不同有机酸对翅荚决明青贮品质及营养成分的影响

■高冲亚 温芷莹 吴龙飞 朱闫陈 熊浩铭 孙宝丽

（华南农业大学动物科学学院，广东 广州 510642）

翅荚决明因其药用价值高、适应性强、生长速度快、枝叶茂盛、成本低并且可与其他饲料原料之间产生协同增效作用而逐渐成为我国南方荒漠化地区的优势牧草品种[1]。虽然翅荚决明作为青贮原料有一定的优势，但青贮饲料的生产效率很大程度上取决于青贮发酵过程中粗蛋白（CP）和可溶性糖（WSC）的损失程度，因此，减少翅荚决明在青贮过程中CP和WSC的损失至关重要。在青贮饲料中加入发酵抑制剂能够降低发酵速率来减少CP 和WSC 的损失，以此来提高青贮饲料的发酵品质[2]。最常用的发酵抑制剂是通过降低发酵环境中pH来抑制微生物群活性的酸化剂（如低分子量有机酸、无机酸及其盐）[3]。发酵抑制剂不仅对发酵过程有抑制作用，发酵后的青贮饲料一般表现为低浓度的乳酸（LA）、乙酸（AA）、丁酸（BA）、氨态氮（NH3-N）、生物胺和高含量的WSC，而且能够改善青贮饲料的适口性和摄入量[4]。研究发现，将6 mL/kg AA加入紫花苜蓿中发酵30 d后，青贮pH迅速下降到4.01，NH3-N 的生成量也显著降低为6.46%（P＜0.05）[5]。另外，不同剂量的AA加入到苜蓿、稻秸和玉米酒糟的混合青贮中都能够显著提高CP、WSC的含量，其中添加2 mL/kg AA 时效果最好，CP 和WSC 的含量分别为20.54%和1.93%，各AA 处理组pH 范围也下降到4.16～4.27，达到青贮pH 标准，随着青贮AA 添加浓度升高，LA 含量逐渐降低，并且差异显著（P＜0.05）[6]。此外，添加发酵抑制剂还能够改变青贮饲料微生物区系的组成[2]，酵母菌对柠檬酸（CA）和AA 的耐受性较低，在实际生产中使用CA和AA能够提高青贮饲料的品质和有氧稳定性，从而被学者们广泛研究[3]。

发酵抑制剂的有效性不仅受青贮原料种类的影响，还受添加剂的施用剂量、方法和原料堆积密度等技术因素影响[7]。大量研究表明，CA 和AA 对不同类型青贮原料的发酵品质、营养成分都具有一定的影响[8]，但对于翅荚决明作为家畜饲料原料进行青贮的研究还比较少。因此，本试验拟探讨不同浓度的CA和AA 对翅荚决明营养成分和发酵品质的影响，为翅荚决明的科学利用提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验原料

试验所用全株翅荚决明采摘于2020年9月27日，广东省广州市华南农业大学增城实验基地，采集主干与绿叶，留下约10 cm的残茬。CA制剂购买于美怡生生物科技有限公司，AA制剂购买于广州化学试剂厂。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验采用单因素试验设计，共7个处理组，每组3个重复。对照组（CON）不使用添加剂，试验组添加浓度分别为0.1%的CA（0.1%CA组）、0.5%的CA（0.5%CA组）、1.0%的CA（1.0%CA 组）、0.1%的AA（0.1%AA 组）、0.5%的AA（0.5%AA组）和1.0%的AA（1.0%AA组）。

1.2.2 青贮料调制和样品制备

全株翅荚决明刈割后，使其水分控制在60%～75%，使用切碎机将其切碎至2.0～2.5 cm，将已切碎的原料随机分为7等份，每份600 g，并按照试验设计，将CA和AA使用纯化水稀释或溶解后均匀喷洒到青贮原料上，每组喷洒30 mL。对照组使用等量纯化水进行喷洒，混合均匀。为了尽可能减小真空密封的条件与实际生产的差异，每个处理组迅速取200 g翅荚决明装入聚乙烯塑料袋（20 cm×30 cm）中，用手压实后真空封口机封口，重复3次，在25 ℃左右避光条件下贮藏32 d[5]。青贮发酵完成后打开聚乙烯塑料袋，每个重复取20 g放入三角烧瓶中并加入180 mL超纯水，于4 ℃冰箱浸提24 h后，使用纱布将固液分离，将分离的溶液使用双层滤纸过滤得到青贮料的浸提液。剩余的青贮料置于托盘中，于鼓风干燥箱中65 ℃恒温烘48 h至恒重，使用粉碎机进行粉碎分别过18目和40目筛后装入聚乙烯塑料袋中，挤压空气，封口保存。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 感官评定

当乙烯袋打开时，青贮饲料被放入干净的塑料容器中并混合均匀，之后按照德国农业协会评分法进行感官评定[9]（见表1），通过气味、结构和色泽3部分进行综合评分。根据评分标准，16～20分为1级优良，10～15分为2级尚好，5～9分为3级中等，0～4分为4级腐败。

表1 德国农业协会感官评定法

1.3.2 营养成分测定

参照《饲料分析及饲料质量检测技术》方法进行干物质（DM）的测定[10]，采用凯氏定氮法（Kjeltec-8100全自动凯氏定氮仪）测定CP含量。参照范氏（Van Soest）的洗涤纤维分析法[10]测定中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量（ANKOM A-200i 型纤维分析装置）。使用蒽酮-浓硫酸比色法进行WSC含量测定[11]。

