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Effects of FJLB, LAB and glucose addition on fermentation quality
of napier grass (Pennisetum purpureum) silage

添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮发酵品质的影响



全 文 :书添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对
象草青贮发酵品质的影响
荣辉1,2,余成群3,陈杰1,下条雅敬4,邵涛1
(1.南京农业大学动物科学技术学院 饲草调制加工与贮藏研究所,江苏 南京210095;2.贵州省草业研究所,贵州 贵阳550006;3.中国科学院
地理科学与资源研究所,北京100101;4.九州大学生物资源与环境学部 动物饲料生产与利用研究室,日本 福冈8128581)
摘要:为评价添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮发酵品质的影响,试验设6个处理组:即对照组(无
添加剂),绿汁发酵液组(FJLB),乳酸菌制剂组(LAB),葡萄糖组(G),绿汁发酵液+葡萄糖组(FJLB+G),乳酸菌
制剂+葡萄糖组(LAB+G);在青贮第3,7,14,30天开窖,取样分析发酵品质。结果表明,与对照组相比,LAB处
理对发酵品质影响不大,FJLB处理显著(犘<0.05)降低了乳酸和水溶性碳水化合物含量,显著(犘<0.05)提高了
pH值、乙酸、丁酸和氨态氮含量,使发酵品质变差,而G、LAB+G和FJLB+G处理均显著(犘<0.05)提高了青贮
早期的乳酸含量,在整个青贮过程中保持较高的乳酸/乙酸值,并显著(犘<0.05)降低了最终青贮饲料的pH和氨
态氮含量,但与G处理相比,LAB+G和FJLB+G处理没有显示出更优的效果。综上所述,添加葡萄糖可促进同
型乳酸发酵,对象草青贮发酵品质的改善效果优于接种乳酸菌。
关键词:象草;绿汁发酵液;乳酸菌;葡萄糖;发酵品质
中图分类号:S816.6  文献标识码:A  文章编号:10045759(2013)03010808
犇犗犐:10.11686/cyxb20130314  
  象草(犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿)是热带亚热带地区普遍种植的一种多年生暖季型牧草,具有鲜嫩多汁、产量
高、适口性好等特点,是反刍动物的优质青绿饲料,目前在江苏地区亦有种植,通常被用于生产青贮饲料,以缓解
冬春季节粗饲料短缺问题。暖季型牧草通常水溶性碳水化合物(watersolublecarbohydrate,WSC)含量低,物理
结构粗糙、多茎、多空,具有较高的空气浸透性,青贮时不易压实,空气难以排出,往往造成青贮早期植物呼吸作用
和好氧性微生物活动时间延长,WSC损失过多,造成乳酸菌发酵底物不足,乳酸生成量低,pH很难快速降到4.2
以下,不能有效地抑制其他有害微生物的活性,使青贮难以成功[1,2]。
添加葡萄糖能有效地补充 WSC,为乳酸菌生长提供充足的发酵底物,保证乳酸快速生成,使pH值快速降到
理想水平。一些研究者已经证实添加葡萄糖能有效地提高青贮饲料的发酵品质[3,4]。青贮原料中乳酸菌数量和
活性是影响青贮发酵品质的另一重要因素,但牧草上附着的乳酸菌数量通常不足,造成青贮早期乳酸菌生长繁殖
缓慢[5]。为使乳酸菌在青贮早期发酵中占主导地位,牧草原料上乳酸菌数量应大于105cfu/g鲜草[6]。添加乳酸
菌制剂或绿汁发酵液(prefermentedjuiceofepiphyticlacticacidbacteria,FJLB)是近年来用于增加青贮早期乳
酸菌数量的主要方式。许多研究表明,添加乳酸菌制剂能加速乳酸发酵,快速生成乳酸,迅速降低pH值,抑制有
害微生物的活性,减少对 WSC的消耗和蛋白质的降解[79]。绿汁发酵液是利用青贮原料的汁液,经厌氧发酵而
使乳酸菌快速增殖,是近年来研制出的一种天然乳酸菌添加剂。Ohshima等[10]和Shao等[4]研究表明,添加绿汁
发酵液能有效增加乳酸产量,降低pH值和氨态氮含量,明显改善青贮发酵品质。目前绿汁发酵液、乳酸菌制剂
和葡萄糖对象草青贮有何影响尚不清楚。本试验旨在研究添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮发
