添加乳酸菌和香草醛對甜玉米籽實青貯飼料品質(zhì)的影響

■羅攖寧 羅 盈 包錦澤 孫志強 吳 哲 玉 柱

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京100193）

玉米（Zea mays L.）是我國重要飼草資源和糧食作物，具有生物產(chǎn)量高、營養(yǎng)價值豐富等特點[1]。甜玉米是玉米的一個種，含有豐富的膳食纖維、B 族維生素、微量元素硒等營養(yǎng)成分[2]，甜玉米青貯飼料營養(yǎng)價值高，具有高蛋白、低纖維、風(fēng)味佳、適口性好的特點。近年來，甜玉米食品行業(yè)發(fā)展迅速，國內(nèi)外市場對甜玉米罐頭、速凍甜玉米等產(chǎn)品需求量與日俱增，然而加工產(chǎn)品單一，物料轉(zhuǎn)化率低等因素導(dǎo)致甜玉米的加工副產(chǎn)品大量堆積。調(diào)制青貯為甜玉米加工副產(chǎn)品的合理利用提供了解決辦法。玉米籽實發(fā)酵后蘊含豐富的乳酸、乙酸等有機酸，常作為酸化劑添加在飼料里以提高飼料適口性、改善腸道環(huán)境、提高動物的生長性能和免疫功能[3-5]。

玉米籽實青貯飼料在調(diào)制過程中，不同添加劑對其品質(zhì)的改善效果也有所差異。目前關(guān)于青貯玉米籽實研究主要集中在其對豬雞生長性能的影響及其發(fā)酵微生物菌群方面[3-6]。關(guān)于甜玉米籽實青貯飼料品質(zhì)和添加劑對甜玉米籽實青貯飼料品質(zhì)影響的研究尚無，因此，本研究以甜玉米加工過程中產(chǎn)生的破損籽實、空癟籽實等被淘汰的副產(chǎn)品為原料，探究了乳酸菌和香草醛對甜玉米籽實青貯發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的影響，以期篩選出能提升甜玉米籽實青貯飼料品質(zhì)的添加劑，為甜玉米籽實青貯提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，為甜玉米加工副產(chǎn)品的合理利用提供指導(dǎo)方案。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用原料為內(nèi)蒙古自治區(qū)巴林右旗巴林紅甜玉米生產(chǎn)園加工甜玉米罐頭過程中所淘汰的破損籽實、空癟籽實等副產(chǎn)品。甜玉米籽實原料品種為米哥，當(dāng)?shù)仄髽I(yè)于乳熟前期收獲（2019年9月27日）。選用的添加劑：香草醛（VAN）、植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、短乳桿菌（Lactobacillus brevisi）。香草醛購自阿拉丁試劑（上海）有限公司，所用乳酸菌均由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草產(chǎn)品加工與貯藏實驗室篩選。

1.2 試驗設(shè)計

以甜玉米粒罐頭加工過程中淘汰的甜玉米籽粒為原料，設(shè)置4個處理組：香草醛（VAN）組、植物乳桿菌（LP）組、短乳桿菌（LB）組和對照組（CK）。香草醛的添加水平為10 g/kg 籽實鮮重，乳酸菌添加量均為1×106CFU/g籽實鮮重。青貯30 d。

1.3 青貯調(diào)制

選用袋裝青貯法，將甜玉米粒罐頭加工過程中淘汰的甜玉米籽粒攤曬至水分含量70%左右，將原料與添加劑（對照組為等量純凈水）充分混勻后，取300 g 裝入聚乙烯袋(45 cm×30 cm)，用真空包裝機抽真空封口。每個處理3個重復(fù)。室溫保存30 d，開袋取樣分析。

1.4 青貯飼料品質(zhì)分析

1.4.1 發(fā)酵品質(zhì)

開袋后稱取有代表性的20 g青貯料，加入180 ml蒸餾水，攪拌均勻后用組織搗碎機攪碎1 min，先用4 層紗布濾去殘渣，再用定性濾紙過濾得到浸出液。此浸出液用來測定pH值和有機酸含量。pH值用METTLER TOLEDO型pH計測定，用SHIMADZE-10A型高效液相色譜分別測定乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量，色譜柱為Shodex Rspak KC-811 Column Shimadzu，日本，檢測器為SPD-M10AVP，流動：3 mmol/l 高氯酸，檢測波長210 nm，進樣量5 μl[7]。氨態(tài)氮/總氮（AN/TN）值采用苯酚-次氯酸鈉比色法進行測定[8]。

1.4.2 營養(yǎng)成分

選取200 g 左右的有代表性的樣品，65 ℃烘48 h 后粉碎，過1 mm 篩，裝入自封袋。測定干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、水溶性碳水化合物（WSC）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）。CP 含量采用楊勝[9]的方法測定，用蒽酮-硫酸比色法測WSC含量[10]，用范式洗滌纖維法測定NDF 和ADF 含量[11]。淀粉含量采用高氯酸水解-蒽酮比色法進行測定[12]。

