短乳杆菌及不同品种对全株玉米青贮品质和CNCPS组分的影响

徐生阳，闵旭东，云 颖，玉 柱

（中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193）

全株玉米青贮因具有保存效果好、营养价值高等优点被作为重要的饲料来源，在我国奶牛生产中应用广泛[1]，同时在欧美等发达地区也得到了广泛应用[2-3]。在玉米青贮生产中，管理不善等原因往往会造成二次发酵，降低青贮品质[4-5]。有研究表明，添加异型发酵乳酸菌的黑麦草青贮发酵品质较好，无芒雀麦青贮在有氧暴露过程中青贮品质稳定[6-7]。因此，乳酸菌添加剂被广泛用于改善青贮品质[8]。

美国康奈尔大学的学者提出了康奈尔净碳水化合物—蛋白质体系（Cornell Net Carbohydrate And Protein System，CNCPS）[9]，CNCPS体系将饲料碳水化合物分为CA（糖类和有机酸）、CB1（淀粉和果胶）、CB2（可溶解纤维）、CB3（可消化纤维）、CC（不可利用纤维），其中CA被分为CA1（挥发性脂肪酸）、CA2（乳酸）、CA3（其他有机酸）和CA4（可溶性糖）4部分[10]；将蛋白质分为PA（非蛋白氮）、PB（真蛋白质）和PC（结合蛋白）3个部分，其中PB又分为PB1（快速降解真蛋白质）、PB2（中速降解真蛋白质）、PB3（慢速降解真蛋白质）[9]。国内，靳玲品等[11]应用CNCPS的原理和方法评定了全株玉米青贮，认为CNCPS体系对饲料营养价值的评价更为精确。本研究结合CNCPS的划分方法，探究短乳杆菌（Lactobacillus brevis，LBR）及不同玉米品种对全株玉米青贮CNCPS组分及青贮品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料 4个品种的全株玉米分别为先玉335、奥玉5102、FGI1、FGI2，其中FGI1和FGI2为蓝德雷(北京)贸易有限公司从国外引进品种。LBR由中国农业大学牧草青贮实验室提供。

1.2 试验设计 本研究于河北涿州实验基地选取蜡熟期的4个不同品种的玉米进行青贮制作。将全株玉米粉碎后混匀，处理组添加短乳杆菌（1×105CFU/g），对照组添加等量蒸馏水，添加完毕后再次混匀，装入5 L的青贮桶中，共8个处理，每个处理3个重复，共24桶。青贮120 d后开封，取样分析。

1.3 测定方法 采用雷磁PHS-3C型pH计测定pH，采用岛津LC-20A型高效液相色谱仪（色谱柱：KC-811 column，Shimadzu，日本；检测器：SPD-M10AVP；流动相：3 mmol/L高氯酸，流速1 mL/min，柱温50℃；检测波长210 nm，进样量5 μL）分析乳酸（LA）和挥发性脂肪酸，包括乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）[12]。采用苯酚-次氯酸钠法测定氨态氮/总氮（AN/TN）[13]。

采用Van Soest等[14]的方法测定青贮样品中中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量。采用硫酸-蒽酮比色法测定可溶性碳水化合物（WSC）[15]。采用Van Soest等[16]的方法测定青贮样品中中性洗涤不溶蛋白质（NDIP）、酸性洗涤不溶蛋白质（ADIP）和酸性洗涤木质素（ADL）的含量。采用Licitra等[17]的方法测定青贮样品中的非蛋白氮（NPN）和可溶性蛋白（SOLP）。采用AACC（1976）的方法测定淀粉（Starch）[17]。采用AOAC法测定粗脂肪（EE）、灰分（Ash）、粗蛋白（CP）、干物质（DM）[18]。

1.4 CNCPS计算方法 饲料碳水化合物中各组分计算公式[10]：

饲料蛋白组分的计算公式[9]：

1.5 统计分析 采用Excel进行均值和标准误的计算，采用SPSS17.0进行单因素ANOVA分析，组间两两比较采用Duncan's法。结果表示为平均值±标准误。

