2種乳酸菌對金蕎麥和串葉松香草青貯品質(zhì)的影響

李世歌， 熊先勤， 趙明坤， 李小冬， 張 蓉， 陳光吉， 劉鳳丹， 尚以順*

(1.貴州省草業(yè)研究所， 貴州 貴陽 550006； 2.貴州鼎芯農(nóng)牧科技有限公司， 貴州 貴陽 550000； 3.貴州陽光草業(yè)科技有限責(zé)任公司， 貴州 獨(dú)山 558200)

0 引言

【研究意義】金蕎麥(Fagopyrumdibotrys)為蓼科蕎麥屬多年生宿根性草本植物[1]，是一種富含營養(yǎng)成分且兼具藥用價值的優(yōu)質(zhì)飼草，具易繁殖、產(chǎn)量高、高蛋白和適口性好等特點(diǎn)[2]，牛、羊、豬和家禽等喜食。串葉松香草(SilphiumperfoliatumL.)屬菊科多年生草本植物，富含SOD和黃酮類成分等，其蛋白質(zhì)含量較高[3-4]，氨基酸種類豐富，賴氨酸含量達(dá)蛋白質(zhì)總量的5%[5]，具易種植、抗逆性強(qiáng)和分蘗能力強(qiáng)等特點(diǎn)。金蕎麥和串葉松香草的生長均具有明顯季節(jié)性，夏季生長旺盛，秋冬枯黃停止生長，不能滿足周年供應(yīng)的需求。青貯能有效長期保存青綠飼草，減少營養(yǎng)損失，提高適口性和消化率，是貴州調(diào)制飼草料，解決草食家畜冬春季草料短缺，拓展飼草在牛、羊和豬等養(yǎng)殖中更好應(yīng)用的重要貯存措施。但金蕎麥和串葉松香草的水分含量高，可溶性碳水化合物含量低，直接青貯效果不佳。乳酸菌作為青貯成功的關(guān)鍵微生物，能促進(jìn)乳酸生成，快速降低pH，抑制霉菌等有害微生物的增殖和代謝，從而提高發(fā)酵品質(zhì)[6]。因此，篩選適宜的乳酸菌菌種，提高青貯效果，對充分開發(fā)金蕎麥和串葉松香草等優(yōu)質(zhì)飼草資源的利用潛力具有現(xiàn)實意義。【前人研究進(jìn)展】乳酸菌種類較多，不同的乳酸菌在青貯發(fā)酵過程中所起作用不同。王麗學(xué)等[7]研究發(fā)現(xiàn)，添加植物乳桿菌和乳酸片球菌能顯著提高苜蓿青貯的發(fā)酵品質(zhì)；許蘭嬌等[8]利用乳酸糞腸球菌發(fā)酵油菜秸稈和皇竹草混合青貯，可提高飼料養(yǎng)分的表觀消化率。【研究切入點(diǎn)】目前，有關(guān)乳酸片球菌(Pediococcusacidilactici)和糞腸球菌(Enterococcusfaecalis)在金蕎麥和串葉松香草青貯中的作用效果鮮見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】探究乳酸片球菌和糞腸球菌對金蕎麥和串葉松香草青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響，篩選適宜金蕎麥和串葉松香草青貯的乳酸菌菌種，為生產(chǎn)上推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

金蕎麥和串葉松香草種植于貴州省草業(yè)研究所獨(dú)山基地(25°86′15″N，107°57′81″E)，試驗地海拔1 112 m，屬中亞熱帶溫潤季風(fēng)性氣候，年平均氣溫15℃，極端最高氣溫35.5℃，極端最低氣溫-4.0℃，年降雨量1 429.9 mm，無霜期297 d。

1.2 試驗材料

乳酸片球菌(有效活菌數(shù)≥1×1011CFU/g)和糞腸球菌(有效活菌數(shù)≥1×1011CFU/g)購自山東創(chuàng)益生物技術(shù)公司。金蕎麥在第2茬生長至高60 cm刈割，留茬5～10 cm；串葉松香草于初花期刈割，留茬2～5 cm。

1.3 試驗設(shè)計

采用單因素試驗設(shè)計，金蕎麥和串葉松香草青貯各設(shè)3個處理：以添加等量糖蜜為對照(CK)，添加乳酸片球菌1×1011CFU/g(T1)和添加糞腸球菌1×1011CFU/g(T2)，每處理3次重復(fù)。

