添加复合酶制剂对香蕉叶青贮品质的影响

林筱璐，叶 杭，张文昌，庄益芬

（福建农林大学 动物科学学院，福建 福州350002）

香蕉为芭蕉科芭蕉属单子叶草本植物，具有速生和生物量高等特点，是最大宗的热带和亚热带水果。一般只将香蕉果实作为商品，而生产香蕉果实的同时产生大量的茎叶没有得到合理利用，造成了资源浪费。目前，国内外在利用香蕉茎叶作为动物饲料方面开展了一些研究工作。在国内，杨礼富等［1］研究发现，香蕉茎叶中的无氮浸出物含量丰富，粗纤维含量低，营养价值和能量高。林陆山等［2］利用香蕉茎粉、食用菌废菌料、麸皮、酒糟和添加剂生产菌体蛋白饲料，可替代10%～25%的进口饲料。在国外，Poyyamozhi［3］用香蕉茎秆饲喂山羊，证明能促进羊的生长发育，缩短育肥周期。Lopez-Baca A等［4］用4种微生物菌株对香蕉茎叶进行乳酸发酵后，适口性、营养价值和消化利用率提高。在青贮中添加纤维素酶、β-葡聚糖酶及木聚糖酶，既可破坏植物细胞壁，有利于水溶性糖等养分的释出；又可降解纤维素、半纤维素等多糖成为水溶性单糖。水溶性糖是青贮中乳酸菌繁殖发酵的基质。水溶性糖的增加，可在一定程度上促进乳酸发酵，促使p H迅速下降，并有助于抑制不良发酵，提高青贮的品质和成功率［5］。但复合添加纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶及其不同添加水平对香蕉茎叶青贮品质影响的研究尚未见到。因此，本试验通过复合添加不同水平的纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶调制香蕉叶青贮，以期改善青贮品质，为香蕉茎叶资源的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 青贮原料

青贮原料为香蕉叶（Banana Leaves），取自福建农林大学校园内种植的香蕉树。2013年1月18日人工刈割香蕉树，利用日光晒制成预干的原料。

1.2 真空塑料袋

真空塑料袋为200 mm×300 mm×8.5丝。

1.3 青贮添加剂

纤维素酶（Cellulase）由广东溢多利公司提供，酶活为20000 U／g，将其配制成5%水溶液备用；β-葡聚糖酶（Beta-Glucanase）由广东溢多利公司提供，酶活为50000 U／g，将其配制成2.5%水溶液备用；木聚糖酶（Xylanase）由广东溢多利公司提供，酶活为100000 U／g，将其配制成2.5%水溶液备用。

1.4 试验设计

试验设对照（CON）组和3个复合酶组。复合酶1组（MIX1）：纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶的添加水平为0.05 g／kg、0.025 g／kg、0.0125 g／kg；复合酶2组（MIX2）：纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶的添加水平为0.15 g／kg、0.075 g／kg、0.025 g／kg；复合酶3组（MIX3）：纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶的添加水平为0.25 g／kg、0.125 g／kg、0.05 g／kg。酶的添加水平按原料质量计。每个处理设3次重复。

1.5 青贮调制

青贮调制于2013年1月20日进行。将原料用切碎机进行切碎，风干到含水量为75%，混合均匀，每个处理均称取400 g，分别加入设计的添加剂和蒸馏水共计10 m L，混拌均匀后大致分为3等份（3个重复），分别装入贴有标签的真空袋内，边装边压实，用真空泵抽气，用塑料封口机封口，称重。常温条件下贮存60 d开封，供分析测定。

1.6 分析样本的制备和试验指标测定

1.6.1 风干样本的制备和化学成分测定 原料与青贮的风干样本是在65℃下干燥48 h、回潮、粉碎制成。采用常规法［6］测定水分（Moisture）和粗蛋白质（CP）含量，中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）用 Van Soest等［7］的方法测定，半纤维素（HC）＝NDF-ADF。可溶性碳水化合物（WSC）用比色法［7］测定。WSC、NDF、ADF、HC和 CP以干物质（DM）基础的百分比表示，Moisture为总水分的百分比。

1.6.2 青贮品质的感官评定方法 在青贮的第60 d开封，依据“青贮饲料的合理调制和质量评定程序”对其颜色、气味、质地、水分、霉变等方面进行感官评定。

1.6.3 青贮浸提液的制备及其青贮发酵品质指标的测定 取具代表性青贮样品20 g装入有刻度的100 m L的广口锥形瓶中，加入蒸馏水定容至100 m L，放置4℃冰箱中，18 h后用滤纸过滤，制备青贮浸提液。

用p H计测定青贮浸提液的p H；用岛津LC-20AT型高效液相色谱（色谱柱：Shodex Rspak KC-811 S-DVB gel Column 300×8 mm，检测器：SPDM10AVp，流动相：3 mmol／L高氯酸）分析青贮浸提液的乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、丁酸（BA）含量［8］；用苯酚-次氯酸钠比色法［8］测定青贮浸提液的氨态氮（AN），并换算为占原料总氮（TN）的百分比（AN／TN）。LA、AA、PA和BA用新鲜（FM）基础的百分比表示。

