不同益生菌制剂对青饲玉米发酵品质及体外消化率的影响

麦提图尔荪·阿卜杜克热木，努尔哈提·斯拉甫尔，米日扎提·艾热提，杨兆岐，乌斯满·依米提

（新疆大学 生命科学与技术学院，新疆 乌鲁木齐830046）

【研究意义】新疆是我国主要牧区之一，草地资源占全国20%以上，牧草需求大[1-2]。每年产各类农作物非常之多，但将其转化为饲料不到30%[3-4]。青饲玉米生长速度快、产量高、含糖量高、叶片柔软多汁、适口性好［5－6］等优点。在青贮饲料发酵过程中，组合使用纤维素分解菌和乳酸菌复合制剂能够有效改善发酵草料组织结构，显著提高青贮饲料营养价值[7-8]。【前人研究进展】青贮是保存和开发饲料资源、发展高效益畜牧业的有效手段。青贮是利用微生物发酵青草料的厌氧过程，饲料添加剂可以有效改善青贮饲料的发酵品质[9]。李红亚等[10-11]研究表明，添加乳酸菌能增加青贮早期乳酸菌数量，降低pH，从而抑制霉菌繁殖，改善发酵品质[12]。徐炜、马春晖等［13-14］研究表明纤维素分解菌能有效分解青饲玉米的纤维素。乳酸菌和纤维素分解菌混合培养在2.0%蔗糖溶液中，测其生长曲线，实验结果表明，两种菌并无相互抑制作用[15-16]。微生物制剂混合添加比起单独添加乳酸菌和纤维素分解菌青贮饲料的发酵品质的改善效果更好[17]。王宪举等[18]证实青贮饲料在微生物发酵中产生乳酸，具有芳香气味，适口性好，易于反刍家畜消化吸收，是家畜不可缺少的优质饲料来源，其品质的优劣及营养价值的高低是影响家畜生产性能的重要因素［19］。【本研究切入点】益生菌制剂混合添加比起单独添加乳酸菌和纤维素分解菌对青饲玉米发酵品质，体外消化率的改善效果更佳[20-21]。青贮饲料在微生物发酵中产生乳酸，具有芳香气味，适口性好，易于反刍家畜消化吸收［22］。纤维素分解菌能分解纤维素对其消化率的提高起到关键性作用［23］。【拟解决的关键问题】以青饲玉米为实验材料，用自研发制出的混合微生物添加剂，对其进行青贮发酵，探讨益生菌制剂对青饲玉米发酵品质和体外消化率的影响，提高饲料利用率。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验所用菌株以新疆大学资源微生物开发与利用课题组从中国新疆吐鲁番地区玉米秸秆中分离得到自主分离、鉴定、保存的高效乳酸菌A4（植物乳杆菌），A7（肠膜明串珠右旋葡聚糖亚种）和分别从牛、羊瘤胃中分离得到的纤维素分解菌Nf，Y6（均为噬麦芽寡养单胞菌）等比例混合成复合菌剂。活菌数为5.6×1010CFU/g。其他两组秸秆发酵剂分别购于益加益生物工程有限公司产出的益加益秸秆发酵剂活菌数为2.0×1011CFU/g和北京和牧同兴农牧科技公司产出的饲草香秸秆发酵剂，活菌数为5.0×1010CFU/g。2018年4月播种于新疆吐鲁番地区托克孙县，2018年10月人工收割的结实期饲用型玉米做青贮材料。使用直径8 cm，高20 cm，壁厚0.1 cm，容积1 L的螺口发酵瓶作为青贮饲料发酵容器。试验根据添加剂粉的不同分为对照组和3个实验组。

1.2 青贮饲料制作

将秸秆发酵剂用红糖活化12 h对一定量的无菌去离子水稀释，把活化好的菌悬液跟一定量麦麸混合搅拌均匀，不粘手能很容易撒开就好。将刈割后水分含量调节到60%～75%的全株玉米秸秆切碎至2～5 cm长。对照组喷洒等量的无菌水（没有添加剂）。各实验组将青贮饲料秸秆发酵剂以3%的比例添加到切好的青贮玉米材料，快速压实填满于容积1 L的发酵瓶中。制作结束后，青贮瓶室温保存，定期检查瓶口封闭状态，如有松动及时拧紧瓶盖。室温避光发酵60d。

