全 文 ：第 17 卷 第 1 期
Vol. 17 No . 1
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2009 年 1 月
Jan. 2009
添加酶制剂对象草青贮发酵品质的影响
贾燕霞1 , 玉 柱2 , 邵 涛1*
( 1.南京农业大学动物科学技术学院, 江苏 南京 210095; 2.中国农业大学草地研究所, 北京 100193)
摘要: 为评价添加不同比例 Cornzyme酶制剂对象草( Pennisetum p urp ur eum Schum. )青贮发酵品质及碳水化合物
含量的影响,试验设对照组( CK )和 4个不同添加比例的酶处理组( E1, E2, E3, E4) ,添加比例分别为 E1: 0. 5 mL
kg - 1鲜草, E2: 1. 0 mL kg - 1鲜草, E3: 1. 5 mL kg- 1鲜草, E4: 2. 0 mL kg- 1鲜草。结果表明: 本试验全部处理均
有良好的发酵品质,较低的 pH 值 ( 4. 283. 76)、NH3N/ T N 及微量的丙酸、丁酸, 较高的乳酸/乙酸比、乳酸含量
( 45. 0095. 41 g kg- 1DM)。酶添加显著提高了乳酸/乙酸(P < 0. 05) ,乳酸和水溶性碳水化合物含量,同时明显降
低了 pH、乙酸和总挥发性脂肪酸含量,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维也有一定下降趋势。随着酶添加量的增加会
进一步提高发酵品质和水溶性碳水化合物含量( P< 0. 05) , 降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量。
关键词: 象草; Co rnzyme酶制剂; 发酵品质; 碳水化合物
中图分类号: Q946. 6 文献标识码: A 文章编号: 10070435( 2009) 01012104
Effect of Adding Cornzyme on Fermentation Quality and
Carbohydrate Contents of Napiergrass Silages
JIA Yanx ia1 , YU Zhu2 , SHAO Tao1*
( 1. College of Animal Science and Techn ology, Nanjing Agricul tu re University, Nanjing, J iangsu Province 210095, China;
2. Inst itute of Grassland Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, C hina)
Abstract: T he aim of the experiment w as to evaluate the effects o f adding cornzyme on the fermentat ion
qualit ies and carbohydrate contents of napierg rass silages. T here w as the control and four tr eatments of
dif ferent cornzyme addit ion r at ios as follow s: ( 1) E1: co rnzyme addit ion at 0. 5 mL kg- 1 , ( 2) E2: at 1. 0
mL kg- 1 , ( 3) E3: at 1. 5 mL kg- 1 , ( 4) E4: at 2. 0 mL kg- 1 based on fresh weight of napierg rass.
The results show ed that all tr eatments had good fermentation quality w ith low pH value ( 4. 28- 3. 76) and
NH3N/ total N rat io, none or only small amounts of propionic acid and buty ric acid, high rat io of lactic
acid/ acet ic acid ( 2. 9413. 46) , and lact ic acid content ( 45. 0095. 41 g kg- 1 DM) . Cornzyme addit ion sig
nificant ly increased the rat io o f lact ic acid/ acet ic acid and the contents of lact ic acid and w ater so luble car
bohydrate ( P< 0. 05) ; and signif icant ly decreased the pH values and the contents of acet ic acid and total
volat ile fat ty acids in comparison w ith the contro l ( P < 0. 05) . T he contents of neutr al detergent fibre
( NDF) and acid deter gent f ibr e ( ADF) tended to decrease in silag es w ith cor nzyme addition. When in
creasing the adding rates o f cor nzyme, the fermentat ion quality and w ater soluble carbohydrate content
w ere further increased, how ever, NDF and ADF decr eased.
