不同添加剂对独活茎叶发酵品质及饲用价值分析

张俊丽，杨春莲，李 明，纪 鹏，岳彩娟，梁小军*

（1．宁夏农林科学院动物科学研究所，宁夏银川750002；2．固原市畜牧技术推广服务中心，宁夏固原756000；3．宁夏农林科学院荒漠化治理研究所，宁夏银川750002；4．甘肃农业大学，甘肃兰州730000）

宁夏中药材种植面积和产量逐年增长[1]，已成为我国西北中药材的重要产地。独活主要种植于六盘山半阴湿地区的隆德、彭阳等地。独活，即伞形科植物重齿毛当归的干燥根，性微温、味苦，归肾、膀胱经。独活主治腰膝痹痛，具有祛风除湿、通痹止痛的功效，主要成分为香豆素类和挥发油类[2]，其中蛇床子素和二氢欧山芹当归酸酯等为其有效活性成分[3-5]，蛇床子素具有抗肿瘤、杀菌、抗炎镇痛、解痉挛等功效[4]。现阶段很多中草药的副产物，如茎叶、枝条、制药后的药渣等大多被视为废弃物，导致资源浪费和环境污染。植物茎叶发酵有利于植物废弃物的高效利用，减少对环境的污染，并开辟新的饲料资源。有研究表明，黄芪药渣中黄芪甲苷含量高达原药材含量的70%以上[6]。目前，有关独活茎叶作为具有保健功效的粗饲料应用于养殖业中的研究还未见报道。本研究以独活茎叶为原料，通过纤维素酶、青贮专用复合酶、秸秆青贮剂等发酵，探讨不同添加剂对其发酵品质、营养价值、活性成分的变化及饲用价值的影响，为独活茎叶的饲料化应用及提升中草药副产物资源开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

独活茎叶来源于宁夏隆德县葆易圣药业有限公司种植基地。

添加剂分别为：秸秆青贮剂（主要成分为乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌等多种复合益生菌及生物酶），有效活菌总数≥2.0×109CFU/g，购自线上EM菌发酵厂家；甲酸、乙酸和丙酸，购自银川嘉恒科工贸有限公司，纯度99.0%；纤维素酶、青贮专用复合酶购自沧州夏盛酶生物技术有限公司。

1.2 试验设计

试验分为5个处理，每个处理3个重复。对照组为无添加剂发酵，试验1组独活+秸秆青贮剂，添加量为10 g/kg；试验2组独活+有机酸组合，添加量6 mL/kg；试验3组独活+纤维素酶，添加量为5.0 g/kg；试验4组独活+青贮专用复合酶，添加量为5.0 g/kg。

1.3 发酵饲料制作

将独活茎叶粉碎至1~2 cm，根据原料水分含量及试验原料用量，电子天平称量好菌剂用量后使用100 mL温水（水温约37.5℃）将菌剂充分溶解稀释，均匀洒在青贮原料表面，保证各处理原料含水量为65%~70%，搅拌均匀后装入1 000 mL广口瓶中压实，盖好瓶盖，以封口膜、胶带进行密封保存。45~50 d后取样检测。

1.4 试验方法

1.4.1 独活茎叶中主要活性成分测定

感官评价时分别取样，标记编号，烘干，装入自封袋送检。测定的主要活性成分为蛇床子素和二氢欧山芹醇当归酸酯。蛇床子素及二氢欧山芹醇当归酸酯参考《中国药典2020年版一部独活LC-DAD》进行检测，报告检测限分别为0.002%和0.01%。试验样品均委托通标标准技术服务有限公司进行检测。

1.4.2 pH值、有机酸酸、氨态氮含量测定

分别取鲜样100 g，装入自封袋，－20℃保存。进行pH值、有机酸（乳酸、乙酸、丙酸、丁酸）和氨态氮、总氮含量的测定。有机酸和氨态氮综合评分参照刘建新等[7-8]的方法进行。所有试验样品委托宁夏昊标检测服务研究院（有限公司）检测。

