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Effect of temperature and additives on fermentation and α-tocopherol and β-carotene content of Pennisetum purpureum silage

温度和添加剂对象草青贮发酵品质、α-生育酚和β-胡萝卜素的影响



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2014338 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
刘秦华,李湘玉,李君风,白晰,张建国,邵涛,吴琳,赵新国,田佳鹭.温度和添加剂对象草青贮发酵品质、α生育酚和β胡萝卜素的影响.草业学
报,2015,24(7):116122.
LiuQH,LiXY,LiJF,BaiX,ZhangJG,ShaoT,WuL,ZhaoXG,TianJL.Effectoftemperatureandadditivesonfermentationandαto
copherolandβcarotenecontentof犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿silage.ActaPrataculturaeSinica,2015,24(7):116122.
温度和添加剂对象草青贮发酵品质、
α生育酚和β胡萝卜素的影响
刘秦华1,李湘玉1,李君风1,白晰1,张建国2,邵涛1,吴琳1,赵新国1,田佳鹭1
(1.南京农业大学饲草调制加工与贮藏研究所,江苏 南京210095;2.华南农业大学农学院,广东 广州510642)
摘要:为提高青贮饲料的发酵品质,降低α生育酚和β胡萝卜素的损失,研究了温度(45,30和15℃)和添加剂(无
添加:CK;纤维素酶:E;植物乳杆菌:LP)对象草青贮饲料的影响。试验结果表明,在所有温度水平,象草青贮饲料
的发酵品质良好,但30℃时产生了少量丁酸,发酵品质略有下降;添加LP和E降低了pH(犘<0.05),增加了乳酸
含量和乳酸乙酸比(犘<0.05),提高了发酵品质。象草青贮饲料贮藏在45和15℃时的α生育酚含量显著高于
30℃(犘<0.05),β胡萝卜素含量显著低于30℃(犘<0.05)。LP和E添加组在所有温度水平的α生育酚和β胡萝
卜素含量均较低(犘<0.05)。E组在45℃的α生育酚含量显著高于LP组,E组在30和15℃的β胡萝卜素含量显
著高于LP组。
关键词:象草;发酵品质;α生育酚;β胡萝卜素  
犈犳犳犲犮狋狅犳狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犪狀犱犪犱犱犻狋犻狏犲狊狅狀犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀犪狀犱α狋狅犮狅狆犺犲狉狅犾犪狀犱β犮犪狉狅狋犲狀犲
犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿狊犻犾犪犵犲
LIUQinHua1,LIXiangYu1,LIJunFeng1,BAIXi1,ZHANGJianGuo2,SHAOTao1,WULin1,ZHAO
XinGuo1,TIANJiaLu1
1.犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犈狀狊犻犾犻狀犵犪狀犱犘狉狅犮犲狊狊犻狀犵狅犳犌狉犪狊狊,犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃狀犻犿犪犾犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犖犪狀犼犻狀犵犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,