2 结果与分析

2.1 LBR及不同品种对全株玉米青贮发酵品质的影响 由表1可知，所有处理组的pH均小于4.20，AN/TN都在10%以下。添加LBR后各品种AN/TN显著降低（P＜0.05），先玉335的pH显著降低（P＜0.05），其余品种的pH无显著变化（P＞0.05）。4个品种添加LBR后LA含量均显著提高（P＜0.05），先玉335、FGI1和FGI2添加LBR后AA含量显著提高（P＜0.05），添加LBR后奥玉5102、FGI1的BA含量显著降低（P＜0.05）；对照组中，奥玉5102的pH显著低于其他品种（P＜0.05），奥玉5102的AN/TN显著低于先玉335、FGI2（P＜0.05），奥玉5102的AA含量显著高于先玉 335、FGI2（P＜0.05）。

2.2 LBR及不同品种对全株玉米青贮营养品质的影响由表2可知，添加LBR后先玉335、FGI2的ADF和NDF含量显著降低（P＜0.05），FGI1的NDF含量显著提高（P＜0.05），奥玉5102、FGI1的Starch含量显著降低（P＜0.05），FGI2的Starch含量显著提高（P＜0.05），先玉335、奥玉5102和FGI2中EE含量显著提高（P＜0.05）。奥玉5102、FGI1的WSC含量均显著低于对照组（P＜0.05）；对照组中，先玉335的NDF含量显著低于其他品种（P＜0.05），先玉335和FGI1的ADF含量显著低于奥玉5102、FGI2（P＜0.05）。FGI1的Starch和WSC含量显著高于其他品种（P＜0.05），先玉335的DM含量显著高于其他品种（P＜0.05）。

表1 LBR及不同品种对全株玉米青贮发酵品质的影响

2.3 LBR及不同品种对全株玉米青贮CNCPS碳水化合物组分的影响 由表3可知，添加LBR显著提高先玉335、FGI2的CHO含量（P＜0.05），显著降低了先玉335的CC含量（P＜0.05），显著提高先玉335、奥玉5102和FGI2的CA含量（P＜0.05），显著提高FGI2的CB1含量（P＜0.05），对FGI2的CNSC和CC含量无显著影响（P＞0.05）；对照组中，FGI1的CA、CB1和CNSC含量显著高于其他品种（P＜0.05），FGI1中CC含量显著低于奥玉5102（P＜0.05），与先玉335、FGI2的CC含量不存在显著差异（P＞0.05）。

由表4可知，添加LBR显著降低4个品种中PA含量（P＜0.05），显著提高4个品种中PB1+PB2含量（P＜0.05），显著提高先玉335、奥玉5102和FGI1中PB3含量（P＜0.05），显著降低先玉335、FGI1和FGI2中PC含量（P＜0.05）；对照组中，先玉335中PA含量显著低于其他品种（P＜0.05），先玉335中PB1+PB2含量显著高于其他品种（P＜0.05），FGI2中PC含量显著低于其他品种（P＜0.05）。

3 讨 论

3.1 LBR及不同品种对全株玉米青贮发酵品质的影响通常认为制作成功的青贮pH应在4.2以下，AN/TN应低于10%[20-21]，本研究的所有处理均符合上述条件。添加LBR能够使全株玉米青贮进行异型乳酸发酵，LBR具有高产酸能力[6]，所以4个玉米品种添加LBR后LA的含量显著提高。先玉335、FGI1和FGI2添加短乳杆菌后AA含量显著提高，说明在发酵过程中异型发酵乳酸菌将LA转变为AA[22]。Danner等[23]研究表明，AA可以稳定提高青贮饲料有氧稳定性。LA和AA的含量较高表示玉米青贮品质良好[22]。有机酸、水溶性碳水化合物和蛋白质可以被梭菌等有害菌作为发酵底物，产生氨态氮和BA，不但造成了营养物质的损失，而且还会影响饲料口感，造成动物中毒，因此氨态氮和BA含量是评价青贮饲料品质的重要指标[24]。本研究中，各品种全株玉米添加LBR后AN/TN显著降低，奥玉5102+LBR、FGI1+LBR处理组BA含量显著降低，LA含量显著提高，说明LBR可以减少BA和AN的产生，提高发酵品质；对照组中，奥玉5102的pH、AN/TN显著较低，奥玉5102中AA含量显著低于先玉335、FGI2，说明其发酵品质好于其他品种。

