不同纖維素酶濃度對高冰草青貯品質的影響

何國瓊，喻濱鴻，羅 超，王毓鈺，黃鈺瀅，鄒文慧，聞小麗，鄭小琴，張 艷

（四川民族學院橫斷山區生態修復與特色產業培育研究中心/川藏滇青林草撫育和利用研究中心 四川，康定 626001）

高冰草，原產于澳大利亞，禾本科多年生草本植物，根系發達，分裂能力強，具有耐鹽、耐寒、耐干旱的能力[1]。可多次刈割，葉片豐富，牧草利用率高。鮮草帶有香味，會吸引牛羊等牲畜啃食。在趙清等[2]的高冰草喂養實驗中就發現，豬、馬、牛、鹿等牲畜在使用高冰草喂養后其體重都有明顯上漲。在劉玲等[3]的研究中發現，高冰草單獨青貯形成的飼料不滿足優質飼料的特征，通過控制高冰草含水量，添加甲酸、蔗糖能有效改善高冰草青貯飼料的品質，添加甲酸、蔗糖會降低青貯飼料的pH，提高乳酸含量、降低乙酸、氨態氮的含量，但青貯飼料的營養成分及干物質的保存率不高。此外，可以添加添加劑，如酶制劑、乳酸菌制劑、化學性添加劑和營養性添加劑等改善青貯品質，提高青貯飼料的營養價值及耐貯性。本實驗探究添加纖維素酶是否可以改善高冰草青貯飼料的品質，利用其對青貯飼料營養價值與感官質量的影響，為青貯高冰草提供一定的理論依據和參考[4]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗所刈割的高冰草種植于四川民族學院黑日村農學實驗地（30°12′N，102°17′E），該地位于甘孜州姑咱鎮，地處康定市東部，大渡河西岸，平均海拔1400 m，熱帶河谷氣候，年平均氣溫17℃。雨季在6～9 月，年平均降水量650 mm，日照時間長，晝夜溫差大，歷年無霜期250 d以上，年平均風速2～3 m[5]。

1.2 實驗材料

1.2.1 高冰草

在高冰草抽穗期前（抽穗期：當高冰草的穗頂從其劍葉的葉鞘向外伸出5～25 cm 時）[5]，避開當天露水高發期（2022 年5 月20 日16：00）在試驗地中選取具有代表性的區域，隨機取樣刈割地上部分大約25～30 cm的高冰草。

1.2.2 酶制劑

纖維素酶：酶活性為10萬u/g，呈細粉末狀，購自于山東隆科特酶制劑有限公司。分別稱取0.01 g、0.02 g、0.03 g纖維素酶與200 g高冰草混合均勻配制成0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg濃度梯度的青貯混合物進行青貯貯藏。

1.3 青貯調制

本試驗為2因子8處理設計，兩個因子分別是原料的含水量和不同濃度纖維素酶。不使用任何添加劑為對照（CK1：50%、CK2：70%）。收割抽穗期前的高冰草（地上部分大約25～30 cm）裝入長1.2 m、寬0.8 m、厚度0.08 mm 的聚乙烯塑料袋中1小時內帶回實驗室。鮮樣高冰草，采回即測含水量為70%；陰干高冰草原料是放置于實驗室，避免太陽照射，陰干至水分含量為50%。鮮樣高冰草及陰干高冰草均人工切碎至2 cm 后，按照四分法選取200 克/袋的樣品裝入聚乙烯塑料袋內，將不同濃度的纖維素酶（0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg）與聚乙烯塑料袋內樣品充分混合均勻，排除空氣后密封，室溫避光貯存45 d。貯藏期滿，開袋查看青貯飼料的感官品質，烘干樣品并磨樣，測定其營養成分：粗灰分、粗脂肪、粗蛋白。

1.4 青貯飼料取樣與測定

青貯材料經過烘箱105℃烘干至恒重后，放在干燥器中冷卻至室溫取出，經粉碎機粉碎過60目篩后，裝入自封袋內待測。

粗灰分采用灰分法測定（GBT 6438-2007）；粗脂肪采用粗脂肪分析儀測定（SZF-06A）（GBT 6433-2006）；粗蛋白采用全自動凱式定氮儀測定（K9860）（GBT 6432-2018）。感官評價：使用德國農業協會青貯飼料感官評定標準（DLG）[6]，見表1。

表1 德國農業協會青貯飼料感官評定標準( DLG)

