添加单宁酸对木薯叶青贮品质和有氧稳定性的影响

李 茂，字学娟，刁其玉，胡海超，唐 军，周汉林

（1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 / 海南省院士工作站，海南 儋州 571737；2.农业农村部饲料生物技术重点实验室，北京 100081；3.西北农林科技大学动物科技学院，陕西 杨凌 712100；4.海南大学热带农林学院，海南 儋州 571737）

木薯(Manihot esculenta)是我国南方热带地区重要的淀粉和生物能源作物[1]。木薯叶是木薯生产的副产物，年产量约300万 t[2]。中国热带农业科学院热带饲料作物与特色畜牧产业技术创新团队前期研究发现木薯叶饲用价值很高，可作为草食畜禽的优质粗饲料开发利用[3-6]。由于木薯叶富含生氰糖苷，实际生产中利用较少，大量研究表明，通过青贮可以降解饲草中的氢氰酸[7-9]。通过青贮木薯叶既能脱毒生氰糖苷又能满足饲草均衡供应，因此进行木薯叶青贮技术研究十分必要。有研究表明，木薯叶含水量大、蛋白质含量高且碳水化合物含量较低，这些特性导致其直接青贮品质较低，因此有必要使用合适的青贮添加剂提高青贮发酵品质[10]。单宁酸能够与蛋白质形成复合物，抑制微生物的蛋白酶水解活性，降低蛋白质分解，还能够抑制微生物的氧化磷酸化，影响微生物代谢，具有杀菌作用[11-13]。青贮时添加单宁酸能降低pH，改善青贮品质，被应用于苜蓿(Medicago sativa)、象草(Pennisetum purpureum)、黑麦草(Lolium perenne)等青贮调制[11-14]。单宁酸在木薯叶青贮中的应用还鲜有报道，其作用效果尚不明确。本研究探讨添加不同水平的单宁酸对木薯叶青贮饲料青贮发酵品质、有氧稳定性以及化学成分的影响，旨在为木薯叶饲料化利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为华南7号木薯幼嫩茎叶，营养成分含量为干物质16.11%，粗蛋白质17.33%，粗脂肪9.07%，酸性洗涤纤维36.59%，中性洗涤纤维45.83%。试验地点位于海南省儋州市的中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所畜牧实验基地。单宁酸由国药集团生产，为分析纯试剂。

1.2 试验设计

对照组(CK)为直接青贮；参考文献[11-12]中单宁添加水平并结合木薯叶饲料特性，设置单宁酸添加水平为0.5%、1%、2% (原料鲜重) 3个处理，分别记为TA1、TA2、TA3，每个处理3个重复。

1.3 试验方法

1.3.1 青贮饲料的调制

木薯叶收获后用铡草机切短至2 cm，称取约200 g装入专用青贮袋中，加入相应比例的单宁酸混匀，用真空包装机抽气密封，室温(约25 ℃)下保存30 d后开袋，进行取样分析。

1.3.2 样品分析

木薯叶青贮前和开袋后分别取样，在65 ℃下烘干48 h，粉碎制样待测。营养成分分析：干物质(dry matter,DM)采用烘干法测定，粗蛋白 (crude protein,CP)采用凯氏定氮法测定，中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)采用滤袋法，具体参考张丽英[15]的方法。饲料相对值(relative feed value,RFV)计算方法参照文献[16]，公式：RFV = (DMI × DDM) / 1.29，其中DMI = 120 / NDF，DDM = 88.9 - 0.779ADF。青贮品质分析：取青贮饲料20 g，加入80 mL去离子水，在4 ℃下浸提24 h，经双层纱布和滤纸过滤，pH用雷磁PHS-3C型pH计测定。乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量用岛津LC-20A型液相色谱仪测定，测定条件参考张磊[11]的方法，青贮饲料评分参照刘建新[17]的方法，有氧稳定性测定参照刘秦华[18]的方法。