Key words: Napierg rass; Cornzyme; Fermentat ion quality; Carbohydrate
象草( Pennisetum p ur pur eum Schum. )原产于
非洲、澳大利亚和亚洲南部等地, 是热带、亚热带地
区普遍栽培的多年生高产暖季型牧草, 目前在我国
南方各省大面积种植利用。由于其生长速度快、产量
收稿日期: 20080403; 修回日期: 20080526
基金项目: 国家自然基金重点项目( 30730069) ;国家自然基金面上项目( 30600426)
作者简介: 贾燕霞( 1979) , 女, 蒙古族,内蒙古乌盟人, 硕士研究生, 主要研究方向为反刍动物营养与饲料科学; * 通讯作者 Author for
correspondence, Email: t aoshaolan@ yahoo. com . cn
草 地 学 报 第 17卷
高,特别是夏季往往有剩余,而南方地区多雨、潮湿,
进行干草调制比较困难, 青贮作为重要的加工调制
方法势必得到广泛的关注和重视。象草与冷季型牧
草相比水溶性碳水化合物含量低, 粗纤维素含量高;
植物表现为多茎、多空, 粗硬的物理结构, 青贮过程
中不易压实,有较多的空气包含其中,往往造成植物
的呼吸作用及好氧性微生物活动时间延长, 导致水
溶性碳水化合物大量损失,使乳酸菌发酵底物不足,
造成乳酸产生不足, 使 pH 降低到 4. 2以下,抑制其
他有害微生物的活性, 使青贮难以获得成功 [ 1~ 3]。
Co rnzyme 酶是一种青贮添加剂, 含有纤维素、半纤
维素和葡萄糖氧化酶。该酶不仅可降解纤维素、半
纤维素,释放出水溶性碳水化合物,增加乳酸菌发酵
所需底物含量 [ 4, 7] , 而且能消耗青贮窖内的氧气,
尽快形成厌氧环境,减少由于呼吸与好氧性微生物
作用所造成的水溶性碳水化合物损失[ 5, 6]。本试验
旨在研究添加不同比例的 Cor nzyme 酶对象草青贮
发酵品质及碳水化合物含量的影响。
1 材料与方法
1. 1 材料
将种植于江苏省农业科学院畜牧所试验地的象
草于 2006年 7月 27日刈割, 迅速运回实验室,用铡
草机切成约 2~ 3 cm 长,茎叶充分混合均匀后即为
青贮原料。添加剂 Cornzyme酶(保康生)主要成份
包括纤维素酶、半纤维素酶和葡萄糖氧化酶, 是芬兰
饲料国际有限公司( FFI)研制的青贮专用添加剂。
1. 2 试验设计
试验采用完全随机区组设计, 试验设对照组
( CK)和 4个不同添加比例的酶处理组( E1, E2, E3,
E4) ,添加比例分别为 E1: 0. 5 mL kg- 1鲜草, E2:
1. 0 mL kg- 1鲜草, E3: 1. 5 mL kg- 1鲜草, E4:
2. 0 mL kg- 1鲜草,各处理 3个重复。
1. 3 青贮饲料的制作
将各添加比例均稀释至 4 mL 后均匀喷洒在象
草原料上(对照组加入 4 mL 水)充分混合后装入容
器为 110 mL 的实验室青贮窖中, 压实后盖上内外
盖,并用胶带密封, 置于室温下保存。青贮 30 d 后
全部打开取样。
1. 4 测定项目与方法
开封后取 35 g 青贮料置于 150 mL 锥形瓶中,
加入去离子水 70 mL, 加保鲜膜, 4 下浸提 24 h
后,经四层纱布和定性滤纸两次过滤所得液体为浸
提液。浸提液用来测定青贮饲料的 pH 值、氨态氮、
乳酸和挥发性脂肪酸 ( VFAs)的含量。pH 值使用
HI223型 pH 值仪测定。乳酸( LA)含量采用对羟
基联苯比色法测定 [ 8]。氨态氮 ( NH 3N )含量来采
用苯酚次氯酸钠比色法测定 [ 9]。挥发性脂肪酸
( VFAs)使用岛津 GC14B 气相色谱仪测定[ 10]。分
析试样制备:取浸提液 1mL,加入 0. 2 mL 25%偏磷
酸( w / v)溶液, 即两者的体积比为 5 1,振荡混合,
冰水中静置 30 m in 后, 用 10000 r/ m in的高速离心
机离心 10 分钟,取 1 ul进样。测定条件:色谱柱为
毛细吸管柱, 柱温 130 , 汽化室 180 , 检测器
FID,温度为 220 ,载气为氮气,压力为 0. 05 MPa,
氢气压力为 0. 05 M Pa,氧气压力为 0. 05 MPa, 灵敏
度(档)为 101。干物质( DM)含量: 65 烘箱中干燥
48 h。可溶性碳水化合物( WSC)采用蒽酮比色法
测定[ 10]。粗蛋白( CP)采用凯氏定氮法测定[ 11] 。酸
性洗涤纤维 ( ADF) 使用 ANKOM 纤维分析仪测
定。中性洗涤纤维( NDF)采用范式纤维测定法测
定[ 1 1, 12]。
1. 5 数据统计
数据采用 SPSS 12. 0( 2003)软件进行单因素方