1.6.4 干物质回收率和气体损失率 青贮的干物质回收率（DMR）和气体损失率（GLR）通过计算得出，计算方法如下：

DMR（%）＝［（开封时回收青贮重×青贮DM%）／（装填时装入原料重×原料DM%）］×100；

GLR（%）＝［（装填时装入原料重-开封时回收青贮重）／（装填时装入原料重×原料DM%）］×100。

1.7 数据分析

试验数据采用SPSS 13.0统计软件进行方差统计分析（ONE-WAY ANOVA）和S-N-K方法多重比较，结果用平均数±标准差表示，P＜0.05表示差异显著，P＞0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 原料的化学成分

原料的化学成分测定结果为：干物质（DM）27.54%，可溶性碳水化合物（WSC）20.54%、中性洗涤纤维（NDF）68.77%、酸性洗涤纤维（ADF）为51.81%、半纤维素（HC）为16.96%、粗蛋白（CP）为6.47%。由测定结果可以看出，香蕉叶中 WSC、NDF、ADF含量较高，CP较低，适于青贮。

2.2 复合酶对香蕉叶青贮感官性状的影响

每个处理组的香蕉叶青贮的感官评定结果均为黄绿色，有酸香味，且质地松散，即所有青贮密封良好、无漏气和腐败现象，说明本试验青贮效果良好。

2.3 复合酶对香蕉叶青贮品质的影响

复合酶对香蕉叶青贮品质的影响如表1所示。在发酵品质方面，与CON组相比，MIX1组p H显著降低（P＜0.05），DMR极显著提高（P＜0.01），GLR、AN／TN 极显著降低（P＜0.01）；MIX2组p H、GLR、AN／TN 极显著降低（P＜0.01），DM、DMR极显著提高（P＜0.01）；MIX3组p H、GLR、AN／TN极显著降低（P＜0.01），DM 显著提高（P＜0.05），DMR极显著提高（P＜0.01）。此外，在LA上，MIX1组极显著和显著高于MIX2组和MIX3组（P＜0.01，P＜0.05）；在 DMR上，MIX2组和MIX3组极显著高于 MIX1组（P＜0.01）。表明，3个水平的复合酶均提高了香蕉叶青贮的发酵品质，并且，随添加水平升高青贮的发酵品质进一步提高。

在化学成分方面，与CON组相比，MIX1组、MIX2组及MIX3组的 WSC均极显著增加（P＜0.01），MIX3组的NDF极显著减少（P＜0.01）。此外，在WSC上，MIX3组显著高于MIX1组和MIX2组（P＜0.05）；在NDF上，MIX3组显著低于 MIX2组（P＜0.05）。表明，3个水平的复合酶均改善了香蕉叶青贮的化学组成，并且，随添加水平升高青贮的化学组成进一步改善。

表1 香蕉叶青贮的发酵品质和化学成分Table 1 The fermentation quality and the chemical composition of banana leaf silages

3 讨 论

本试验的青贮原料是香蕉叶，其可溶性碳水化合物含量较高，适合青贮。但新鲜状态下的香蕉叶水分含量过高，远超过适宜含水率的范围65%～75%。新鲜的香蕉叶利用日光进行约1 d的晾晒预干，使其含水率降至72.46%，确保香蕉叶青贮能够良好发酵。青贮发酵60 d开封后通过感官鉴定，所有青贮密封良好、无漏气和腐败现象，呈黄绿色、酸香味、质地松散。从青贮发酵品质指标来看，BA的生成量极少或未生成，PA的生成量较少，AN／TN、在2.48～2.75范围，表明所有青贮的品质优良。