1.4 数据分析

试验数据采用SAS9.0软件包和Excel软件进行处理和统计分析，处理间采用邓肯氏(Duncan)多重比较检验，用SAS程序对单宁酸水平与青贮发酵指标、营养成分进行线性、二次、三次相关分析，显著水平为P＜ 0.05。

2 结果与分析

2.1 木薯叶青贮饲料品质

单宁酸处理组木薯叶青贮饲料的pH显著低于对照组(P＜ 0.05)，其中TA2组最低，但不同单宁酸处理之间差异不显著(P＞ 0.05)；单宁酸处理组木薯叶青贮饲料的乳酸含量高于对照组，其中TA2组最高 (P＜ 0.05)，而对照组和 TA1组、TA3组乳酸含量无显著差异(P＞ 0.05)；TA1组乙酸含量最高(P＜ 0.05)，对照组乙酸含量最低，而对照组和TA2组，TA3组乙酸含量无显著差异(P＞ 0.05)；丙酸含量对照组低于其他各组，但各组间无显著差异(P＞ 0.05)；3个单宁酸处理组均未检出丁酸；单宁酸处理组总酸含量显著高于对照组(P＜ 0.05)，3个单宁酸处理组间无显著差异(P＞ 0.05)(表1)。单宁酸处理与发酵品质指标无显著相关关系(P＞0.05)。综上，木薯叶添加单宁酸能提高乳酸、总酸含量，降低青贮饲料pH和丁酸含量，明显改善木薯叶青贮发酵品质。

表1 添加单宁酸对木薯叶青贮饲料发酵品质的影响Table 1 Effects of tannic acids on fermentation quality of cassava foliage

2.2 木薯叶青贮饲料评分

对照组乳酸、乙酸、丁酸的Flieg氏得分和总分均显著低于单宁酸处理组(P＜ 0.05)，总分为75.13，等级为“良”，表明对照组青贮品质较差；3个单宁酸处理组评分总分均显著高于对照组(P＜0.05)，总分均高于90，等级为“优”，表明单宁酸处理能提高木薯叶青贮品质，不同浓度间青贮评分无显著差异(P＞ 0.05)(表2)。另外，单宁酸处理对青贮评分均无线性、二次和三次相关(P＞ 0.05)。

2.3 木薯叶青贮饲料有氧稳定性

木薯叶青贮饲料开封后pH逐渐上升，其中3个单宁酸处理组上升缓慢，对照组上升较快(图1)。各组有氧稳定的时间分别是对照组72 h，TA1组144 h，TA2和TA3组216 h。单宁酸处理组的有氧稳定性比对照组好，其中TA2组pH一直维持在较低水平，有氧稳定性最好。

图1 木薯叶青贮饲料的有氧稳定性Figure 1 The aerobic stability of cassava foliage silage

表2 木薯叶青贮Flieg氏青贮评分Table 2 Flieg grades of cassava foliage silage

2.4 木薯叶青贮饲料营养成分

对照组DM含量最低(P＜ 0.05)，TA2组DM含量最高(P＜ 0.05)，TA1组、TA3组DM含量无显著差异 (P＞ 0.05)；对照组 CP 含量最低 (P＜ 0.05)，TA1组CP含量最高，3个单宁酸处理组间差异不显著(P＞ 0.05)；对照组NDF和ADF含量最高(P＜0.05)，TA2组 NDF 和 ADF 含量最低 (P＜ 0.05)；与对照组相比，3个单宁酸处理组均显著提高青贮饲料的RFV值(P＜ 0.05)，其中对照组RFV值最低(P＜0.05)，TA2组 RFV 值最高 (P＜ 0.05)(表3)。单宁酸处理对NDF和ADF有线性相关(P＜ 0.05)，无二次和三次相关 (P＞ 0.05)。