酵品质的影响,为优质象草青贮饲料生产提供理论依据。
108-115
2013年6月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第22卷 第3期
Vol.22,No.3
收稿日期:20120511;改回日期:20121011
基金项目:国家自然科学基金面上项目(30771530)和江苏省普通高校研究生科研创新计划项目资助。
作者简介:荣辉(1981),男,河南正阳人,博士。Email:huir1891@yahoo.com.cn
通讯作者。Email:taoshaolan@yahoo.com.cn
1 材料与方法
1.1 添加剂
绿汁发酵液:取100g鲜象草加入300mL蒸馏水榨汁,用双层纱布过滤,取200mL滤液于500mL锥形瓶
中,加入2g葡萄糖,厌氧发酵3d后,即为绿汁发酵液(FJLB),用量为10mL/kg鲜草,理论接种量为8.67×105
cfu/g鲜草。
乳酸菌制剂:日本雪印种苗株式会社生产的“畜草1号”稻草青贮乳酸菌制剂(冻干粉),使用前按1/200
(w/v)比例用水稀释,用量为10mL/kg鲜草,理论接种量为1×105cfu/g鲜草。
葡萄糖:分析纯,国药集团化学试剂有限公司生产,用量为10g/kg鲜草。
1.2 青贮饲料的调制
象草种植于南京农业大学试验地,初次生长15周(营养生长期),高度为190cm左右时,于2007年9月14
日刈割,立即用铡刀切成2cm左右,茎叶混匀后即为青贮原料。试验设6个处理:即对照组(Control);绿汁发酵
液组(FJLB);乳酸菌制剂组(lacticacidbacteria,LAB);葡萄糖组(glucose,G);绿汁发酵液+葡萄糖组(FJLB+
G);乳酸菌制剂+葡萄糖组(LAB+G)。称取800g青贮原料,按各添加剂的用量分别添加相应比例的绿汁发酵
液、乳酸菌制剂和葡萄糖,对照组和葡萄糖组添加等量的蒸馏水,充分混匀,装填到1L的实验室青贮窖(聚乙烯
容器),置于室温(26~30℃)下保存,分别在青贮后3,7,14,30d开窖,每个处理各时间点3个重复。
1.3 化学成分分析
象草切碎后立即称取一定量烘干后用于测定青贮原料的干物质(drymatter,DM)、总氮(totalnitrogen,
TN)、WSC、中性洗涤纤维(neutraldetergentfiber,NDF)和酸性洗涤纤维(aciddetergentfiber,ADF)。青贮窖
打开后,取出全部青贮饲料,混合均匀,取35g放入150mL锥形瓶中,加入70g蒸馏水,于4℃浸提24h,通过双
层纱布和滤纸(杭州新华)过滤,滤液用于测定pH、乳酸、氨态氮和挥发性脂肪酸,剩余青贮饲料烘干后用于测定
干物质、总氮和 WSC。
在65℃烘箱中烘60h以上至恒重,测定干物质含量[11];pH值采用精密pH计(HANNApH211型)测定;
乳酸含量采用对羟基联苯比色法测定[2];WSC含量采用蒽酮-硫酸比色法测定[4];氨态氮含量采用苯酚-次氯
酸钠比色法测定[4];挥发性脂肪酸即乙酸、丙酸和丁酸采用高效气相色谱仪(日本岛津GC14B型,色谱柱为30
m×0.25mm×0.25μm毛细管柱)测定,色谱参数:柱温140℃,汽化温度180℃,采用氢离子火焰检测器,检测
温度220℃,载气为氮气,压力为60kPa,氢气压力为50kPa,氧气压力50kPa;总氮含量采用凯氏定氮法测定[4],
粗蛋白含量由总氮含量乘以6.25计算得出;NDF和ADF采用范氏纤维分析法测定[11]。
1.4 数据统计分析
用SAS9.0软件进行方差分析(ANOVA),并用Fisher’sLSD法对处理间及青贮天数间平均数进行多重比
较(犘<0.05)。
2 结果与分析
2.1 青贮原料的特性
象草原料含有较低含量的干物质和粗蛋白(表1),中等含量的 WSC,较高含量的NDF和ADF。
表1 青贮前象草的特性
犜犪犫犾犲1 犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狀犪狆犻犲狉犵狉犪狊狊犫犲犳狅狉犲犫犲犻狀犵犲狀狊犻犾犲犱
干物质
Drymatter
(g/kgFW)
粗蛋白
Crudeprotein
(g/kgDM)
水溶性碳水化合物
Watersolublecarbohydrate
(g/kgDM)
中性洗涤纤维
Neutraldetergentfiber
(g/kgDM)
酸性洗涤纤维
Aciddetergentfiber
(g/kgDM)
196.80 81.82 99.21 589.40 358.87
 FW:鲜重Freshweight.
