植物乳杆菌和布氏乳杆菌对全株玉米青贮发酵品质影响

王 诚, 刘德娟, 何荣彦, 董桂红, 李 燕, 王 玲, 赵福平, 邢 烛, 巩 倩, 刘 雨

（山东健源生物科技有限公司，山东 泰安 271002）

青贮饲料是将专饲玉米、专饲高蛋白牧草等新鲜的原料作物，收获后等切碎压实后装入青贮窖或塔内，让其处于无氧的环境中，后经过微生物的发酵作用而获得的营养丰富的青贮饲料，经过发酵的青贮饲料具有酸甜芳香的气味、柔软的质地、良好的适口性，可增强家畜的采食量[1-2]。其原理是通过对饲料压实密封，为青贮窖的饲料堆营造厌氧条件，促进乳酸菌的增殖，乳酸菌的繁殖会使窖内的氧气耗尽，乳酸积累，从而有效地抑制窖内其他好氧有害微生物的生长[3]。随着pH的不断降低，乳酸菌的繁殖受到抑制，停止发酵，使青贮饲料进入稳定的储藏阶段[4]。

乳酸菌制剂中丰富的乳酸菌，其超强的产酸能力，能使乳酸菌的含量在短期内迅速增殖达到峰值，形成优势菌群，竞争性地抑制其他病原微生物和腐败菌的生长，即抑制了腐败菌的生长，减少外毒素的产生，又可防止过分消耗青贮饲料中的养分，降低二次开窖的风险[5]。健源生物的青贮宝产品中的乳酸菌含量丰富，生命力和生物活性高，能在短期内迅速增殖成为优势菌群。

同型乳酸发酵指的是无氧条件下葡萄糖通过糖酵解途径（EMP）发酵，生成乳酸的发酵过程。植物乳杆菌就是最典型的同型发酵菌种，β-半乳糖苷酶可将二糖乳糖分解为半乳糖和葡萄糖两分子单糖。葡萄糖再经糖酵解生成丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下，还原生成乳酸。通常认为乳酸转化率达到80 % 以上即可计为同型乳酸发酵。异型乳酸发酵是一条磷酸酮解途径，1 mol葡萄糖生成1 mol乳酸和1 mol乙醇，因此，其最终产物中除乳酸外，还有乙醇、二氧化碳等成分，理论发酵率50 %。常见的异型发酵菌有布氏乳杆菌[5]、肠膜状明串珠菌、番茄乳杆菌、短乳杆菌、甘露醇乳杆菌、双歧杆菌及真菌中的根霉。

本研究旨在确定添加不同发酵类型的乳酸菌，对青贮饲料开窖后有氧稳定性的影响，以及复合添加了植物乳杆菌和布氏乳杆菌后青贮饲料的感官评定，青贮饲料质量判定标准乳酸、乙酸、丁酸含量及饲料中微生物含量的变化，为生产实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

在山西某牛场选取两个青贮窖，各放入1 t待青贮的全株玉米。植物乳杆菌和布氏乳杆菌由山东健源生物科技有限公司提供。试验选用新鲜的青贮原料，在青贮过程中玉米的刈割时期，定于乳熟末期/蜡熟初期开始，在收获整株玉米后，切割，将青贮玉米切碎至1～2 cm。

1.2 试验方法

1.2.1 青贮饲料感官评定根据《青贮饲料质量评定标准》中的要求，青贮饲料的颜色、气味、酸味、质地为测定指标，评价不同饲料的等级。其中规定优良的青贮饲料应该具备颜色上青绿或黄绿色，有光泽近于原色，呈现芳香酸味，酸香味，酸味浓厚，质地茎叶结构良好，柔软湿润。通过这套评定标准能够客观地分析判定出青贮饲料的优劣等级[11]（表1）。

表1 青贮饲料感官评定标准

1.2.2 有氧稳定性、pH、有机酸及微生物的测定试验将添加乳酸菌设计为2个处理，T组（同型发酵菌植物乳杆菌处理）添加量为1×105cfu/g，TY组（同型发酵菌植物乳杆菌和异型发酵菌布氏乳杆菌处理），添加比例为1:1，添加量均为1×105cfu/g，其余条件两组相同且适宜。将两菌种接种在MRS液体培养基中，37 ℃ 恒温震荡培养，平板计数确定菌的数量后按比例配置菌液。以微贮饲料暴露于空气中的温度变化评价有氧稳定性[12]，发酵100 d后每个处理取1 kg于广口瓶中，套袋后置于实验室阴暗处，防止细菌污染和水分散失，在已紫外灭菌的贮料中插入温度计[13-15]。每6 h读取一次温度值，当贮料温度高于环境温度2 ℃ 时，记录，即为有氧稳定性的时间。在发酵的第100天分别取2组饲料的浸出液，用酸度离子计测定其pH；用高效液相色谱分析乳酸、乙酸、丁酸的含量。另外采用平板计数法测定青贮饲料中微生物（大肠杆菌、酪酸菌、乳酸菌、酵母菌、霉菌）含量的变化。

