不同乳酸菌青貯劑對橋單6號全株玉米青貯品質的影響

馬伊丹，紀鵬，安清聰*，李琦華，魏強，邢笑錕，安潼昕

1.云南農業大學動物科學技術學院，昆明 650051；2.云南農業大學農學與生物技術學院，昆明 650051

全株玉米青貯是將帶穗的整株玉米收割切短后，在密閉且無氧的環境條件下，利用以乳酸菌為主的微生物發酵適宜時間，制成的一種外觀和營養價值與原料相似、消化率高、適口性好、氣味芳香的飼料[1]。玉米在我國種植面積較大，但新鮮玉米不易儲存，制成青貯玉米之后不但延長了貯存時間，而且營養價值豐富、適口性好、消化率高，因此全株玉米青貯料是反芻動物生產中重要的粗飼料來源，在優質粗飼料中占有不可替代的地位，目前也是世界范圍內應用最廣泛的青貯飼料[2]。

由于玉米青貯發酵過程復雜難以控制，很難保持厭氧條件，雜菌的生長繁殖往往會對青貯品質造成較大的影響，所以提高玉米青貯飼料的發酵品質是生產優質全株玉米青貯料的重要環節。前人研究發現，在發酵過程中加入青貯添加劑進行質量調控[3]，不僅可以改善發酵環境，還能抑制有害微生物活動，減少營養成分的流失，防止青貯原料腐敗霉變，提高青貯營養價值。如今，青貯添加劑已經成為一種有效提升青貯飼料的發酵品質、營養價值以及適口性的途徑[4]。青貯添加劑可分為同型發酵乳酸菌和異型發酵乳酸菌兩類。同型發酵乳酸菌只產生乳酸，在青貯中添加乳酸菌制劑可以在青貯初期加強乳酸發酵，縮短好氧菌的活動時間，快速降低pH，抑制雜菌增殖，降低原料中營養物質的損失。異型發酵乳酸菌會降低乳酸和酵母數量，但增加了乙酸的生成量[5]。布氏乳桿菌是異型發酵乳酸菌的典型代表，在有氧暴露階段可將乳酸轉化成乙酸，提高青貯飼料的有氧穩定性，降低青貯的pH 值，抑制酵母菌和霉菌的繁殖，延長腐敗時間[6]。但布氏乳桿菌在發酵時消耗的營養物質比同型發酵乳酸菌多，在使用過程中，經常會造成原料營養成分的損失。王誠等[7]研究發現，布氏乳桿菌和植物乳桿菌混合添加劑配合使用時，可以減少氨態氮的發酵損失，協同改善青貯飼料的品質效果。成娟麗等[8]試驗表明，在青貯玉米內添加布氏乳桿菌、植物乳桿菌混合添加劑后，青貯玉米飼料里的乳酸菌數量有顯著增加。洪梅等[9]研究發現，添加了布氏乳桿菌與植物乳桿菌混合添加劑的全株玉米青貯組品質優良，乙酸含量最高，且表面無霉菌生長。

由于目前在橋單6 號全株玉米青貯的研究中，針對該品種玉米的青貯添加劑菌種篩選仍有欠缺。本研究分別就市售乳酸菌青貯劑與自制的發酵促進型青貯劑進行青貯試驗，對比分析其對全株玉米發酵品質的影響，旨在為提高玉米青貯飼料的發酵品質提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

市售乳酸菌青貯劑：先鋒先牧?1168青貯劑（布氏乳桿菌≥1.0×1011CFU/g，植物乳桿菌≥1.0×1010CFU/g），科迪華農業科技有限公司。

自制青貯劑：GMDL-25。

供試種植玉米：橋單6號全株玉米。

1.2 青貯試驗工藝

將刈割的蠟熟初期全株玉米切成2 cm 左右的小段，分別添加自制青貯劑GMDL-25 和市售乳酸菌青貯劑，充分拌勻。本試驗設3個處理組，對照組不添加青貯劑，自然發酵。每個處理3個重復，每個重復1 袋，每個青貯袋質量約40 kg。裝入青貯袋后經真空密封于避光陰涼處發酵2 個月左右，發酵期間日均最高溫20 ℃，日均最低溫度為11.3 ℃。

1.3 感官指標測定方法

感官指標是青貯飼料質量的直觀反映。全株玉米青貯感官指標參照DB 50/T 669—2016《青貯飼料品質鑒定》和德國農業協會（Deutche Lan Dwirtschafts Geseutschaft）評分法[10]，具體見表1、表2。分別按色澤、氣味、結構3項指標進行評價打分，滿分為20 分，根據評分共分為4 個等級，從高到低依次是16～20 為優良，10～15 為尚好，5～9 為中等，0～4為腐敗[11]。

