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Effect of additives on the quality of Asparagus officinalis stem leaf silage

青贮添加剂对芦笋茎叶青贮品质的影响



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015380 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
郭海明,朱雯,张勇,黄文明,焦阳,叶均安.青贮添加剂对芦笋茎叶青贮品质的影响.草业学报,2016,25(5):134140.
GUOHaiMing,ZHUWen,ZHANGYong,HUANGWenMing,JIAOYang,YEJunAn.Effectofadditivesonthequalityof犃狊狆犪狉犪犵狌狊狅犳犳犻犮犻狀犪
犾犻狊stemleafsilage.ActaPrataculturaeSinica,2016,25(5):134140.
青贮添加剂对芦笋茎叶青贮品质的影响
郭海明,朱雯,张勇,黄文明,焦阳,叶均安
(浙江大学动物科学学院,浙江 杭州310058)
摘要:本研究旨在探讨不同添加剂对青贮芦笋茎叶品质的影响。试验在芦笋茎叶鲜样中分别添加乳酸菌、乳酸
菌+纤维素酶、乳酸菌+米糠和乳酸菌+纤维素酶+米糠进行青贮调制,乳酸菌、纤维素酶和米糠的添加剂量分别
为5×105cfu/g、0.6IU/g、30mg/g,贮存90d后开包。综合评定芦笋茎叶的青贮质量,测定常规营养成分,浸提液
的pH值、氨态氮和有机酸的含量。试验结果表明,与对照组相比,添加乳酸菌提高了乙酸的含量、降低了有氧损失
(犘<0.05),提高了芦笋青贮料的有氧稳定性;在添加乳酸菌基础上,同时添加米糠和纤维素酶有降低青贮品质的
趋势。仅添加乳酸菌即可获得优质芦笋茎叶青贮料。
关键词:青贮;芦笋茎叶;乳酸菌;米糠;纤维素酶  
犈犳犳犲犮狋狅犳犪犱犱犻狋犻狏犲狊狅狀狋犺犲狇狌犪犾犻狋狔狅犳犃狊狆犪狉犪犵狌狊狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊狊狋犲犿犾犲犪犳狊犻犾犪犵犲
GUOHaiMing,ZHU Wen,ZHANGYong,HUANGWenMing,JIAOYang,YEJunAn
犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃狀犻犿犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊,犣犺犲犼犻犪狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犎犪狀犵狕犺狅狌310058,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Theobjectiveofthisstudywastoinvestigatetheeffectsofdifferentadditivesonthequalityof
犃狊狆犪狉犪犵狌狊狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊silage(stemandleaf).Lactobacilus,lactobacilus+celulose,lactobacilus+ricebran
andlactobacilus+celulose+ricebranwereaddedtosilage;theconcentrationoflactobacilus,celuloseand
ricebranwere5×105cfu/g,0.6IU/g,30mg/goffreshweightrespectively.Afterbeingensiledfor90days,
thequalityof犃.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊stemleafsilagewasassessed.Thechemicalcomposition,pH,NH3Nandorganic
acidcontentoffermentedjuicewereanalysed.Thedatashowedthat,comparedwiththecontrolgroup,thead
ditionoflactobacilusincreasedtheaceticacidcontent,reducedaerobicdeterioration(犘<0.05)andimproved
theaerobicstability.Lactobaciluswithricebranandcelulosetendedtolowerthequalityof犃.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊
stemleafsilage.Theresultsdemonstratedthathighquality犃.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊stemleafsilagecanbeobtainedwith
additionoflactobacilusonly.