犖犪狀犼犻狀犵210095,犆犺犻狀犪;2.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲,犛狅狌狋犺犆犺犻狀犪犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犌狌犪狀犵狕犺狅狌510642,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Theeffectsoftemperature(45,30,15℃)andadditives(noadditives:CK;celulase:E;犔犪犮狋狅犫犪犮犻犾
犾狌狊狆犾犪狀狋犪狉狌犿:LP),onthefermentationandαtocopherolandβcarotenecontentof犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿si
lageswasdetermined.Theresultsindicatedthatthe犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿silageproducedgoodfermentationatal
temperatures;ensilingat30℃producedlessbutyricacidhowever.Additives(LPandE)producedsignificantly
higherlacticacidcontent,lacticacidtoaceticacidratioandlowerpH (犘<0.05)thansilageswithoutadditive
(CK),indicatingadditivescanimprovefermentationqualityof犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿silage.Thestudyrevealedthat
犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿silagefermentedat30℃ hadsignificantlyhigherβcarotene,butlowerαtocopherolcontent
thansilagesfermentedat45and15℃ (犘<0.05).SilagesupplementedwithLPandEhadlowerαtocopherol
andβcarotenecontents(犘<0.05).Etreatedsilagehadhigherαtocopherolcontentat30℃ (犘<0.05)and
第24卷 第7期
Vol.24,No.7
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年7月
July,2015
收稿日期:20140820;改回日期:20140925
基金项目:南京农业大学青年科技创新基金(KJ2013022),南京农业大学大学生实践创新计划训练项目(1426A02)和中国科学院科技服务网络
计划(KFJEWSTS071)资助。
作者简介:刘秦华(1983),男,重庆人,讲师,博士。Email:liuqinhua@njau.edu.cn
通讯作者Correspondingauthor.Email:taoshaolan@163.com
higherβcarotenecontentat30℃and15℃ (犘<0.05)thanLPtreatedsilage.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿;fermentationquality;αtocopherol;βcarotene
牧草中的α生育酚和β胡萝卜素是草食动物维生素E和维生素A的主要来源之一,对草食动物免疫、繁殖
等性能有重要影响。α生育酚是维生素E的主要形式,对防治由激素及营养失衡造成的各种类型子宫疾病的发
生,胎间距加大,难孕牛增多等一系列繁殖障碍疾病均有一定的作用[1]。β胡萝卜素是维生素A的前体物质,进
入机体后形成维生素A,提高血清中免疫球蛋白的含量,刺激多形核粒细胞产生超氧化物增强杀菌力,提高体内
各种抗体(IgA、IgM和IgG等)的水平[2]。青贮是有效保存牧草α生育酚和β胡萝卜素的加工方式之一。青贮
饲料α生育酚和β胡萝卜素的含量为鲜草的40%~60%,而干草α生育酚和β胡萝卜素的含量为鲜草的10%~
20%[3]。Noziere等[4]发现色泽良好的青贮饲料能够保存鲜草约80%的β胡萝卜素。因此,研究青贮饲料中α