表2 LBR及不同品种对全株玉米青贮营养成分的影响

表3 LBR及不同品种对全株玉米青贮CNCPS碳水化合物组分的影响

表4 LBR对不同品种全株玉米青贮CNCPS蛋白组分的影响

3.2 LBR及不同品种对全株玉米青贮营养成分的影响ADF影响家畜对饲草的消化，NDF含量与饲草适口性相关，两者含量可以间接反映饲草品质，通常ADF和NDF含量越多，可供牲畜吸收的营养成分就越少[25-26]。本研究中添加LBR后先玉335、FGI2的ADF和NDF含量显著降低。但也有研究表明，添加异型乳酸菌可显著提高全株玉米青贮中NDF含量[27]，这与本研究中FGI1的结果类似。EE含有较多热能，是能量供给的重要物质，也是衡量饲料营养价值水平的重要物质[25]。本试验中，先玉335、奥玉5102和FGI2添加LBR后EE含量显著提高。FGI2添加短乳杆菌后Starch含量提高，而较高的Starch水平有利于瘤胃发酵[28]，说明添加LBR可能在一定程度上会有利于FGI2青贮在动物瘤胃中的发酵。水溶性碳水化合物与Starch是全株玉米中碳水化合物的组成部分[29]。其中水溶性碳水化合物易于发酵，为乳酸菌的增殖提供营养物质[4]。在本研究中，奥玉5102+LBR、FGI1+LBR处理组WSC的含量均显著低于对照组，说明添加LBR后乳酸菌的增殖会消耗一部分的水溶性碳水化合物。对照组中，FGI1的ADF含量显著低于奥玉5102、FGI2，FGI1中Starch和WSC含量显著高于其他品种，说明FGI1品种的营养成分相对较好。

3.3 LBR及不同品种对全株玉米青贮CNCPS组分的影响 本研究中，先玉335添加LBR后CC含量显著降低，CA含量显著提高，说明添加LBR后可能会使得先玉335的CHO在瘤胃内的利用率提高[30]。FGI2添加LBR后CHO、CA和CB1含量显著提高，CC和CNSC含量无显著变化，说明LBR可能会使得FGI2的CHO在瘤胃内利用率提高。对照组中，FGI1中CA、CB1和CNSC的含量显著高于其他品种，CC含量显著低于奥玉5102，说明FGI1的CHO在瘤胃内的利用率可能会高于其他品种。

本研究中，所有品种添加LBR后PA含量显著降低，PB1+PB2含量显著提高，先玉335、奥玉5102和FGI1添加LBR后PB3含量显著提高，说明LBR可以减少各品种中真蛋白的降解。蛋白质组分中PB组分可以过瘤胃并在小肠中消化[31]，说明添加短乳杆菌可以为反刍动物增加一些瘤胃非降解蛋白质（RUP）。PB1、PB2和PA为瘤胃微生物合成微生物蛋白提供了主要氮源，但补充青贮蛋白氮可以提高瘤胃微生物氮合成的速率，而非蛋白氮不能[32]，说明添加LBR可以一定程度上为瘤胃微生物合成微生物蛋白提供更多氮源。组分结合蛋白属于不可利用的蛋白，其含量越低，蛋白质的生物学效价越高[25]。本研究中，添加LBR显著降低先玉335、FGI1和FGI2中PC含量，说明LBR可以提高先玉335、FGI1和FGI2的蛋白质效价。对照组中，先玉335中PA含量显著低于其他品种，PB1+PB2含量显著高于其他品种，说明先玉335中真蛋白的降解要小于其他品种。FGI2中PC的含量显著低于其他品种，说明FGI2的蛋白质效价要高于其他品种。

4 结 论

LBR可提高FGI1的发酵品质，抑制所有供试品种的真蛋白质的降解；先玉335添加LBR后CC含量显著降低，而糖类和有机酸的含量显著提高；奥玉5102的发酵品质好于其余品种；先玉335真蛋白的降解程度低于其余品种。