添加乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮品质的影响

宋铁镇，赵梦迪，曹 雪，邸凌峰，李成云*

（1.延吉市动物疫病预防控制中心，吉林 延吉 133002：2.延边大学农学院，吉林 延吉 133002）

东方野豌豆是多年生豆科植物，主要生长在我国华北、东北及延边地区各县（市），是家畜喜欢食用的优质牧草之一。与紫花苜蓿营养价值基本相同，产量略高，可用于放牧、青贮和调质干草等方面[1-3]。目前，对东方野豌豆的的研究多数集中在生物学特性和主要成分的研究方面，利用其为原料制作青贮料的研究报道较少[4]。乳酸菌作为一种发酵促进剂，可以缩短青贮有氧发酵时间，加快糖类转化为乳酸，降低pH，减少营养物质消耗，提高青贮料品质。纤维素酶可以分解部分纤维素为可溶性糖，提高东方野豌豆的可溶性糖含量，为发酵提供营养，减少有机酸的损耗。结合乳酸菌和纤维素酶的特点以及东方野豌豆的特性，本试验主要探究添加不同剂量乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮品质的影响，以筛选出最佳添加量，使其能被更加合理有效的利用，从而为实际生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 青贮原料

试验于2016年8月在延边州草原管理站管辖地区进行，采用随机抽样的方法，采集新鲜成熟的东方野豌豆，备用。其主要营养水平含量（干重）为：干物质27.92%，中性洗涤纤维17.72%，酸性洗涤纤维41.20%，粗蛋白质18.01%，灰分5.53%。

1.1.2 添加剂

乳酸菌制剂：活性乳酸菌100亿cfu·g-1，由上海康地恩生物技术有限公司提供。纤维素酶制剂：酶活力为4 000 U·g-1，由上海康地恩生物技术有限公司提供。

1.2 试验设计

试验分为6组，每组3个重复，其中CK为不添加对照组，CF1、CF2、LD1、LD2和MIX具体添加量见表1。

表1 纤维素酶制剂和乳酸菌制剂添加量g·kg-1FM

1.3 试验方法

1.3.1 青贮料的制备

按试验设计的对应比例正确称量添加剂质量，将其与无菌蒸馏水均匀充分混合。取新采摘的成熟东方野豌豆做切段处理，保证处理后每段为1～2 cm。将配置好的溶液均匀喷洒与每小段原料上，对照组为保证准确喷洒于处理组等量的无菌蒸馏水。将已处理完毕的原料称量500 g，放置于聚乙烯袋内，放入过程要求尽可能排出其中气体，压实后，密封封口处。放置于避光室温环境下，青贮60 d。

1.3.2 样品制备

青贮完成后，开启封口，将发酵结束的东方野豌豆在其中均匀混合。随机取发酵料100 g，将其放入风干箱，60℃下烘干36～60 h直至恒重。将烘干样品研磨后，存放在密封性好的棕色玻璃瓶内，待测。

1.4 发酵品质评定

测定试验均在延边大学动物营养实验室内完成。氨态氮采用常规方法测定[5]。化学成分测定参照《饲料分析及质量检测技术》中营养成分的测定方法[6]。pH和有机酸的测定在青贮结束后，将袋中青贮料混合均匀，称量15 g，将其放入150 mL蒸馏水内约12 h，将浸液滤出，用电子酸度计测定其pH，并采用高效液相色谱测定有机酸含量[7-8]。

1.5 统计分析

试验数据采用SPSS 17.0软件One Way ANOVA方法进行统计分析，并进行Duncan's多重比较，结果以“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 添加不同剂量乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮氨态氮、有机酸和pH的测定

添加不同剂量乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮氨态氮、有机酸和pH的测定结果见表2。

由表2可知，NH3-N含量呈现逐渐降低，各试验组相对于CK降低19.34%～38.62%，各试验组之间差异显著（P＜0.05），MIX组下降效果最明显。添加不同剂量乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮中乳酸含量成上升趋势，CF1、CF2、LD1、LD2、MIX各组乳酸含量相比CK组分别上升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），较CK组差异显著（P＜0.05），LD1和CF1、LD2和CF2组乳酸含量差异显著（P＜0.05），且LD1、LD2组乳酸含量高于CF1、CF2，MIX与LD2组含量差异不显著（P＞0.05）。各试验组中乙酸含量CK组均呈现下降趋势，相对于降低了6.18%～40.45%，各试验组之间差异显著（P＜0.05），MIX各组乙酸含量最低。各组中丙酸含量均为0。CK组检测出丁酸，其余试验组含量较少，LD1、LD2、MIX各组丁酸含量差异不显著（P＞0.05）。CF1、CF2、LD1、LD2、MIX各组青贮料pH相比CK组分别降低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，在等量加入添加剂的组别中，CF1组的pH要高于LD1组的pH，CF2组的pH高于LD2组的pH；在加入同类型添加剂组别中，CF1、LD1组的pH高于CF2、LD2组的pH。