901第22卷第3期 草业学报2013年
2.2 添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮pH值、干物质、乳酸、乙酸和乳酸/乙酸的影响
整个青贮过程中所有组干物质含量均随着发酵时间的延长呈下降趋势(表2),各添加剂组与对照组均无显
著差异(犘>0.05)。青贮第3天所有组pH值降到4.0以下,但FJLB组显著(犘<0.05)高于对照组,其他添加剂
组与对照组差异不显著(犘>0.05)。到第7天,除FJLB组有微弱升高外其他添加剂组和对照组pH值继续下
降,其他添加剂组与对照组差异不显著(犘>0.05),但FJLB+G组和LAB+G组分别显著(犘<0.05)低于FJLB
组和LAB组。青贮14d,对照、FJLB和LAB三组pH值略有升高,而其他各组保持微弱的下降。青贮结束时,
除G组外,其他各组pH值均有所升高,但FJLB有最高的pH值(4.28)(犘<0.05),LAB组略低于对照组(犘>
0.05),G、FJLB+G和LAB+G三组都显著(犘<0.05)低于对照组。
表2 添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮狆犎、干物质、乳酸、乙酸和乳酸/乙酸值的影响
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犪犱犱犻狀犵犉犑犔犅,犔犃犅犪狀犱犵犾狌犮狅狊犲狅狀狆犎,犱狉狔犿犪狋狋犲狉,犾犪犮狋犻犮犪犮犻犱,犪犮犲狋犻犮犪犮犻犱
犪狀犱犾犪犮狋犻犮犪犮犻犱/犪犮犲狋犻犮犪犮犻犱狅犳狀犪狆犻犲狉犵狉犪狊狊狊犻犾犪犵犲
测定项目
Item
处理
Treatment
青贮天数Daysofensiling(d)
3 7 14 30
干物质Drymatter(g/kgFW) Control 206.64±1.15a 196.17±3.35b 190.37±9.06b 189.77±4.89b
FJLB 197.05±9.69 201.08±7.39 194.33±3.69 188.99±5.20
LAB 196.13±8.76 194.63±7.37 192.31±6.26 191.35±9.65
G 201.74±7.66 197.62±4.83 195.66±5.68 193.05±4.87
FJLB+G 205.26±9.86 200.07±7.84 198.12±4.24 195.07±1.36
LAB+G 204.75±6.80a 198.02±3.10a 194.92±6.70ab 187.67±7.15b
pH值pHvalue Control 3.67±0.03abB 3.59±0.03bBC 3.72±0.14abB 3.80±0.07aB
FJLB 3.86±0.10bA 3.89±0.02bA 3.98±0.06bA 4.28±0.07aA
LAB 3.66±0.06B 3.62±0.05B 3.65±0.03BC 3.68±0.05BC
G 3.64±0.03aB 3.55±0.03bC 3.53±0.02bD 3.53±0.01bD
FJLB+G 3.68±0.07aB 3.57±0.07abBC 3.54±0.01bCD 3.60±0.08abCD
LAB+G 3.67±0.04aB 3.54±0.01bC 3.53±0.02bD 3.57±0.05bCD
乳酸Lacticacid(g/kgDM) Control 54.68±0.72bCD 77.20±4.63aC 76.75±8.65aB 78.39±4.70aB
FJLB 50.83±2.14aD 53.75±4.27aD 47.41±2.37aC 37.47±5.24bC
LAB 60.47±8.33bBC 79.31±3.97aBC 79.99±5.97aB 80.19±7.81aB
G 72.54±8.93bA 93.03±9.36aA 105.44±5.11aA 105.25±0.20aA