纤维素、半纤维素是植物中含量最丰富的碳水化合物，也是植物细胞壁的主要成分，不能被动物消化酶所分解，也不能直接被青贮中的乳酸菌所利用［9］。纤维素酶可使部分植物细胞壁成分降解成可溶性糖，这既能促进青贮的乳酸发酵，提高青贮品质，又有利于提高饲料消化率［10］。β-葡聚糖在肠道内具有较高的粘度，阻止肠道消化液与食糜充分接触，从而阻止营养物质的吸收，降低了饲料的营养价值［11］。β-葡聚糖酶能特异性水解β-葡聚糖的1-3或l-4等糖苷键，成为低分子糖，破坏了植物细胞壁的结构，释放出营养物质。降解的β-葡聚糖失去亲水性和黏性，降低消化道内容物粘度，提高了食糜的消化率和饲料的能量利用率，有效地改善单胃动物对营养物质的消化吸收，提高生长性能［12-13］。由此推测，将β-葡聚糖酶添加在青贮饲料中，能破坏青贮原料植物细胞壁的结构，在释放出低分子糖分的同时，也会降低原料的粘度，从而促进乳酸发酵。木聚糖是构成植物细胞壁的主要成分之一，与细胞壁其他物质共同发挥屏障作用，阻止细胞内养分的释放。木聚糖酶能够有效降解饲料的细胞壁结构，使包裹在细胞壁内的蛋白质、淀粉、脂肪等养分释放出来，从而提高这部分养分的消化率［14］。相对于单一酶，复合酶的作用底物更加广泛。因此，在青贮饲料中添加复合酶比添加单一酶会为乳酸菌发酵提供更充分的底物，产生更多乳酸，使青贮料p H降到4.0以下，抑制有害菌发酵和蛋白质水解作用，从而提高了青贮料发酵的品质［15］。本试验香蕉叶的NDF为68.77%，青贮后则降低至67.88%～63.40%，MIX3组极显著低于CON组。特别是，复合酶的添加使青贮的p H降低到4.2以下，并极显著低于CON组。但对LA、AA没有显著影响。这与Sheperd等［16］在大麦和野豌豆中添加纤维素酶青贮后只降低了青贮料的p H，而对有机酸等指标却无显著影响的结果相近似。朱旺生等［17］报道，在皇竹草青贮中添加纤维素酶能显著降低p H，增加LA、DM和CP。青贮中的气体和氨态氮都是不良微生物发酵的产物。本试验复合酶的添加使青贮的GLR和AN／TN显著降低，并使DMR和 WSC显著提高。说明复合添加纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶，能够显著抑制不良微生物的活动，减少WSC和CP等养分的损失，提高了DMR、改善了青贮品质。

在DMR、WSC和NDF这3个指标上，复合酶水平最高的MIX3组优于其它2组、MIX2组优于MIX1组，这与王继成等［18］的研究随酶添加量增加有提高青贮总有机酸和水溶性糖分的趋势基本一致。说明香蕉叶青贮的品质随纤维素酶、葡聚糖酶及木聚糖酶复合添加水平升高而进一步提高。

综上所述，纤维素酶、葡聚糖酶及木聚糖酶复合添加能显著提高香蕉叶青贮品质，并且随纤维素酶、葡聚糖酶及木聚糖酶复合添加水平升高青贮品质进一步提高。

［1］ 杨礼富，陆海燕.香蕉茎叶资源的饲料化研究［J］.云南热作科技，2000，23（4）：11-12.

［2］ 林陆山，李战华，赖济文，等.用香蕉蕉茎为主原料生产菌体蛋白饲料的方法：中国，941052052［P］.1994-05-16.

［3］ Poyyamozhi.The value of banana stalks as feed for goats.Animal Feed Sci［J］.and Tech，1986，15（2）：95-100.

［4］ Lopez-Baea A，Gomez J.Fermentation patterns of whole banana waste liquor with four inocula［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，1992，60（1）：85-89.

［5］ 庄益芬，张文昌，张 丽，等.添加剂对水葫芦青贮品质的影响［J］.中国农学通报，2007，23（9）：32-35.

［6］ 杨 胜.饲料分析及饲料质量检测技术［M］.北京：中国农业大学出版社，1993.

［7］ 森本宏.家畜栄養実験法［M］.東京：養賢堂発行，1971：1-149.

［8］ Broderica G A，Kang J H.Automated simultaneous determination of ammonia and amino acids in ruminal fluid and in vitro media［J］.Journal of Dairy Science，1980，33：64-75.

［9］ 陈美光，吴德峰.纤维素酶对杂交狼尾草青贮品质的影响［J］.家畜生态学报，2012（33）：85-88.

［10］ 陈鑫珠，张文昌，张建国，等.纤维素酶对象草玉米秸秆混合青贮品质的影响［J］.家畜生态学报，2011（32）：46-50.

［11］ 易华西，徐德昌.β-葡聚糖酶的应用及研究现状［J］.中外食品，2005（5）：38-39.

［12］ 李春磊，任海霞，王瑞明，等.β-葡聚糖酶的研究进展及在饲料方面的应用［J］.中国饲料添加剂，2006（2）：1-2.

［13］ 何玮璇，张永亮.β-葡聚糖酶的特性、功能及应用研究［J］.广东饲料，2010，19（8）：19-21.

［14］ 方 微，单玉萍，李 峰，等.木聚糖酶的作用机理及其在饲料中的应用［J］.中国饲料，2011（21）：21-24.

［15］ Muck R E，Kung J L.Effect of silage Additives on ensiling［A］.In：Silage：Field to Feedbunk，NRAES-99［C］／／Houston：Northeast Regional Agricultural Engineering Service，Ithaca，NY，1997：187-199.

［16］ Sheperd A C.Additives containing bacteria and enzymes for alfalfa silage［J］.J Dairy Sci，1995，78（3）：565-572.

［17］ 朱旺生，陈双梅.乳酸菌、纤维素酶、甲酸及其复合添加剂对皇竹草青贮品质的影响［J］.中国草食动物，2009，29（6）：42-44.

［18］ 王继成，晏和平.不同水平纤维素酶和木聚糖酶对青贮高梁品质的影响［J］.饲料研究，2006：57-61.