青貯調(diào)制：取20 g糖蜜(添加比例1%)、1 g乳酸片球菌和1 g糞腸球菌，分別用10 mL蒸餾水溶解，充分混合后室溫下放置2 h備用。將收獲的金蕎麥和串葉松香草鮮樣(FM)使用小型鍘草機(jī)分別粉碎至5 cm長，置于陽光下晾曬3 h，2種飼草分別稱取3份，每份2 kg，共6份。青貯時，CK在原料上均勻噴灑20 mL糖蜜溶液，T1噴灑20 mL糖蜜乳酸片球菌混合溶液，T2噴灑20 mL糖蜜糞腸球菌混合溶液。攪拌均勻后分別取500 g樣品裝入聚酯乙烯袋中真空密封，室溫條件發(fā)酵40 d。

1.4 試驗方法

1.4.1 感官評定 依據(jù)德國農(nóng)業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(DLG)[9]分別對2種飼草青貯的色澤、氣味和質(zhì)地進(jìn)行評分，分為優(yōu)、中、可和下4個等級。

1.4.2 營養(yǎng)成分 將青貯樣品于烘箱中65℃烘48 h以上至恒重。參照張麗英[10]的方法測定干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、可溶性碳水化合物(WSC)、粗灰分(Ash)、粗纖維(CF)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)。

1.4.3 pH和發(fā)酵指標(biāo) 采用PHB-5 pH計(杭州齊威儀器有限公司)測定pH；苯酚-次氯酸比色法測定NH3-N[11]；高效液相色譜法測定乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)[12]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2010和SPSS 22.0對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理金蕎麥和串葉松香草青貯的感官品質(zhì)

從表1看出，金蕎麥：CK色澤為黃綠色，氣味酸，莖葉粘連，感官評定等級為中；T1和T2色澤均為黃綠色，氣味酸香，莖葉清晰，結(jié)構(gòu)良好，感官評定等級為優(yōu)。串葉松香草：CK、T1和T2間感官品質(zhì)無明顯差異，色澤均為黃褐色，接近青貯前的原料顏色，氣味酸，莖葉結(jié)構(gòu)良好，感官評定等級為中。綜合看，金蕎麥青貯時添加2種乳酸菌的色澤、氣味和質(zhì)地較串葉松香草好，以T2得分最高，達(dá)18分。

表1 不同處理金蕎麥和串葉松香草青貯的感官評定

2.2 不同處理金蕎麥和串葉松香草青貯的營養(yǎng)成分

由表2可知，添加乳酸菌對金蕎麥和串葉松香草青貯的營養(yǎng)成分有一定影響。金蕎麥：DM、EE和WSC含量以T1最高，分別為19.17%、5.23%和2.18%；CP、NDF和ADF以T2最高，分別為23.67%、42.31%和31.09%；Ash和CF以CK最高，分別為7.64%和56.41%。除T1和T2的EE含量顯著高于CK外，其他指標(biāo)處理間差異均不顯著。串葉松香草：DM、WSC、NDF和ADF含量以T1最高，分別為31.00%、0.69%和37.09%和24.02%；Ash以T2最高，為15.65%；CP、EE和CF以CK最高，分別為12.91%、4.50%和27.23%。除T2的DM顯著高于T1和CK外，其他指標(biāo)處理間差異均不顯著。

表2 不同處理金蕎麥和串葉松香草青貯的營養(yǎng)成分

2.3 不同處理金蕎麥和串葉松香草青貯的pH和發(fā)酵品質(zhì)

從表3看出，金蕎麥：pH為3.69～4.45，T1顯著低于CK和T2；LA含量為53.24～135.21 mg/g，T1顯著高于CK和T2；AA和PA分別為7.04～18.23 mg/g和2.26～3.03 mg/g，處理間差異均不顯著；NH3-N為0.31～2.93，T2顯著高于CK和T1；各處理均未檢出BA。串葉松香草：pH為4.92～4.94，處理間差異均不顯著；LA為21.03～33.43 mg/g，以T1最高；PA均為0.31 mg/g；BA為2.81～6.32 mg/g，T2顯著高于CK；AA和NH3-N分別為12.37～16.34 mg/g和0.07～0.09 g/kg，均以T2最高。表明，添加乳酸片球菌和糞腸球菌對串葉松香草pH和發(fā)酵品質(zhì)影響不大。