生育酚和β胡萝卜素含量的变化具有重要意义。
环境温度是影响青贮发酵品质的重要因素之一。高温(30~40℃)条件下青贮易导致丁酸发酵,发酵品质
差[5];低温(5~15℃)条件下青贮则发酵较弱,需要较长时间来抑制肠杆菌、芽孢杆菌和酵母等微生物[6]。目前,
温度对青贮饲料α生育酚和β胡萝卜素影响的研究较少,尚不明确温度对α生育酚和β胡萝卜素的影响机制。
添加乳酸菌和纤维素酶能提高青贮发酵品质,但对青贮饲料α生育酚和β胡萝卜素的影响效果不一致。
Lindqvist等[7]发现添加乳酸菌和纤维素酶增加了青贮饲料α生育酚的含量且未降低β胡萝卜素的损失,Nadeau
等[8]发现添加乳酸菌未降低青贮饲料α生育酚的损失。
本试验旨在研究添加乳酸菌和纤维素酶对不同贮藏温度象草青贮饲料的发酵品质、α生育酚和β胡萝卜素
含量的影响,初步探讨其对α生育酚和β胡萝卜素的影响机制,为牧草青贮加工提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2014年9月26日收割株高为1.3~1.6m 的第1茬象草(犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿)为试验材料。乳酸菌为
植物乳杆菌(犔犪犮狋狅犫犪犮犻犾犾狌狊狆犾犪狀狋犪狉狌犿),具有在低温下高产乳酸的特性,来自华南农业大学饲草加工实验室,纤
维素酶购自江苏锐阳生物科技有限公司。
1.2 试验设计
试验采用实验室青贮罐,容积为1L的聚乙烯塑料瓶。试验设3个贮藏温度:45,30和15℃;试验处理:无添
加(CK)、植物乳杆菌添加(LP)1×105cfu/gFW、纤维素酶添加(E)0.2%FW。每个处理同一贮藏温度4个重
复,青贮35d。
1.3 试验方法
1.3.1 青贮饲料的调制  将新鲜象草切短至1~2cm,混匀并分别经不同添加剂处理后再次混匀,装入1L
实验室青贮罐中,每个青贮罐装820g,压实后盖上内外盖,并用胶带密封,置于设计温度下贮藏35d后开窖,分
析青贮发酵品质、α生育酚和β胡萝卜素含量。
1.3.2 青贮原料化学成分及微生物组成分析  青贮原料切短后,四分法取300g烘干后测定干物质(drymat
ter,DM),烘干样品粉碎后过1mm筛用于测定粗蛋白(crudeprotein,CP)、水溶性碳水化合物(watersoluble
carbohydrate,WSC)、中性洗涤纤维(neutraldetergentfiber,NDF)和酸性洗涤纤维(aciddetergentfiber,
ADF)。DM含量采用65℃干燥法烘60h以上至恒重测定[9],CP含量采用凯氏定氮法测定[10],中性洗涤纤维和
酸性洗涤纤维采用尼龙袋法测定[11],中性洗涤纤维减去酸性洗涤纤维得半纤维素含量,WSC含量采用蒽酮-硫
酸法测定[12]。采用四分法另取20g青贮原料,于250mL锥形瓶中加蒸馏水180mL稀释10倍,并在4℃浸提
18h后过滤得到浸提液,用于分析缓冲能。缓冲能采用盐酸、氢氧化钠滴定法测定[6]。乳酸菌、好气性细菌、酵
母菌和霉菌数量分别采用 MRS(deMan-Rogosa-Sharpe)琼脂培养基、营养琼脂培养基、马铃薯葡萄糖琼脂培
养基计数[6]。乳酸菌厌氧37℃培养2d;好气性细菌、酵母菌和霉菌在有氧条件下30℃培养2~3d。
711第7期 刘秦华 等:温度和添加剂对象草青贮发酵品质、α生育酚和β胡萝卜素的影响
1.3.3 发酵品质和微生物组成分析  青贮罐开封后,采用四分法取100g混匀的青贮饲料放入聚乙烯塑料封
口袋中,加入400mL蒸馏水,冰箱里4℃下浸泡18h后过滤,用pH计(HANNA,pH211型)测定浸提液pH
值。有机酸含量采用高效液相色谱仪测定[13]。色谱条件:日立L2000高效液相色谱仪;色谱柱RSpakKC811
昭和电气;流动相为3mmol/L的高氯酸溶液;流速1mL/min;柱温60℃;检测器,L2420紫外可见检测器;检测
波长210nm。NH3N含量采用苯酚-次氯酸钠比色法测定[9]。微生物组成分析方法与原料相同。
1.3.4 α生育酚和β胡萝卜素含量分析  α生育酚和β胡萝卜素浸提液制备
[7]:四分法分样后称取10g新鲜
样品,置于冷冻干燥机中-55℃冷冻干燥48h并粉碎得冻干样品。将全部冻干样品置于三角瓶中,加入70mL
