其更早成為優(yōu)勢(shì)菌種，而纖維素酶可以破壞植物細(xì)胞壁，為反應(yīng)提供底物，使生成的乳酸含量增加。各試驗(yàn)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(zhì)提高。各試驗(yàn)組丙酸含量均為0。丁酸是腐敗菌分解得到的產(chǎn)物，CK組檢測(cè)出丁酸，說(shuō)明青貯品質(zhì)差，而各試驗(yàn)組丁酸含量減少，特別是LD1、LD2、MIX各組含量及微量，說(shuō)明腐敗菌等的生長(zhǎng)繁殖受限制，青貯料營(yíng)養(yǎng)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(jī)酸含量[20]。與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。

3.2 添加不同劑量乳酸菌和纖維素酶對(duì)東方野豌豆青貯化學(xué)成分的影響

各試驗(yàn)組的DM和CP含量相對(duì)于對(duì)照CK組含量均呈上升趨勢(shì)，含量差異顯著（P＜0.05）；NDF、ADF、ASH組含量相對(duì)于對(duì)照CK組含量均呈下降趨勢(shì)，含量差異顯著（P＜0.05）。其中，各試驗(yàn)組DM含量較CK組含量提高9.05%～39.45%。其中MIX組最優(yōu)，說(shuō)明經(jīng)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(zhì)的損失。各試驗(yàn)組CP含量均高于CK組含量（P＜0.05），說(shuō)明單獨(dú)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(yíng)養(yǎng)價(jià)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(zhì)，導(dǎo)致其測(cè)定量減少。趙國(guó)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?yàn)槔w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(yàn)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(yàn)研究結(jié)果一致[23]。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)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(zhì)，提高了青貯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(zhì)最優(yōu)。