不同乳酸菌青贮剂对桥单6号全株玉米青贮品质的影响

Effects of lactic acid bacteria additives on the quality of whole plant corn silage of Qiaodan 6

摘要

目的 为研究自制青贮剂GMDL-25对桥单6号全株玉米青贮品质的影响。 方法 选取蜡熟期桥单6号全株玉米（整株切碎至2 cm）为试验材料，设3个处理组，以自然发酵组为对照组，试验组分别添加自制青贮剂GMDL-25和市售乳酸菌青贮剂，装入青贮袋后经真空密封于避光阴凉处发酵2个月左右。每个处理3个重复，每个重复1袋。发酵完成后，进行感官评定，测定微生物数量、氨态氮含量、pH值和营养成分。 结果 自制GMDL-25处理组全株玉米青贮料有较强的芳香味，色泽与原料颜色相近，感官指标评分为20分，得分最高。乳酸菌数量为78.00 log CFU/g，与自然发酵组相比，乳酸菌数量显著增加（P<0.05）。 结论 桥单6号全株玉米添加GMDL-25乳酸菌制剂进行发酵，可明显提高感官指标和乳酸菌数量，保持良好的青贮品质。

关键词

GMDL-25青贮剂 / 乳酸菌 / 青贮品质 / 青贮玉米

Key words

GMDL-25 additive / lactic acid bacteria / silage quality / silage corn

全株玉米青贮是将带穗的整株玉米收割切短后，在密闭且无氧的环境条件下，利用以乳酸菌为主的微生物发酵适宜时间，制成的一种外观和营养价值与原料相似、消化率高、适口性好、气味芳香的饲料^[1]。玉米在我国种植面积较大，但新鲜玉米不易储存，制成青贮玉米之后不但延长了贮存时间，而且营养价值丰富、适口性好、消化率高，因此全株玉米青贮料是反刍动物生产中重要的粗饲料来源，在优质粗饲料中占有不可替代的地位，目前也是世界范围内应用最广泛的青贮饲料^[2]。

由于玉米青贮发酵过程复杂难以控制，很难保持厌氧条件，杂菌的生长繁殖往往会对青贮品质造成较大的影响，所以提高玉米青贮饲料的发酵品质是生产优质全株玉米青贮料的重要环节。前人研究发现，在发酵过程中加入青贮添加剂进行质量调控^[3]，不仅可以改善发酵环境，还能抑制有害微生物活动，减少营养成分的流失，防止青贮原料腐败霉变，提高青贮营养价值。如今，青贮添加剂已经成为一种有效提升青贮饲料的发酵品质、营养价值以及适口性的途径^[4]。青贮添加剂可分为同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌两类。同型发酵乳酸菌只产生乳酸，在青贮中添加乳酸菌制剂可以在青贮初期加强乳酸发酵，缩短好氧菌的活动时间，快速降低pH，抑制杂菌增殖，降低原料中营养物质的损失。异型发酵乳酸菌会降低乳酸和酵母数量，但增加了乙酸的生成量^[5]。布氏乳杆菌是异型发酵乳酸菌的典型代表，在有氧暴露阶段可将乳酸转化成乙酸，提高青贮饲料的有氧稳定性，降低青贮的pH值，抑制酵母菌和霉菌的繁殖，延长腐败时间^[6]。但布氏乳杆菌在发酵时消耗的营养物质比同型发酵乳酸菌多，在使用过程中，经常会造成原料营养成分的损失。王诚等^[7]研究发现，布氏乳杆菌和植物乳杆菌混合添加剂配合使用时，可以减少氨态氮的发酵损失，协同改善青贮饲料的品质效果。成娟丽等^[8]试验表明，在青贮玉米内添加布氏乳杆菌、植物乳杆菌混合添加剂后，青贮玉米饲料里的乳酸菌数量有显著增加。洪梅等^[9]研究发现，添加了布氏乳杆菌与植物乳杆菌混合添加剂的全株玉米青贮组品质优良，乙酸含量最高，且表面无霉菌生长。

由于目前在桥单6号全株玉米青贮的研究中，针对该品种玉米的青贮添加剂菌种筛选仍有欠缺。本研究分别就市售乳酸菌青贮剂与自制的发酵促进型青贮剂进行青贮试验，对比分析其对全株玉米发酵品质的影响，旨在为提高玉米青贮饲料的发酵品质提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

市售乳酸菌青贮剂：先锋先牧^®1168青贮剂（布氏乳杆菌≥1.0×10¹¹ CFU/g，植物乳杆菌≥1.0×10¹⁰ CFU/g），科迪华农业科技有限公司。

自制青贮剂：GMDL-25。

供试种植玉米：桥单6号全株玉米。

1.2 青贮试验工艺

将刈割的蜡熟初期全株玉米切成2 cm左右的小段，分别添加自制青贮剂GMDL-25和市售乳酸菌青贮剂，充分拌匀。本试验设3个处理组，对照组不添加青贮剂，自然发酵。每个处理3个重复，每个重复1袋，每个青贮袋质量约40 kg。装入青贮袋后经真空密封于避光阴凉处发酵2个月左右，发酵期间日均最高温20 ℃，日均最低温度为11.3 ℃。