无水乙醇、30mL甲醇、30mL浓度为10%的维生素C、20mLKOH水溶液(质量∶体积=1∶1),黑暗条件下
80℃水浴30min进行皂化,冷水中冷却。取全部皂化液于250mL分液漏斗,加入50mL石油醚,上下倒置3
min后静置,将下层液去掉,将上层液倒入平底烧瓶,于75℃水浴蒸干,用1.5mL异丙醇溶解,3500r/min离心
后得α生育酚和β胡萝卜素浸提液。
α生育酚和β胡萝卜素含量采用高效液相色谱仪测定
[7]。色谱条件:日立L2000高效液相色谱仪;色谱柱,
InersilODS4;流动相为90%甲醇+10%乙腈;流速为2mL/min;柱温为45℃;检测器,L2420紫外可见检测
器;α生育酚的检测波长,280nm;β胡萝卜素的检测波长,450nm。
1.4 数据统计
对试验数据采用SPSS13软件的一般线性模型(GLM)进行双因素方差分析(TwowayANOVA),并用邓肯
法(Duncan)对各处理的平均值进行多重比较;对发酵品质参数与α生育酚及β胡萝卜素进行相关性分析。
2 结果与分析
2.1 青贮原料的化学成分
新鲜象草的DM、CP含量及缓冲能较低,分
别为146.86g/kgFW,71.99g/kgDM 和94.42
mEq/kgDM;WSC含量为55.35g/kgDM;NDF
和ADF含量较高,分别为632.60g/kgDM 和
425.96g/kgDM;附着乳酸菌较少,数量为3.94
lgcfu/gFW;好氧性微生物较多,数量超过5.0
lgcfu/gFW(表1)。α生育酚和β胡萝卜素含量
分别为10.00mg/kgDM和450.21mg/kgDM。
2.2 温度对象草青贮饲料发酵品质、α生育酚和
β胡萝卜素的影响
温度对象草青贮饲料的pH、乳酸(LA)、乙酸
(AA)、氨态氮比总氮(NH3N/TN)、乳酸比乙酸
(LA/AA),乳酸菌、好氧细菌、酵母菌、霉菌、α生
育酚和β胡萝卜素分别有显著影响(犘<0.05),
对DM 和丁酸(BA)无显著影响(犘>0.05)(表
2)。在CK组中,所有温度水平间的干物质、pH、
乳酸无显著差异(犘>0.05);30和45℃的AA含
量显著高于15℃(犘<0.05);30℃的BA和NH3
N/TN最高(犘<0.05);30和15℃的乳酸菌和好
氧性细菌显著多于45℃(犘<0.05);30和45℃
表1 青贮前象草的化学成分与微生物组成
犜犪犫犾犲1 犆犺犲犿犻犮犪犾犪狀犱犿犻犮狉狅犫犻犪犾犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳
犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿犫犲犳狅狉犲犲狀狊犻犾犻狀犵
测定项目Items 象草犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿
干物质 Drymatter(g/kgFW) 146.86±5.06
粗蛋白Crudeprotein(g/kgDM) 71.99±7.27
中性洗涤纤维Neutraldetergentfiber(g/kgDM) 632.60±27.42
酸性洗涤纤维Aciddetergentfiber(g/kgDM) 425.96±33.78
半纤维素 Hemicelulose(g/kgDM) 206.63±6.55
水溶性碳水化合物 Watersolublecarbohydrates(g/kgDM) 55.35±4.47
pH 5.98±0.04
缓冲能Buffercapacity(mEq/kgDM) 94.42±9.56
乳酸菌Lacticacidbacteria(lgcfu/gFW) 3.94±0.15
好氧性细菌Aerobicbacteria(lgcfu/gFW) 5.61±0.21
酵母菌Yeast(lgcfu/gFW) 3.69±0.07
霉菌 Mold(lgcfu/gFW) 4.32±0.19
α生育酚αtocopherol(mg/kgDM) 10.00±0.02
β胡萝卜素βcarotene(mg/kgDM) 450.21±5.57
 注:FW,鲜重;DM,干物质;cfu,菌落形成单位;mEq,毫克当量。下同。
 Note:FW,Freshweight;DM,Drymatter;cfu,Colonyformingunits;
mEq,Miligramequivalent.Thesamebelow.
