添加果胶渣对玉米秸秆青贮的影响

王昊 杨毅 郭天煜 鞠鑫鑫 李华 罗星

摘要：利用果胶渣作为添加剂对玉米秸秆进行青贮，以pH、干物质损失率、挥发性脂肪酸含量、可溶性碳水化合物含量、纤维素含量等变化为评价指标，对贮存效果进行分析，以期为玉米秸秆青贮寻找一种新型添加剂。结果表明，添加果胶渣对玉米秸秆青贮具有较好的效果，能快速降低贮存过程的pH，最低pH达到3.97;能提高可溶性碳水化合物含量，为乳酸菌快速繁殖提供充足的原料;能减少乙酸生成量，降低贮存过程腐败的可能性;能较好地降低贮存过程中的干物质损失。

关键词：玉米青贮;添加剂;果胶渣;发酵品质

中图分类号：S816.5+3         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）17-0095-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.025           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： The pectin residue was used as an additive for corn stalk silage， the changes of pH value， the loss rate of dry matter， volatile fatty acid content， water-soluble carbohydrates content and cellulose content were taken as evaluation indexes to analysis the silage effect， and hope to search a new additive for corn straw silage. The results showed that the addition of pectin residue had a good effect on corn straw silage. It can quickly reduce the pH value in storage process， and the minimum pH value reaches 3.97， improve the content of water-soluble carbohydrates and provide sufficient raw materials for the rapid propagation of lactic acid bacteria， reduce the amount of acetic acid and reduce the possibility of corruption in storage process， reduce dry matter loss during storage.

Key words： corn silage; additives; pectin slag; fermentation quality

中国是玉米生产大国，年玉米秸秆产量超过2亿t，合理开发利用玉米秸秆成为重要的研究课题。玉米秸秆青贮饲料化利用可以较大限度地保存原料的营养价值，并以鲜嫩多汁的适口性特点，调节青绿饲料的季节性盈缺，提高动物的采食量和利用率。玉米秸秆的青贮是在厌氧环境中利用乳酸菌大量繁殖，形成优势菌群，快速降低贮存环境的pH，抑制大肠杆菌、梭菌和芽孢杆菌的活性，从而降低贮存过程中的营养损失，提高发酵产品的品质[1]。pH是秸秆贮存过程中的重要指标[2]， pH低于4.2贮存具有较好的效果[3]。

添加乳酸菌制剂在国外的应用已经十分普遍，国内许多地区因地制宜地对玉米秸秆添加甜菜渣[4]、水葫芦[5]、糖蜜[6]、苹果渣[7]等进行青贮。这些青贮玉米秸秆各有特点，共同特点是能够减缓营养物质的损失，能较好地提高贮存过程中的发酵品质。同时需要注意的是青贮原料的特性、环境条件、青贮技术及添加剂本身的特性等对添加剂效果都会有影响[8]。

中国苹果产量占全球的近50%，是世界最大的苹果汁生产国，占世界苹果汁总供应量的2/3。苹果汁生产中会产生20%～40%的苹果渣，苹果渣富含水溶性膳食纤维（主要是果胶）和不溶性膳食纤维。众多企业利用苹果渣提取果胶，产生65%～80%的果胶渣，这些果胶渣呈黏稠状，有浓郁的芳香味，富含营养元素，是动物饲料优质的添加剂。为此，本研究利用刚去穗的玉米秸秆添加果胶渣进行青贮，研究添加剂对青贮品质的影响，以期对提高去穗玉米秸秆青贮制作生产水平提供参考。

1  材料与方法

1.1  材料

玉米秸秆取自烟台市牟平区高陵镇农田，收获玉米穗后，秸秆用粉碎机切割揉搓成3～4 cm段。果胶渣取自烟台北方安德里果汁股份有限公司。

1.2  试验方法

取玉米秸秆加入其干物质含量10%的果胶渣，加水调整含水率至60%，搅拌均匀，放置平衡24 h。准确称量100g装入密封袋中，抽真空，置于恒温培养箱26 ℃避光贮存。不同时间取出检测贮存特性指标。同时进行不添加果胶渣试验作空白对照。

1.3  检测方法

可溶性碳水化合物（WSC）的测定采用硫酸蒽酮法[9]，贮存秸秆60 ℃烘干，粉碎，用乙醚研磨提取，75 ℃浸提，硫酸-蒽酮比色法测定;pH用酸度仪测定，样品加10倍水，25 ℃振荡平衡4 h，测定溶液pH;干物质损失率采用重量法测定，贮存前秸秆干物质质量减去取样时秸秆干物质质量，得到干物质损失量，除以贮存前秸秆干物质质量的干物质损失率;挥发性脂肪酸用气相色谱法检测，秸秆加入蒸馏水浸提4 h，上清液离心，用甲酸调节pH为2～3，过0.22 μm水系滤膜，用气相色谱仪测定;纤维素用范氏洗涤法测定[10]，称取0.5 g干燥粉碎秸秆粉装入检測袋中，用纤维素分析仪测定[11]。