FJLB+G 65.02±2.57bAB 72.71±7.91abC 78.33±3.97aB 75.31±7.91abB
LAB+G 67.64±3.02bAB 90.56±6.92aAB 100.97±8.75aA 94.80±9.18aA
乙酸Aceticacid(g/kgDM) Control 4.73±0.45cB 6.87±2.73bcB 12.42±3.39aA 11.31±1.94abB
FJLB 8.72±0.80cA 10.59±0.59bcA 13.25±2.06bA 23.66±3.56aA
LAB 4.42±0.89bB 7.27±1.66aB 7.01±1.65aB 8.15±0.87aB
G 5.47±1.10B 6.43±2.60B 7.04±1.77B 7.35±0.00B
FJLB+G 4.95±1.46B 5.60±0.41B 5.51±0.81B 6.89±1.21B
LAB+G 5.49±1.25B 5.80±0.15B 6.99±1.27B 6.84±1.77B
乳酸/乙酸Lacticacid/aceticacid Control 11.65±1.19aA 12.83±2.39aA 6.81±1.79bB 7.09±1.48bC
FJLB 5.86±0.44aB 5.08±0.44aB 3.65±0.71bB 1.64±0.55cD
LAB 14.01±3.20A 11.43±3.48AB 11.94±3.40A 9.86±0.77BC
G 13.41±1.34A 15.87±5.18A 15.53±3.27A 14.31±0.02A
FJLB+G 13.93±4.07A 13.08±2.24A 14.45±2.46A 11.29±3.21AB
LAB+G 12.76±2.97A 15.61±1.18A 14.56±1.02A 14.35±3.02A
 注:不同小写字母表示同一处理不同天数间差异显著,不同大写字母表示同一天不同处理间差异显著(犘<0.05)。下同。
 Note:Differentsmallettersindicatesignificantdifferencebetweendifferentdaysofthesingletreatmentat犘<0.05,Differentcapitallettersindi
catesignificantdifferencebetweendifferenttreatmentsofthesamedayat犘<0.05.Thesamebelow.
011 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.3
青贮第3天所有组乳酸均达到较高的含量,FJLB组和LAB组与对照组差异不显著(犘>0.05),G、FJLB+G
和LAB+G三组均显著(犘<0.05)高于对照组。到第7天,所有组乳酸含量继续升高,但FJLB组显著(犘<
0.05)低于对照组,G组和LAB+G组明显(犘<0.05)高于对照组,其他添加剂组与对照组差异不显著(犘>
0.05)。青贮14d,对照组和FJLB组乳酸含量有微弱的下降,LAB组几乎不变,其他添加剂组仍保持升高趋势。
青贮结束时,FJLB组有最低的乳酸含量(犘<0.05),LAB组和FJLB+G组与对照组无显著差异(犘>0.05),G
组和LAB+G组显著(犘<0.05)高于对照组。
青贮第3天所有组均含有较低的乙酸含量,但FJLB组显著(犘<0.05)高于对照组,其他添加剂组与对照组
差异不显著(犘>0.05)。随着发酵的进行,所有组乙酸含量呈升高的趋势,至青贮结束时,FJLB组仍显著(犘<
0.05)高于对照组,其他添加剂组均略低于对照组(犘>0.05)。青贮第3天,FJLB组乳酸/乙酸值显著(犘<0.05)
低于对照组,其他添加剂组均高于对照组(犘>0.05)。随着发酵的进行,对照组和FJLB组乳酸/乙酸值都在3~