犓犲狔狑狅狉犱狊:silage;犃狊狆犪狉犪犵狌狊狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊stemleaf;lactobacilus;ricebran;celulose
芦笋(犃狊狆犪狉犪犵狌狊狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊)学名石刁柏,是百合科天门冬属中能形成嫩茎的多年生宿根草本植物。它适应
性强,种植省工省时,一年高效种植,能多年连续采收;含有人体必需的多种氨基酸和微量元素,具有抗肿瘤、抗衰
老、抗疲劳、降血脂、保肝解毒、免疫调节等功能[1],被称为世界上十大名菜之一,素有“蔬菜之王”的美誉。随着社
会的发展,人们对于芦笋的需求不断增加,以及芦笋作为高经济作物,收益好,在一定程度上推动了产业的发展,
134-140
2016年5月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第25卷 第5期
Vol.25,No.5
收稿日期:20150831;改回日期:20151116
基金项目:浙江省农业厅“三农六方”项目资助。
作者简介:郭海明(1990),男,安徽阜阳人,在读硕士。Email:haiming_guo@163.com
通信作者Correspondingauthor.Email:yja@zju.edu.cn
促进种植面积不断加大。据FAO数据显示,2011年中国芦笋收获面积132万hm2,产量高达725万t,分别占世
界总收获面积和总产量的90.13%和88.44%,产业规模迅速扩大,位居世界第一[2]。芦笋种植过程中,每年的8
月和12月均需要割去地上部分的茎叶,产生的茎叶被当做废弃物丢弃,既造成了资源浪费,又污染环境。
目前我国南方地区粗饲料资源匮乏,而且四季供给不均衡,已成为制约畜牧业发展的瓶颈;合理开发利用粗
饲料资源,发展节粮型畜牧生产,已成为发展畜牧业的重要途径。对饲料进行青贮具有保存饲料,改善适口性等
优点。刘辉等[3]在紫花苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)青贮时添加乳酸菌接种剂,降低了pH值和氨态氮的含量,提高了
青贮料的发酵品质。Guo等[4]在青贮时添加纤维素酶降低了中性洗涤纤维的含量,与单独添加纤维素酶或乳酸
菌相比,同时添加乳酸菌和纤维素酶能进一步提高青贮料的品质。朱雯等[5]研究表明,米糠的添加改善了青贮茭
白的发酵品质。将芦笋茎叶青贮后用作奶牛饲料已有报道,如韩光亮等[6]用青贮芦笋茎叶饲喂奶牛,与青贮玉米
秸组相比,显著提高了奶产量,节约了饲料成本,提高了经济效益;但关于芦笋茎叶青贮调制技术、青贮品质等方
面尚未有研究报道。本试验探讨芦笋茎叶青贮时,添加乳酸菌以及乳酸菌与纤维素酶、米糠的不同组合对其发酵
品质的影响,为建立优质芦笋茎叶青贮料调制技术提供依据,同时为开发利用优质粗饲料资源提供新途径。
1 材料与方法
1.1 试验材料
原料采自浙江省长兴县吕山乡的新鲜芦笋茎叶。所需添加剂为乳酸菌(购自台湾亚芯生物科技有限公司,活
菌数为1.0×1011cfu/g),米糠(长兴永盛牧业有限公司提供),纤维素酶(购自广州溢多利有限公司,酶活为2000
IU/g)。
1.2 试验设计
试验设5个处理组:对照组(control,CK),添加等量的去离子水;每g芦笋茎叶鲜样中,添加乳酸菌5.0×
105cfu(lactobacilus,L组);添加乳酸菌5.0×105cfu+米糠30mg(lactobacilus+ricebran,LR组);添加乳酸
菌5.0×105cfu+纤维素酶0.6IU(lactobacilus+celulose,LC组);添加乳酸菌5.0×105cfu+米糠30mg+纤
维素酶0.6IU(lactobacilus+ricebran+celulose,LRC组)。添加剂的用量是以鲜重(FW)为基础。
1.3 青贮的制作
试验于2013年12月4日在浙江大学实验牧场进行。将新鲜芦笋茎叶用铡草机切短至2~3cm,取5kg芦
笋茎叶鲜样,将乳酸菌、纤维素酶混悬于100mL的去离子水中,均匀喷洒在芦笋茎叶上,米糠均匀拌入;对照组
均匀喷洒等量的去离子水,将拌匀的样品用塑料袋包裹、压实,用粘胶带缠绕、密封。试验共5个处理,每个处理
3个重复,室内避光贮存90d后开包检测。
1.4 测定指标及方法
按常规法(张丽英,2003)[7]测定样品的干物质(drymatter,DM)和粗蛋白(crudeprotein,CP)含量,采用
VanSoest(1991)等[8]的方法测定中性洗涤纤维(neutraldetergentfiber,NDF)和酸性洗涤纤维(aciddetergent
