微生物青貯添加劑的研究進展

文│哈爾阿力 劉艷豐（新疆畜牧科學院飼料研究所）

青貯用生物性添加劑以其無污染、易操作、無腐蝕等諸多優于化學添加劑的優點而備受關注。近年來，國內外專家對生物性發酵促進型青貯飼料添加劑的研究與探索越來越深入。據報道，瑞典、挪威、美國、加拿大等國家都對青貯玉米細菌發酵劑進行了廣泛的研究，并普遍認為生物制劑的效果取決于青貯原料內糖和干物質的含量、細菌的種類、細菌活性、細菌發酵劑的劑量和方法、處理的均衡性、貯藏庫的類型及其青貯工藝等。許多專家的研究還表明，為提高接種物的效果，在接種物內加入少量酶制劑，同時與少量糖和淀粉配合使用，能促進發酵，分解植物細胞壁，充分釋放內含營養物質，收到良好的青貯效果。我國科研人員在生物性青貯添加劑的研究方面也取得了重大進展。

一、微生物青貯添加劑的概念

微生物青貯添加劑，亦稱青貯接種菌、生物青貯劑、青貯飼料發酵劑、乳酸菌接種劑，是專門用于飼料青貯的一類微生物活菌添加劑。它由一種或幾種乳酸菌、酶和一些營養成分組成，旨在調節青貯飼料內微生物區系，調控青貯飼料發酵過程，促進乳酸菌大量繁殖更快地產生乳酸，促進多糖與粗纖維的轉化，從而有效地提高青貯飼料的質量。青貯飼料添加劑是提高青貯飼料品質的重要措施之一，近幾十年來，人們對于添加劑在青貯技術中的應用進行了大量的研究，并取得了重要進展，成為目前青貯技術發展的重點。使用添加劑的主要目的是迅速降低青貯料的pH值，促進乳酸菌的發酵作用，抑制不利于青貯發酵的微生物菌群，減少營養物質的損失，提高青貯飼料的質量和生產性能。

二、青貯添加劑的種類與特性

青貯飼料添加劑按起作用的物質可分為生物添加劑和化學添加劑，按性質可分為酶、酸、非蛋白氮、細菌接種劑等；按添加劑對發酵的作用效果可分為發酵促進劑、發酵抑制劑、好氧性變質抑制劑、營養劑、吸收劑等。發酵促進劑是近30年來研究的熱點，它主要包括乳酸菌、酶制劑和糖類，其中的乳酸菌更是研究中的熱點。

乳酸菌屬于真細菌綱（Eubacteriac）真細菌目中（Eubacteriales）的乳酸細菌科（Lactobacillaceae）。乳酸菌按其形狀差異，可分為桿菌、球菌和不規則形的專性厭氧菌。依其發酵糖產酸的能力分為兩類，一類是促進發酵的微生物同型發酵乳酸菌，如植物乳桿菌（Lactobacillusplantarum）、糞鏈球菌（Enterococcus faecium）、片球菌（Pediococcus spp）等；另一類是提高青貯飼料有氧穩定性的微生物異型發酵乳酸菌，主要有布氏乳桿菌（Lactobaxillus buchneri）和丙酸菌等。這些接種菌可單獨或聯合使用，或者同酶制劑復合使用。

同型發酵乳酸菌發酵葡萄糖只產生乳酸，發酵1分子葡萄糖產生2分子的乳酸，而異型發酵乳酸菌發酵葡萄糖能產生多種發酵產物，如乳酸、乙酸、乙醇、二氧化碳等，發酵1分子葡萄糖僅能產生1分子乳酸。后者轉化乳酸的效率遠遠不及前者，只能達到前者的17%～50%，而且后者極易產生家畜不易代謝的D-型乳酸。從理論上看，同型發酵乳酸菌在生產乳酸和青貯飼料方面比異型發酵乳酸菌更有效。

三、微生物青貯添加劑的篩選條件

微生物青貯添加劑在制備青貯飼料的過程中必須數量多、活力強，才能發揮其生物功效。因而如何篩選出活力強、附生能力強的乳酸菌，是制備出優良添加劑的關鍵。Wootford（1984）等人提出了作為理想青貯接種菌必須滿足的條件包括以下幾點：第一，生長旺盛，能夠戰勝作物本身所附著的各種菌群；第二，為同型發酵乳酸菌，能在盡量短的時間內產生大量乳酸；第三，耐酸，能迅速降低pH值；第四，可廣泛利用各種可溶性糖，如葡萄糖、果糖、蔗糖、果聚糖，尤其是戊糖；第五，不使蔗糖產生葡聚糖；第六，不使果糖產生甘露醇；第七，不降解有機酸；第八，可適應較大的溫度范圍及多種生長條件；第九，無水解蛋白質的能力，必須能被制成粉末或顆粒的形式，而且能穩定保存。

