添加外源菌及玉米粉對青貯全株玉米開封后營養品質的影響

金娉婷 林振國 趙紅波 張文娟 胡著然 劉俊珍 盛清凱

摘要：采用析因試驗設計，研究添加外源菌及玉米粉對青貯全株青綠玉米有氧狀態下營養品質的影響。將乳熟期的全株青綠玉米分為對照組、加菌組（+0.1%益生菌）、加米組（+15%的玉米粉）、菌米組（+0.1%益生菌及15%的玉米粉）進行袋裝青貯厭氧發酵，7天后開封，檢測有氧發酵第0、4、7、11、14天各時期不同指標的變化。結果表明，加菌對粗纖維、中性洗滌纖維、總氮、氨態氮含量無影響（P>0.05），第4、7、11天對霉菌有顯著影響（P<0.01）;添加玉米粉降低酸性洗滌纖維含量及提高氨態氮含量（P<0.01）;加菌與有氧貯存時長對于水溶性碳水化合物、乙酸及霉菌的交互作用顯著（P<0.01），添加玉米粉與有氧貯存時長對霉菌的交互作用不顯著（P>0.05）。研究認為，青貯時添加外源菌及玉米粉有助于提高全株玉米營養品質，添加外源菌有助于減少有氧狀態下的霉變。

關鍵詞：全株青綠玉米;益生菌;玉米粉;營養品質;霉變

中圖分類號：S816.5+1 ?文獻標識號：A ?文章編號：1001-4942（2020）02-0131-06

Abstract The factorial test was designed to study the effects of adding exogenous probiotics and corn meal on nutritional quality of silage whole corn under aerobic state. The kibbled whole corn at milk-ripe stage was divided into control group， adding probiotic group （plus 0.1% probiotics）， adding corn meal group （plus 15% corn meal） and adding probiotics and corn meal group （plus 0.1% probiotics and 15% corn meal）. After 7-day anaerobic fermentation in bags， the bags were opened and the changes of quality indexes under aerobic fermentation for 0， 4， 7， 11 and 14 days were detected. The results showed that adding probiotics did not influence crude fiber， neutral detergent fiber， total nitrogen and ammonia nitrogen （P>0.05）， but significantly affected mold on the 4th， 7th and 11th day （P<0.01）. Adding corn meal decreased the acid detergent fiber and increased the ammonia nitrogen （P<0.01）. The interaction between adding probiotics and aerobic storage duration significantly affected the water-soluble carbohydrates， acetic acid and mold （P<0.01）， but the interaction between adding corn meal and aerobic storage duration did not have significant effects on mold （P>0.05）. The results showed that adding exogenous probiotics or corn meal during whole silage could improve the nutritional quality of the whole corn plants and adding exogenous probiotics could decrease its mould under aerobic condition.

Keywords Whole green corn; Probiotics; Corn meal; Nutritional quality; Mould

玉米為我國主要的飼料作物和糧食作物。過去，蠟熟期或完熟期的全株青綠玉米粉碎成段長2～3 cm后青貯，飼喂牛羊等反芻動物?，F在，乳熟期收割的全株青綠玉米粉碎成段長0.2～0.5 cm后青貯，飼喂生豬等雜食動物[1]。豬為六畜之首，全株青綠玉米飼喂生豬，有助于促進國家糧經飼戰略的實施。由于乳熟期的全株青綠玉米水分含量遠遠高于蠟熟期及完熟期的玉米，因此乳熟期全株玉米青貯時面臨更多汁液流失的難題。為此乳熟期全株玉米青貯時常常添加玉米粉、麩皮等營養物質，以調控青貯玉米水分含量及減少汁液的流失[2]。由于青貯技術操作不當，或開封后飼喂牛羊時放置時間過長，青貯的全株玉米容易霉變，不但降低青貯玉米的營養品質還容易導致疾病的發生。牛羊用蠟熟期或完熟期的全株玉米青貯時添加外源菌，可以提高青貯品質、有氧穩定性 [3]及減少霉變的發生 [4]。豬用乳熟期全株玉米青貯時添加外源菌及玉米粉對開封后有氧狀態下全株玉米的營養品質及霉菌的影響未見報道。為此，本試驗就添加外源菌及玉米粉對乳熟期青貯全株玉米有氧營養品質的影響進行研究，為豬用全株青綠玉米發酵濕喂技術的推廣提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