fiber,ADF)的含量,半纤维素(hemicelulose)的含量为NDF和ADF含量之差。采用蒽酮-硫酸比色法测定可
溶性碳水化合物(watersolublecarbohydrate,WSC)的含量[9],采用Playne和 McDonald[10]的方法测定缓冲能
值(bufferingcapacity,BC)。准确称取20g新鲜或青贮样品,加入200mL去离子水、用组织捣碎机匀质30s
后,4层纱布过滤[11],滤液立即检测pH(pH MeterPB10,Sartorious);另取过滤液5mL分装后,-20℃保存,以
备氨态氮(NH3N)和乳酸、乙酸、丙酸、丁酸浓度的检测。NH3N的检测采用苯酚-次氯酸钠法测定[12]。乳酸
采用对羟基联苯比色法测定[13],参考姜芳等[14]的方法测定乙酸、丙酸和丁酸的含量(GC2010,Shimadzu);HP
INNOWAX毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm),色谱参数:柱温120℃,气化室温度250℃,检测室温度
270℃,载气为氮气,总压力160kPa。有机酸的含量为乙酸、丙酸、丁酸和乳酸的含量之和。
青贮至90d,打开青贮包,从颜色、气味和质地等指标进行综合评分[15];根据青贮前后的重量和干物质含量
计算干物质回收率(drymatterrecovery,DMR)。参考Conaghan等[16]检测有氧稳定性和有氧损失。操作方法
如下:每个样品取3kg放入塑料箱子(2.5cm厚,39cm×25cm×22cm)中、20~23℃连续检测15d,同时在青
531第25卷第5期 草业学报2016年
贮样品旁边放一个装满水的箱子,用作青贮样品温度的对照,每天记录青贮样品的温度。乳酸菌,酵母菌和霉菌
分别采用 MRS培养基和马丁培养基进行培养计数[17]。
1.5 数据处理
用Excel分析数据,SAS9.0单因素k水平Duncan多重比较,犘<0.05差异显著。
2 结果与分析
2.1 青贮原料的营养成分
芦笋茎叶鲜样的营养成分见表1。新鲜芦笋茎
叶DM含量为31.50%;DM 中CP、WSC含量分别
为11.42%和9.55%,具有较高的营养价值和较好
的青贮条件。其水分含量符合青贮要求,易于青贮。
表1 青贮原料的营养成分
犜犪犫犾犲1 犖狌狋狉犻犲狀狋狊狅犳狊犻犾犪犵犲犿犪狋犲狉犻犪犾狊 %DM
项目Item DM CP NDF ADF WSC
芦笋茎叶犃.狅犳犻犮犻狀犪犾犻狊stemleaf31.50 11.42 47.05 32.85 9.55
米糠 Ricebran 89.14 12.61 20.63 10.15 10.62
2.2 青贮芦笋茎叶的综合评定
由表2可知,各组青贮料在气味、色泽和质地上差异不显著(犘>0.05),均呈褐黄色,气味甘酸舒适、茎叶结
构清晰可见,且各组无霉变的情况;从水分的评分来看,米糠组(LR组、LRC组)的评定显著高于L组和LC组
(犘<0.05),但是和对照组之间差异不显著(犘>0.05),因为米糠本身较高的DM 含量提高了水分的评分等级。
总评分各个组之间差异不显著(犘>0.05),综合评定等级属优良。
表2 芦笋茎叶青贮90犱后的综合评分
犜犪犫犾犲2 犜犺犲犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳犃.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊狊狋犲犿犾犲犪犳犪犳狋犲狉90犱狅犳犲狀狊犻犾犻狀犵
项目Item
处理 Treatment
CK L LR LC LRC
犘 SEM
气味 Odor 18.00 18.00 18.00 18.00 18.33 0.92 0.31
色泽Color 12.00 12.33 12.33 12.33 12.00 0.90 0.37
质地 Texture 6.00 6.00 6.00 5.67 6.00 0.90 0.30
pH 20.67 23.67 22.33 22.33 21.67 0.26 0.88
水分 Moisture 16.67ab 15.33b 18.00a 15.33b 17.33a 0.02 0.54
总评分Totalscore 73.33 75.00 76.67 73.50 75.00 0.24 1.03
 同行不同小写字母表示差异显著(犘<0.05),下同。
 Thedifferentsmallettersinthesamerowmeansignificantdifference(犘<0.05),thesamebelow.