四、影響微生物青貯添加劑效果的主要因素

影響微生物青貯添加劑效果的主要因素包括以下幾點：

1.青貯原料的種類。可用作青貯原料的種類很多，如禾谷類作物、禾本科牧草、豆科牧草等。但不同的青貯原料，添加微生物青貯的效果亦不同。通常禾谷類作物的效果優于禾本科牧草，禾本科牧草的效果優于豆科牧草。

2.青貯原料的糖含量。在細菌制劑的作用下，乳酸形成的多少首先決定于青貯原料的糖含量。通常細菌制劑適于在稍風干、糖的含量高的原料中添加。

3.細菌的種類和活性。細菌種類及生物活性不同，效果也不一樣。

4.添加劑劑量和使用方法。一般生物制劑的使用劑量取決于原料干物質含量，干物質含量低，劑量則大，反之則小。細菌制劑一般有液態和固態兩種，酶制劑一般多為固態，使用方法一般為按比例將制劑稀釋成液體，直接噴在收割的牧草上，或者在青貯裝料時，每隔20厘米厚噴一次，噴灑要均勻。

5.青貯原料的均衡性。使用生物制劑處理時，原料的均衡性是添加效果好壞的首要條件。制劑的效果取決于青貯原料的粉碎程度、壓實程度、裝填速度、密封性等。使用乳酸接種物，不能補償因違反青貯技術所致的損失。

五、微生物青貯添加劑的應用效果

近十幾年來，日、美、德等發達國家和我國畜牧科研人員圍繞微生物添加劑在青貯中的應用作了大量研究，Kung（1993）發現接種乳酸菌的玉米青貯飼料中乳酸、乙酸及氨態氮水平提高，但其他組成成分的變化很小。日本農林水產省草地實驗場（1999）、調制貯藏研究室蔡義民和愛媛大學農學部熊井清雄等人關于乳酸菌對玉米秸稈青貯飼料的發酵品質改善效果的研究認為：第一，貯藏初期，乳酸球菌繁殖旺盛；第二，在發酵的整個過程中，乳酸桿菌起到了主導作用，促進了乳酸發酵；第三，添加乳酸菌可以有效抑制其他菌群的生長繁殖，制菌效果上乳酸桿菌大于乳酸球菌；第四，添加乳酸菌使pH值、揮發性氮及全氮比值降低，乳酸含量提高，并使L（+）乳酸的生成比率提高，改善了青貯飼料發酵品質。興麗（2004）等人對不同的青貯飼料添加乳酸菌的研究均表明，添加乳酸菌制劑能降低氨態氮與總氮的比值，可改善青貯飼料的發酵品質。楊杰（2007）等人在黑麥青貯中添加復合青貯劑（包括植物乳桿菌、戊糖片球菌、纖維素酶、細菌生長促進劑、保護劑及載體等），結果表明：添加復合青貯劑的效果優于常規青貯。新疆畜牧科學院飼料研究所2012年1月對荷斯坦奶牛飼喂接種菌處理青貯飼料的試驗結果表明：產奶量增加1.36千克/頭，提高產奶量7.12%，提高經濟效益3.68元/天/頭；接種菌處理可有效減少青貯飼料營養損失，提高青貯品質和奶牛產奶性能。事實上，在一些研究中，接種菌盡管對發酵的常規指標沒有影響，但仍然提高了動物的生產性能。

六、微生物青貯添加劑的發展趨勢及問題

微生物青貯添加劑為飼料工業和家畜養殖提供了一種健康、無毒、無污染的選擇和手段。但是，目前微生物青貯添加劑的生產還存在一些問題，主要是優良菌種的選擇和由于菌種失活導致的微生物青貯添加劑活性降低。在菌種篩選的過程中，不僅應選擇安全性高的有效菌株；還應考慮到不同菌株的生物學作用及其特性，將多種有益菌合理搭配，優化組合，生產出具有多方面生物學作用的復合制劑，獲得最好的效果。可以說它的產生和發展順應了當前高新技術產業化和注重環保的大潮流，只要能發揮其優勢，很好地解決目前生產和應用中存在的問題，微生物青貯添加劑必將成為21世紀飼料添加劑生產中的主導產品。

我國對微生物青貯添加劑的研究起步較晚，近年來自行篩選或從國外引進了一些菌株進行研究，但在青貯生產中應用添加劑的數量和種類都很少，與發達國家存在很大差距，這與我國目前的生產力發展水平是極不相適的。因此，還必須大力加強其研究和使用，這已成為當前一個十分緊迫的任務。