乳熟期的全株青綠玉米，臨邑綠葉種豬場提供。益生菌（納豆芽孢桿菌及乳酸菌，皆為1×109 cfu/g），山東省農業科學院畜牧獸醫研究所提供。玉米粉及呼吸閥塑料袋，市場購買。

1.2 試驗設計

試驗于2018年在山東省農業科學院畜牧獸醫研究所飼料加工廠進行。將品種鄭單958乳熟期的全株青綠玉米粉碎至0.2～0.5 cm，然后隨機分為四組，第一組為對照組，第二組為加菌組（對照組+0.1%益生菌菌劑），第三組為加米組（對照組+重量比15%的玉米粉），第四組為菌米組（對照組+0.1%益生菌菌劑+15%的玉米粉）。將混合好的樣品分別相應裝入呼吸閥塑料袋中，每組5個重復，每重復5袋，每袋重約1.0 kg。密封塑料袋后排出袋內的空氣，進行袋裝青貯厭氧發酵。青貯7天后打開塑料袋，將樣品用滅菌的玻璃棒自然平攤于瓷盤中，每盤中平攤的長度、寬度、厚度分別約為4.0、14.0、2.0 cm。將瓷盤放于環境溫度為20～26℃的屋內自然有氧發酵。有氧發酵的第0、4、7、11、14天，每組每重復隨機選取一盤樣品按5點取樣方法分別取樣，混合后進行相關指標的檢測。

1.3 檢測指標與方法

每份樣品一分為二，一部分用于粗纖維、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、總氮及霉菌的檢測;另一部分按重量比1∶ 6比例浸于水中，30 min后3 000 r/min離心取上清液用于乙酸、丙酸、丁酸、水溶性碳水化合物（WSC）、氨態氮的檢測。粗纖維、NDF、ADF、總氮采用AOAC檢測，霉菌含量采用馬鈴薯-葡萄糖-瓊脂培養基以平板計數法檢測，乙酸、丙酸、丁酸采用高效液相色譜儀氣相色譜法檢測，氨態氮采用苯酚-次氯酸鈉比色法檢測，WSC采用蒽酮硫酸比色法檢測。

1.4 數據處理

采用SAS v9.2 軟件對所有數據進行處理。采用Two-way ANOVA進行方差分析，采用Student-Newmnan-Keuls法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 添加外源菌及玉米粉對碳水化合物的影響

由表1看出，第0、4、7、11、14天，粗纖維含量的加菌效應皆不顯著（P>0.05），表明添加外源菌對粗纖維含量無影響;而玉米粉效應顯著，第0天添加15%的玉米粉可以顯著降低粗纖維含量（P<0.01）。外源菌與玉米粉對NDF具有與粗纖維類似的影響。對于ADF，第0天加菌效應顯著（P<0.01），而第4天至第14天皆不顯著（P>0.05），說明厭氧青貯時添加外源菌可以降低ADF的含量，開封后有氧狀態下原添加的外源菌對ADF無影響;添加15%的玉米粉可以極顯著降低ADF的含量。關于WSC，第0天，添加外源菌、玉米粉后的處理WSC含量顯著高于不添加（P<0.01），第7天至第14天無顯著影響。由此看出，青貯時添加外源菌對有氧狀態下不同碳水化合物的影響不同。

2.2 添加外源菌及玉米粉對氨態氮的影響

由表2看出，總氮的加菌效應不顯著（P>0.05），而玉米粉效應顯著（P<0.01），添加玉米粉可以顯著提高總氮含量，這與玉米粉的蛋白質含量高于秸稈蛋白質含量的常識相符合。對于氨態氮，加菌和玉米粉效應類似于總氮。

2.3 添加外源菌及玉米粉對揮發性脂肪酸的影響

由表3看出，乙酸的加菌效應和玉米粉效應皆不顯著（P>0.05），表明添加外源菌及玉米粉對青貯玉米中的乙酸變化無影響;丙酸和丁酸的加菌和玉米粉效應類似于乙酸。

2.4 添加外源菌及玉米粉對霉菌的影響

由表4看出，有氧貯存第4、7、11天添加外源菌的處理組霉菌含量顯著降低（P<0.01），第14天無影響（P>0.05）;第4、7、11、14天添加玉米粉的處理組霉菌含量顯著提高（P<0.05）。