1.3 感官指标测定方法

感官指标是青贮饲料质量的直观反映。全株玉米青贮感官指标参照DB 50/T 669―2016《青贮饲料品质鉴定》和德国农业协会（Deutche Lan Dwirtschafts Geseutschaft）评分法^[10]，具体见表1、表2。分别按色泽、气味、结构3项指标进行评价打分，满分为20分，根据评分共分为4个等级，从高到低依次是16～20为优良，10～15为尚好，5～9为中等，0～4为腐败^[11]。

1.4 微生物数量测定方法

乳酸菌数量测定参考（GB 4789.35―2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验乳酸菌检验》）。无菌采样20 g鲜样切碎，加入180 mL蒸馏水，振荡2 h混匀，经4层纱布过滤后用定性滤纸过滤得到浸提液，随后使用浸提液进行微生物培养试验，最后进行乳酸菌菌落总数统计。

霉菌数量测定参考（GB/T 13092―2006《饲料中霉菌总数测定方法》），进行微生物培养试验。

1.5 氨态氮及pH测定方法

参照（SB/T 10318―1999《氨态氮测定法》），用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮含量。

使用pH试纸测定浸提液，并与比色卡进行比对。

1.6 营养成分测定方法

每青贮袋取鲜样约300 g，烘干箱内65 ℃烘干24 h，打磨成草粉储存。

粗水分的测定参考GB/T 6435-2014《饲料中水分的测定 直接干燥法》。

粗脂肪含量的测定参考GB/T 6433―2006《饲料中粗脂肪的测定》。

粗蛋白含量的测定参考GB/T 6432―2018《饲料中粗蛋白的测定 凯氏定氮法》。

粗灰分的测定参考GB/T 6438―2007《饲料中粗灰分的测定》。

钙含量的测定参考GB/T 6436―2018《饲料中钙的测定干法》。

磷含量的测定参考GB/T 6437―2018《饲料中总磷的测定分光光度法》。

1.7 数据分析

采用Excel 2019对原始数据进行处理，然后使用SPSS 20.0软件中单因素方差分析（One-way ANOVA）进行显著性检验，多重比较采用Duncan’s法。试验结果用“平均值±标准差”表示，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 全株玉米青贮后的感官评定

由表3可见，市售乳酸菌处理组气味评定略低于自然发酵组和自制GMDL-25处理组；自然发酵组色泽感官相较于市售乳酸菌组和自制GMDL-25组略差；而自制GMDL-25处理组最终感官评分优于自然发酵组和乳酸菌剂处理组。通过该感官评定评分来看，自制GMDL-25处理组评分最高，20分。说明自制GMDL-25对桥单6号青贮玉米品质的改良效果较好。

2.2 全株玉米青贮后的微生物数量

由表4可见，3个处理组均无霉菌产生；自制GMDL-25处理组乳酸菌数量显著高于自然发酵组和乳酸菌处理组（P<0.05），乳酸菌处理组的乳酸菌数量较自然发酵组呈现上升趋势。

2.3 全株玉米青贮后的氨态氮含量及pH

由表5可见，乳酸菌处理组氨态氮含量比自然发酵组高5.26%，而自制GMDL-25处理组氨态氮含量比自然发酵组高7.02%。pH测定结果表明，乳酸菌处理组与自然发酵组相比pH值无明显差异，但自制GMDL-25组pH略高于乳酸菌处理组。

2.4 全株玉米青贮后的营养成分

由表6可见，乳酸菌处理组的粗脂肪含量显著低于自然发酵组和GMDL-25处理组（P<0.05），而GMDL-25处理组与自然发酵组无明显差异；GMDL-25处理组的粗蛋白含量略高于乳酸菌处理组和自然发酵组；乳酸菌处理组和GMDL-25处理组的磷含量则分别略低于自然发酵组13.19%、8.11%，差异均不显著（P>0.05）；2个处理组的粗灰分均与自然发酵组无明显差异；就钙含量来看，乳酸菌处理组钙含量与自然发酵组相差不大，而GMDL-25处理组钙含量较自然发酵组略低14.29%，2个试验处理组与自然发酵组相比无明显差异（P>0.05）。