1.5 統計與分析

粗灰分（Ash）含量計算公式：

Ash（%）=（m2-m1）/m×100

式中，m2為炭化后坩堝加灰分的質量（g），m1空坩堝質量（g），m為試樣質量（g）。

粗脂肪（EE）含量計算公式：

EE（%）=（m2-m1）/m×100

式中，m2為抽提后恒重盛有脂肪的抽提瓶質量（g），m1抽提瓶重量（g），m為試樣質量（g）。

粗蛋白（CP）含量計算公式：

CP（%）=（V1-V2）×C×0.014×6.25/m

式中，V2為空白樣消耗的鹽酸量，空白值為0.2 mL;V1為滴定時消耗的鹽酸量（mL）；C為鹽酸濃度為0.1 mol/L，m為式樣質量（g）。

使用Excel 整理數據，用SPSS 23.0 進行單因素方差分析，采用LSD 進行多重比較，顯著性水平為0.05，不符合方差齊性檢驗的數據采用韋爾奇檢驗。

2 結果與分析

2.1 感官質量評價

由表2 可見，依據感官評定標準（DLG）評價，高冰草青貯時的含水量為50%：所有處理的高冰草青貯飼料的等級均為“良好”。纖維素酶濃度為0.15 g/kg 評分最高（14.3分），較CK1高出3.3分；0.1 g/kg次之（12.3分），高出對照（CK1）1.3 分；最低評分為0.05g/kg（11 分）與CK1評分相同。含水量為70%時：纖維素酶濃度為0.15 g/kg 處理組評分最高（13.6 分）等級為“良好”，較CK2高出7.6 分；0.05 g/kg次之（11.4分）等級也為“良好”，高出CK25.4分；最低評分為0.1 g/kg（9.4 分），高出CK23.4 分，與CK2等級相同均為“中等”。

表2 不同濃度添加劑對高冰草青貯飼料感官質量的影響

添加纖維素酶后高冰草青貯飼料的分數均優于CK組，青貯后呈黃色或深黃綠色且伴有輕微牧草香味。CK1分數最低呈墨綠色且伴有酸臭味。70%含水量高冰草青貯飼料感官評價整體表現低于50%含水量高冰草青貯飼料，添加纖維素酶0.15 g/kg 的青貯飼料感官評價優于其它添加劑處理組。

2.2 高冰草青貯飼料的營養價值

由圖1 可見，高冰草青貯時原料含水量為50%時：不同濃度之間粗灰分、粗脂肪與粗蛋白含量均無顯著性差異。隨纖維素酶濃度的增加粗灰分、粗蛋白含量呈先降低后升高；粗脂肪含量呈逐漸增多，在纖維素酶濃度0.1 g/kg時高于對照組，0.15 g/kg時最高，為35.03 g/kg。

圖1 原料含水量50%時高冰草青貯飼料的營養成分

由圖2 可見，高冰草青貯時原料含水量為70%時：纖維素酶處理下3 個濃度的粗灰分含量顯著低于CK2（P＜0.05）；纖維素酶處理下3 個濃度的粗蛋白含量無顯著性差異，但隨纖維素酶濃度增加粗蛋白含量呈增加的趨勢，在纖維素酶濃度0.15g/kg 時粗蛋白含量最高。各不同濃度纖維素酶處理組之間粗脂肪含量有顯著性差異，纖維素酶濃度為0.15g/kg 時粗脂肪含量顯著大于0.05 g/kg、0.1 g/kg（P＜0.05）；纖維素酶濃度為0.5 g/kg 與0.1g/kg 濃度的粗脂肪含量無顯著性差異。隨著纖維素酶濃度的增加粗灰分、粗脂肪、粗蛋白含量呈現上升趨勢。

圖2 原料含水量70%時高冰草青貯飼料的營養成分

由表3 可見，零添加劑處理時，高冰草青貯原料含水量為70%的粗灰分和粗蛋白含量顯著高于50%，粗脂肪顯著低于50%；纖維素酶濃度為0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg 時，高冰草青貯原料含水量為50%的粗灰分、粗脂肪和粗蛋白含量顯著高于70%。

表3 不同高冰草原料含水量青貯飼料養分含量對比

高冰草原料的水分含量從70%降至50%，隨著高冰草青貯原料的水分含量的減少，高冰草青貯飼料的粗灰分、粗脂肪、粗蛋白含量均有所提高。

3 討論

3.1 含水量對高冰草青貯飼料的影響

含水量是決定青貯飼料成功與否的關鍵條件，一般來說，常規青貯以65%～75%為宜，半干青貯以45%～55%為宜，原料水分過高會導致青貯飼料發酵過程中出現漏液現象，營養物質散失，降低青貯飼料營養價值，本研究青貯原料水分為50%～70%，符合青貯標準[7]。