2.2 添加不同剂量乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮化学成分的影响

添加乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮饲料营养成分的影响见表3。

各处理组DM含量相对于CK组呈逐渐上升趋势，分别提高了9.05%、18.73%、28.58%、34.86%和39.45%，相对于CK组差异显著（P＜0.05）。单独添加或混合添加纤维素酶和乳酸菌都可以提高干物质的含量，间接反映出青贮中干物质损耗逐渐减少。纤维素酶添加LD1、LD2和MIX组都可以显著降低NDF、ADF组含量，相对于CK组差异显著（P＜0.05），CF1、CF2组纤维含量高于LD1、LD2、MIX组纤维含量，但高于CK组。各试验组CP含量相对于CK组含量提高11.48%～32.53%，单独添加或混合添加酶和乳酸菌在青贮过程中加快了乳酸菌繁殖，快速成为优势菌种，抑制有害微生物分解蛋白质，减少了营养损失，提高青贮料营养。各试验组ASH含量差异显著（P＜0.05），较CK组粗灰分含量降低29.15%～54.36%。

表2 添加乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮氨态氮、有机酸和pH的影响

表3 添加乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮饲料营养成分的影响 %

3 讨论与分析

3.1 添加不同剂量乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮氨态氮、有机酸和pH的影响

青贮饲料具有营养价值高、保存时间长的特点，逐渐成为畜牧业的一种趋势[9-10]。自然条件下青贮，乳酸菌含量＜1%，人工加入乳酸菌后可以加快其成为优势菌种，遏制二次发酵，减少营养损失，生成抗菌物，使营养长时间得以保存[11-14]。而酶制剂作用于植物细胞壁，水解使其降解，生产能源物质糖类，为发酵提供营养，间接遏制有害微生物，减少有机酸损耗[15]。Dean等研究表明，添加纤维素酶可以降低pH和氨态氮含量，进而提高青贮料的品质。氨态氮不仅可以反映出发酵过程中CP分解的量，而且其含量还与青贮料的饲用价值有关[16]。本试验中，根据化学成分中CP含量降解减少，氨态氮含量同样会减少，表明青贮饲用价值得以提升。

试验研究结果表明，各试验组pH较CK组降低14.35～24.35%，LD1、LD2组低于CF1、CF2组pH，添加纤维素酶比添加乳酸菌制剂能更快的加快反应进行，让乳酸菌成为优势菌种，减少其他有害微生物的繁殖，产生更多乳酸和乙酸，降低pH。CF1、CF2组虽然加入乳酸菌，但在反应前期，由于植物本身可溶性碳水化合物含量较少，无法供应营养物质，导致乳酸菌不能很好的发挥作用，影响发酵进程，因此CF1和CF2组pH＜LD1和LD2组。赵苗苗等研究表明，添加乳酸菌及纤维素酶可显著降低象草青贮pH（P＜0.05），与本试验研究结果相似[17]。试验中，各试验组乳酸含量较CK组乳酸含量差异显著（P＜0.05），其中MIX组效果最优。原因可能是因为同时加入乳酸菌和纤维素酶二者具有促进作用，加入乳酸菌让其更早成为优势菌种，而纤维素酶可以破坏植物细胞壁，为反应提供底物，使生成的乳酸含量增加。各试验组间乙酸含量差异显著（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谢，表明损耗较少，青贮料品质提高。各试验组丙酸含量均为0。丁酸是腐败菌分解得到的产物，CK组检测出丁酸，说明青贮品质差，而各试验组丁酸含量减少，特别是LD1、LD2、MIX各组含量及微量，说明腐败菌等的生长繁殖受限制，青贮料营养更丰富。Hristov等研究表明，在青贮饲料中加入植物乳酸杆菌可以降低pH，增加乳酸含量[18]。杨泉灿等研究添加牧乳酸菌和纤维素酶于茭白青贮中，可以降低青贮料pH，增加乳酸含量[19]。刁其玉等在青贮苜蓿草中加入乳酸菌和纤维素酶可以显著提高有机酸含量[20]。与本试验研究结果一致。

3.2 添加不同剂量乳酸菌和纤维素酶对东方野豌豆青贮化学成分的影响

各试验组的DM和CP含量相对于对照CK组含量均呈上升趋势，含量差异显著（P＜0.05）；NDF、ADF、ASH组含量相对于对照CK组含量均呈下降趋势，含量差异显著（P＜0.05）。其中，各试验组DM含量较CK组含量提高9.05%～39.45%。其中MIX组最优，说明经同等量混合加入乳酸菌和纤维素酶制剂制作青贮更利于降低干物质的损失。各试验组CP含量均高于CK组含量（P＜0.05），说明单独或混合加入酶制剂或（和）纤维素酶均可以减少CP的损失，提高青贮料的营养价值。CF1、CF2组的CP含量低于MIX、LD2组，可由于植物本身可溶性碳水化合物含量少，虽前期加入乳酸菌，但由于底物不足，分解了部分蛋白质，导致其测定量减少。赵国琦等研究表明，青贮大黍加入纤维素酶可以显著增加CP的量。NDF和ADF含量也显著降低，LD2组纤维含量最低，主要是因为纤维酶制剂的添加，降解了部分纤维素[21]。LD1较LD2组下降较少，表明其作用与加入量成正比，各试验组ASH含量较CK组含量差异显著（P＜0.05）。Spoelstra等研究表明，在玉米青贮饲料中加入纤维性酶可以显著降低纤维的含量（P＜0.05）[22]。徐亚姣等研究表明，马铃薯茎叶青贮饲料加入纤维素酶可以显著降低NDF、ADF含量，与本试验研究结果一致[23]。

4 结 论

本试验中乳酸菌和纤维素酶以不同比例混合添加，均显著改善青贮品质，提高了青贮的营养价值，且以添加0.5 g·kg-1纤维素酶+0.5 g·kg-1乳酸菌酶的MIX组品质最优。