2.3 不同处理对青贮芦笋茎叶营养成分的影响
青贮后的营养成分见表3。与对照组相比,各处理组的NH3N、CP、NDF、ADF和半纤维素含量均无显著差
异(犘>0.05)。对照组的DM含量显著低于LR组(犘<0.05),与L组、LC组、LRC组差异不显著。DMR各组
之间无显著差异(犘>0.05),且均在90%以上。试验各组的 NH3N含量没有显著差异(犘>0.05)、且均小于
0.12%,NH3N占总氮的比例各组之间差异不显著(犘>0.05)。NH3N占总氮的比例越低,说明蛋白质的分解
越少,青贮过程中粗蛋白损失少。各处理组 WSC含量与对照组相比没有显著差异(犘>0.05),但是从数值上看,
添加米糠组(LR组、LRC组)的 WSC含量有增加的趋势。与对照组相比,各个处理组对BC无显著性影响(犘>
0.05)。
2.4 不同处理对青贮发酵酸及乳酸菌、酵母菌、霉菌数量的影响
由表4可知,各处理组的pH值与对照相比差异不显著(犘>0.05);且各组pH均低于4.00,说明青贮效果
好。青贮发酵以后,乳酸含量差异不显著(犘>0.05)。但各处理组乙酸含量显著高于对照组(犘<0.05),且各处
631 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.5
理组之间差异不显著(犘>0.05)。对照组的乳乙比高于其他各处理组,但差异不显著(犘>0.05),主要是因为对
照组乙酸含量较低,其他各处理组之间乳乙比差异不显著(犘>0.05)。
试验各处理组的丙酸含量均未检出。对照组丁酸含量显著高于其他各组(犘<0.05),其他各处理组之间差
异不显著(犘>0.05),且LC组的丁酸未检出。有机酸含量各组之间无显著差异(犘>0.05),各处理组与对照组
相比均有升高的趋势。在微生物计数统计中,LRC组的乳酸菌数量显著低于其他各组(犘<0.05),这和其较低的
乳酸含量相吻合,其他各组之间无显著差异(犘>0.05)。酵母菌和霉菌均未检出。
表3 青贮90犱后各处理组的营养成分(干物质基础)
犜犪犫犾犲3 犜犺犲狀狌狋狉犻犲狀狋狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狌狆狊犪犳狋犲狉90犱狅犳犲狀狊犻犾犻狀犵(犱狉狔犿犪狋狋犲狉犫犪狊犻狊)
项目Item
处理 Treatment
CK L LR LC LRC
犘 SEM
干物质 DM (%) 26.61bc 25.99bc 28.23a 25.51c 27.30ab <0.01 0.42
干物质回收率DMR(%) 94.01 94.49 94.16 92.84 92.93 0.63 0.80
氨态氮 NH3N(%) 0.10 0.10 0.10 0.11 0.11 0.20 0.00
粗蛋白CP(%) 11.10 11.49 11.53 10.97 11.32 0.76 0.31
氨态氮比总氮 NH3N/TN(%) 5.59 5.30 5.55 5.96 5.93 0.29 0.23
可溶性碳水化合物 WSC(%) 2.16 2.04 2.32 2.19 2.47 0.45 0.16
中性洗涤纤维 NDF(%) 50.36 49.24 49.78 48.47 49.03 0.86 1.18
酸性洗涤纤维 ADF(%) 34.18 33.14 36.10 34.38 33.14 0.73 1.69
半纤维素 Hemicelulose(%) 16.19 16.11 13.68 14.10 15.88 0.29 0.95