差( ANOVA)分析, 并用邓肯氏( Duncan)方法对处
理间平均数进行多重比较( P< 0. 05)。
2 结果与分析
2. 1 青贮原料象草的化学成分
由表1 可知象草干物质含量较低,粗蛋白质、水
溶性碳水化合物、ADF 和 NDF 含量较高。
表 1 象草的化学成分
Table 1 Chemical compositions of fresh
napiergrass, g kg- 1 DM
干物质
DM
粗蛋白
CP
水溶性碳水化合物
WSC
中性洗涤纤维
NDF
酸性洗涤纤维
ADF
163. 49 110. 19 92. 57 321. 85 608. 00
2.2 象草青贮饲料的发酵品质
由表2 可知象草青贮 30天后,干物质含量各组间
差异不显著。pH值除E1外, E 2、E3和E4组明显( P
122
第 1期 贾燕霞等:添加酶制剂对象草青贮发酵品质的影响
表 2 酶添加对象草发酵品质及碳水化合物含量的影响
Table 2 Effect of adding cornzyme on fermentation quality and carbohydrate content of napiergrass silages
测定指标
Parameter
处理 Treatment
CK E1 E2 E3 E4
0. 0 mL kg- 1 0. 5 mL kg- 1 1. 0 mL kg- 1 1. 5 mL kg - 1 2. 0 mL kg- 1
干物质 DM, g kg- 1 161. 94 (1. 84) 156. 82 ( 6. 11) 155. 93 ( 4. 16) 162. 10 (8. 43) 162. 96 (8. 91)
pH 值 pH value 4. 28a ( 0. 03) 4. 18a (0. 01) 3. 95b(0. 12) 3. 89b( 0. 17) 3. 76c (0. 10)
乳酸 LA, g kg- 1DM 45. 03c ( 6. 32) 83. 04b( 1. 71) 94. 90a( 3. 41) 94. 37a ( 10. 2) 95. 41a ( 7. 35)
乙酸 AA, g kg- 1DM 15. 34a ( 1. 52) 11. 24b( 1. 48) 8. 78bc ( 2. 86) 6. 32c ( 0. 63) 7. 05c (0. 63)
丙酸 PA, g kg- 1DM 0. 12b( 0. 10) 0. 68a (0. 52) 1. 05a( 0. 01) 0. 20b( 0. 02) 0. 00b( 0. 00)
丁酸 BA, g kg- 1DM 0. 08( 0. 00) 0. 10(0. 00) 0. 00 ( 0. 00) 0. 00( 0. 00) 0. 00 (0. 00)
总挥发性有机酸Total VFAs, g kg- 1DM 15. 54a ( 2. 95) 12. 02b( 1. 99) 9. 83b(1. 51) 6. 52c ( 0. 62) 7. 05c (0. 63)
乳酸/乙酸 LA/ AA 2. 94c ( 0. 93) 7. 39b( 0. 84) 10. 87b(0. 98) 14. 93a ( 2. 30) 13. 46a ( 1. 27)
氨态氮/总氮 g NH3N kg- 1TN 78. 51a ( 9. 24) 76. 36a (6. 72) 71. 37bc (3. 53) 59. 64cd( 9. 01) 51. 22d( 7. 78)
水溶性碳水化合物 WSC, g kg- 1DM 7. 70c ( 0. 74) 9. 88b( 0. 63) 13. 81a( 1. 03) 16. 85a ( 1. 74) 15. 32a ( 0. 31)
中性洗涤纤维 NDF, g kg- 1DM 610. 82( 33. 91) 606. 28(12. 23) 593. 00( 32. 21) 566. 24( 33. 61) 597. 19( 19. 51)
酸性洗涤纤维 ADF, g kg- 1DM 312. 01( 7. 75) 311. 93(16. 82) 308. 47( 6. 77) 305. 19( 26. 01) 290. 76( 16. 83)
注:同行数据间标不同字母者,表示差异显著( P< 0. 05) ;括号中数据表示标准差
Note: Means with different superscript letters in the same row are significant ly different at the 0. 05 level; datum in parenthesis is standard deviat ion; LA