表1 青貯飼料的品質鑒定標準

表2 德國農業協會青貯飼料感官評定標準

1.4 微生物數量測定方法

乳酸菌數量測定參考（GB 4789.35—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》）。無菌采樣20 g 鮮樣切碎，加入180 mL 蒸餾水，振蕩2 h混勻，經4層紗布過濾后用定性濾紙過濾得到浸提液，隨后使用浸提液進行微生物培養試驗，最后進行乳酸菌菌落總數統計。

霉菌數量測定參考（GB/T 13092—2006《飼料中霉菌總數測定方法》），進行微生物培養試驗。

1.5 氨態氮及pH測定方法

參照（SB/T 10318—1999《氨態氮測定法》），用苯酚-次氯酸鈉比色法測定氨態氮含量。

使用pH 試紙測定浸提液，并與比色卡進行比對。

1.6 營養成分測定方法

每青貯袋取鮮樣約300 g，烘干箱內65 ℃烘干24 h，打磨成草粉儲存。

粗水分的測定參考GB/T 6435-2014《飼料中水分的測定 直接干燥法》。

粗脂肪含量的測定參考GB/T 6433—2006《飼料中粗脂肪的測定》。

粗蛋白含量的測定參考GB/T 6432—2018《飼料中粗蛋白的測定 凱氏定氮法》。

粗灰分的測定參考GB/T 6438—2007《飼料中粗灰分的測定》。

鈣含量的測定參考GB/T 6436—2018《飼料中鈣的測定干法》。

磷含量的測定參考GB/T 6437—2018《飼料中總磷的測定分光光度法》。

1.7 數據分析

采用Excel 2019 對原始數據進行處理，然后使用SPSS 20.0 軟件中單因素方差分析（One-way ANOVA）進行顯著性檢驗，多重比較采用Duncan’s法。試驗結果用“平均值±標準差”表示，P＜0.05 表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 全株玉米青貯后的感官評定

由表3 可見，市售乳酸菌處理組氣味評定略低于自然發酵組和自制GMDL-25 處理組；自然發酵組色澤感官相較于市售乳酸菌組和自制GMDL-25組略差；而自制GMDL-25 處理組最終感官評分優于自然發酵組和乳酸菌劑處理組。通過該感官評定評分來看，自制GMDL-25 處理組評分最高，20分。說明自制GMDL-25 對橋單6 號青貯玉米品質的改良效果較好。

表3 不同乳酸菌制劑對橋單6號全株玉米青貯感官品質的影響

2.2 全株玉米青貯后的微生物數量

由表4 可見，3 個處理組均無霉菌產生；自制GMDL-25 處理組乳酸菌數量顯著高于自然發酵組和乳酸菌處理組（P＜0.05），乳酸菌處理組的乳酸菌數量較自然發酵組呈現上升趨勢。

表4 不同乳酸菌制劑對全株玉米青貯微生物數量的影響

2.3 全株玉米青貯后的氨態氮含量及pH

由表5 可見，乳酸菌處理組氨態氮含量比自然發酵組高5.26%，而自制GMDL-25處理組氨態氮含量比自然發酵組高7.02%。pH 測定結果表明，乳酸菌處理組與自然發酵組相比pH 值無明顯差異，但自制GMDL-25組pH略高于乳酸菌處理組。

表5 不同乳酸菌制劑對全株玉米青貯氨態氮及pH的影響

2.4 全株玉米青貯后的營養成分

由表6 可見，乳酸菌處理組的粗脂肪含量顯著低于自然發酵組和GMDL-25 處理組（P＜0.05），而GMDL-25 處理組與自然發酵組無明顯差異；GMDL-25 處理組的粗蛋白含量略高于乳酸菌處理組和自然發酵組；乳酸菌處理組和GMDL-25 處理組的磷含量則分別略低于自然發酵組13.19%、8.11%，差異均不顯著（P＞0.05）；2 個處理組的粗灰分均與自然發酵組無明顯差異；就鈣含量來看，乳酸菌處理組鈣含量與自然發酵組相差不大，而GMDL-25 處理組鈣含量較自然發酵組略低14.29%，2 個試驗處理組與自然發酵組相比無明顯差異（P＞0.05）。