的酵母菌数量显著少于15℃(犘<0.05);30℃的α生育酚含量显著低于45和15℃(犘<0.05);30℃的β胡萝卜
素含量显著高于45和15℃(犘<0.05)。
811 草 业 学 报 第24卷
表2 温度和添加剂对象草青贮饲料发酵品质、α生育酚和β胡萝卜素的影响
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狅犳狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犪狀犱犪犱犱犻狋犻狏犲狊狅狀犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊,α狋狅犮狅狆犺犲狉狅犾犪狀犱β犮犪狉狅狋犲狀犲狅犳犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿狊犻犾犪犵犲
温度
Temperature
处理
Treatment
干物质
Drymatter
(g/kgFW)
pH 乳酸
Lacticacid
(g/kgDM)
乙酸
Aceticacid
(g/kgDM)
丁酸
Butyricacid
(g/kgDM)
NH3N/TN
(g/kg)
LA/AA
45℃ CK 155.43±10.79a 4.29±0.25a 30.16±4.84d 23.45±1.92a NDb 27.03±7.69bc 1.28±0.10e
E 139.33±11.17b 4.03±0.11b 49.60±1.13b 7.90±0.11cd NDb 28.14±8.33bc 6.28±0.16b
LP 165.60±8.93a 4.03±0.09b 42.43±4.87bc 15.72±1.46b NDb 14.01±1.78d 2.71±0.33d
30℃ CK 157.77±4.60a 4.10±0.05ab 35.51±4.93cd 26.38±4.89a 2.83±2.63a53.41±7.31a 1.40±0.45e
E 138.10±6.49b 4.01±0.10b 64.88±2.77a 13.03±0.64b NDb 22.07±4.49cd 4.98±0.20bc
LP 159.50±8.27a 3.66±0.17c 63.68±6.67a 14.12±2.06b NDb 34.93±9.36b 4.62±1.16c
15℃ CK 160.43±7.49a 4.12±0.16a 33.75±8.53cd 15.52±4.33b NDb 37.84±0.54b 2.20±0.37de
E 141.67±6.81b 3.59±0.03c 66.00±1.30a 11.33±0.82bc NDb 19.20±1.92cd 5.84±0.30bc
LP 162.40±2.20a 3.65±0.03c 60.94±6.08a 3.84±0.17d NDb 15.58±3.67d 15.86±1.66a
标准误Standarderror 4.560 0.076 2.960 1.412 0.510 3.392 0.418
显著性Significance
温度Temperature NS    NS  
添加剂Additive     NS  
交互作用Interaction NS  NS    
温度
Temperature
处理
Treatment
α生育酚
αtocopherol
(mg/kgDM)
β胡萝卜素
βcarotene
(mg/kgDM)
乳酸菌
Lacticacidbacteria
(lgcfu/gFW)
好氧性细菌
Aerobicbacteria
(lgcfu/gFW)
酵母菌
Yeast
(lgcfu/gFW)
霉菌
Mold
(lgcfu/gFW)
45℃ CK 9.24±1.09a 195.62±73.25b 5.65±0.60b 4.67±0.80c <1.00d <1.00b
E 4.65±1.25c 17.51±6.85d 3.46±0.28c <1.00d <1.00d <1.00b
LP NDd 9.01±3.74d 5.74±0.76b <1.00d <1.00d <1.00b
30℃ CK NDd 353.41±113.05a 7.47±0.76a 6.42±0.55a <1.00d <1.00b
E NDd 227.10±40.98b 6.30±0.31b 5.26±0.10bc 5.01±0.07bc <1.00b
LP NDd 78.93±17.90cd 5.79±0.88b 5.61±0.43b 5.30±0.64c 2.74±0.73a
15℃ CK 7.49±0.91b 142.71±14.88bc 7.52±0.10a 6.65±0.03a 6.05±0.07a <1.00b
E 5.17±0.46c 166.66±2.38b 7.36±0.42a 6.51±0.21a 5.69±0.42ab 2.46±0.27a
LP 4.06±0.89c 77.23±16.40cd 7.32±0.32a 6.67±0.22a 5.44±0.41bc <1.00b
标准误Standarderror 0.411 27.689 0.319 0.213 0.170 0.150
显著性Significance
温度Temperature      
添加剂Additive      
交互作用Interaction      
 注:CK,对照;E,纤维素酶;LP,植物乳杆菌;NH3N/TN,氨态氮比总氮值;LA/AA,乳酸比乙酸;ND,未检测到;同列不同小写字母表示差异显著
(犘<0.05);,差异显著(犘<0.05),NS,无显著差异(犘>0.05)。
 Note:CK,Control;E,Celulose;LP,犔犪犮狋狅犫犪犮犻犾犾狌狊狆犾犪狀狋犪狉狌犿;NH3N/TN,RatioofammoniaNtototalnitrogen;LA/AA,Ratiooflacticacid
toaceticacid;ND,nodetected;Differentlowercaselettersinthesamecolumnindicatesignificantdifferencesat犘<0.05;,Significantdifference
(犘<0.05);NS,Nosignificantdifference(犘>0.05).
