葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯品質(zhì)的影響

趙和平 ， 孫 見 ， 劉云祥， 卜登攀， 陳雅坤，王 翰， 王建平， 陳延斌， 趙連生*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193；2.河南科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河南洛陽 471800；3.威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東威海 264315；4.中地乳業(yè)集團(tuán)有限公司，北京 100020）

葡萄糖氧化酶是一種無殘留、無抗藥性的飼料添加劑，在1999年被國家農(nóng)業(yè)部列入《飼料添加劑目錄》，目前在醫(yī)藥、飼料等行業(yè)的應(yīng)用比較廣泛（王佰濤等，2019）。葡萄糖氧化酶具有專一性，能將β-D-葡萄糖氧化成葡萄糖酸內(nèi)酯，然后迅速水解成葡萄糖酸和過氧化氫，并在過程中消耗氧氣，與普通酶制劑不同，葡萄糖氧化酶并不是通過改善營養(yǎng)的方式來改善動(dòng)物生產(chǎn)性能，而是起到酸化劑、益生菌和氧化劑的作用（劉延杰等，2019）。葡萄糖氧化酶在青貯上的應(yīng)用，是利用其能夠消耗氧氣，產(chǎn)生的葡萄酸和過氧化氫，有利于厭氧乳酸菌的繁殖和抑制有害菌的生長，從而確保青貯的質(zhì)量，但是鮮見其在全株玉米青貯上的應(yīng)用報(bào)道（王鑫等，2021）。本研究將葡萄糖氧化酶作為青貯添加劑加入全株玉米青貯中，探討其在全株玉米青貯中的合適添加量及對青貯品質(zhì)的影響，為葡萄糖氧化酶在青貯上推廣和應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)所用全株玉米來源于北京順義中地種畜有限公司，株高160 cm左右，留茬高度19 cm左右，由青貯收割機(jī)粉碎成1~2 cm的小段。葡萄糖氧化酶活性為1000 U/g，由寧夏夏盛酶生物有限公司提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理組，分別為對照組（無添加）、試驗(yàn)Ⅰ組（10 mg/kg）、試驗(yàn)Ⅱ組（20 mg/kg）、試驗(yàn)Ⅲ組（40 mg/kg），每組4個(gè)重復(fù)。

1.3 青貯的制作 將收集的全株玉米隨機(jī)分成4份，每份稱4 kg。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)稱取每組葡萄糖氧化酶的用量，將其加入對應(yīng)組的菌液噴壺中，每壺添加20 mL蒸餾水、混勻，對照組加等量的蒸餾水。然后將菌液噴灑在青貯上，充分混勻，裝入青貯袋，使用真空包裝機(jī)真空密封，室內(nèi)常溫發(fā)酵60 d。1.4檢測指標(biāo)及方法

1.4.1 感官品質(zhì)評定 用四分法取發(fā)酵好的全株玉米青貯放在15 cm×20 cm樣品盒中，然后隨機(jī)標(biāo)號，由有經(jīng)驗(yàn)的人員嚴(yán)格按照《全株玉米青貯飼料分級技術(shù)規(guī)范》（郭江鵬等，2020）中的方法，進(jìn)行感官評分。

1.4.2 發(fā)酵指標(biāo)檢測 準(zhǔn)確稱取20.00 g青貯樣品于錐形瓶中，加180 mL去離子水，搖勻封口，置于4℃冰箱中低溫浸提，每隔6 h，搖勻一次，浸提24 h，用定性濾紙過濾，得到浸提液，用于pH、氨態(tài)氮/總氮（NH3-N/TN）、氨氮濃度（AN）、乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）含量的測定，pH用雷磁pHS-3C精密pH計(jì)測 定；NH3-N/TN、AN、LA、AA、PA參考任麗娟等（2020）方法測定。

1.4.3 營養(yǎng)指標(biāo)檢測 干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）、淀粉（Starch）、30 h中性洗滌纖維降解率（30 h NDFD）等指標(biāo)參考任麗娟等（2020）方法測定。

