添加乳酸菌和香草醛对甜玉米籽实青贮饲料品质的影响

■罗撄宁 罗 盈 包锦泽 孙志强 吴 哲 玉 柱

（中国农业大学草业科学与技术学院，北京100193）

玉米（Zea mays L.）是我国重要饲草资源和粮食作物，具有生物产量高、营养价值丰富等特点[1]。甜玉米是玉米的一个种，含有丰富的膳食纤维、B 族维生素、微量元素硒等营养成分[2]，甜玉米青贮饲料营养价值高，具有高蛋白、低纤维、风味佳、适口性好的特点。近年来，甜玉米食品行业发展迅速，国内外市场对甜玉米罐头、速冻甜玉米等产品需求量与日俱增，然而加工产品单一，物料转化率低等因素导致甜玉米的加工副产品大量堆积。调制青贮为甜玉米加工副产品的合理利用提供了解决办法。玉米籽实发酵后蕴含丰富的乳酸、乙酸等有机酸，常作为酸化剂添加在饲料里以提高饲料适口性、改善肠道环境、提高动物的生长性能和免疫功能[3-5]。

玉米籽实青贮饲料在调制过程中，不同添加剂对其品质的改善效果也有所差异。目前关于青贮玉米籽实研究主要集中在其对猪鸡生长性能的影响及其发酵微生物菌群方面[3-6]。关于甜玉米籽实青贮饲料品质和添加剂对甜玉米籽实青贮饲料品质影响的研究尚无，因此，本研究以甜玉米加工过程中产生的破损籽实、空瘪籽实等被淘汰的副产品为原料，探究了乳酸菌和香草醛对甜玉米籽实青贮发酵品质和营养品质的影响，以期筛选出能提升甜玉米籽实青贮饲料品质的添加剂，为甜玉米籽实青贮提供理论基础和科学依据，为甜玉米加工副产品的合理利用提供指导方案。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用原料为内蒙古自治区巴林右旗巴林红甜玉米生产园加工甜玉米罐头过程中所淘汰的破损籽实、空瘪籽实等副产品。甜玉米籽实原料品种为米哥，当地企业于乳熟前期收获（2019年9月27日）。选用的添加剂：香草醛（VAN）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、短乳杆菌（Lactobacillus brevisi）。香草醛购自阿拉丁试剂（上海）有限公司，所用乳酸菌均由中国农业大学草产品加工与贮藏实验室筛选。

1.2 试验设计

以甜玉米粒罐头加工过程中淘汰的甜玉米籽粒为原料，设置4个处理组：香草醛（VAN）组、植物乳杆菌（LP）组、短乳杆菌（LB）组和对照组（CK）。香草醛的添加水平为10 g/kg 籽实鲜重，乳酸菌添加量均为1×106CFU/g籽实鲜重。青贮30 d。

1.3 青贮调制

选用袋装青贮法，将甜玉米粒罐头加工过程中淘汰的甜玉米籽粒摊晒至水分含量70%左右，将原料与添加剂（对照组为等量纯净水）充分混匀后，取300 g 装入聚乙烯袋(45 cm×30 cm)，用真空包装机抽真空封口。每个处理3个重复。室温保存30 d，开袋取样分析。

1.4 青贮饲料品质分析

1.4.1 发酵品质

开袋后称取有代表性的20 g青贮料，加入180 ml蒸馏水，搅拌均匀后用组织捣碎机搅碎1 min，先用4 层纱布滤去残渣，再用定性滤纸过滤得到浸出液。此浸出液用来测定pH值和有机酸含量。pH值用METTLER TOLEDO型pH计测定，用SHIMADZE-10A型高效液相色谱分别测定乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量，色谱柱为Shodex Rspak KC-811 Column Shimadzu，日本，检测器为SPD-M10AVP，流动：3 mmol/l 高氯酸，检测波长210 nm，进样量5 μl[7]。氨态氮/总氮（AN/TN）值采用苯酚-次氯酸钠比色法进行测定[8]。

1.4.2 营养成分

选取200 g 左右的有代表性的样品，65 ℃烘48 h 后粉碎，过1 mm 筛，装入自封袋。测定干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、水溶性碳水化合物（WSC）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）。CP 含量采用杨胜[9]的方法测定，用蒽酮-硫酸比色法测WSC含量[10]，用范式洗涤纤维法测定NDF 和ADF 含量[11]。淀粉含量采用高氯酸水解-蒽酮比色法进行测定[12]。

