添加有機酸改善木薯葉青貯品質和營養成分

李茂 字學娟 刁其玉 胡海超 唐軍 周漢林

摘 ?要 ?為了改善木薯葉青貯品質，研究有機酸對木薯葉青貯品質及營養成分的影響，以確定青貯木薯葉最適合的有機酸種類及添加量。本研究以華南7號木薯幼嫩莖葉為原料進行青貯試驗，設對照組、甲酸（0.2%）、乙酸（0.2%）和丙酸（0.2%）處理組，30 d后測定木薯葉青貯飼料pH、乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量以及主要營養成分含量。結果表明，木薯葉直接青貯品質較差，添加有機酸處理與對照相比顯著降低青貯飼料的pH和丁酸含量（P<0.05），降低中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量（P<0.05），提高了飼料相對值（RFV）。添加有機酸可以改善木薯葉青貯品質并提高營養價值，添加乙酸（0.2%）和丙酸（0.2%）青貯品質較好，可作為木薯葉青貯添加劑。

關鍵詞 ?木薯葉;有機酸;發酵品質;營養成分

中圖分類號 ?S816.5+3 ?????文獻標識碼 ?A

Abstract ?The experiment was carried out to investigate the influence of adding organic acids on the fermentation quality and nutrient contents of cassava foliage silage， and to determine the proper organic acids. Formic acid （0.2%）， acetic acid （0.2%） and propionic acid （0.2%） were added in the study. All treatments were stored for 30 days， and the pH value， lactic acid， acetic acid， propionic acid and butyric acid content， and the nutrient composition of the cassava foliage silage were analyzed. The results showed that pH and the contents of butyric acid， the fiber content decreased in the organic acids treatments， while the RFV increased compared with the control （P<0.05）. It is concluded that the organic acids treatment improved the fermentation quality and nutrient value of cassava foliage silage， acetic acid （0.2%） and propionic acid （0.2%） were the proper application.

Keywords ?cassava foliage; organic acids; fermentation quality; nutrient composition

DOI ?10.3969/j.issn.1000-2561.2019.07.010

木薯（Manihot esculenta Crantz）是我國南方熱帶地區重要的淀粉和生物能源作物[1]。木薯葉是木薯生產的副產物，年產量約300萬t[2]。本研究團隊前期研究發現木薯葉飼用價值很高，可作為草食畜禽的優質粗飼料開發利用[3-6]。實際生產中木薯葉作為飼料在畜禽養殖中的利用還比較少，主要原因是木薯葉富含生氰糖苷，動物采食后發生氫氰酸中毒。許多研究表明，通過青貯可以有效降解飼草中的氫氰酸[7-10]。另外，木薯葉收獲時間為6—11月，12—次年4月是冬旱季節，家畜飼草缺口很大。通過青貯木薯葉既能脫毒生氰糖苷又能滿足飼草均衡供應，因此進行木薯葉青貯技術研究十分必要。木薯葉含水量大、碳水化合物含量較低，直接青貯較為困難，需要選擇合適的添加劑進行青貯。短鏈脂肪酸中甲酸、乙酸和丙酸均能夠抑制青貯發酵過程中不良微生物和好氧微生物，防止青貯飼料腐敗，提高青貯品質的作用，在飼草青貯調制中廣泛應用[11-14]。而有機酸在木薯葉青貯中的應用還未見報道，其作用效果尚不明確。本研究通過分別添加一定劑量的甲酸、乙酸、丙酸進行木薯葉青貯飼料調制，并測定飼料有機酸含量以及化學成分，探討有機酸對木薯葉青貯飼料發酵品質及營養價值的影響，為木薯葉青貯利用提供理論依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

實驗材料為華南7號木薯幼嫩莖葉，營養成分含量：干物質16.11%、粗蛋白質17.33%、粗脂肪9.07%、酸性洗滌纖維36.59%、中性洗滌纖維45.83%。實驗地點為位于海南省儋州市的中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所畜牧實驗基地。甲酸、乙酸、丙酸由國藥集團生產，為分析純試劑。

