菌酶复合添加剂对花生秸混合青贮饲料品质的影响

作者: 田吉鹏 程云辉 韦青 刘蓓一 顾洪如 丁成龙 王书玲

菌酶复合添加剂对花生秸混合青贮饲料品质的影响0

摘要 为评估菌酶复合添加剂对花生秸及花生秸混合青贮饲料发酵效果的影响,以花生秸为原料分别制作花生秸单独青贮饲料(PA),花生秸和玉米芯混合青贮饲料(PC),花生秸和稻壳粉混合青贮饲料(PR),添加菌酶复合添加剂(包含植物乳杆菌、副干酪乳杆菌、纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果胶酶),以等量蒸馏水为对照组(CK)。对不同处理青贮饲料的发酵品质、微生物数量和营养品质进行检测。结果表明,PC具有最低的pH、氨态氮和ADL含量,最高的体外干物质消化率,但是也有一定负面效果,如增加了霉菌和酵母菌数量,降低了粗蛋白含量。菌酶复合添加剂的使用显著提升了乳酸产量,降低了青贮饲料中的pH和氨态氮含量,同时降低了aNDF含量,提升了体外干物质消化率。且PC在菌酶复合添加剂处理下pH降低到4.16。因此,菌酶复合添加剂的使用对于提升花生秸青贮饲料以及花生秸混合青贮饲料发酵品质和营养品质效果显著,具有显著的应用价值。

关键词 花生秸;菌酶复合添加剂;稻壳粉;玉米芯;青贮

中图分类号 S 816.7  文献标识码 A

文章编号 0517-6611(2024)12-0088-05

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.018

Compound Additives of Cellulase and Lactic Acid Bacteria on Silage Quality of Peanut Vine Mixture Silages

TIAN Ji-peng1,2,CHENG Yun-hui1,2,WEI Qing1,2 et al

(1.Institute of Animal Science,Jiangsu Academy of Agricultural Science,Nanjing,Jiangsu  210014;2.Key Laboratory of Crop and Animal Integrated Farming,Ministry of Agriculture,Nanjing,Jiangsu 210014)

Abstract In order to evaluate the effect of microbial enzyme comppsite additives on the fermentation quality of peanut vine and peanut vine mixed silage, this experiment used peanut vine as raw material to prepare peanut vine single silage (PA), peanut vine and corn cob mixed silage (PC), and peanut vine and rice husk powder mixed silage (PR). Microbial enzyme comppsite additives (including Lactobacillus plantarum, Lactobacillus paracasei, cellulase, xylanase, glucanase, pectinase)  were added, and a same volume of distilled water was used as the control group (CK). The fermentation quality, microbial quantity and nutritional value of different silage treatments were detected. The results showed that PC had the lowest pH value, ammonia nitrogen and ADL contents, and the highest in vitro dry matter digestibility, but it also had certain negative effects such as increasing the counts of mould and yeast, and reducing crude protein content. The use of microbial enzyme comppsite additives significantly increased lactate production, reduced pH value and ammonia nitrogen content in silage, while reducing aNDF content and improving in vitro dry matter digestibility. And the pH value of PC decreased to 4.16 under the treatment of microbial enzyme comppsite additives. Therefore, the use of microbial enzyme comppsite additives has significant application value in improving the fermentation and nutritional quality of peanut vine silage and peanut vine mixed silage.

Key words Peanut vine;Complex additives;Rice husk powder;Corn cob;Silage

基金项目 江苏省苏北科技专项(XZ-SZ202122);江苏现代农业产业技术体系建设专项资金项目[JATS(2022)440]。

作者简介 田吉鹏(1987—),男,山东烟台人,副研究员,博士,从事牧草饲料加工与利用研究。*通信作者,研究员,博士,从事饲草加工与反刍动物营养研究。

收稿日期 2023-07-31;修回日期 2023-08-28

我国农业生产废弃物资源量大面广,包括大量秸秆资源及农产品加工副产物。秸秆资源以玉米、小麦、水稻秸秆为主,但其他秸秆如花生秸等秸秆产量也非常大。花生秸产量主要集中在华中和华东地区,两者合计超过1 200万t,占全国总产量的67.6%[1]。农产品加工副产物方面,稻壳和玉米芯的全国产量约为4 000万t[2-3]。现有秸秆和农产品加工副产物用于饲料的仅有20%左右。这主要是因为秸秆和农产品加工副产物具有大量的半纤维素、纤维素、木质素组分,非结构性碳水化合物含量少,消化率低,适口性差,难以直接被反刍动物利用。有效提升花生秸等秸秆以及稻壳和玉米芯等农产品加工副产物饲料品质,提升适口性和消化率对提升秸秆和农产品加工副产物饲料化利用具有重要意义。