1.5 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)用Excel 2019 進行整理，采用統(tǒng)計軟件SPSS 25 進行單因素方差分析，用Duncan's 多重比較法對處理間的差異性進行比較分析。P＜0.05 為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對甜玉米籽實青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響(見表1)

表1 甜玉米籽實青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)

顯著低于其他組（P＜0.01），各處理間pH 值、AA 和PA含量無明顯差異（P＞0.05），均未檢測到BA。

2.2 對甜玉米籽實青貯飼料營養(yǎng)品質(zhì)的影響(見表2)

表2 甜玉米籽實青貯飼料的營養(yǎng)品質(zhì)

表2可見，VAN處理組甜玉米籽實青貯飼料DM和WSC含量極顯著高于其他組（P＜0.01），LP處理組CP與淀粉含量最低，與其他組間差異極顯著（P＜0.01）。NDF和ADF含量各處理間無顯著性差異（P＞0.05）。

3 討論

3.1 不同添加劑對甜玉米籽實青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)分析

pH 值是衡量青貯飼料品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[13]。本研究中添加劑處理下甜玉米籽實青貯飼料的pH值與對照組無明顯差異，分析原因可能是由于甜玉米籽實本身可溶性碳水化合物充足，且附著的乳酸菌數(shù)量足夠啟動發(fā)酵進程，所以產(chǎn)酸效果好。開袋后，甜玉米籽實青貯氣味酸香無異味，表明甜玉米籽實青貯效果佳。丁酸是發(fā)酵過程中梭菌的產(chǎn)物，而氨態(tài)氮意味著蛋白質(zhì)和氨基酸的分解，因此優(yōu)質(zhì)青貯飼料應(yīng)該具有較低含量的丁酸和氨態(tài)氮[14]，其次乳酸含量的高低也一定程度上反映了青貯飼料好壞[15]。本研究中，香草醛處理下的甜玉米籽實青貯飼料氨態(tài)氮占總氮比例顯著降低，對照組和LP 處理組最高，其次是LB 處理組。根據(jù)薛斐[16]的研究結(jié)果，香草醛與多種蛋白質(zhì)之間存在相互作用，因此分析原因可能是香草醛與甜玉米籽實青貯飼料中的植物蛋白酶產(chǎn)生了相互作用使植物蛋白酶活性受到抑制，而LB 在異型乳酸發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乙酸也抑制了酵母菌等其他微生物的活動[17-18]，使pH值維持在低水平下蛋白酶活性受到抑制，從而減少了氨態(tài)氮的產(chǎn)生[19]。添加香草醛之后LA含量顯著降低，分析原因可能是由于香草醛具有較強抗菌活性[20]，所以在抑制腐敗菌發(fā)生的同時也影響了部分乳酸菌的活動。香草醛處理組LA含量顯著降低而pH 值與各組間差異不大，可能與香草醛處理下微生物群落組成和代謝產(chǎn)物有關(guān)。

3.2 不同添加劑對甜玉米籽實青貯飼料營養(yǎng)品質(zhì)分析

干物質(zhì)含量是衡量青貯飼料營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)，可溶性碳水化合物是青貯飼料發(fā)酵成功的關(guān)鍵因素，青貯飼料中的可溶性碳水化合物含量越高，發(fā)酵底物越充足[21]。本研究中，香草醛處理下甜玉米籽實青貯飼料DM 和WSC 含量顯著高于其他處理組。有研究指出，香草醛極易氧化成香草酸，進而影響植物體內(nèi)細(xì)胞分裂、蛋白質(zhì)合成和光呼吸等生理活動[22]。因此推測香草醛作用下甜玉米籽實青貯飼料干物質(zhì)損失小可能與細(xì)胞呼吸作用和微生物生理活動受抑有關(guān)[23-25]。飼料青貯過程中往往伴隨著粗蛋白的降解，而高pH值環(huán)境下植物蛋白酶活性增高，會造成大量粗蛋白的降解[26]。添加LP 后甜玉米籽實青貯飼料CP 和淀粉含量都較低，分析原因可能是本身乳酸菌數(shù)量充足的情況下再添加LP，大量同型發(fā)酵乳酸菌在發(fā)酵前期快速產(chǎn)酸需要消耗能量和蛋白以維持自身生長，青貯過程中更多淀粉和蛋白被利用[27]。

4 結(jié)論

添加短乳桿菌能降低甜玉米籽實青貯飼料氨態(tài)氮占總氮比例，香草醛顯著降低甜玉米籽實青貯飼料氨態(tài)氮占總氮比例的同時還能提高干物質(zhì)和可溶性糖含量，降低干物質(zhì)損失。