2.3 添加剂对象草青贮饲料发酵品质、α生育酚和β胡萝卜素的影响
除BA外,添加剂对其他青贮发酵品质参数和α生育酚及β胡萝卜素均有显著的影响(犘<0.05)(表2)。在
911第7期 刘秦华 等:温度和添加剂对象草青贮发酵品质、α生育酚和β胡萝卜素的影响
45℃贮藏条件下,E组的干物质、AA含量和乳酸菌数量显著低于CK和LP组(犘<0.05);E组和LP组的LA含
量显著高于CK组(犘<0.05);E组的LA/AA值显著高于CK组和LP组(犘<0.05),且LP组的LA/AA值显
著高于CK组(犘<0.05);E组和LP组的好氧性细菌数量显著低于CK组(犘<0.05);E组和LP组的α生育酚
和β胡萝卜素含量显著低于CK组(犘<0.05),且E组的α生育酚含量显著高于LP组(犘<0.05)。
在30℃贮藏条件下,E组的干物质含量显著低于CK组和LP组(犘<0.05);E组和LP组的LA含量和LA/
AA值显著高于CK组(犘<0.05);E组和LP组的AA、BA、NH3N/TN和乳酸菌及好氧性细菌数量显著低于
CK组(犘<0.05),E组和LP组的酵母菌数量显著高于CK组(犘<0.05);E组和CK组的霉菌数量显著低于LP
组(犘<0.05);在E组、CK组和LP组均未检测到α生育酚;E组和LP组的β胡萝卜素含量显著低于CK组
(犘<0.05),且E组的β胡萝卜素含量显著高于LP组(犘<0.05)。
在15℃贮藏条件下,E组的干物质含量显著低于CK组和LP组(犘<0.05);E组和LP组的pH显著低于
CK组(犘<0.05);E组和LP组的乳酸含量显著高于CK组(犘<0.05);E组和CK组的乙酸含量显著高于LP
组(犘<0.05);E组和CK组的LA/AA值显著低于LP组(犘<0.05),且E组的LA/AA值显著高于CK组(犘<
0.05);CK组的酵母菌数量显著高于LP组(犘<0.05),E组的霉菌数量显著高于CK组和LP组(犘<0.05);E
组和LP组的α生育酚含量显著低于CK组(犘<0.05),E组和LP组的α生育酚含量无显著差异(犘>0.05),
CK组的β胡萝卜素含量分别与E组和LP组无显著差异(犘>0.05),E组的β胡萝卜素含量显著高于LP组
(犘<0.05)。
2.4 温度和添加剂交互作用对象草青贮饲料发酵品质、α生育酚和β胡萝卜素的影响
温度和添加剂交互作用对pH、AA、BA、NH3N/TN、LA/AA、乳酸菌、好氧细菌、酵母菌、霉菌、α生育酚和
β胡萝卜素有显著的影响(犘<0.05),对DM 和LA无显著影响(犘>0.05)(表2)。在所有贮藏温度中,E组和
LP组在增加LA,降低BA和NH3N/TN的效果无显著差异(犘>0.05)。从DM、pH、AA、LA/AA来看,LP组
提高发酵品质的效果较好。除45℃外,E组降低α生育酚损失的效果显著好于LP组(犘<0.05)。E组和LP组
降低β胡萝卜素损失的效果较差;在30和15℃,E组降低β胡萝卜素损失的效果显著好于LP组(犘<0.05)。
2.5 象草青贮饲料发酵品质与α生育酚及β胡萝
图1 象草青贮饲料发酵品质与α生育酚及
β胡萝卜素的相关性
犉犻犵.1 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀狅犳犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狑犻狋犺