7d内保持稳定但7d后显著(犘<0.05)下降,其他添加剂组均无大的变化(犘>0.05)。青贮结束时,FJLB组乳
酸/乙酸值显著(犘<0.05)低于对照组,其他添加剂组均高于对照组,其中 G、FJLB+G和LAB+G三组显著
(犘<0.05)高于对照组。
2.3 添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮丙酸、丁酸、总挥发性脂肪酸和氨态氮含量的影响
整个青贮过程中,除FJLB组丁酸含量在第30天超过1g/kgDM外(表3),其余组均显示低含量(<1g/kg
DM)的丙酸和丁酸。总挥发性脂肪酸含量的变化与乙酸含量变化一致。青贮第3天,FJLB组氨态氮含量略高
于对照组(犘>0.05),其他添加剂组均低于对照组。3d以后,所有组氨态氮含量呈升高趋势,至青贮结束时,
FJLB组显著(犘<0.05)高于对照组,其他添加剂组均显著(犘<0.05)低于对照组。
2.4 添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮 WSC含量的影响
整个青贮过程中,所有组 WSC含量呈下降趋势(图1)。青贮第3天,LAB组 WSC含量略低于对照组(犘>
0.05),FJLB组和FJLB+G组显著(犘<0.05)低于对照组,而G组和LAB+G组显著(犘<0.05)高于对照组,
FJLB+G组又显著(犘<0.05)高于FJLB组。3d以后,FJLB组仍低于(犘>0.05)或显著(犘<0.05)低于对照
组,LAB组和FJLB+G组与对照组差异不显著(犘>0.05),G组仍显著(犘<0.05)高于对照组,LAB+G组在7
和14d显著(犘<0.05)高于对照组,在30d略高于对照组(犘>0.05)。
3 讨论
原料中 WSC含量的高低对乳酸菌能否快速发酵生成乳酸起到至关重要的作用。Wang等[12]报道牧草成功
青贮理论上所需的最低 WSC含量为60~70g/kgDM。McDonald等[6]指出青贮时 WSC随植物汁液从植物细
胞中释放出的速度比牧草本身含有的 WSC总量更为重要。Shao等[2]研究表明,增加青贮密度可促进植物细胞
的破裂,加快植物汁液的渗出。本试验中对照组象草青贮早期生成较多的乳酸(54.68g/kgDM),使pH值快速
降到3.7以下,青贮结束时pH值仍较低(3.8),仍有较高的乳酸含量(78.39g/kgDM)和乳酸/乙酸值(7.09),
产生乳酸型青贮饲料,发酵品质良好。这与Shao等[2]报道的暖季型牧草以乙酸型发酵为主的结果不一致。这主
要归因于两点:一是本研究中象草的 WSC含量相对较高(99.21g/kgDM),超过了成功青贮的最低理论需要量,
为青贮早期的乳酸菌提供了充足的发酵底物;二是青贮时的高密度(800kg/m3)为青贮早期乳酸发酵提供了有
利条件,高密度一方面减少了青贮窖内的氧气含量,进而减少呼吸作用和好氧性微生物对糖分的消耗,保留更多
的糖分用于乳酸发酵,另一方面增加了压实强度,加快了植物汁液的渗出速度,进而提高了乳酸菌对糖分的利用
效率[2]。此外,水分含量对青贮早期乳酸菌的活性也有影响。Manyawu等[13]报道降低水分会导致乳酸菌的活
性下降,而高水分能为乳酸菌提供高水活性环境[6]。本试验中象草的水分含量高达80.3%,属高水分青贮,虽然
为青贮早期乳酸菌生长提供了有利环境,但同时有可能引起丁酸发酵,造成青贮过程中流汁损失增多[7],因此,一
般认为70%的水分是青贮适宜的含水量。
111第22卷第3期 草业学报2013年
表3 添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮丙酸、丁酸、总挥发性脂肪酸和氨态氮的影响
犜犪犫犾犲3 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犪犱犱犻狀犵犉犑犔犅,犔犃犅犪狀犱犵犾狌犮狅狊犲狅狀狆狉狅狆犻狅狀犻犮犪犮犻犱,犫狌狋狔狉犻犮犪犮犻犱,狋狅狋犪犾狏狅犾犪狋犻犾犲犳犪狋狋狔