1.5 统计分析

数据用Excel 2019 进行整理，采用统计软件SPSS 25 进行单因素方差分析，用Duncan's 多重比较法对处理间的差异性进行比较分析。P＜0.05 为差异显著，P＜0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 对甜玉米籽实青贮饲料发酵品质的影响(见表1)

表1 甜玉米籽实青贮饲料的发酵品质

显著低于其他组（P＜0.01），各处理间pH 值、AA 和PA含量无明显差异（P＞0.05），均未检测到BA。

2.2 对甜玉米籽实青贮饲料营养品质的影响(见表2)

表2 甜玉米籽实青贮饲料的营养品质

表2可见，VAN处理组甜玉米籽实青贮饲料DM和WSC含量极显著高于其他组（P＜0.01），LP处理组CP与淀粉含量最低，与其他组间差异极显著（P＜0.01）。NDF和ADF含量各处理间无显著性差异（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 不同添加剂对甜玉米籽实青贮饲料发酵品质分析

pH 值是衡量青贮饲料品质的重要指标之一[13]。本研究中添加剂处理下甜玉米籽实青贮饲料的pH值与对照组无明显差异，分析原因可能是由于甜玉米籽实本身可溶性碳水化合物充足，且附着的乳酸菌数量足够启动发酵进程，所以产酸效果好。开袋后，甜玉米籽实青贮气味酸香无异味，表明甜玉米籽实青贮效果佳。丁酸是发酵过程中梭菌的产物，而氨态氮意味着蛋白质和氨基酸的分解，因此优质青贮饲料应该具有较低含量的丁酸和氨态氮[14]，其次乳酸含量的高低也一定程度上反映了青贮饲料好坏[15]。本研究中，香草醛处理下的甜玉米籽实青贮饲料氨态氮占总氮比例显著降低，对照组和LP 处理组最高，其次是LB 处理组。根据薛斐[16]的研究结果，香草醛与多种蛋白质之间存在相互作用，因此分析原因可能是香草醛与甜玉米籽实青贮饲料中的植物蛋白酶产生了相互作用使植物蛋白酶活性受到抑制，而LB 在异型乳酸发酵过程中产生的乙酸也抑制了酵母菌等其他微生物的活动[17-18]，使pH值维持在低水平下蛋白酶活性受到抑制，从而减少了氨态氮的产生[19]。添加香草醛之后LA含量显著降低，分析原因可能是由于香草醛具有较强抗菌活性[20]，所以在抑制腐败菌发生的同时也影响了部分乳酸菌的活动。香草醛处理组LA含量显著降低而pH 值与各组间差异不大，可能与香草醛处理下微生物群落组成和代谢产物有关。

3.2 不同添加剂对甜玉米籽实青贮饲料营养品质分析

干物质含量是衡量青贮饲料营养价值的重要指标，可溶性碳水化合物是青贮饲料发酵成功的关键因素，青贮饲料中的可溶性碳水化合物含量越高，发酵底物越充足[21]。本研究中，香草醛处理下甜玉米籽实青贮饲料DM 和WSC 含量显著高于其他处理组。有研究指出，香草醛极易氧化成香草酸，进而影响植物体内细胞分裂、蛋白质合成和光呼吸等生理活动[22]。因此推测香草醛作用下甜玉米籽实青贮饲料干物质损失小可能与细胞呼吸作用和微生物生理活动受抑有关[23-25]。饲料青贮过程中往往伴随着粗蛋白的降解，而高pH值环境下植物蛋白酶活性增高，会造成大量粗蛋白的降解[26]。添加LP 后甜玉米籽实青贮饲料CP 和淀粉含量都较低，分析原因可能是本身乳酸菌数量充足的情况下再添加LP，大量同型发酵乳酸菌在发酵前期快速产酸需要消耗能量和蛋白以维持自身生长，青贮过程中更多淀粉和蛋白被利用[27]。

4 结论

添加短乳杆菌能降低甜玉米籽实青贮饲料氨态氮占总氮比例，香草醛显著降低甜玉米籽实青贮饲料氨态氮占总氮比例的同时还能提高干物质和可溶性糖含量，降低干物质损失。