1.2 ?方法

1.2.1 ?實驗設計 ?實驗設4組處理：直接青貯對照組（Control）;按原料鮮重分別添加0.2%甲酸、0.2%乙酸、0.2%丙酸;每個處理3個重復。

1.2.2 ?青貯飼料的調制 ?木薯葉收獲后用鍘草機

切短至2?cm，稱取約200 g裝入專用青貯袋中，加入相應有機酸混勻，用真空包裝機抽氣密封，室溫下（約25?℃）保存30?d后開袋，進行取樣分析。

1.2.3 ?樣品分析 ?木薯葉青貯前和開袋后分別取樣，在65?℃下烘干48 h，粉碎制樣待測。樣品分析指標：干物質（DM）、粗蛋白（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF），步驟參考張麗英[15]的研究。飼料相對值（RFV）計算參照文獻[16]。取青貯飼料20?g，加入80 mL去離子水，在4?℃下浸提24?h，經雙層紗布和濾紙過濾，pH用雷磁PHS-3C型pH計測定。乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量用島津LC-20A型液相色譜儀測定，測定條件參考張亞格等[11]的研究。氨態氮含量采用凱氏定氮儀直接蒸餾測定[15]。青貯飼料評分參照劉丹丹[17]的研究。

1.3 ?數據處理

實驗數據采用SAS 9.0軟件包和Excel軟件進行處理和統計分析，數據表示為平均值±標準誤，處理間采用鄧肯氏（Duncan）多重比較檢驗，顯著水平為P<0.05。

2 ?結果與分析

2.1 ?木薯葉青貯飼料品質

木薯葉青貯品質見表1，有機酸處理組木薯葉青貯飼料的pH顯著低于對照組（P<0.05），其中甲酸組最低，但不同有機酸之間差異不顯著（P>0.05）;甲酸處理組乳酸含量最低（P<0.05），丙酸處理組乳酸含量最高（P<0.05），而對照組和乙酸處理組乳酸含量無顯著差異（P>0.05）;對照組乙酸含量最高（P<0.05），甲酸處理組乙酸含量最低（P<0.05），而乙酸和丙酸處理組含量無顯著差異（P>0.05）;丙酸含量對照組顯著低于于其他各組（P<0.05），丙酸處理組高于于其他各組但無顯著差異;有機酸處理能顯著降低木薯葉青貯的丁酸含量（P<0.05），其中乙酸組未檢出丁酸;甲酸處理組總酸含量顯著降低與其他處理（P<0.05），3個有機酸處理組間差異顯著，其中丙酸處理組總酸含量最高（P<0.05）;對照組和有機酸處理組氨態氮含量無顯著差異。綜上所述，木薯葉添加有機酸能降低青貯飼料pH和丁酸含量，明顯改善木薯葉青貯發酵品質，甲酸處理組乳酸、總酸含量低，青貯品質較差。

2.2 ?木薯葉青貯飼料評分

木薯葉青貯飼料Flieg氏評分結果見表2，對照組總分64，等級為“良”，但得分較低，青貯品質較差;甲酸組評分高于對照組，等級為“良”，青貯品質較好;乙酸組和丙酸組總分較高，等級均為“優”，表明有機酸處理能提高木薯葉青貯品質，其中乙酸和丙酸青貯效果較好。

2.3 ?木薯葉青貯飼料營養成分

如表3所示，甲酸組DM含量最高（P<0.05），其他處理間無顯著差異（P>0.05）;甲酸組CP含量最高，丙酸組含量最低，各處理間差異不顯著（P>0.05）;與對照組相比甲酸組、乙酸組、丙酸組顯著降低了飼料的NDF和ADF含量（P<0.05），但3個有機酸處理組間差異不顯著（P>0.05）;與對照組相比，3個有機酸處理均顯著提高青貯飼料的RFV值（P<0.05），而處理間無顯著差異（P>0.05）。

3 ?討論

3.1 ?添加甲酸對木薯葉青貯的影響

甲酸能夠快速酸化青貯原料，抑制有害微生物的活性，減少青貯發酵過程中營養物質的損失，廣泛應用于飼草青貯。木薯葉含水量高，可溶性碳水化合物含量低，青貯調制較困難[18]。本研究中，與對照組相比添加甲酸后青貯飼料的pH、乳酸含量降低，丙酸含量升高，顯著降低了乙酸、丁酸含量，說明甲酸能快速酸化青貯飼料，起到了很好的防腐作用，與張亞格等[11]、薛春勝等[12]、侯美玲等[19]、李平等[20]研究結果一致。榮輝等[21]研究發現甲酸添加比例對青貯品質影響很大，不適合的添加量可能會降低青貯品質，本研究中木薯葉青貯品質提升有限，可能與未達到甲酸最佳添加量有關。