犪犮犻犱狊犪狀犱犪犿犿狅狀犻犪狀犻狋狉狅犵犲狀狅犳狀犪狆犻犲狉犵狉犪狊狊狊犻犾犪犵犲
测定项目
Item
处理
Treatment
青贮天数Daysofensiling(d)
3 7 14 30
丙酸Propionicacid(g/kgDM) Control 0.03±0.02bB 0.02±0.00bC 0.07±0.05abAB 0.13±0.05a
FJLB 0.09±0.01bA 0.06±0.02bA 0.08±0.02bAB 0.20±0.06a
LAB 0.07±0.01abAB 0.03±0.01bBC 0.07±0.00abAB 0.27±0.24a
G 0.04±0.02B 0.05±0.02AB 0.04±0.02B 0.07±0.01
FJLB+G 0.09±0.01A 0.08±0.02A 0.09±0.01A 0.13±0.06
LAB+G 0.07±0.05AB 0.06±0.01A 0.08±0.03AB 0.10±0.05
丁酸Butyricacid(g/kgDM) Control 0.30±0.13bA 0.10±0.02b 0.25±0.10b 0.87±0.20aB
FJLB 0.25±0.10bA 0.19±0.08b 0.18±0.03b 1.54±0.25aA
LAB 0.06±0.02bB 0.18±0.10a 0.14±0.06ab 0.65±0.52aBC
G 0.22±0.11abAB 0.25±0.21ab 0.17±0.07b 0.45±0.11aBC
FJLB+G 0.21±0.08AB 0.28±0.20 0.29±0.22 0.34±0.19C
LAB+G 0.22±0.10AB 0.27±0.19 0.38±0.26 0.40±0.08BC
总挥发性脂肪酸Totalvolatilefatty
acids(g/kgDM)
Control 5.06±0.60bB 6.99±2.72bB 12.73±3.28aA 12.31±1.94aB
FJLB 9.05±0.90cA 10.85±0.55bcA 13.51±2.05bA 25.40±3.78aA
LAB 4.54±0.90B 7.49±1.75B 7.22±1.70B 9.07±1.33B
G 5.73±1.00B 6.74±2.50B 7.25±1.84B 7.87±0.12B
FJLB+G 5.25±1.47B 5.96±0.49B 5.89±1.04B 7.37±1.47B
LAB+G 5.78±1.15B 6.14±0.05B 7.45±1.05B 7.33±1.81B
氨态氮Ammonianitrogen
(g/kgTN)
Control 42.41±2.29cAB 48.92±5.70cB 66.25±9.04bAB 82.26±8.14aB
FJLB 48.71±7.15bA 66.81±6.57bA 73.89±2.29bA 124.39±9.20aA
LAB 41.79±1.98cAB 52.40±5.28bB 58.22±2.43bBC 68.15±4.62aC
G 38.44±4.27bB 42.20±7.83abBC 50.26±3.16aC 51.29±2.85aDE
FJLB+G 29.55±1.65bC 30.54±2.49bC 34.18±0.22bD 40.29±4.38aE
LAB+G 36.46±5.99bBC 53.67±8.74abAB 47.31±7.60abC 59.68±8.56aCD
图1 添加绿汁发酵液、乳酸菌制剂和葡萄糖对象草青贮 犠犛犆含量的影响
犉犻犵.1 犈犳犳犲犮狋狅犳犪犱犱犻狀犵犉犑犔犅,犔犃犅犪狀犱犵犾狌犮狅狊犲狅狀犠犛犆犮狅狀狋犲狀狋狅犳狀犪狆犻犲狉犵狉犪狊狊狊犻犾犪犵犲
图中不同小写字母表示差异显著(犘<0.05)。Thedifferentsmallettersmeanthesignificantdifferenceat犘<0.05.