1.3 样品采集与分析

除测定水分用鲜样外，其它测定的样品均进行前处理。取青贮发酵玉米秸秆400 g，每组3个重复，置于鼓风干燥箱内，135℃下烘干2 h，然后在室温下冷却1 h。用粉碎机粉碎，过40目筛子，置于容器中干燥保存。每个分析指标测定中样品均设置3个重复。另取青贮样品400 g进行营养物质的检测，检测DM、CP、NDF含量。水分测定采用GB/T6435—86直接干燥法，直接将样品在（105±2）℃烘箱内烘干至恒重。pH值测定用青贮玉米鲜样20 g，加入100 mL蒸馏水，搅拌均匀，4℃冰柜静放24 h。用上海PHS-501精密酸度计直接测定浸出液的pH值［24-25］;粗蛋白（CP）的测定采用半微量凯氏定氮法测定。挥发性脂肪酸（volatile fatty acids，VFAs）含量的测定一般饲料浸出液离心后通过SHIMADZE-10A型高效液相色谱进行乳酸（LA）、乙酸（AA）、丁酸（BA）含量［26］。用范氏(vansoest）［17-18］的方法对NDF、ADF、ADL进行含量测定。

表1 青饲玉米主要营养成分Tab.1 Main nutrients of green fed corn %

青贮玉米感官评定标准青贮60d开袋后，取各组青贮饲料按照农业部《青贮饲料质量评定标准》和德国农业协会(DLG）青贮感官评分标准等级（表2），进行感官评定［27］。等级评定：气味、结构、色泽得分总和分100～76为1级优等；75～51分为2级良好；26～50分为3级中等；25分以下为4级腐败［29］。

表2 青贮饲料感官评价标准Tab.2 Sensory evaluation standard of silage

1.4 体外消化率测定

凌晨从屠宰场未进饲的羊瘤胃中收集瘤胃液，经5层纱布过滤后立即带回实验室。将瘤胃液与预先配制的人工瘤胃营养液以1∶2混合。准确称取1 g饲料样品，混入人工瘤胃培养液边加热边搅拌，做3个空白。将消化液瓶放入人工瘤胃培养箱中39℃消化24 h，待体外消化后，停止发酵，滤弃发酵液，冲洗饲料残渣，经4℃，8 000离心10 min，取沉淀，经135℃烘干2 h，550℃灼烧，计算样品有机物的体外消化率[30］。

1.5 数据采用Excel 2016进行初步处理

采用SPSS22.00统计软件对数据进行单因子方差分析，差异显著时采用Duncan多重比较，试验数据用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 不同益生菌制剂对青饲玉米发酵品质的影响

由表3可以得知，不同处理下青贮玉米饲料中有机酸含量，结果显示各实验组中LA含量均高于AA含量。其中对照组LA含量最少，并生成对饲料品质严重影响的BA。其它各实验组中均未检测到BA。各实验组LA、AA含量均高于对照组。

表3 不同青贮饲料添加剂对青饲玉米的发酵品质的影响Tab.3 Effect of different silage additives on the fermentation quality of silage maize µg/g

从表3可知，实验组1乳酸含量比对照组和实验组2差异显著（P＜0.05），乙酸含量比实验组2有显著性（P＜0.05），各实验组挥发性脂肪酸显著（P＜0.05）高于对照组。各实验组均未产生丁酸，各实验组乳酸菌，总酸比为0.9左右。乳酸菌比乙酸为5～8倍以上。说明饲料的发酵品质很好。

2.2 不同青贮添加剂对青贮玉米感官评定

对青贮饲料品质评价按德国农业协会青贮质量感官评分标准评定为主，结果如表4所示。

表4 不同青贮添加剂对青饲玉米的感官评定及评分Tab.4 Sensory evaluation and score of different silage additives on green fed corn

从pH、水分、气味、颜色、质地等方面进行评分，各组饲料中青饲玉米茎叶结构均受到稍微破损。对照组pH值5.0以上，水分78%，有稍微刺鼻的丁酸味，握紧饲料有黏手的感觉，跟实验组有显著差异（P＜0.05），得23分，为劣等饲料；各实验组pH值均在3.5～3.8，水分含量在70%左右，色泽均为青黄色，颜色基本上没有发生变化，质地柔软，握紧没有黏手的感觉，酒酸味浓厚，综合评分均在80左右的优等青贮饲料。均显著（P＜0.05）优于对照组。各实验组感官评价没有差异（P＞0.05）。