本研究發現青貯高冰草飼料的營養價值隨著原料含水量的降低而升高，與原料含水量為70%處理相比，原料含水量為50%處理的粗脂肪含量分別提高了3.8 g/kg，6.67g/kg，5.3 g/kg；CP含量分別提高了8.43 g/kg，4.28 g/kg，6.76 g/kg 與閆星全等[8]的研究結果相似，高冰草水分含量降低有助于改善青貯飼料的品質。出現這個現象的原因可能是刈割后隨著高冰草植物本身含水量的減少，破壞了其它有害微生物的生活環境，減少了耐低水分微生物的競爭對手，為乳酸菌等微生物創造了良好的生長環境[9]。

本試驗還發現，兩個不同原料含水量下青貯高冰草添加纖維素酶的粗灰分、粗脂肪粗蛋白有所改善。調控高冰草含水量被諸多學者認為是提高青貯高冰草發酵品質的有效手段，但最適含水量具體為多少當前仍沒有具體結論。就本試驗結果而言，原料含水量在50%時青貯飼料的發酵品質要優于在70%時與閆星全等[10]的研究結果相同。

3.2 不同纖維素酶濃度對高冰草青貯飼料感官質量的影響

感官質量是判定青貯飼料優劣最直觀、最快速的方法。在青貯現場，從視、聽、嗅、味、觸五個方面直接對青貯飼料的水分、氣味、顏色、柔軟程度等方面做出基本判斷[11]。在青貯過程中，檢查青貯情況時發現，70%原料含水量處理組的含水量明顯高于其他處理組，有少量汁液滲出密封袋，帶有臭味，顏色呈現出墨綠色，牧草的莖葉結構保持極差，或有輕度白霉菌或輕度污染。其它處理組，特別是低水分、高纖維素酶的處理組，如原料含水量為50%時，添加纖維素酶0.15 g/kg 的高冰草莖葉結構保持良好，顏色呈現出淡黃色，無酸臭味，有一股芳香味。

青貯效果不佳，可能是因為采用青貯原料高冰草的含水量高，青貯過程中微生物的種類繁多，如，酵母菌、腐敗菌、霉菌會利用殘留的空氣和壓榨出的汁液大量繁殖，因此，若不壓實、排氣不徹底或高冰草的莖葉劃破密封袋而殘留空氣則會出現發霉變質現象，影響青貯的感官品質[12]。

3.3 不同纖維素酶處理對高冰草青貯飼料營養成分的影響

粗灰分、粗脂肪、粗蛋白是鑒定飼料及飼料原料品質優劣的重要依據之一，對動物的生長發育，指導飼料及飼料原料加工，提高飼料品質具有重要意義[13]。粗灰分在青貯飼料生產中主要來源是植物本身的礦物質元素及泥土污染，本試驗中采取地上部分大約25～30cm 的高冰草，嚴格控制了泥土來源，所以粗灰分基本為植物本身的礦物質元素。原料含水量為70%時，粗灰分含量相較于對照組有所下降，分別降低了7.59 g/kg，6 g/kg，5.23 g/kg；原料含水量為50%時，粗灰分含量與對照組相差不大。表明，纖維素酶有一定的降低高冰草青貯飼料粗灰分的作用。70%及50%原料含水量處理組中均為添加纖維素酶0.15g/kg 時粗脂肪含量最高，分別為31.52 g/kg、35.03 g/kg與郭婷添加纖維素酶對燕麥營養影響結果相同[14]。但粗脂肪不是越高越好，飼料中粗脂肪含量超過5%則會造成禽、獸消化不良或者腹瀉，嚴重者會對胚胎造成傷害[15]。

有研究發現植物葉青貯中添加60～120 u/g的纖維素酶能提高青貯飼料蛋白質等營養物質的含量[16]。本試驗中添加纖維素酶可以提高青貯飼料的粗蛋白、粗脂肪含量，減少鮮貯青貯飼料粗灰分的含量，但在50%含水量下粗灰分含量并沒有與纖維素酶的含量呈現出相關性。纖維素酶在三個濃度處理水平之間對陰干高冰草青貯品質影響都不顯著，這可能與酶濃度有關，超過一定的纖維素酶含量，發酵效果不會出現明顯變化。

4 結論

高冰草進行青貯時原料含水量由70%降至50%時，高冰草青貯飼料的養分有所提高；添加纖維素酶后，高冰草的感官品質表現與CK相似，沒有表現出添加纖維素酶的優勢。綜合考慮感官品質和養分含量，調制青貯飼料時，高冰草原料含水量為50%，纖維素酶濃度為0.15 g/kg時高冰草青貯效果最好。因此，采用含水量低的牧草并添加酶制劑更有利于青貯成功、改善青貯飼料的養分。