2.5 有氧狀態下貯存時長與加菌效應、玉米粉效應的相互作用

由表5看出，貯存時長對碳水化合物、氨態氮及霉菌不同指標皆有顯著影響（P<0.05）;貯存時長與加菌效應對粗纖維、NDF、ADF的互作效果不明顯，對WSC、總氮、氨態氮、乙酸以及霉菌的互作效果明顯（P<0.01），表明外源菌對全株玉米有氧營養價值的作用效果受貯存時長影響。貯存時長與玉米粉效應對碳水化合物及霉菌等指標無互作作用。

3 討論

3.1 青貯時添加外源菌對全株玉米有氧營養價值的影響

青貯全株青綠玉米為一個厭氧發酵的過程。在乳酸菌等厭氧微生物作用下，碳水化合物降解產生揮發性脂肪酸，從而達到保鮮及長期貯存的目的。開封后全株青綠玉米飼喂時為有氧飼喂的過程，全株青綠玉米與氧氣接觸，在霉菌、酵母等有氧菌的作用下容易霉變，因此開封后的全株青綠玉米應盡快喂完。青貯全株青綠玉米開封后，全株玉米面臨一個從厭氧環境到有氧環境的轉變，其中的菌群也從厭氧向有氧演變，因而探討此情況下全株玉米營養物質及菌群的變化，有助于減少霉變及促進全株玉米的應用。

青貯時，全株青綠玉米中常常添加外源菌，以提高青貯質量。添加的外源菌對有氧霉變的影響未見報道。本試驗中厭氧青貯添加外源菌與有氧貯存時長對于霉菌存在交互作用，表明青貯添加外源菌可以抑制有氧狀態下霉菌生長、降低霉變的發生。其原因可能在于：其一，與外源菌自身有關。外源乳酸菌[5，6]及枯草芽孢桿菌[7]對真菌皆有抑制效果。本試驗中青貯外源菌對有氧狀態下霉菌的抑制作用與外源乳酸菌的作用效果相似[4，6]。其二，與發酵產生的有機酸有關。青貯時添加有機酸可以抑制青貯發酵過程中大腸桿菌、青霉菌和酵母的生長[8]。本試驗中青貯時添加的乳酸菌對有氧狀態下的乙酸、丙酸、丁酸皆無效果，這可能與全株玉米有氧貯存時間長短有關，也可能與同質型/異質型發酵的類型有關[9]，也可能與霉菌等真菌自身擴繁產生的有機酸有關[10]。其三，可能與貯存時長有關。有氧狀態下，乳酸菌等厭氧菌受到抑制，霉菌、酵母等有氧真菌擴繁，全株玉米逐漸霉變;同時隨著貯存時間的延長，全株玉米中的水分蒸發，物料逐漸干燥，干燥的物料不易霉變[11]。外源菌與有氧貯存時長對于霉菌的交互作用機理有待進一步深入。

3.2 青貯時添加玉米粉對全株玉米有氧營養品質的影響

玉米粉為玉米籽實粉碎后的干粉料，水分含量低于10%，含有較高的能量、蛋白及較低的粗纖維含量，歸于能量飼料原料。全株青綠玉米，包含秸稈、莖葉、乳熟期的玉米籽實等部位，水分含量80%以上[12]，可歸于青綠飼料原料。全株青綠玉米中添加玉米粉，不但可以降低水分含量，有助于青貯發酵[13]，而且有助于飼料的制粒[14]。玉米品種不同、收割時期不同，其營養價值也不同[15]。全株玉米青貯時添加玉米粉，還有助于青貯玉米品種的借鑒及適時收割。

目前未見青貯時添加玉米粉對全株玉米有氧營養品質的報道。本試驗中添加玉米粉降低有氧狀態下全株玉米的NDF、ADF以及提高總氮、氨態氮含量，這與玉米粉粗纖維含量低于玉米秸稈而蛋白質含量高于秸稈的常識相符。添加玉米粉對乙酸、丙酸及丁酸無影響，表明玉米粉中的淀粉或水溶性多糖并沒有過多地轉化為乙酸、丙酸及丁酸，這可能與有氧狀態有關，也可能與導致全株玉米霉變的霉菌[16]、酵母等[17]有關。添加玉米粉后有氧狀態下霉菌含量增加，這可能與玉米養分豐富有關[18]。霉菌為形成分枝菌絲的真菌的統稱，可分為黑曲霉、青霉、黃曲霉等。添加玉米粉后有氧狀態下霉菌的菌種屬性、安全性及與玉米粉、氧氣含量之間的關系都有待進一步深入研究。