缓冲能值BC(mEq/Kg) 559.21 547.45 563.46 584.67 541.59 0.21 12.42
表4 芦笋茎叶青贮90犱后的有机酸含量及乳酸菌、酵母菌、霉菌计数(干物质基础)
犜犪犫犾犲4 犜犺犲狅狉犵犪狀犻犮犪犮犻犱犮狅狀狋犲狀狋犪狀犱犾犪犮狋犻犮犪犮犻犱犫犪犮狋犲狉犻犪犪犮犻犱,狔犲犪狊狋,犿狅犾犱犮狅狌狀狋狊狅犳
犃.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊狊狋犲犿犾犲犪犳犪犳狋犲狉90犱狅犳犲狀狊犻犾犻狀犵(犱狉狔犿犪狋狋犲狉犫犪狊犻狊)
项目Item
处理 Treatment
CK L LR LC LRC
犘 SEM
pH 3.85 3.66 3.75 3.70 3.75 0.19 0.05
乳酸Lactate(%) 7.70 7.90 7.89 7.95 7.41 0.89 0.37
乙酸 Acetate(%) 1.43b 2.62a 2.62a 2.90a 2.71a 0.04 0.30
乳乙比Lactatetoacetateratio 4.56 3.23 3.02 2.74 3.06 0.40 0.57
丙酸Propionate(%) ND ND ND  ND ND - -
丁酸Butyrate(%) 0.85a 0.32b 0.05b  ND 0.09b 0.05 0.15
有机酸 Organicacid(%) 9.69 10.40 10.56 10.85 10.14 0.24 0.34
乳酸菌Lacticacidbacteria(Lgcfu/g) 8.27a 8.21a 8.27a 8.42a 7.79b <0.01 0.07
酵母菌 Yeast(Lgcfu/g) ND ND ND  ND ND - -
霉菌 Mold(Lgcfu/g) ND ND ND  ND ND - -
 ND:未检测到 Notdetected.
2.5 不同处理对青贮芦笋茎叶有氧稳定性的影响
由表5可知,试验各组有氧稳定性无显著差异(犘>0.05),但从数值上来看,对照组、LR和LRC组的有氧稳
定性较差,且低于其他两组。L组、LC组之间的有氧损失均无显著差异(犘>0.05),但显著低于对照组和LRC
组(犘<0.05),这和其较高的有氧稳定性的结果相符合。
731第25卷第5期 草业学报2016年
表5 芦笋茎叶青贮90犱后有氧稳定性和有氧损失评价
犜犪犫犾犲5 犜犺犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳犪犲狉狅犫犻犮狊狋犪犫犻犾犻狋狔犪狀犱犱犲狋犲狉犻狅狉犪狋犻狅狀狅犳犃.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊狊狋犲犿犾犲犪犳犪犳狋犲狉90犱狅犳犲狀狊犻犾犻狀犵
项目Item
处理 Treatment
CK L LR LC LRC
犘 SEM
有氧稳定性 Aerobicstability(d) 2.50 3.50 2.50 4.00 2.50 0.51 0.67
有氧损失 Aerobicdeterioration(℃) 12.35ab 6.70c 9.10bc 6.70c 16.05a 0.02 1.36
3 讨论
3.1 乳酸菌对芦笋茎叶青贮质量的影响
青贮是通过乳酸菌的发酵作用,产生大量乳酸,迅速降低了pH值,进而抑制所有微生物的活动和植物蛋白