α狋狅犮狅狆犺犲狉狅犾犪狀犱β犮犪狉狅狋犲狀犲犻狀犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿狊犻犾犪犵犲
   DM,干物质;LA,乳酸;AA,乙酸;BA,丁酸;LA/AA,乳酸比乙酸;NH3
N/TN,氨态氮比总氮;LAB,乳酸菌;AB,好氧性细菌;Y,酵母菌;M,霉
菌;,差异显著(犘<0.05)。DM,Drymatter;LA,Lacticacid;AA,
Aceticacid;BA,Butyricacid;LA/AA,Ratiooflacticacidtoaceticacid;
NH3N/TN,RatioofammoniaNtototalnitrogen;LAB,Lacticacidbac
teria;AB,Aerobicbacteria;Y,Yeast;M,Mold;,Significantdiffer
enceat犘<0.05.
卜素的相关性
α生育酚与pH、好氧性细菌和酵母菌数量呈正
相关(犘>0.05),与LA呈显著负相关(犘<0.05),
与DM、AA、BA、LA/AA、NH3N/TN、乳酸菌和霉
菌数量呈负相关(犘>0.05)(图1)。β胡萝卜素与
AA、NH3N/TN和好氧性细菌数量呈显著正相关
(犘<0.05),与乳酸菌数量呈显著正相关(犘<
0.05),与pH和BA呈正相关(犘>0.05);与LA/
AA呈显著负相关(犘<0.05),与DM、LA、酵母菌
和霉菌数量呈负相关(犘>0.05)。
3 讨论
温度明显影响了象草青贮饲料的发酵品质。随
着温度的上升,AA呈现上升趋势,LA/AA值、乳酸
菌、好氧性细菌和酵母菌数量呈下降趋势,说明高温
抑制了乳酸菌、好氧性细菌和酵母菌的繁殖及乳酸
发酵,促进了乙酸发酵。该试验结果与 Wang和
Nishino[14]的研究结果一致。虽然对照组在30℃产
生了丁酸发酵,但丁酸含量为2.83g/kgDM,氨态
021 草 业 学 报 第24卷
氮比总氮值为53.41g/kg,达到优质青贮饲料的要求(丁酸含量<10g/kgDM,氨态氮比总氮值<100g/kg)[9],
这与Zhang等[15]发现在30℃青贮饲料产生大量丁酸的研究结果不一致。其原因是本试验的象草缓冲能较低,
为94.42mEq/kgDM,乳酸菌利用WSC可产生足够的乳酸,使pH下降至4.10抑制丁酸发酵。Tamada等[5]和
荣辉等[16]也有类似的研究报道。对照组在15和45℃未检测到丁酸,其原因是在该温度下产生丁酸的能力弱,大
多数丁酸菌产生丁酸的最适宜温度是30℃[5,14]。
添加乳酸菌和纤维素酶常用于提高青贮饲料发酵品质。在本试验中,添加植物乳杆菌和纤维素酶的象草青
贮饲料在不同贮藏温度下均含有较多的乳酸,较高的LA/AA,较少的氨态氮,且未检测到丁酸,提高了发酵品
质。这与Zhang等[15]和王奇等[9]的结果一致。而且在不同温度下,植物乳杆菌和纤维素酶对青贮发酵品质有显
著影响。随着温度的降低,LP组的乳酸含量呈上升趋势,乙酸含量呈下降趋势,LA/AA值显著上升,DM 含量
较高并保持稳定,发酵品质逐步提高,说明在低温下该植物乳杆菌同型乳酸发酵的能力较强。随着温度的降低,