211 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.3
虽然象草自然青贮发酵品质良好,但7d后其乙酸含量开始显著升高,乳酸/乙酸值显著下降,说明青贮后期
异型乳酸菌的活性开始增强。这与荣辉等[11]和Shao等[14]的研究结果一致。他们认为青贮后期异型乳酸菌占
优势归因于其对乙酸有更强的耐受力[11,14]。但笔者认为,WSC中葡萄糖含量的高低可能对青贮发酵途径也有
影响。乳酸菌可发酵糖类中,除葡萄糖可直接进入EMP途径(己糖二磷酸途径)和 HMP途径(戊糖磷酸途径),
并进一步通过同型或异型乳酸发酵途径进行利用外,其他糖类须经过磷酸化或异构化变成6磷酸葡萄糖或其他
可为代谢途径接纳的中间代谢物形式后,才能被继续代谢[15],因此,葡萄糖是青贮过程中乳酸发酵的关键底物。
有研究[14]表明,青贮过程中葡萄糖是第一发酵底物,优先被利用。McDonald等[6]报道葡萄糖的缺乏会造成青贮
早期乳酸菌繁殖速度减慢。大多数牧草自然青贮过程中葡萄糖主要来源于原料自身,也可由二糖(如蔗糖)或多
糖(如淀粉和纤维素)分解产生,但含量有限。青贮早期原料中充足的葡萄糖可保证同型乳酸发酵占优势,但随着
发酵的进行,葡萄糖被快速利用,其在青贮后期含量不足,而此时半纤维素分解[16]释放出的戊糖的代谢由于需要
磷酸转酮酶的参与,而同型乳酸菌缺少此酶,只能进入异型乳酸发酵途径[15],导致生成的乙酸增多。本试验中添
加葡萄糖组(包括G、LAB+G和FJLB+G三组)青贮早期的乳酸含量均显著高于对照组,且在整个青贮过程中
保持高的乳酸/乙酸值,说明添加葡萄糖可提高青贮早期的乳酸发酵效率,而且使象草始终保持稳定的同型乳酸
发酵。
乳酸菌的接种效果受到菌种类型、接种量、发酵环境、WSC含量以及原料特性等多种因素的影响[6]。Uchida
和Kitamura[17]指出接种乳酸菌到 WSC含量低的暖季型牧草中对发酵品质的改善效果不明显。但刘秦华等[18]
报道添加乳酸菌明显改善了王草(犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿×犘.犪犿犲狉犻犮犪狀狌犿)的发酵品质。本试验中,与对照组
相比,单独添加乳酸菌制剂组(LAB)乳酸含量和乳酸/乙酸值并未显著提高,说明该乳酸菌制剂在提高象草青贮
乳酸发酵效率上作用不大。这可能归因于两点:一是象草本身附着的乳酸菌活性较高,对发酵底物的竞争力较
强,由此弱化了该乳酸菌制剂的作用,这能从对照组发酵品质较好,添加葡萄糖后发酵品质更好的结果得到证实;
二是该乳酸菌制剂可能在青贮原料的适应性上有差异,本试验所用的乳酸菌制剂为“畜草1号”稻草青贮乳酸菌
制剂,其能有效提高稻草青贮饲料的发酵品质[19]。单独添加绿汁发酵液组青贮早期pH值和乙酸含量都显著高
于对照组,乳酸/乙酸值显著低于对照组,且在青贮结束时乳酸含量和乳酸/乙酸值均有大的下降,pH值和乙酸
含量急剧上升,说明单独添加绿汁发酵液造成象草青贮饲料的发酵品质变差,与Shao等[4]的研究结果不一致。
绿汁发酵液取材于青贮原料,菌种比较丰富,不仅含有同型乳酸菌,还含有杂菌(如异型乳酸菌、大肠菌和真菌
等)[10],特别是在制备条件差(如未严格厌氧,加入发酵底物种类不适或含量不足)时,杂菌数量可能更多[20]。绿
汁发酵液被添加到青贮原料后,异型乳酸菌的数量也随之增加,导致青贮早期发酵产生的乙酸比对照组多,随着
发酵的进行,WSC中的葡萄糖由于被杂菌的竞争性消耗而急剧下降,造成青贮后期同型乳酸发酵受抑制,而异型
乳酸发酵活跃。这种不利影响因葡萄糖(FJLB+G组)的添加而完全被消除,证实了上述关于葡萄糖影响发酵途
径的推论。
青贮过程中蛋白质的降解不可避免,植物本身的酶和微生物都会造成青贮饲料的蛋白质发生降解,高pH环
境和梭菌发酵活动往往造成大量蛋白质降解发生[6],而pH值的快速下降能够有效抑制蛋白质的降解[4]。氨态
氮含量是衡量青贮饲料蛋白质降解的重要指标,一般认为优质青贮饲料氨态氮含量应小于100g/kgTN[21]。本
试验中,对照组象草氨态氮含量在青贮结束时仍较低(<90g/kgTN),这主要是因为青贮早期乳酸菌快速增殖,
生成较高含量的乳酸,使pH快速下降,有效地抑制了植物酶和梭菌等有害菌的活性,减少了蛋白质的降解。青
贮结束时,仅单独添加绿汁发酵液组有显著高的pH值(4.28)和丁酸含量(1.54g/kgDM),导致其氨态氮含量
高达124.39g/kgTN,其他添加剂组的氨态氮含量均显著低于对照组,说明添加葡萄糖和乳酸菌制剂均能有效
抑制象草青贮饲料的蛋白质降解,而绿汁发酵液只有在葡萄糖充足的情况下才能有效抑制蛋白质的降解。这归
因于象草经这些添加剂或添加剂组合处理后具有更低的pH值,对植物酶和梭菌等有害菌的抑制作用更强。
与对照组相比,无论是葡萄糖单独添加还是与乳酸菌制剂组合添加均提高了整个青贮过程的 WSC含量,而
单独添加乳酸菌制剂组始终与对照组差异不大,单独添加绿汁发酵液组在青贮第3,7和30天明显低于对照组,
绿汁发酵液和葡萄糖组合添加组也在第3天显著低于对照组,但明显高于单独添加绿汁发酵液组,说明添加葡萄
311第22卷第3期 草业学报2013年
糖能有效地补充象草青贮饲料的 WSC含量,添加绿汁发酵液会增加对 WSC的消耗,这归因于其中的杂菌对