本研究中甲酸組的干物質含量顯著高于對照組，而中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著低于對照組，飼料相對值顯著提高，提高了青貯飼料營養價值，與薛春勝等[12]、朱欣等[22]的研究結果一致。另外，甲酸組中粗蛋白含量略高于其他處理，可能與其較強的發酵抑制作用有關，侯美玲等[19]研究也發現甲酸處理的銨態氮含量低于其他添加劑處理，而粗蛋白含量高于其他處理。

3.2 ?添加乙酸對木薯葉青貯的影響

乙酸能抑制霉菌、酵母等有害微生物的生長和繁殖，減少發酵底物消耗，創造有利于乳酸菌生長繁殖的環境，促進乳酸發酵，進而提高青貯品質。本研究中乙酸組與對照組相比，pH顯著降低，顯著增加乳酸、丙酸含量，顯著降低乙酸含量，無丁酸檢出，青貯評分等級為“優”，說明添加乙酸處理改善木薯葉青貯品質，在促進乳酸菌生長繁殖的同時抑制有害微生物的生長。李君風等[13]、邱小燕等[23]、王保平等[24]、許慶方等[25]添加乙酸后青貯飼料pH降低，乳酸含量提高，丁酸含量降低，改善了青貯品質，與本研究結果一致。需要注意的是，本研究中木薯葉添加乙酸處理后，乙酸含量低于對照組，且總酸含量也低于對照組，可能是木薯青貯飼料發酵前期霉菌、酵母較多，添加乙酸抑制有害微生物后，主要進行同性發酵，以產生乳酸為主，而對照組由于有害微生物的影響，可能進行同性、異性混合發酵，故乙酸含量較高。另外，對照組中缺乏對有害微生物抑制，產生了含量較高的丁酸，進而總酸含量較高。因此，對照組發酵品質較差，pH也最高。針對木薯葉乙酸的最佳添加量及其調控青貯發酵品質的作用機理還需要進一步研究。

本研究中乙酸處理組與對照組相比，NDF、ADF含量下降，RFV值顯著升高，提高了木薯葉青貯的營養價值。王保平等[24]、許慶方等[25]、徐煒等[26]研究發現添加乙酸顯著降低了NDF和ADF含量，提高了青貯飼料營養價值，與本研究結果一致，表明乙酸處理能夠促進乳酸菌增殖，消耗更多的結構性碳水化合物，為乳酸發酵提供更多的底物。而丁良等[27]發現添加雙乙酸鈉后青貯飼料主要營養成分無顯著變化，青貯原料特性差異可能是造成效果不一致的原因。

3.3 ?添加丙酸對木薯葉青貯的影響

丙酸具有較強的抗菌效果，丙酸及丙酸鹽作為青貯添加劑應用廣泛，能有效提高青貯發酵品質并抑制有氧腐敗。本研究中丙酸組與對照組相比，顯著降低pH，顯著增加乳酸、丙酸含量，顯著降低乙酸、丁酸含量，青貯評分等級為“優”，說明添加丙酸改善了木薯葉青貯品質。說明在本研究中，丙酸較好的抑制了木薯葉青貯飼料中丁酸菌以及異型發酵乳酸菌的活性，促進了乳酸含量的增加，研究結果與張靜等[28]、張增欣等[29]、王雁等[30]、辛鵬程等[31]的結果一致，原因可能是添加量及原料的差異。而陳雷等[14]研究發現添加丙酸會抑制青貯飼料乳酸發酵，但可以提高有氧穩定性，可能與青貯原料特性以及添加比例不同有關。

本研究中丙酸組與對照組相比，顯著減低了NDF、ADF含量，顯著提高了RFV值，DM、CP略低但差異不顯著，說明添加丙酸能夠一定程度避免青貯過程中的營養損失，保存木薯葉青貯飼料的營養價值。張增欣等[29]研究也發現丙酸能夠較好地保存飼料的營養成分，許慶方等[25]、王雁等[30]、冀旋等[32]發現，添加丙酸能夠一定程度降低NDF、ADF含量，提高營養價值，但具體作用略有差異，可能與不同青貯原料丙酸適宜添加量不同有關。

4 ?結論

木薯葉添加有機酸青貯能顯著降低飼料的pH、丁酸含量，提高乳酸含量，改善木薯葉青貯發酵品質;降低纖維含量，提高了飼料相對值和營養價值。添加乙酸（0.2%）、丙酸（0.2%）青貯品質比添加甲酸（0.2%）好，乙酸（0.2%）、丙酸（0.2%）可作為木薯葉青貯添加劑。

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