表3 不同處理金蕎麥和串葉松香草青貯的pH和發(fā)酵品質(zhì)

3 討論

乳酸菌是青貯發(fā)酵過程中影響發(fā)酵質(zhì)量的主要微生物，除乳酸菌的數(shù)量和活性外，其種類和組成對青貯品質(zhì)也有重要影響。乳酸菌的種類較多，根據(jù)其發(fā)酵形式不同，可分為同型發(fā)酵乳酸菌和異型發(fā)酵乳酸菌[13]。試驗選用的乳酸片球菌和糞腸球菌屬同型發(fā)酵乳酸菌，一般認(rèn)為，此類乳酸菌具有促進(jìn)乳酸生成，快速降低pH和改善青貯發(fā)酵品質(zhì)的作用[14-15]。研究結(jié)果表明，添加乳酸片球菌和糞腸球菌的金蕎麥青貯料感官評定等級均為優(yōu)，在一定程度上提高了金蕎麥青貯料的適口性，但對串葉松香草沒有明顯影響。青貯料的營養(yǎng)成分是直觀反映青貯效果的重要指標(biāo)。添加乳酸片球菌的金蕎麥青貯料的DM、EE和WSC含量較高，Ash、CF、NDF和ADF的含量較低，從而降低了金蕎麥青貯的營養(yǎng)損失，提高其消化率和飼用價值。可能是由于乳酸片球菌代謝產(chǎn)生的某些酶類，對金蕎麥的纖維結(jié)構(gòu)有一定水解作用，降低纖維含量的同時，釋放更多的WSC[16]。乳酸片球菌和糞腸球菌對串葉松香草的營養(yǎng)成分未產(chǎn)生積極影響，可能是由于串葉松香草的WSC含量較低，乳酸菌缺少必要的發(fā)酵底物所致。

pH是反映青貯發(fā)酵是否良好的重要指標(biāo)，發(fā)酵良好的青貯料pH在3.8～4.5[17]，pH的快速降低主要是由于乳酸菌消耗WSC迅速產(chǎn)生大量乳酸所致。試驗中，金蕎麥青貯各處理的pH均在4.5以下，以添加乳酸片球菌的pH最低，為3.69；串葉松香草青貯各處理的pH均高于4.5；乳酸片球菌處理金蕎麥的乳酸含量顯著高于CK和糞腸球菌處理，串葉松香草各處理的乳酸含量較低，且差異均不顯著，與各處理pH的差異情況相吻合。

丁酸主要由丁酸梭菌生成，丁酸會將蛋白質(zhì)降解為胺或氨，降低青貯品質(zhì)，甚至散發(fā)惡臭味，引起腐敗[18]；NH3-N主要由青貯過程中的蛋白質(zhì)和氨基酸分解產(chǎn)生，NH3-N含量越高，說明蛋白質(zhì)和氨基酸分解越多，青貯品質(zhì)越差[19]。研究表明，金蕎麥青貯各處理均未檢出丁酸，串葉松香草檢出少量丁酸，且添加糞腸球菌處理顯著高于CK；金蕎麥青貯CK和添加乳酸片球菌的NH3-N含量顯著低于添加糞腸球菌，表明添加糞腸球菌不利于金蕎麥青貯過程中蛋白質(zhì)的保存；串葉松香草青貯各處理的NH3-N含量差異不顯著，且低于金蕎麥。上述差異可能是由于青貯原料不同，2種飼草的可溶性碳水化合物、蛋白質(zhì)和氨基酸種類不同導(dǎo)致[20]。

4 結(jié)論

乳酸片球菌、糞腸球菌對金蕎麥和串葉松香草青貯品質(zhì)的影響存在差異，添加乳酸片球菌1×1011CFU/g金蕎麥青貯料的感官品質(zhì)、營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)較糞腸球菌好，具有較高的感官評分(17分)、粗脂肪(5.23%)和乳酸含量(135.21 mg/g)，較低的pH(3.69)和NH3-N含量(0.31 g/kg)，有利于提高其青貯品質(zhì)。添加乳酸片球菌1×1011CFU/g和糞腸球菌1×1011CFU/g串葉松香草青貯料的效果均不佳。