纤维素酶添加组的乳酸和乙酸含量呈上升趋势,pH呈下降趋势,说明低温下纤维素酶的活性较强,细胞壁物质
被降解为六碳糖和五碳糖,促进了发酵。这与Zhang和Nishino[14]的研究结果不一致,与Colombatto等[17]报道
的Liquicel2500酶在低温下促进发酵的结果一致,Depol40酶在高温下促进发酵的结果不一致,其原因是不同
的纤维素酶具有不同的温度活性。
温度对α生育酚及β胡萝卜素的含量有显著影响。在本试验中,对照组的α生育酚含量依次是:45℃>
15℃>30℃。出现该结果的原因是:α生育酚不饱和键少,结构稳定,在无氧条件下45℃高温对α生育酚的破坏
作用小[3];15℃低温下乳酸菌、好氧性细菌和酵母菌较多,降低了α生育酚的含量;30℃时产生了丁酸发酵,α生
育酚损失较大。对照组在30℃的β胡萝卜素含量显著高于15和45℃,这是由于15℃低温下酵母菌较多,能降
解β胡萝卜素
[18];β胡萝卜素属四萜类化合物,具有4个不饱和的戊二烯单位,性质活泼,45℃高温容易导致β胡
萝卜素降解[19];对照组在30℃含有较多的β胡萝卜素的原因可能是蛋白质降解过程中产生了保护β胡萝卜素的
物质。这点可由β胡萝卜素与氨态氮比总氮值呈显著正相关得以证明,但产生的何种物质及对β胡萝卜素的保
护机理还有待进一步研究。
利用青贮添加剂可以改善青贮发酵品质,但降低青贮饲料α生育酚和β胡萝卜素损失的效果有显著差
异[20]。在本试验中,植物乳杆菌和纤维素酶添加组在45和15℃的α生育酚含量显著低于对照,且纤维素酶添加
组在45℃的α生育酚含量显著高于植物乳杆菌添加组,说明添加植物乳杆菌和纤维素酶降低α生育酚损失的效
果不佳,这与Nadeau等[8]的结果类似,与Lindqvist等[7]的结果不一致,其原因是植物乳杆菌添加组和纤维素酶
添加组的pH下降到3.5的水平。α生育酚与pH呈正相关,与乳酸含量呈显著负相关对此进行了证实。同样
的,植物乳杆菌和纤维素酶添加组在45和30℃的乳酸含量和LA/AA值显著增加,乳酸发酵较强,β胡萝卜素的
损失较大。上述结果与从DM 含量为285~586g/kgDM,pH值为5.16~5.51、乳酸含量为1.40~32.9g/kg
DM,丁酸含量为0~2.3g/kgDM的裹包混合青贮饲料中得出的:乳酸发酵降低α生育酚和β胡萝卜素损失的
结果不一致[21],这说明较弱的乳酸发酵使α生育酚和β胡萝卜素的损失较小,而较强的乳酸发酵使α生育酚和
β胡萝卜素的损失较大。纤维素酶添加组在45℃的α生育酚含量显著高于LP组,在30和15℃的β胡萝卜素含
量显著高于LP组的原因尚不明确,有待进一步研究。
4 结论
在15,30和45℃青贮,象草青贮饲料的发酵品质均良好,添加植物乳杆菌和纤维素酶提高了其发酵品质。
象草青贮饲料贮藏在45和15℃时的α生育酚损失较小,β胡萝卜素损失较大;30℃时α生育酚损失较大,β胡萝
卜素损失较小。添加植物乳杆菌和纤维素酶未能降低象草青贮饲料α生育酚和β胡萝卜素的损失。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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