1.3.3 发酵品质评定

取青贮料浸提液使用pH 计（PB-10 sartorius）测定pH，使用高效液相色谱仪（岛津LC-20AT）分析戊酸（VA）、BA、丙酸（PA）、AA含量和LA含量[12]，使用苯酚-次氯酸钠比色法测定NH3-N含量[13]。

1.4 数据统计与分析

将试验所得的原始数据使用Microsoft Office Excel 2016软件进行处理，采用SPSS 21.0统计分析软件对数据进行单因素方差统计分析，再用邓肯氏法进行多重比较，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 青贮饲料的感官评定（见表2）

如表2所示，所有组的青贮饲料发酵后都没有出现腐败气味。各个组的青贮饲料茎叶保持完好，所有青贮饲料色泽都接近原料色泽。

表2 不同处理方式下翅荚决明青贮饲料感官评定

2.2 发酵品质与营养成分分析（见表3）

由表3 可知，6 个处理组的pH 范围为3.99～4.14，且同一种有机酸试验组之间的pH随着有机酸浓度的升高而降低，其中1.0%AA 组的pH 为3.99，显著低于其他试验组（P＜0.05）。0.1%CA组的NH3-N的含量为0.55%DM，显著高于其他有机酸添加剂试验组（P＜0.05），1.0%AA试验组的NH3-N含量为0.16% DM，显著低于其他试验组（P＜0.05）。1.0%AA 组的AA 含量为7.30，显著高于其他处理组（P＜0.05），各CA处理组的AA 含量为4.53～5.04 g/kg DM，差异不显著（P＞0.05）。1.0%AA组CP的含量为12.30%，显著低于其他组（P＜0.05）。1.0%AA 组的WSC 含量为5.43%，显著高于对照组（P＜0.05）。

表3 不同处理方式对翅荚决明青贮营养成分和发酵品质的影响

3 讨论

3.1 青贮饲料添加剂对发酵品质的影响

青贮饲料适宜的pH为3.80～4.20，如青贮饲料pH过高说明青贮发酵过程中，腐败菌、酪酸菌等活动较为强烈，青贮品质较低[14]，本试验所有组别的pH都在这个范围内，表明本次青贮饲料品质优良，且1.0%AA组的pH 为3.99，显著低于其他处理组(P＜0.05)，这一结果与张晴晴等[15]的研究结果一致。可能是由于青贮中添加的有机酸（CA 和AA）改善了青贮环境中的pH，使得乳酸菌能够充分发酵，从而使pH 降低到适合的范围内。

3.2 青贮饲料添加剂对营养成分的影响

研究发现，微生物和植物蛋白酶能够分解青贮料中的蛋白质，产生氨气、胺和小分子含氮化合物等，导致青贮饲料中NH3-N的含量增加。本试验中0.1%CA组的NH3-N 的含量为0.55% DM，显著高于对照组（P＜0.05），且同一种有机酸试验组之间的NH3-N的含量随着有机酸浓度的升高而降低，表明在一定浓度范围内，添加CA能够增加青贮料中CP的分解，提高青贮饲料中NH3-N的含量。这一结果与Silva[16]的研究结果不一致，可能是因为低浓度的CA促进了不良菌的生长，消耗了CP，NH3-N的含量提高，但这一机制还需要进一步的研究。1.0%AA 组的AA 含量为7.30 g/kg DM，显著高于其他组（P＜0.05），表明添加高浓度的AA 能够使得青贮饲料中AA 的含量显著提升，这一结果与张亚格等[17]的研究结果一致，可能是加入AA能够促进乳酸菌的发酵。研究表明，在全株玉米中添加有机酸，能够增加青贮饲料中CP 的含量[18]。本试验中，1.0%AA组CP的含量为12.30%，显著低于对照组（P＜0.05），结果表明，在翅荚决明青贮饲料中添加1.0%AA能够显著降低CP的含量（P＜0.05）。可能是由于AA能够使青贮的pH快速下降到适宜乳酸菌发酵的水平，乳酸菌快速大量繁殖并且使得翅荚决明青贮充分发酵，从而使翅荚决明中的CP得到分解，使得CP值显著下降（P＜0.05）。青贮中WSC 含量高表明青贮饲料可消化性高，本试验中1.0%AA组的WSC含量为5.43%，显著高于对照组（P＜0.05），表明添加AA能使翅荚决明青贮中的WSC含量显著提高（P＜0.05），这一结果与王保平等[19]的研究结果一致，可能是添加AA能够改善乳酸菌生长繁殖的条件，翅荚决明青贮通过乳酸菌充分发酵，翅荚决明中的粗纤维被乳酸菌分解成WSC，使得翅荚决明青贮中WSC的含量显著提高（P＜0.05）。

CA添加剂和AA添加剂应用于青贮饲料发酵中能够改善青贮饲料品质，主要因为在青贮期间添加CA和AA能够快速降低青贮环境中的pH，抑制微生物生长，降低青贮饲料的发酵速率，减少CP 和WSC 的损失[2]。试验结果表明，添加AA能够降低青贮pH和NH3-N的含量，增加WSC的含量[20]。在本试验中，与对照组、CA处理组和低浓度的AA处理相比，1.0%AA组青贮饲料品质达到1级优良，pH和NH3-N的含量显著低于其他处理组（P＜0.05），WSC 的含量显著高于对照组（P＜0.05），青贮的发酵品质得到显著提高。研究表明1.0%浓度的AA添加剂在青贮发酵中能够降低青贮饲料的发酵速率，减少损失，提高青贮饲料的发酵品质。

4 结论

与对照组相比，所有试验组的青贮品质都得到提高，AA 和CA 均能改善翅荚决明青贮的品质，其中添加1.0%AA进行青贮时，青贮料pH最低，WSC含量最高，感官评分最高，青贮效果最佳。