1.4.3 相对饲用价值评价

饲喂价值评定指标和计算公式参考李聚才等[9]、熊乙等[10]的方法，计算公式如下：

相对饲喂价值（RFV）=DMI（%BW）×DDM（%DM）/1.29 （1）

RFV分级标准参考李聚才等[9]、冀凤杰等[12]进行，见表1。

表1 RFV粗饲料分级标准Tab.1 RFV roughage classification standard 单位：%

1.4.4 感官评价

试验50 d，观测发霉程度，不超过瓶身1/2即为发酵成功。参照国内青贮感官评定标准[7,13]进行，其中气味（0~25分）、质地(0~10分）、色泽（0~20分），由3人组成评分小组现场进行盲评，取3人平均值后进行赋分。pH值（0~25分）、水分（0~20分）为实测值依据标准进行赋分。5项总计100分。评价等级分为100~76分为优等，75~51分为良好，50~26分为一般，25分以下为劣质。

1.4.5 营养品质的测定

分别取独活茎叶原样和发酵后鲜样400 g，标记编号装入自封袋，－20℃保存。委托宁夏昊标检测服务研究院（有限公司），参照张丽英[14]的方法，检测干物质（DM）、粗蛋白（CP）、粗纤维（CF）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、钙（Ca）、磷（P）含量。

1.5 数据统计与分析

使用Excel软件对原始数据进行整理，采用SPSS 20软件进行显著性分析，结果以“平均值±标准差”表示，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 独活茎叶发酵前后活性成分含量对比（见表2）

由表2可知，独活茎叶未发酵时含有一定量的活性成分蛇床子素。发酵后主要活性成分蛇床子素明显降低，甚至检测不到。与未发酵时相比，试验3组、4组蛇床子素分别降低70%、50%，其他组2种活性物质均未检出。

表2 独活茎叶发酵前后活性成分含量对比Tab.2 Contrast of active ingredient content of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum before and after fermentation 单位：%

2.2 独活茎叶发酵饲料有机酸含量及品质评价（见表3、表4）

表3 独活茎叶发酵饲料有机酸含量Tab.3 Organic acid content of stems and leaves fermented feed of Heracleum hemsleyanum

表4 独活茎叶青贮饲料品质综合评分Tab.4 Comprehensive scoring of silage feed quality of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum

由表3可知，试验各组pH值均高于4.2，其中试验1组和对照组pH值在4.8以上，说明青贮质量较差。试验1组、2组乳酸未检出，且2组未检出异丁酸含量，说明发酵品质较差。试验3组、4组乳酸含量分别比对照组提高88.32%、46.72%。试 验2组、3组、4组 氨 态 氮/总 氮 比 值 在5.1%~6.0%之间，说明青贮质量较好。

由表4可知，乳酸评分中满分为25分，试验1组、试验2组乳酸得分为0分，试验3组、4组及对照组乳酸得分均为25分。试验2组、3组、4组氨态氮/总氮得分较高。试验3组乙酸、丁酸含量占有机酸含量低于0.1%，得分为满分，但与对照组差异不显著（P＞0.05）。综合分析，试验3组、4组发酵后品质较好。

2.3 独活茎叶青贮饲料感官评价及营养成分（见表5、表6）

由表5可知，根据评分标准中青贮感官评价中pH值满分为25分，试验1组和对照组pH值大于4.8，得分为0，说明青贮质量较差。试验2组、3组、4组的pH值均在4.2~4.7之间，质量属于一般。试验1组水分、气味、色泽及总分得分最高。试验1组、2组和对照组质地得分均在8分以上，为优等。综合分析，独活发酵后感官评价等级一般。

表5 独活茎叶青贮饲料感官评价Tab.5 Sensory evaluation of silage feed of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum

由表6可知，试验3组CP%分别比独活茎叶原样和对照组提高8.34%、54.37%；EE%分别提高75.56%、276.19%；CF%分别降低20.61%、45.51%；ADF%分别降低15.08%、32.78%；NDF%分别降低13.12%、32.09%。

表6 独活茎叶青贮饲料营养成分含量Tab.6 Nutritional composite content of silage feed of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum 单位：%

2.4 独活茎叶青贮饲料饲用价值评价（见表7）

由表7可知，试验3组DMI、DDM、TDN、RFV、RFQ均高于其他试验组和对照组。其中，RFV、RFQ分别高于对照组126.69%、120.86%，分级为3级；其他组均为5级。研究表明，使用纤维素酶处理独活茎叶后青贮饲料营养品质较好。

表7 独活茎叶青贮饲料饲用价值评价Tab.7 Evaluation of feeding value of silage feed of stems and leaves of Heracleum hemsleyanum