酶的分解作用,达到保存饲料的目的。在青贮初期,由于植物的呼吸作用和酶解作用,造成了干物质的损失[18]。
在本试验中,DMR均在90%以上,说明青贮调制较成功。NH3N主要是植物蛋白酶分解蛋白质、氨基酸和含氮
物质生成的,其含量越高,意味着蛋白质损失越多。试验各组的NH3N含量均在0.1%左右,说明在青贮的过程
中,植物蛋白酶的降解作用较弱,因酶解作用的蛋白质损失较小。在综合评定中,试验各组均未出现霉变的情况,
这和微生物的试验结果相符。在本试验中,添加乳酸菌制剂,对乳酸含量无显著的影响,但显著提高了乙酸的含
量。试验各组的pH均小于4.0,青贮的pH值越低越有利于抑制有害微生物的生长(如霉菌,酵母菌和梭状芽孢
杆菌等)和养分损失。优质青贮料的pH值在3.4~3.8之间[15],除对照组之外,其他各组均符合优级标准。据
Queiroz等[19]报道,在玉米青贮中添加乳酸菌制剂,对乳酸的含量无显著影响,但显著提高了乙酸的含量,进而提
高了有氧稳定性。在本试验中,L组,LC组的有氧稳定性高于对照组,主要是因为乙酸的含量显著增加(犘<
0.05)。米糠组(LR,LRC组)与L组,LC组的乙酸含量虽无显著差异,却未能提高其有氧稳定性(与对照组相
比),可能是因为米糠的添加为开窖以后好氧性微生物提供更为充足的营养物质,加快了二次发酵的进程,从而影
响了青贮料的有氧稳定性。
3.2 米糠对芦笋茎叶青贮质量的影响
米糠是稻谷加工的副产品之一,因其具有较高的DM 和 WSC含量,在青贮发酵初期,为乳酸菌提供充足的
发酵底物,进而抑制有害微生物的活性,减少营养物质的损耗。许能祥等[20]在水稻秸秆进行青贮时,添加米糠显
著提高了 WSC和乳酸的含量,降低了NH3N与总氮的比值,在米糠基础上添加乳酸菌进一步提高水稻秸秆的
青贮品质。在本试验中,LR组与对照组相比,显著提高了DM含量、降低了丁酸的含量,抑制了其他有害微生物
的活性。LR组与L组相比,显著提高了DM的含量,提升青贮芦笋茎叶的营养价值;与侯晓静等[21]得到了类似
的结果,主要是因为米糠自身含有较高的干物质含量。
3.3 纤维素酶对芦笋茎叶青贮质量的影响
纤维素酶降解植物细胞壁结构成分,分解NDF和ADF为葡萄糖、麦芽糖等可溶性糖,为乳酸菌的发酵提供
底物,提高发酵的品质。Ni等[22]研究表明在麦秸青贮时,添加纤维素酶显著地降低 NDF和 ADF的含量,Sun
等[23]研究也得到了类似的结果。本研究中,添加LC组与对照组相比,提高了 WSC的含量,降低了NDF和ADF
的含量,但未达显著水平,可能是因为纤维素酶的作用受诸多因素的影响,例如青贮原料的特性、植物的生长阶
段、酶的组成和添加量和青贮发酵的条件等[24],从而未能充分发挥作用。Mandebvu等[25]研究表明,在百慕大草
青贮中,添加纤维素酶对青贮发酵产物没有影响。LRC组与LC组相比,除显著提高了DM 含量以外,三者的组
合添加未能进一步提高青贮芦笋茎叶的品质;LRC组与对照组相比,降低了DMR,主要是因为其青贮后NH3N
的含量较高,蛋白质分解较多。
4 结论
添加乳酸菌制剂提高了芦笋茎叶青贮料的乙酸含量和青贮料的有氧稳定性,青贮品质达到优级;在添加乳酸
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菌制剂的基础上,同时添加米糠、纤维素酶,对芦笋茎叶的青贮品质呈下降趋势;芦笋茎叶在无任何添加剂的情况
下,亦可以青贮。
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