2.3 体外消化率测定

研究表明，饲料中粗蛋白质，粗纤维含量对消化率影响最大，饲料中粗蛋白质所占比例越多，消化率就越高，粗纤维含量越多，消化率就越低，牲畜很难消化。饲料中蛋白质含量高，有利于动物体内消化液的分泌和营养成分的消化，使得有机物的消化率有所提高，因此有机物的消化率与粗蛋白质或是粗纤维的含量有关。

由表5可知，实验组1和2的干物质消化率显著（P＜0.05）高于实验组3，实验组3显著（P＜0.05）高于对照组。各实验组CP、Ash、NDF含量没有显著差异（P＞0.05）。实验组2的ADF消化率含量显著（P＜0.05）高于其它两个实验组。实验组1和3之间没有显著（P＜0.05）差异。ADL消化最好的是实验组3，跟其它两组相比有显著（P＜0.05）提高。实验组1和2之间没有显著（P＜0.05）差异。本试验所使用的3种益生菌制剂，对青贮饲料消化率起了明显的提高作用。

表5 3种料添加剂对饲料消化率的影响Tab.5 Effect of three feed additives on feed digestibility %

3 讨论与结论

目前青贮饲料有机酸主要包括乳酸、乙酸、和丁酸。有机酸又可作为酸化作用，起到抑菌效果。抑菌作用是掌控青贮饲料发酵成功与否的重要因素。乳酸有效抑制霉菌生长，预防二次发酵，提供良好的厌氧条件。提高青贮品质效果有明显的促进作用。pH值是评价青贮饲料发酵品质的重要指标之一，较低的pH可以有效抑制有害微生物菌群的繁殖，从而有效提高青贮饲料的发酵品质，有利于青贮饲料的长期保存，降低营养损失率。由表4可见，添加青贮发酵剂的各实验组的pH值有所下降。各实验组青贮饲料pH值分别3.62，3.35和3.71。跟对照组相比，分别下降了1.61，1.7和1.52。水分基本上保持在70%左右。

将青饲玉米作为青贮原料的材料中添加3种益生菌制剂、改善青贮料感官品质有较好的效果。试验中对青贮玉米饲料进行综合感官评价，添加益生菌制剂的青饲玉米的气味、结构和色泽等感官品质最佳，对照组品质较差。这说明青贮添加剂有利于青贮饲料中乳酸菌的存活率，能够快速降低青贮饲料pH值，有效抑制有害微生物的存活，从而达到青贮饲料接近青贮原料的色泽，气味芳香。这与董妙音等、张苏江等［31－32］研究结果相一致。青贮饲料发酵品质受材料品种、青贮方法、添加剂活菌数含量以及pH值等因素的影响［33］。研究发现，添加剂能改善青贮饲料的感官品质，乳酸菌通过提高酸菌基数，促进乳酸发酵，有效降低pH值，抑制有害微生物的繁殖，从而改善青贮饲料的感官品质和营养价值［34］。添加适量的益生菌制剂到青饲玉米中，饲料pH值均小于3.8，达到优等青贮饲料标准。主要是跟乳酸菌活菌数有关。赵政、玉柱等［35-36］研究显示，添加乳酸菌制剂可以提高青贮饲料CP含量，降低NDF和ADF含量。结果表明，益生菌制剂可以改变青贮料中的营养成分，发酵品质及消化率。NDF是青贮饲料中纤维质量评价最直观、最有效的标志。3个实验组中NDF和ADF含量均要低于对照组，说明3种添加剂在青贮发酵过程中，为乳酸菌大量繁殖提供环境，有效抑制有害微生物存活。3个实验组对青贮饲料消化率起到很有效的促进作用，这对于秸秆利用与经济效益的提高起到很大作用，对畜牧业的发展提供依据。

从发酵品质效果、营养品质评价和体外消化率等方面全面考虑，青贮玉米饲料添加乳酸菌和纤维素分解菌益生菌制剂，在促进青饲玉米发酵的同时，还能有效保存青贮玉米的营养成分，减少营养损失率，提高消化率。