添加乳酸菌对残次苹果和小麦秸秆混合青贮品质的影响

艾 琪，郭 睿，陈亚飞，苏华维，蒋 慧*，蒋 涛*

(1.塔里木大学 动物科学学院，新疆 阿拉尔 843300；2.塔里木畜牧科技兵团重点实验室，新疆 阿拉尔 843300；3.中国农业大学 动物科技学院，北京 100193；4.动物营养学国家重点实验室，北京 100193)

据调查，2016年中国苹果栽培面积为2.384×10hm，占世界苹果栽培总面积的45.04%；苹果总产量达到4.445×10t，占世界苹果总产量的49.76%。伤残烂果率一般为18%～20%，残次苹果加工利用率不到20%。苹果产业作为新疆主要林果业之一，2018年仅阿克苏地区苹果年产量就达到了5×10～6×10t。由于新疆地理位置偏远，缺少深加工、产业链短等原因，导致残烂果率高于全国平均水平，而残次苹果加工利用率低于全国平均水平，绝大多数残次苹果被抛弃，资源浪费相当大。目前关于残次苹果的研究大多集中在苹果渣的饲料加工方面。苹果渣含有丰富的纤维素、矿物质、维生素等营养成分，已被广泛应用到畜禽饲粮中，并取得较好的饲用效果。有研究报道，番茄渣、马铃薯以及马铃薯茎叶与小麦秸秆混合青贮，均获得了较好的青贮品质。残次苹果由于没有经过榨汁等处理，水分含量高达90%以上，很容易腐败变质，失去食用和饲用价值，如果将残次苹果与小麦秸秆混合青贮，可克服小麦秸秆可溶性糖和水分含量低的缺陷，提供更充足的发酵底物，但能否获得优良的发酵饲料值得探讨。

本试验将残次苹果与小麦秸秆按不同质量比混合青贮并添加乳酸菌，探索添加乳酸菌对残次苹果和小麦秸秆混合青贮品质的影响及其适宜的混合比例，为残次苹果和小麦秸秆的初步利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

残次苹果和小麦秸秆均取自塔里木大学附近团场；乳酸菌为本研究团队前期从青贮中筛选并保存。青贮原料的营养成分和微生物数量见表1。

表1 残次苹果与小麦秸秆的营养成分与微生物数量

1.2 试验设计

将残次苹果与小麦秸秆按不同质量百分比混合，并设置对照组(不添加乳酸菌，C)和添加乳酸菌(L，添加量为10CFU/g)两组，共12个处理，每个处理3个重复，见表2。

表2 试验设计

1.3 混合青贮饲料的调制

将残次苹果粉碎，小麦秸秆切成2～3 cm左右的长度，按试验设计的质量百分比混匀，乳酸菌处理组添加乳酸菌混合均匀，水分含量低的组用自来水调节水分含量与高水分组相当，压入洁净的1 000 mL玻璃广口瓶中，压实密度为750±50 g/L，盖上盖子后用凡士林和胶带密封，室温密封保存90 d。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 贮饲料营养成分的测定 取各样品500 g 在烘箱中65 ℃ 烘干至恒重，粉碎后过1 mm筛密封保存备用。干物质(dry matter，DM)用105 ℃ 烘干法测定(DHG-9240A，上海齐欣)，粗蛋白质(crude protein，CP)采用凯氏定氮法测定，中性洗涤纤维 (neutral detergent fiber，NDF) 和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber，ADF) 含量用范氏洗涤纤维法测定，半纤维素(Hemicellulose，HC)为NDF和ADF差值；可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate，WSC)用蒽酮-硫酸比色法测定。

1.4.2 青贮饲料的感官评定及发酵品质测定 参考文献[13]方法进行感官评定。开瓶取出青贮饲料，在自封袋中混合均匀，准确称取50 g 青贮饲料放入1 000 mL 三角瓶中，加2 ℃ 蒸馏水450 mL，用封口膜封口，放入4 ℃ 冰箱中浸提24 h，其间摇晃3～5 次，用涤纶布过滤，并挤尽残渣中的提取液，用定量滤纸过滤，所得提取液保存备用。在提取液中加入25%的偏磷酸(浸提液与偏磷酸的体积比为5:1)，静置30 min，1 500 r/min、4 ℃离心15 min，上清液经0.45 μm 滤膜过滤，用高效液相色谱仪测定乳酸(lactate acid，LA)含量，用高效液相色谱仪测定乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propinic acid，PA)、丁酸(butyric acid，BA)的含量。pH用酸度计( PHSJ-5，上海雷磁)测定。用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮(ammonia nitrogen，NH-N) 含量。