3 讨论

3.1 发酵对独活茎叶中蛇床子素和二氢欧山芹醇当归酸酯活性成分的影响

兽药典（2015）中记载药用独活含蛇床子素不得少于0.5%，含二氢欧山芹醇当归酸酯不得少于0.08%。而2015年版《中华人民共和国药典》所规定控制的指标蛇床子素的质量分数为0.01%~1.17%，二氢欧山芹醇当归酸酯的质量分数为0.08%~0.93%[3]。本研究表明，独活茎叶未发酵时含有一定量的蛇床子素活性成分，但其含量远远低于独活药材中蛇床子素含量。采用纤维素酶和复合酶处理后独活茎叶中蛇床子素含量显著低于未发酵的含量，其他组两种活性成分均未检出。本试验结果与杨建平等[15]研究中使用植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌发酵枸杞叶后期黄酮和多酚类活性成分含量下降的结果相似，与徐丹等[16]研究中桑叶发酵会降低其黄酮含量的结果相似，与陈志龙等[17]研究中枸杞枝条青贮后降低枸杞多糖和黄酮含量的结果也相似。

3.2 发酵对独活茎叶有机酸含量的影响及发酵品质评价

pH值是反映青贮是否成功的重要指标。根据青贮质量评价标准认为，青贮饲料pH值在4.2以下为优等[13]。本研究中，试验2组、3组、4组发酵后pH值均在4.3以上，青贮质量一般；试验1组和对照组pH值在4.8以上，青贮质量较差。但试验1组水分、气味、色泽及综合得分高于其他试验组，试验1组、2组和对照组质地得分均在8分以上，为优等。指标的赋分环节因为存在评分小组人员主观差异，并不能说明试验1组青贮质量比其他试验组好。试验3组、4组乳酸含量分别比对照组提高88.32%、46.72%。试验2组氨态氮/总氮含量最低，说明青贮质量较好。

3.3 发酵对独活茎叶营养成分含量的影响及饲用价值评价

粗蛋白、粗纤维等营养成分含量的高低是衡量青贮饲料品质的最基本的指标。本试验中，添加纤维素酶和青贮专用复合酶显著提高独活茎叶发酵后的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维含量，与寇江涛等[11]研究中添加纤维素酶和木聚糖酶能提高水稻秸秆和白酒糟混合青贮的DM、EE及CP的含量，降低其NDF、ADF含量的结果相似。同样，本研究结果与Hou等[18]研究中添加纤维素酶可提高青贮饲料的粗蛋白结果一致，与Li等[19]研究中添加纤维素酶可显著提高柱花草青贮饲料粗蛋白、显著降低ADF、NDF含量结果也相似。侯美玲等[20]研究表明，添加纤维素酶能够促进天然牧草青贮发酵并加速纤维素降解，降低pH值、ADF以及NDF等含量。陈鑫株等[21]、张雪蕾等[22]研究表明，添加适量纤维素酶可显著提高象草玉米秸秆混合青贮的发酵品质和营养价值。添加纤维素酶可降解独活茎叶原料中的部分纤维素、半纤维素及木质素，促进乳酸菌的发酵，使青贮的pH值降低；减少青贮过程中营养物质的消耗和损失，从而提高青贮营养品质。

RFV是粗饲料中ADF和NDF的综合反映。本试验中，添加纤维素酶试验组DMI、DDM、TDN、RFV、RFQ均高于其他试验组和对照组。RFV、RFQ分别比对照组高126.69%、120.86%，分级为3级，其他组均为5级。结果表明，采用纤维素酶处理独活茎叶后饲料营养品质及整体质量较好，与寇江涛等[11]研究添加纤维素酶和木聚糖酶后水稻秸秆和白酒糟混合青贮的DMI、DDM、TDN、RFV、RFQ均有提高的结果相似，与张雪蕾等[23]研究添加适量纤维素酶可显著提高饲用苎麻后DMI、DDM、TDN、RFV、RFQ显著提高、饲用价值得到有效改善的结果一致。

4 结论

添加纤维素酶、复合酶可有效改善独活茎叶的发酵品质，有机酸和氨态氮综合评价质量等级为优。发酵后，独活茎叶蛋白质含量显著提高，粗纤维含量显著降低，相对饲用价值有提高趋势，蛇床子素和二氢欧山芹醇当归酸酯的含量显著降低。