3 讨论

3.1 桥单6号全株玉米青贮的感官评价

青贮是在厌氧环境中通过促进乳酸菌的大量繁殖，使淀粉和可溶性糖分转化为乳酸并累积到一定浓度，使青贮环境中的pH值降低到4.2以下，从而有效抑制腐败菌的生长，达到长时间保存青贮饲料中营养物质的目的^[12]。感官评定时，pH值是衡量青贮料品质好坏的重要指标之一，以德国农业协会的青贮料感官评定为评定基础来看，pH值在3.4～3.8为优质青贮料。常玉萍^[13]研究表明，优质青贮饲料可以根据pH值进行简单快速的品质鉴定，但是若青贮料发生异常发酵如腐败变质会产生氨，降低家畜采食量，就不能用pH值全面评定青贮品质。Shockey等^[14]研究表明在玉米青贮饲料中添加乳酸菌青贮添加剂后，对青贮料最终的pH降低作用并不显著。而陈跃鹏等^[15]试验也得出青贮添加剂的添加对玉米青贮饲料pH影响并不显著，另外，袁仕改^[16]研究表明，添加布氏乳杆菌制剂的试验组pH值为3.59，低于4.2，为优质青贮，但与自然发酵组差异并不显著，这是因为布氏乳杆菌可以将乳酸作为底物，降解产生少量的乙酸，使得青贮饲料中乳酸的总量下降，pH上升。侯建建等^[17]研究表明，乳酸菌添加剂可在发酵时迅速降低苜蓿青贮料的pH，抑制霉菌等有害菌种生长，但是添加剂组最终的pH与其他组的并无显著性差异。本试验中桥单6号全株玉米青贮饲料pH经测定均在3.8以下，从pH值来看，其处于优质青贮玉米饲料范围内，GMDL-25组的pH与市售乳酸菌添加剂组、自然发酵组均无明显差异，与前人研究结果一致^[14-17]；另外，本试验中桥单6号全株玉米青贮的结构保存完好，且均无明显酸味，属于优质全株玉米青贮饲料。

3.2 全株玉米青贮的微生物数量变化

乳酸菌青贮的玉米能够调节微生物区系，加快青贮发酵的进程，从而很好保存青贮饲料的营养价值^[18]。从微生物数量来说，优质青贮玉米饲料中应无霉菌、酵母菌等有害菌种的繁殖。在发酵过程中有机酸构成可以作为反映青贮品质的依据，乳酸菌含量高，丁酸的含量就越低，青贮的效果就会越好。发酵菌种繁殖会产生丁酸、丙酸等物质，这些物质可有效地抑制酵母菌的生长繁殖，随着这些代谢产物的产生，pH随之下降，更有效地抑制了霉菌等有害菌的繁殖生长^[19]。

本研究中，桥单6号全株玉米青贮所有试验组及自然发酵组内均未检测出霉菌，处理组的乳酸菌数量较自然发酵组有增长，与前人的研究结果一致^[19]；另外乳酸菌的增加可提高饲料适口性，还可有效增加反刍动物瘤胃微生物数量^[20]。Woolford等^[21]研究发现在青贮饲料发酵的前4 d内主要为乳酸菌等同型发酵菌主导，而4 d后则是由异型发酵菌如布氏乳杆菌作为发酵的主导菌群；Li等^[22]在布氏乳杆菌对黑麦草青贮中的微生物影响试验表明，青贮微生物添加剂接种后会与原生菌种进行营养竞争并迅速繁殖，并产生乳酸、乙酸等有效抑制杂菌生长；以Jin等^[23]对大麦青贮中添加乳酸杆菌的影响结果来看，试验组布氏乳杆菌数量在第28天达到10.5 lgCFU/g，高于对照组布氏乳杆菌数量，且乳酸含量低于对照组。本试验中，桥单6号全株玉米青贮所得乳酸菌检测结果也与以上研究结论相一致。在发酵后期取样检测，GMDL-25处理组乳酸菌数量显著高于市售添加剂处理组；且由GMDL-25添加剂组与自然发酵组比较可得，GMDL-25添加剂的添加可显著增加桥单6号全株玉米青贮饲料内的乳酸菌数量（P<0.05)。

3.3 青贮玉米饲料的营养成分分析

Elferink等^[24]研究发现布氏乳杆菌可以在厌氧环境中将乳酸分解为乙酸、丙酸和1，2-丙二醇。而Reis等^[25]在玉米青贮中添加Lactobacillus hilgardii异型发酵菌种试验发现，试验组青贮玉米中的乙酸、1，2-丙二醇的含量增加，乳酸菌数量也有所增加。Polukis等^[26]在青贮玉米中添加微生物菌剂后得到的结果同样是试验组中乙酸、1，2-丙二醇含量增加，且酵母菌数量减少。本研究发现，在桥单6号全株玉米青贮中添加市售乳酸菌处理组的粗脂肪含量与自然发酵组相比显著降低（P<0.05)。究其原因可能是市售青贮剂在发酵过程中将乳酸分解为乙酸等挥发性脂肪酸，在粗脂肪抽提过程中流失，而乳酸不溶于石油醚，从而导致乳酸菌处理组粗脂肪含量较自然发酵组和自制GMDL-25组显著降低。

4 结论

自制GMDL-25青贮剂和市售乳酸菌青贮剂均能显著提高桥单6号全株玉米青贮的感官品质和乳酸菌数量，有效抑制霉菌的生长。尽管自制GMDL-25对全株玉米的青贮发酵有促进作用，但其后续的应用和推广还需进一步的扩大试验研究。

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基金资助

国家自然科学基金项目(32060758)