表6 不同乳酸菌制劑對全株玉米青貯營養成分的影響

3 討論

3.1 橋單6號全株玉米青貯的感官評價

青貯是在厭氧環境中通過促進乳酸菌的大量繁殖，使淀粉和可溶性糖分轉化為乳酸并累積到一定濃度，使青貯環境中的pH 值降低到4.2 以下，從而有效抑制腐敗菌的生長，達到長時間保存青貯飼料中營養物質的目的[12]。感官評定時，pH值是衡量青貯料品質好壞的重要指標之一，以德國農業協會的青貯料感官評定為評定基礎來看，pH 值在3.4～3.8為優質青貯料。常玉萍[13]研究表明，優質青貯飼料可以根據pH 值進行簡單快速的品質鑒定，但是若青貯料發生異常發酵如腐敗變質會產生氨，降低家畜采食量，就不能用pH 值全面評定青貯品質。Shockey 等[14]研究表明在玉米青貯飼料中添加乳酸菌青貯添加劑后，對青貯料最終的pH 降低作用并不顯著。而陳躍鵬等[15]試驗也得出青貯添加劑的添加對玉米青貯飼料pH 影響并不顯著，另外，袁仕改[16]研究表明，添加布氏乳桿菌制劑的試驗組pH值為3.59，低于4.2，為優質青貯，但與自然發酵組差異并不顯著，這是因為布氏乳桿菌可以將乳酸作為底物，降解產生少量的乙酸，使得青貯飼料中乳酸的總量下降，pH 上升。侯建建等[17]研究表明，乳酸菌添加劑可在發酵時迅速降低苜蓿青貯料的pH，抑制霉菌等有害菌種生長，但是添加劑組最終的pH 與其他組的并無顯著性差異。本試驗中橋單6號全株玉米青貯飼料pH 經測定均在3.8 以下，從pH 值來看，其處于優質青貯玉米飼料范圍內，GMDL-25 組的pH 與市售乳酸菌添加劑組、自然發酵組均無明顯差異，與前人研究結果一致[14-17]；另外，本試驗中橋單6 號全株玉米青貯的結構保存完好，且均無明顯酸味，屬于優質全株玉米青貯飼料。

3.2 全株玉米青貯的微生物數量變化

乳酸菌青貯的玉米能夠調節微生物區系，加快青貯發酵的進程，從而很好保存青貯飼料的營養價值[18]。從微生物數量來說，優質青貯玉米飼料中應無霉菌、酵母菌等有害菌種的繁殖。在發酵過程中有機酸構成可以作為反映青貯品質的依據，乳酸菌含量高，丁酸的含量就越低，青貯的效果就會越好。發酵菌種繁殖會產生丁酸、丙酸等物質，這些物質可有效地抑制酵母菌的生長繁殖，隨著這些代謝產物的產生，pH 隨之下降，更有效地抑制了霉菌等有害菌的繁殖生長[19]。

本研究中，橋單6 號全株玉米青貯所有試驗組及自然發酵組內均未檢測出霉菌，處理組的乳酸菌數量較自然發酵組有增長，與前人的研究結果一致[19]；另外乳酸菌的增加可提高飼料適口性，還可有效增加反芻動物瘤胃微生物數量[20]。Woolford等[21]研究發現在青貯飼料發酵的前4 d 內主要為乳酸菌等同型發酵菌主導，而4 d 后則是由異型發酵菌如布氏乳桿菌作為發酵的主導菌群；Li 等[22]在布氏乳桿菌對黑麥草青貯中的微生物影響試驗表明，青貯微生物添加劑接種后會與原生菌種進行營養競爭并迅速繁殖，并產生乳酸、乙酸等有效抑制雜菌生長；以Jin等[23]對大麥青貯中添加乳酸桿菌的影響結果來看，試驗組布氏乳桿菌數量在第28天達到10.5 lgCFU/g，高于對照組布氏乳桿菌數量，且乳酸含量低于對照組。本試驗中，橋單6 號全株玉米青貯所得乳酸菌檢測結果也與以上研究結論相一致。在發酵后期取樣檢測，GMDL-25 處理組乳酸菌數量顯著高于市售添加劑處理組；且由GMDL-25 添加劑組與自然發酵組比較可得，GMDL-25 添加劑的添加可顯著增加橋單6號全株玉米青貯飼料內的乳酸菌數量（P＜0.05)。

3.3 青貯玉米飼料的營養成分分析

Elferink 等[24]研究發現布氏乳桿菌可以在厭氧環境中將乳酸分解為乙酸、丙酸和1，2-丙二醇。而Reis 等[25]在玉米青貯中添加Lactobacillus hilgardii異型發酵菌種試驗發現，試驗組青貯玉米中的乙酸、1，2-丙二醇的含量增加，乳酸菌數量也有所增加。Polukis 等[26]在青貯玉米中添加微生物菌劑后得到的結果同樣是試驗組中乙酸、1，2-丙二醇含量增加，且酵母菌數量減少。本研究發現，在橋單6號全株玉米青貯中添加市售乳酸菌處理組的粗脂肪含量與自然發酵組相比顯著降低（P＜0.05)。究其原因可能是市售青貯劑在發酵過程中將乳酸分解為乙酸等揮發性脂肪酸，在粗脂肪抽提過程中流失，而乳酸不溶于石油醚，從而導致乳酸菌處理組粗脂肪含量較自然發酵組和自制GMDL-25 組顯著降低。

4 結論

自制GMDL-25 青貯劑和市售乳酸菌青貯劑均能顯著提高橋單6號全株玉米青貯的感官品質和乳酸菌數量，有效抑制霉菌的生長。盡管自制GMDL-25 對全株玉米的青貯發酵有促進作用，但其后續的應用和推廣還需進一步的擴大試驗研究。