= lact ic acid; AA= acet ic acid; PA= propionic acid; BA= butyric acid; NH 3N= ammonia nit rogen; TN= total nit rogen; Total VFAs= total volat ile fatty
acids; WSC= water soluble carbohydrate; ADF= acid detergent fiber; NDF= neutral detergent f ibre
< 0. 05)低于对照组, E4组明显( P< 0. 05)低于 E2和
E3组,相对应地酶添加组中乳酸含量明显( P< 0. 05)
高于对照组, E2、E3与 E4组之间差异不显著,但明显
高于 E1组( P< 0. 05)。
乙酸含量酶处理组明显低于对照组( P< 0. 05) ,并
且随着酶添加量的增加乙酸含量明显降低( P< 0. 05) ,
丙酸含量 E1和 E2组明显( P< 0. 05)高于其它各组,但
所有处理组均含量很低,所有处理组几乎未检测出丁
酸含量。总挥发性有机酸含量酶处理组明显低于对照
组( P < 0. 05) , E3 和 E4 组明显低于 E1 和 E2 组
(P< 0.05) ,但 E3、E4组与 E1、E2组之间无明显差异。
氨态氮/总氮除 E1组外,其它酶添加组明显低于对照
组( P< 0. 05) ,随着酶添加量的增加, 逐渐下降。水溶
性碳水化合物含量酶处理组明显高于对照组
(P< 0.05) ,其中E2、E3和 E4组之间差异不显著, 但
它们明显( P< 0. 05)高于 E1 组。尽管各处理组间
NDF, ADF含量差异不显著,但随着酶添加量的增加,
其含量具有下降趋势。
3 讨论
3. 1 本试验结果表明对照与酶添加组均具有较低的
pH值 ( 4. 283. 76)、NH 3N/ TN (78. 5151. 22)和微量
的丙酸、丁酸及较高的乳酸含量( 45. 0395. 41g kg- 1
DM) ,说明所有处理均具有良好的发酵品质。这可能
是由于青贮原料象草中含有高的水分及较高的水溶性
碳水化合物含量。较高的水溶性碳水化合物含量可避
免由于发酵底物不足,造成乳酸菌发酵受抑制,这一点
可以从对照组仍有少量的残留水溶性碳水化合物得到
证实,而高水分的原材料可以提高乳酸菌发酵的速度,
快速产生乳酸,降低 pH, 有效地抑制其它有害微生物
的活性[1, 3 ]。
3.2 E1组与对照组比较,尽管 pH 和 NH3N/ TN 无
明显下降,但明显提高了乳酸含量,降低了总挥发性有
机酸含量, 说明 E1 组在一定程度上改善了发酵品
质[ 13]。同时E1组乙酸含量明显低于对照组,乳酸/乙
酸比值又明显高于对照组,表明E1组乳酸菌发酵主要
受同质发酵支配。E1组水溶性化合物明显增加,NDF、
ADF显示下降趋势,可以认为在青贮过程中较低量的
酶添加,仍可分解部分纤维素、半纤维素,释放出一定
的水溶性碳水化合物,为乳酸菌提供更多的发酵底物,
提高青贮饲料的发酵品质[7]。Colombat to 等报道不管
酶的类型和浓度,与对照组比较,添加酶后都显著降低
pH 值,提高可发酵底物[ 13]。E2与 E1组比较,明显降
低了 pH ,提高了乳酸含量,进一步降低了NH3N/ TN,
乙酸和总挥发性有机酸含量, 提高了乳酸/乙酸
比[ 15, 16] ,说明E2组发酵品质优于 E1组, 另外水溶性
碳水化合物 E2明显高于 E1组, NDF 和 ADF 含量低
于 E1组,表明酶添加量的增加进一步促进了纤维素、
半纤维素的降解,释放更多的水溶性碳水化合物,促进
了乳酸发酵[ 17] ,从而更有效地抑制了其它有害微生物
的活性。
3.3 E3、E4组与E2组比较,明显降低了丙酸、总挥发
123
草 地 学 报 第 17卷
性有机酸含量,明显地提高了乳酸/乙酸比值,使发酵
品质得到了较大改善, 但 E3与 E4比较,除 E4组 pH
明显下降外,其它各项指标均无明显差异,表明酶添加
浓度达到 E3水平后,已很好地改善了发酵品质。
4 结论
在象草青贮中添加 Cornzyme酶(保康生) ,可以降
解纤维素、半纤维素,释放出一定量的水溶性碳水化合
物,促进乳酸发酵。随着酶添加量的增加,进一步降低
pH、NH3N/ TN、乙酸、总挥发性有机酸、NDF 和 ADF
含量,提高乳酸、水溶性碳水化合物含量和乳酸/乙酸
比值。因此,从提高象草发酵品质和经济效益两方面
综合考虑,本研究认为 Cornzyme酶(保康生)的添加量
以每公斤鲜草 1. 5 mL 量比较适宜。
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(责任编辑 李 扬 梁艳萍)
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