4 結論

添加外源菌及玉米粉有助于提高全株玉米的青貯品質。青貯時添加外源菌有助于減少有氧狀態下的霉變。青貯時添加玉米粉對有氧狀態下霉菌的影響有待進一步研究。

參 考 文 獻：

[1] 王小明，楊在賓，周慧，等. 發酵全株玉米對生長育肥豬胴體性能和肉品質的影響[J]. 豬業科學，2016，33（5），82-83，88.

[2] 盛清凱，李祥明，孟憲利，等. 一種利用青綠秸稈制備生豬飼料的方法[P]. 山東，2016-12-28.

[3] Quattrini M，Bernardi C，Stuknyte M，et al. Functional characterization of Lactobacillus plantarum ITEM 17215：a potential biocontrol agent of fungi with plant growth promoting traits，able to enhance the nutritional value of cereal products[J]. Food Research International，2018，106：936-944.

[4] Kleinschmit D H，Kung J L. A meta-analysis of the effects of Lactobacillus buchneri on the fermentation and aerobic stability of corn and grass and small-grain silages[J]. Journal of Dairy Science，2006，89（10）：4005-4013.

[5] 胡朝輝. 青貯飼料中天然微生物的分離與乳酸菌抑菌研究[D]. 石家莊：河北科技大學，2016.

[6] Kharazian Z A，Jouzani G S，Aghdasi M，et al. Biocontrol potential of Lactobacillus strains isolated from corn silages against some plant pathogenic fungi[J]. Biological Control，2017，110：33-43.

[7] 陳成. 枯草芽孢桿菌對桑椹采后致腐真菌的抑制及機理研究[D]. 鎮江：江蘇科技大學，2016.

[8] 李曉紅，羅紅霞，句榮輝，等. 有機酸鹽在青貯乳酸發酵中的抑菌效果研究[J]. 安徽農業大學學報，2018，45（3）：416-421.

[9] 王旭哲，張凡凡，馬春暉，等. 同/異型乳酸菌對青貯玉米開窖后品質及微生物的影響[J]. 農業工程學報，2018，34（10）：296-304.

[10] 劉凡，周新虎，陳翔，等. 洋河濃香型白酒發酵過程酒醅微生物群落結構解析及其與有機酸合成的相關性[J]. 微生物學報，2018，58（12）：2087-2099.

[11] 辛明，黃振勇，黃梅華，等. 不同含水量對甘蔗尾梢儲藏品質的影響[J]. 熱帶作物學報，2017，38（4）：728-733.

[12] 盛清凱，李祥明，韓紅，等. 塑料袋發酵時長對豬用全株玉米營養成分的影響[J]. 家畜生態學報，2018，39（5）：32-35.

[13] 程宣，王洪榮，金亞倩，等. 不同酸化劑與玉米粉混合對香蕉莖葉和假莖青貯品質的影響[J]. 動物營養學報，2018，30（8）：3267-3275.

[14] 金娉婷，趙紅波，李海花，等. 加水、淀粉種類及淀粉添加劑量對發酵全株青綠玉米制粒的影響[J]. 山東農業科學，2019，51（6）：86-90.

[15] 吳欣，許海良，陳威，等. 國審青貯玉米品種綜合性狀評價及發展趨勢[J]. 農學學報，2019，9（9）：5-10.

[16] Park J W，Lee K H，Lee C Y. Identification of filamentous molds isolated from Korean traditional Nuruk and their amylolytic activities[J]. Microbiology and Biotechnology Letters，1995，23（6）：737-746.

[17] Giudici P，De Vero L，Gullo M，et al. Fermentation strategy to produce high gluconate vinegar[J]. Acetic Acid Bacteria，2016，5（1）：1-6.

[18] 趙成萍，上官李娜，張沛然，等. 不同培養基對黑曲霉菌絲生長影響的研究[J]. 中國釀造，2019，38（8）：36-40.