WSC的消耗[1]。
4 结论
象草本身附着的乳酸菌活性较高,自然青贮也能获得较好的发酵品质;葡萄糖对乳酸发酵途径有影响,当其
缺乏时会引起异型乳酸发酵增强,而补充葡萄糖能明显促进同型乳酸发酵;“畜草1号”乳酸菌制剂对象草发酵酸
的影响较小,但减少了蛋白质的降解;单独添加绿汁发酵液因杂菌活动引起青贮早期糖分消耗增多,最终因发酵
底物不足而导致发酵品质变差,蛋白质降解增多,补加葡萄糖能有效消除绿汁发酵液的不利影响。
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犈犳犳犲犮狋狊狅犳犉犑犔犅,犔犃犅犪狀犱犵犾狌犮狅狊犲犪犱犱犻狋犻狅狀狅狀犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀狇狌犪犾犻狋狔
狅犳狀犪狆犻犲狉犵狉犪狊狊(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
RONGHui1,2,YUChengqun3,CHENJie1,SHIMOJOMasataka4,SHAOTao1
(1.InstituteofEnsilingandProcessingofGrass,ColegeofAnimalSciencesandTechnology,Nanjing
AgriculturalUniversity,Nanjing210095,China;2.GuizhouInstituteofPratacuture,Guiyang
550006,China;3.InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,Chinese
AcademyofSciences,Beijing100101,China;4.LaboratoryofAnimalFeedScience,
DivisionofAnimalScience,DepartmentofAnimalandMarineBioresource
Sciences,FacultyofAgriculture,KyushuUniversity,
Fukuoka8128581,Japan)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Theeffectsofaddingprefermentedjuiceofepiphyticlacticacidbacteria(FJLB),lacticacidbacteria
(LAB)andglucose(G)onfermentationqualityofnapiergrass(犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿)wereevaluated.The
treatmentswerecontrol(withoutadditives),FJLB,LAB,G,FJLB+G,andLAB+G.Thesiloswereopened
on3,7,14,and30daysafterensilingandthefermentationqualitywasanalysed.Comparedwiththecontrol,
LABadditionhadnosignificanteffectonfermentationquality,whileFJLBadditionreducedfermentationquali
tyIntheFJLBadditiontreatment,lacticacidandwatersolublecarbohydratedecreasedsignificantly(犘<0.05)
whilepH,ammonianitrogen,aceticacidandbutyricacidincreasedsignificantly(犘<0.05).IntheG,LAB+
G,andFJLB+Gadditiontreatments,lacticacidcontentincreasedsignificantly(犘<0.05)atanearlystageof
ensiling,maintainingahighlacticacid/aceticacidvaluethroughoutthefermentationprocess.pHandammonia
nitrogencontentofthefinalsilagesdecreasedsignificantly(犘<0.05),butwithnosignificantdifferencebe
tweenthethreetreatments.Inconclusion,glucoseadditionwasmoreimportantandefficientinstimulatingho
mofermenteractivityandinimprovingthefermentationqualityofnapiergrasssilagethaninoculationwithlac
ticacidbacteria(LABorFJLB).
犓犲狔狑狅狉犱狊:napiergrass;FJLB;LAB;glucose;fermentationquality
511第22卷第3期 草业学报2013年