1.5 全株玉米青貯質(zhì)量分級指數(shù) 全株玉米青貯質(zhì)量分級指數(shù)（CSQS）（Rmh等，2021）計(jì)算公式如下：

式中：CQSI為全株玉米青貯質(zhì)量指數(shù)，Si為營養(yǎng)指標(biāo)（DM、CP、Starch、EE、30 h NDFD）和發(fā)酵指標(biāo)（AN和LA）的標(biāo)準(zhǔn)化值，Wi為各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel整理后，用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯感官品質(zhì)的影響 由表1可知，試驗(yàn)Ⅲ組的氣味評分最高，為21.33，與對照組相比差異不顯著（P>0.05）；試驗(yàn)組色澤、質(zhì)地、籽實(shí)破碎度與對照組相比差異均不顯著（P>0.05）；總體評分除了試驗(yàn)Ⅱ組被評為中等，其他三組均為優(yōu)良。

表1 全株玉米青貯感官品質(zhì)評定結(jié)果

2.2 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯營養(yǎng)成分的影響 由表2可知，對照組的DM含量最高，為33.66%，比試驗(yàn)Ⅰ組高1.5個(gè)百分點(diǎn)（P<0.05）；試驗(yàn)Ⅲ組CP含量最高，為7.71%，比對照組高0.54個(gè)百分點(diǎn)（P<0.05）；試驗(yàn)組和對照組的NDF和ADF含量相比差異均不顯著（P>0.05）；試驗(yàn)Ⅲ組的Starch含量最高，為34.15%，比對照組高3.18個(gè)百分點(diǎn)（P<0.05），且其余兩組Starch含量也高于對照組；試驗(yàn)組的EE含量和對照組相比差異不顯著（P>0.05），其中試驗(yàn)Ⅲ組EE含量最高，為4.34%，比試驗(yàn)Ⅰ組高0.3個(gè)百分點(diǎn)（P>0.05）；試 驗(yàn)Ⅲ組 的30 h NDFD最 高，為65.46%，分別比對照組和試驗(yàn)Ⅰ組高1.33個(gè)百分點(diǎn)和1.92個(gè)百分點(diǎn)（P<0.05）。

表2 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯營養(yǎng)成分的影響

2.3 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響 由表3可知，試驗(yàn)組的pH顯著均低于對照組，其中試驗(yàn)Ⅲ組的pH最低，為3.66，比對照組低0.29（P<0.05）；試驗(yàn)組和對照組之間氨態(tài)氮含量差異不顯著（P>0.05）；試驗(yàn)Ⅲ組的LA含量最高，為4.78%，比對照組高0.72個(gè)百分點(diǎn)（P<0.05）；試驗(yàn)Ⅲ組AA含量最高，為1.64%，比對照組高0.30個(gè)百分點(diǎn)（P<0.05）；各組中PA含量差異不顯著（P>0.05）。

表3 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.4 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯質(zhì)量分級指數(shù)（CSQS）的影響 由表4可知，試驗(yàn)組的CSQS均顯著高于對照組（P<0.05），且隨著葡萄糖氧化酶添加量的增加，CSQS顯著提高（P<0.05），其中試驗(yàn)Ⅲ組的CSQS最高，為71.21分，比對照組高7.45分（P<0.05）。

表4 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯質(zhì)量分級指數(shù)（CSQS）的影響

3 討論

3.1 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯感官品質(zhì)的影響 青貯發(fā)酵的結(jié)果在氣味、色澤、質(zhì)地上有直觀的體現(xiàn)，生產(chǎn)實(shí)踐中常用感官評價(jià)來判斷青貯品質(zhì)的優(yōu)劣（陳麗麗等，2019）。本試驗(yàn)經(jīng)過60 d發(fā)酵后，4個(gè)組的全株玉米青貯感官評分均在70分以上，其中試驗(yàn)Ⅲ組綜合評分最高，為83分，達(dá)到優(yōu)良青貯等級，說明葡萄糖氧化酶在一定程度上能改善青貯飼料的品質(zhì)，這與熊云霞等（2016）提出的觀點(diǎn)一致。試驗(yàn)組在氣味評定方面差異比較大，可能是隨著葡萄糖氧化酶用量的增加，影響了青貯代謝過程中揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生的含量。感官評價(jià)方法雖然簡單，但受評價(jià)者主觀影響較大，所以要求評價(jià)者按操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，盡量減少誤差（Zhang等，2019）。