1.4.3 微生物数量的测定 各取10 g 样品，加入90 mL灭菌水，并做倍比稀释，每个稀释梯度做3个重复，采用稀释平板涂布法对微生物菌落进行计数。乳酸菌、霉菌、酵母菌分别用MRS培养基、高盐察氏培养基、麦芽糖浸粉琼脂培养基进行培养。

1.5 数据处理

采用Excel和DPS v3.01专业版统计软件进行数据统计和 Duncan 氏多重比较，结果用“平均值±标准差”表示。添加剂、混合比例及二者间的交互作用使用双因素方差分析。<0.05表示差异显著，<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 混合青贮饲料的感观评定

从pH、水分、气味、结构、色泽等进行感官评价(表3)，不添加乳酸菌的C3、C4、C5的等级均为良， C2、C6为中， C1为劣。添加乳酸菌的处理L4的等级为优，L3、L5、L6为良，L1、L2为中。混合青贮中残次苹果比例高的C5、C6和L5、L6，结构上表现为较黏手；但 L5、L6的感官品质分别优于相同混合比例的C5、C6。说明添加乳酸菌的青贮饲料感官品质优于未添加乳酸菌的。

表3 混合青贮饲料感官评分

2.2 混合青贮饲料的营养成分

不同混合青贮的营养成分如表4所示。C1、C2、C3、C4和L1、L2、L3、L4的DM含量差异不显著(>0.05)，但显著高于其他几个处理(<0.05)；C1的CP含量显著低于其他各处理(<0.05)；C1和L1的NDF、ADF含量均显著高于其他各处理，且随着残次苹果添加比例的增高而降低；处理C6和L6的WSC含量均显著高于其他各处理(<0.05)。通过二因素显著性分析可知，添加乳酸菌与否对DM、CP、HC均无显著影响(P>0.05)，对ADF有显著影响(<0.05)，对NDF、WSC有极显著影响(<0.01)。混合比例对DM、CP、NDF、ADF、HC、WSC均有极显著影响(<0.01)。两者交互后，对DM、CP、DNF、ADF、WSC无显著影响(>0.05)，对HC有显著影响(<0.05)。

表4 混合青贮饲料的营养成分

2.3 混合青贮饲料的发酵品质

由表5可知，随着残次苹果比例增加，混合青贮料的pH随之降低。 C1和L1的pH显著高于其他处理(<0.05)；不添加乳酸菌的C1、C2、C3 pH无显著差异(>0.05)，但均显著高于其他3个处理(<0.05)。添加乳酸菌能使pH进一步降低。

表5 不同比例残次苹果和小麦秸秆混合青贮饲料的发酵品质

LA、AA含量均随着添加残次苹果比例的增加逐渐增多， L6的LA、AA含量显著高于其他处理(<0.05)；PA含量较少，范围在0.01%～0.07%； C1和L1的BA含量显著高于其他处理(<0.05)；NH-N/TN随着添加残次苹果比例的增加逐渐降低；添加乳酸菌能使LA、AA 进一步增多，pH、BA、NH-N/TN进一步降低。

通过二因素显著性分析可知，添乳酸菌对pH、AA、BA和NH-N/TN均有显著影响(<0.05)，对PA无显著影响(>0.05)，对LA有极显著影响(<0.01)。混合比例对pH、LA、AA、BA、PA、NH-N/TN均有极显著影响(<0.01)。两者交互后对BA、PA无显著影响(>0.05)，对AA有显著影响(<0.05)，对pH、LA、NH-N/TN有极显著影响(<0.01)。

2.4 混合青贮饲料的微生物数量

不同比例残次苹果和小麦秸秆混合青贮90 d后的微生物数量如表5所示，随着添加残次苹果比例的增加乳酸菌数量增多，酵母菌减少。L4乳酸菌数量显著高于其他处理(<0.05)；C1的酵母菌数量显著高于其他处理(<0.05)；C3、C4和L2、L3、L4均未检测到霉菌，C1的霉菌数显著多于其它处理(<0.05)。