2  结果与分析

2.1  添加果胶渣对玉米秸秆青贮过程中pH的影响

果胶渣呈微酸性，pH 6.5左右，添加果胶渣对玉米秸秆青贮有一定影响，结果如图1所示。从图1可以看出，添加果胶渣初始pH略低于空白组，随着贮存时间的延长pH迅速降低，10 d后相对保持平稳。在180 d的取样检测中发现添加果胶渣和不添加果胶渣贮存玉米秸秆pH都小于4.3，具有较好的酸性环境。其中添加果胶渣组pH整体低于空白组，检测最低达到3.97，说明添加果胶渣有利于青贮玉米秸秆创造更好的酸性环境。

2.2  添加果胶渣对玉米秸秆青贮过程中干物质损失的影响

玉米秸秆的干物质主要由植物多糖、木质素、灰分和其他有机物组成，干物质损失就是质量损失。在青贮过程中干物质损失主要是因为好氧菌和厌氧菌对秸秆中可溶性碳水化合物的消耗。添加果胶渣青贮玉米秸秆干物质损失如图2所示。从图2可以看出，贮存开始阶段干物质损失较快，当贮存30 d以后干物质损失率基本保持不变。在180 d贮存过程中干物质损失率都低于2%，具有较好的贮存效果。添加果胶渣进行玉米秸秆青贮干物质损失率略低于空白组，说明果胶渣中的可溶性碳水化合物含量较高，乳酸菌能快速繁殖，迅速达到厌氧状态，抑制了干物质的消耗。

2.3  添加果胶渣对玉米秸秆青贮过程中乳酸、乙酸含量的影响

玉米秸秆青贮过程中的有机酸含量是评判贮存发酵效果的一个重要指标[3]，贮存效果的优劣取决于乳酸菌，乳酸是乳酸菌主要的代谢产物，乳酸生成量是反映湿贮存质量的重要指标，也是影响pH的主要因素。乙酸主要来源于乙酸菌和乳酸菌，乙酸菌在有氧气存在的条件下可以产生大量的乙酸[12]。

本研究以秸秆贮存过程中乙酸和乳酸的变化判断贮存效果，检测结果如表1所示。从表1可以看出，乙酸含量在贮存前期迅速增加，20 d后基本保持不变，随着贮存时间的延长乙酸含量逐渐降低，说明低pH使乙酸菌失去活性，乙酸逐步被分解转化而降低。其中添加果胶渣贮存的玉米秸秆乙酸含量低于空白组;贮存过程中乳酸含量逐渐增加，30 d后基本保持不变，说明较大的酸性抑制了乳酸菌的活性。经过180 d的贮存发现，添加果胶渣组的乳酸含量高于空白组;说明添加果胶渣有利于玉米秸秆青贮。

2.4  添加果胶渣对玉米秸秆贮存过程中纤维素含量的影响

玉米秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素等组成，在玉米秸秆青贮过程中，纤维性营养物质会转化为更适合微生物吸收利用的营养成分，使得纤维素含量降低。由图3可以看出，在玉米秸秆贮存的前期纤维素含量迅速降低，其中添加果胶渣纤维素含量降低较快，30 d后纤维素含量基本保持不变。贮存180 d后添加果胶渣与空白组纤维素含量基本相同，说明添加果胶渣在贮存初期能快速转换纤维素，长期贮存不能起到减少纤维素损失量的作用。

2.5  添加果胶渣对玉米秸秆贮存过程中可溶性碳水化合物的影响

可溶性碳水化合物是乳酸菌形成乳酸的原料，乳酸菌发酵底物充足，能产生足够的乳酸，造成较好的酸性环境，从而抑制或杀死真菌等有害微生物，达到秸秆贮存的目的。从图4可以看出，添加果胶渣玉米秸秆中可溶性碳水化合物含量高于空白组中的含量，添加果胶渣使得初始碳水化合物含量高，有利于乳酸菌大量繁殖，使得碳水化合物含量迅速降低，20 d后碳水化合物含量基本保持不变。180 d的贮存过程中添加果胶渣玉米秸秆的碳水化合物含量始终高于空白组。因此添加果胶渣具有较好的贮存效果。

3  小结

果胶渣是果汁厂的废弃物，可溶性碳水化合物含量高，是动物饲料的优良添加剂，可用于玉米秸秆青贮;添加果胶渣进行玉米秸秆青贮，可较快增加发酵过程中乳酸生成量，从而迅速降低发酵pH，提高贮存效果。相对于不加果胶渣玉米秸秆青贮，能减少乙酸生成量，从而降低发酵腐败的可能性。添加果胶渣进行玉米秸秆青贮，可以降低贮存过程中干物质损失率，使贮存半年后的干物质损失率低于2%， 满足贮存标准，提高了玉米秸秆的可利用资源量。

参考文献：

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[2] 程银华，雷雪芹，徐廷生，等.玉米秸秆揉丝微贮与传统青贮饲料发酵过程中pH和微生物的变化[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2014，42（5）：17-20.

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[4] 王建明，孙容非.添加剂在玉米秸秆青贮中的应用及几点体会[J].中国牛业科学，2011，37（6）：84-85.

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[6] 吕文龙，刁其玉，闫贵龙.不同添加剂对不带穗玉米秸秆青贮发酵品质的影响[J].中国畜牧兽医，2010，37（3）：22-26.

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[11] 王金主，王元秀，李  峰，等.玉米秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的测定[J].山东食品发酵，2010（3）：44-47.

[12] 刘桂要.玉米秸秆青贮过程中微生物、营养成分及有机酸变化规律的研究[D].陜西杨凌：西北农林科技大学，2009.