3.2 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯品質(zhì)的影響葡萄糖氧化酶作為需氧脫氫酶，在青貯過程中消耗氧氣，產(chǎn)生葡萄糖酸和過氧化氫，葡萄糖酸可以降低環(huán)境的pH，促進(jìn)乳酸菌的快速增殖，過氧化氫具有殺菌滅菌的作用，能抑制有害菌的繁殖，從而起到縮短青貯時(shí)間，提高青貯質(zhì)量的作用（羅麗等，2021）。在本研究中，試驗(yàn)組和對照組相比pH顯著下降，說明葡萄氧化酶分解生成的葡萄糖酸使青貯飼料內(nèi)部先形成酸性環(huán)境，同時(shí)在厭氧的條件下，使乳酸菌大量繁殖，乳酸含量迅速提高，使試驗(yàn)組的乳酸含量高于對照組，這與張相倫等（2018）在全株玉米中添加乳酸菌劑的研究結(jié)果一致。CP含量常被用來評價(jià)青貯飼料營養(yǎng)價(jià)值，CP含量越高，表示CP分解的越少，青貯的質(zhì)量就越高（陳凌華，2018）。本研究發(fā)現(xiàn)，添加葡萄糖氧化酶能提高青貯的CP含量，試驗(yàn)Ⅲ組顯著高于對照組，表明添加葡萄糖氧化酶能減少青貯中CP的分解，這與劉圈煒等（2011）在玉米秸稈中添加復(fù)合酶制劑的研究結(jié)果一致。Starch含量是判斷全株玉米青貯品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，本研究表明，添加葡萄糖氧化酶可以有效提高全株玉米青貯Starch含量，經(jīng)計(jì)算，試驗(yàn)組分別比對照組提高0.19、1.91、3.18個(gè)百分點(diǎn)，試驗(yàn)Ⅱ組和Ⅲ組均顯著高于對照組，說明葡萄糖氧化酶在青貯發(fā)酵的過程中顯著的減少了好氧性細(xì)菌的活動(dòng)，減少了不必要的營養(yǎng)損失，提高了青貯的質(zhì)量，這與吳鵬昊等（2020）在全株玉米青貯中加復(fù)合乳酸菌制劑的效果一致。青貯飼料中NDF的消化率越高，動(dòng)物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收越好，本研究中試驗(yàn)Ⅲ組30 h NDFD顯著高于對照組，說明隨著葡萄糖氧化酶的含量提高，NDF的消化率也隨著提高，可能是全株玉米青貯中的葡萄糖酸促進(jìn)了瘤胃的發(fā)酵，間接的提高了纖維的消化率，這與黃麗萍等（2021）在全株玉米中添加青貯添加劑的效果類似，均提高了NDF的瘤胃降解率。

3.3 葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯質(zhì)量分級指數(shù)（CSQS）的影響 全株玉米青貯的各項(xiàng)指標(biāo)對青貯品質(zhì)的影響效果不一致，需要綜合評價(jià)來彌補(bǔ)單一評價(jià)的不足，讓評價(jià)結(jié)果更加客觀合理（蔣金 娟 等，2021）。本 研 究 中 采 用Tharangani等（2021）提出的方法進(jìn)行綜合評價(jià)，該方法應(yīng)用于全國畜牧總站和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所主編的《中國全株玉米青貯質(zhì)量報(bào)告》系列叢書中，不僅包含了營養(yǎng)指標(biāo)，還包含了發(fā)酵指標(biāo)，能全面反映出全株玉米青貯品質(zhì)的優(yōu)劣，即CSQS分值越高，青貯品質(zhì)就越高，葡萄糖氧化酶的添加量就越合適。本研究中試驗(yàn)組的CSQS的分值均高于對照組，其中試驗(yàn)Ⅱ組和Ⅲ組更顯著，說明葡萄糖氧化酶能夠改善全株玉米青貯的品質(zhì)。葡糖糖氧化酶對全株玉米青貯品質(zhì)改善的效果依次為試驗(yàn)Ⅲ組>試驗(yàn)Ⅱ組>試驗(yàn)Ⅰ組>對照組。

4 結(jié)論

全株玉米青貯中添加葡萄糖氧化酶能提高感官 評 分 和CP、Starch、LA的 含 量，提 高30 h NDFD，降低pH，進(jìn)而改善全株玉米青貯的品質(zhì)。全株玉米青貯質(zhì)量分級指數(shù)顯示，試驗(yàn)Ⅲ組>試驗(yàn)Ⅱ組>試驗(yàn)Ⅰ組>對照組。綜上所述，添加40 mg/kg葡萄糖氧化酶對全株玉米青貯品質(zhì)的效果最好。