2 结果与分析

2.1 青贮饲料感官

由表2可知，TY组的青贮饲料颜色黄绿色，有光泽，呈现芳香酸味，酸香味，酸味浓厚，质地茎叶结构良好，柔软湿润，完全符合优良青贮饲料标准，T组效果次之。

表2 青贮饲料感官

2.2 添加不同乳酸菌有氧稳定性

经加入乳酸菌处理过后的青贮有氧稳定性持续时间如图1所示，2处理有氧暴露后保持稳定的时间依次为T（同型发酵组）：128.59 h，TY（同型发酵和异型发酵组）：198.03 h。TY的处理有氧保持持续时间明显大于T处理（P＜ 0.01）。

图1 添加不同乳酸菌有氧稳定性变化

2.3 青贮饲料pH值和有机酸含量

优良青贮饲料pH在4.0以下，含有较多的乳酸和少量乙酸。由表3可知，TY组比T组的乳酸含量高（P＜0.01），并且乙酸含量较少（P＜ 0.01），pH值为3.61，略高于T组，但无显著差异性（P＞0.05）。pH值和有机酸测定结果表明添加实验组的青贮饲料达到了优良青贮饲料标准。

表3 青贮PH值和有机酸含量

2.4 青贮饲料微生物含量比较

表4可知，TY中的乳酸菌含量高于T组（P＜0.01），表明乳酸菌在青贮条件下快速生长为优势菌群，并抑制酪酸菌、酵母菌和霉菌的生长（P＜0.01），提高了青贮效果，保证青贮质量。

表4 2组饲料微生物含量比较

3 讨论与结论

同型发酵菌组对维持低pH效果持久性更强，还能减少氨态氮、丁酸的浓度，从而增加干物质的回收率和乳酸的浓度。异型发酵乳酸菌的产物除了可以生成乳酸之外，还可以使乙酸的浓度增加，从而可以控制酵母菌的有氧呼吸，增加青贮饲料的有氧稳定性，此外，异型发酵还能够生成水杨酸、苯甲酸等抗菌活性化合物等。研究表明，植物乳杆菌可显著降低青贮饲料中的酸性和中性洗涤纤维的含量，增加料中可快速降解的干物质部分，提高有效降解率，布氏乳杆菌可显著增强饲料的有氧稳定性，而且可破坏纤维结构，进而提高饲料的消化率。因此把控好同型、异型发酵菌的含量及种类可能是影响青贮饲料质量的关键因素。这也是近年来人们更加专注于复合菌剂的研究和使用的原因。这种设计在理想状态下能够充分发挥出不同发酵类型乳酸菌混合添加的真正效果，最大限度的提高青贮饲料的质量和产量。

植物乳杆菌和布氏乳杆菌可协同改善青贮饲料的品质效果，提高青贮饲料干物质回收率，通过加快乳酸菌的生长繁殖、代谢产酸，抑制其他腐败微生物的生长繁殖，使青贮尽快进入乳酸菌发酵期，加快青贮发酵速度的同时，降低饲料干物质的损失[6-8]。2种乳酸菌结合产酸速度较快, 且产酸量多，可以很好的下降青贮料的pH，从而有效地防止开窖后的第二次发酵现象。改善适口性能，用乳酸菌快速发酵的青贮料新鲜、青绿，再加上有特殊的芳香酸味，可以促进动物食欲，对机体生长发育有良好的促进作用[9-10]。同型发酵乳酸菌主要在发酵作用前期降低pH，而异型发酵乳酸菌则在改善有氧稳定性方面的效果比较明显，这种设计方式可以综合运用2种发酵 方式的优点，克服缺点，在理想状况下将不同发酵作用类型乳酸菌混合添加的真正组合效应发挥到极致。研发工作不能只关注青贮饲料的发酵效率。也应关注青贮饲料品质在有氧暴露阶段的变化。如果产生了有氧恶化，那么增加每亩优质青贮饲料产量的努力便没有意义[11-14]。

植物乳杆菌和布氏乳杆菌在饲料上的技术运用及产业化发展，不但可以缓解由于天气原因及饲草干草加工所带来的经济损失，还可以提高饲草产品的种类，从而增长了青绿多汁饲草的利用。青贮饲料具备高营养、易消化、适口性好、松软芳香、成本低等多种优势，已作为我国反刍牲畜日粮中最主要的饲养成分，在未来畜牧业的发展中将具备很大的发展潜力。瘤胃内环境作为一个相对繁琐的生物系统，其中多种微生物和因素发挥着重要作用，需要继续深入研究来更好地掌握乳酸菌添加剂对反刍动物的益生菌效应。