青贮发酵能够改善粗饲料适口性和提升消化率。但是秸秆和农产品加工副产物往往纤维含量高,非结构性碳水化合物含量少,难以单独青贮。通过将2种营养成分互补的青贮原料混合能够获得发酵良好的混合青贮饲料。其中最常见的是将豆科作物与禾本科作物秸秆和农产品加工副产物混合后进行青贮,一方面能够提升混合青贮饲料蛋白含量,提升纤维消化率,改善适口性,另一方面能够降低青贮饲料中的缓冲能值,提升可溶性糖含量,调节水分含量,促进青贮发酵。对于花生秸来说,通过与玉米[4]、狼尾草[5]等进行混合青贮,均取得了不错的发酵效果。将玉米芯、稻壳粉与乳酸菌联用,能够提升花生秸青贮饲料的发酵品质[6]。因此,将不同秸秆及农产品加工副产物进行混合青贮发酵有助于改善部分不适合青贮的原料的发酵品质,提升青贮饲料质量。

秸秆与农产品加工副产物由于非结构性碳水化合物分离用于食品等其他用途,剩余物纤维含量高、消化率低。通过微生物添加剂、酶添加剂以及菌酶复合添加剂的使用降低纤维含量,增加非结构性碳水化合物含量,对于提升秸秆与农产品加工副产物消化率和青贮成功率具有重要作用。菌酶复合添加剂在青贮发酵过程中发挥重要作用。纤维素酶在青贮饲料中能够显著提升体外消化率[7]。Cheng等[8]研究表明,乳酸菌与纤维素酶的复合添加剂同样能够提升玉米秸秆与大豆混合青贮饲料的质量。通过菌酶复合添加剂的配制和在花生秸混合青贮饲料中的应用对于改善花生秸单独青贮发酵品质差,稻壳粉和玉米芯等纤维含量高、消化率低等问题具有重要意义。该研究分别制作花生秸单独青贮饲料(PA)、花生秸和玉米芯混合青贮饲料(PC)以及花生秸和稻壳粉混合青贮饲料(PR),同时添加含有2种乳酸菌、4种纤维素分解酶类的复合添加剂,旨在改善花生秸混合青贮饲料发酵质量,降低纤维含量,提升消化率,为花生秸混合青贮饲料的利用提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

花生秸为徐州冠达羊业有限公司提供。菌酶复合添加剂由植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracei)、纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果胶酶复合而成。其中,复合所用植物乳杆菌和副干酪乳杆菌活菌数大于1×1011 CFU/g,果胶酶活性大于1×104 U/g,纤维素酶和木聚糖酶活性大于1×105 U/g,葡聚糖酶活性大于1×106 U/g。玉米芯和稻壳粉从当地市场购得,避光常温储存备用。

1.2 菌酶复合添加剂配制及混合青贮制作

在试验开始前半天对2种乳酸菌菌种进行活化,称取每1 kg青贮发酵所需乳酸菌菌种(总添加量为5×105 CFU/g,植物乳杆菌和副干酪乳杆菌比例为2∶1)加入2 mL的灭菌脱脂奶粉溶液中室温活化2 h。纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果胶酶分别以10、120、40、20 U/g的添加量按照1 kg青贮发酵所需量进行称重并添加进18 mL蒸馏水中混合均匀,在青贮前将菌液和酶液混合加入喷壶,均匀喷洒在混合青贮饲料中。

花生秸铡切为2~3 cm的小段并充分混合均匀,利用四分法分为3份,每份1 kg。花生秸和稻壳粉,花生秸和玉米芯的混合比例均为20∶1。混合均匀后分别喷洒等量蒸馏水(CK组)、菌酶复合添加剂(CLE组)。每份1 kg均匀分为3份并装入青贮袋中,抽真空封口后储藏,作为每个处理的3个重复,室温储藏时间为1年。

1.3 发酵和营养品质测定

1.3.1 发酵品质。

开封后每个重复的青贮饲料混合均匀,并利用五点取样法取20 g青贮饲料,加180 mL蒸馏水,用手振荡均匀后放入4 ℃冰箱中浸提24 h,4层纱布和定性滤纸过滤后利用梅特勒公司的pH计对青贮饲料的pH进行测定。浸提液利用0.22 μm一次性水系滤器过滤,滤液用于有机酸和氨态氮的测定。有机酸的检测方法参考许庆方等[9]的研究,色谱条件:安捷伦1260高效液相色谱仪(配备VWD检测器);色谱柱,Shodex RSpak KC-811S-DVB gel C (8.0 mm×30.0 cm,岛津公司);进样体积5 μL;流动相,3 mmol/L HClO4;流速1 mL/min;柱温60 ℃;检测波长210 nm;运行时间20 min。分别配制苯酚和次氯酸钠溶液,亚硝酰铁氰化钠作为催化剂,利用分光光度计测定氨态氮含量[10]。

1.3.2 微生物数量。

利用五点法另取20 g样品放入无菌自封袋中,加入180 mL灭菌生理盐水,置于180 r/min的恒温摇床中振荡30 min用于乳酸菌、霉菌和酵母菌计数。在超净工作台中获得待测样品10-1~10-6的稀释液,利用倾注法分别注入含有MRS培养基(北京路桥)和孟加拉红培养基(北京路桥)的培养皿中混合均匀,MRS平板倒置于37 ℃恒温培养箱中培养48 h,孟加拉红平板28 ℃恒温培养箱中倒置培养3~7 d。

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