通过二因素显著性分析可知，添加乳酸菌对乳酸菌数量有显著影响(<0.05)，对酵母菌、霉菌数量有极显著影响(<0.01)。混合比例对乳酸菌、酵母菌、霉菌数量均有极显著影响(<0.01)。添加乳酸菌与混合比例交互作用对乳酸菌数量有显著影响(<0.05)，对酵母菌、霉菌数量有极显著影响(<0.01)。

3 讨 论

3.1 残次苹果与小麦秸秆不同比例混合对青贮品质的影响

青贮发酵品质受多重因素影响，包括原材料表面微生物、含水量、WSC含量、青贮方法等。pH、NH-N/TN和有机酸含量是评定青贮饲料品质优劣的重要指标，pH、NH-N/TN和丁酸含量低，乳酸含量高的青贮饲料品质好。青贮饲料中乳酸菌通过利用饲料中的营养物质生成有机酸，使其pH降低，抑制有害微生物，保存饲料的营养价值。青贮饲料中NH-N/TN比值越大，说明被分解的蛋白质和氨基酸越多，青贮质量就越差，优质青贮饲料的NH-N/TN含量应低于10%。本试验结果表明，添加残次苹果提高了小麦秸秆青贮的水分和WSC的含量，为乳酸菌生长提供丰富的发酵底物，有利于乳酸的生成，降低了pH，抑制了其他有害微生物的繁殖，青贮品质较好。当小麦秸秆单独青贮时，缺乏乳酸菌生长所需的可溶性碳水化合物，使得乳酸菌发酵受限，酵母菌、霉菌数量增多，pH升高，乳酸含量只有0.17%，NH-N达到16.28%，有明显腐烂且有霉味，青贮品质低劣。同时，本研究也发现处理C5、C6和L5、L6的乳酸、乙酸含量以及乳酸菌数量比其他几个处理都高，但丁酸含量、霉菌数量也较高，这有可能是因为处理C5、C6和L5、L6中残次苹果添加比例高，水分较多、WSC高、干物质较少导致的，这与周瑞等将甜菜块根和玉米秸秆混贮的结果一致。

表6 不同比例残次苹果和小麦秸秆混合青贮饲料的微生物数量

3.2 添加乳酸菌对残次苹果与小麦秸秆混合青贮品质的影响

乳酸菌作为添加剂改善青贮品质已被广泛使用。添加乳酸菌可促进青贮中乳酸菌的快速积累，降低pH和蛋白质分解，营养成分损失较少，可获得优质的青贮饲料。本研究发现，添加乳酸菌显著降低了混合青贮饲料的NDF、ADF、pH、丁酸数量、NH-N/TN比值、酵母菌以及霉菌数量，显著提高可溶性碳水化合物、乳酸、乙酸含量以及乳酸菌数量。可能是原材料细胞壁被乳酸菌分解了，降低了纤维含量；另一方面，残次苹果中的酸阻碍了酵母菌和霉菌的生长，乳酸菌利用饲料的营养物质产生乳酸、乙酸等物质使pH下降，抑制了有害微生物活动，减少了营养物质的消耗。田静等添加乳酸菌降低了柑橘肉和小麦壳混合青贮的NDF和ADF含量，增加了CP和WSC 含量；王思伟等发现添加乳酸菌有利于花生秧、全株玉米混合青贮蛋白质的保存，减少了营养物质的损失；以上研究与本研究结果一致。添加乳酸菌混贮料的营养成分、发酵品质均优于未添加乳酸菌的处理，这与乳酸菌发酵产生更多的乳酸和较低的pH有关。

3.3 添加残次苹果比例和乳酸菌对小麦秸秆混合青贮品质的影响

青贮品质的好坏，既受青贮原料中提供的微生物和发酵底物的影响，又受其微生物种类和数量的影响。因此，二者存在交互作用，使得青贮饲料pH、丁酸含量、酵母菌、霉菌数量显著降低；乳酸、乙酸含量及乳酸菌数量显著升高；添加乳酸菌的发酵品质优于未添乳酸菌的处理。表明添加残次苹果比例的增加使混合青贮原料有充足的发酵底物，添加乳酸菌后能加速对底物的分解，迅速产酸，二者相互促进，改善了青贮品质。

4 结 论

小麦秸秆中添加残次苹果能改善混合青贮料感官品质以及发酵品质；添加乳酸菌较只添加残次苹果的效果更好；残次苹果与小麦秸秆的添加比例在3:7至5:5 之间适宜。