表3 木薯叶青贮饲料营养成分含量Table 3 Nutrition contents of cassava foliage silage

3 讨论

3.1 添加单宁酸对木薯叶青贮品质和营养成分的影响

本研究中木薯叶直接青贮品质较差，pH高于5.0，添加单宁酸青贮后饲料pH降至4.20以下，与添加单宁酸的象草(Pennisetum purpureum)、葛藤(Pueraria lobata)青贮效果一致[11,19]。有机酸是反映青贮饲料发酵品质的另一重要指标，乳酸占有机酸总量比值越大，丁酸比值越小，或者不含丁酸，青贮饲料的品质越好[17]。本研究中单宁酸处理提高了木薯叶青贮饲料乳酸含量，呈现先增后降趋势，与紫花苜蓿(Medicago sativa)、木薯叶青贮中研究结果一致[12-13]。而葛藤茎叶、豌豆(Pisum sativum)/小麦(Triticum aestivum)混合青贮中添加单宁酸处理组乳酸含量却低于对照组，可能与原料特性和添加浓度有关[19-20]。在本研究中单宁酸处理增加了乙酸含量，苜蓿、象草和木薯青贮中均有相似结果[11-12,21]，其原因可能是发酵初期单宁酸延缓了乳酸发酵，使好氧微生物可利用底物较多，进而增加了乙酸含量。本研究中单宁酸处理组均未检出丁酸，与张磊[11]、Syahniar等[13]、杨冬梅等[19]的结果相似。说明单宁酸对丁酸菌等梭菌有很好的杀灭作用，抑制好氧腐败作用显著。总之，单宁酸的添加降低了木薯叶青贮pH，有利于乳酸生成，抑制丁酸产生，改善了青贮发酵品质。

本研究中添加单宁酸的木薯叶青贮饲料干物质和蛋白质损失降低，保留了较多的营养成分。前人在黑麦草(Lolium perenne)、象草、葛藤和木薯叶中添加单宁酸也增加了青贮饲料的DM、CP含量，与本研究结果相类似[11,13,19,22]。青贮过程中微生物除了消耗蛋白质外还需要消耗大量结构性碳水化合物，青贮原料中主要是以纤维成分形式存在，随着发酵进行，纤维成分随之降低。本研究中单宁酸处理降低了纤维成分含量，提高了木薯叶饲料营养价值，Syahniar等[13]也报道了类似的结果。而 Adesogan等[20]、Nascimento等[21]则发现单宁酸对纤维成分无显著影响，这可能与添加单宁酸的种类和结构不同，对微生物作用存在差异以及青贮原料纤维成分含量和结构差异有关，针对不同单宁酸对不同原料青贮效果，需要进一步研究。

3.2 添加单宁酸对木薯叶青贮饲料有氧稳定性的影响

青贮饲料开封后，暴露在空气中的有氧稳定性也是评价青贮饲料好坏的重要指标。本研究中单宁酸处理组有氧稳定性好于对照组，随着添加量增加，有氧稳定性有变差的趋势。张磊[11]、Oliveira等[23]在象草和高粱(Sorghum bicolor)青贮中也发现了相似的结果。这说明单宁酸抑制了腐败微生物，如酵母菌和霉菌的生长繁殖，从而降低了对饲料营养物质的消耗利用，这可能与单宁酸与蛋白质的络合反应有关。另外，本研究中单宁酸处理组乙酸、丙酸含量均高于对照组，挥发性脂肪酸对好氧微生物可能也有一定的抑制作用，有利于提高青贮饲料有氧稳定性。

4 结论

木薯叶添加单宁酸青贮提高乳酸含量，降低pH值和丁酸含量，改善青贮发酵品质，提高有氧稳定性；还可以有效减少青贮过程干物质和蛋白质的损失，降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，提高木薯叶青贮饲料的饲料相对值。综合考虑青贮发酵品质、有氧稳定性和营养成分，推荐木薯叶青贮单宁酸适宜添加浓度为1%。