添加乳酸菌和纤维素酶对玉米秸秆青贮饲料品质的影响

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添加乳酸菌和纤维素酶对玉米秸秆青贮饲料

品质的影响

赵

政1，陈学文1，朱梅芳1，黄俊华1，李仕坚2，严高彰2，凌泽辉2

530007；2广西皇氏甲天下乳业股份有限公司，南宁

530007）

（1广西农业职业技术学院动物科学系，南宁

摘要：为探讨不同微生物制剂对玉米青贮饲料品质的影响，以高水分春玉米秸秆为原料，进行乳酸菌和纤维素酶不同添加剂量的青贮饲料发酵试验。结果表明：玉米秸秆青贮过程中添加乳酸菌和纤维素酶，可有效降低青贮饲料率、改善和提高青贮饲料的品质及营养价值，其中以添加0．30％纤维素酶的效果最佳，率低于1．4％、粗蛋白含量3．49％、氨态氮与总氮质量比［m（VBN）/m（TN）］为6．60、丁酸含量为0、中性洗涤纤维含量11．48％、酸性洗涤纤维含量7．02％、酸性木质素含量1．42％。可见，筛选和添加适宜适量的微生物制剂是提高青贮饲料品质的有效途径。

关键词：玉米秸秆；青贮饲料；乳酸菌；纤维素酶；率；品质中图分类号：S816.5+3

文献标识码：A

文章编号：1002－8161（2009）07－0919－04

EffectsofLactobacillusandcellulaseonthequalityofcorn

strawsilage

ZHAOZheng1，CHENXue－wen1，ZHUMei－fang1，HUANGJun－hua1，LIShi－jian2，YAN

Gao－zhang2，LINGZe－hui2

（1DepartmentofAnimalScience，GuangxiAgriculturalVocationalTechnicalCollege，Nanning530007，China；

2GuangxiHuangshiJiatianxiaDairyCo．Ltd．，Nanning530007，China）

Abstract：Inordertoknowabouttheeffectsofdifferentmicrobialpreparationsonthequalityofcornstrawsilage，high－moisturecontentofspringcornstrawwasusedasrawmaterialstocarryoutfermentationofsilagebyaddingdifferentpercentagesofLactobcillusandcellulase．Theresultsshowedthatduringthefermentationprocessofcornsilage，addingLactobcillusandcellulasecouldeffectivelydecreasethedecayrateofsilage，improveandincreasethequalityandnutrientvalueofsilage，andtheeffectsof0．30％cellulasewasthebest，thedecayrateofsilagewasbelow1．4％，thecontentofcrudeproteinwas3．49％，theratioofammonianitrogentototalnitrogen［m（VBN）／m（TN）］was6．60，thecontentofbutyricacidwas0，thecontentofneutraldetergentfiberwas11．48％andaciddetergentfiberwas7．02％，andthecontentofacidligninwas1．42％．Therefore，screeningandaddingsuitableandpropermicrobialpreparationsweretheeffectivemeasurestoimprovethequalityofcornsilage．

Keywords：cornstraw；silage；lactobacillus；cellulase；decayrate；quality

发酵饲草料在畜牧业生产中发挥着十分重要的作用，特别是随着畜牧业的迅速发展，对优质饲草料的需求也越来越大，加上粮食短缺这一世界性的问题日趋严重。因此，发展微生物饲料生产显得尤为重要［1］，应充分有效地利用农作物废弃物，研究和采用更为有效的新方法、新工艺，因地制宜地

大力推广应用微生物发酵饲料，以促进畜牧业健康、稳定发展。

玉米秸秆最适合作为反刍动物（特别是奶牛和肉牛）的粗饲料，加工方法简单，容易贮存。但在南方亚热带炎热季节（5～6月）收获的春玉米秸秆，由于气温高，湿度大，玉米秸秆水分含量高，采用传统

收稿日期：2009－02－13基金项目：广西壮族自治区教育厅资助项目（200809MS061）作者简介：赵政（1957－），男，陕西子州人，副教授，主要从事养牛学及畜产品加工学的教学科研工作。

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广西农业科学2009年第40卷第7期

青贮方法，率高达10.0％～15.0％，品质低劣，适口性差，养分消化率低。本研究利用自制的青贮饲料发酵剂对收获玉米后的高水分（含水量77％以上）春玉米秸秆进行厌氧发酵处理，以期探讨在南方亚热带炎热季节高温高湿条件下，克服气候因素带来的不良影响，有效利用广西春玉米秸秆资源进行青贮饲料生产，为养殖业（草食动物生产）提供优质的粗饲料。

业有限公司下属的上思和来宾两个奶牛场分别进行。

1．2试验材料

青贮原料为乳熟期收获春玉米后的秸秆（含水

率77％～79％），其化学成分见表1，试验使用的复合乳酸菌制剂（乳酸杆菌、腊样芽孢杆菌、玉米乳杆菌、光合细菌、放线菌、康氏木霉变异株B－7等含量菌3．8×109cfu/g）、纤维素酶（活性为2800IU）酶制剂均为广西农业职业技术学院食品科学系微生物实验室提供。

1材料与方法

1．1

试验时间及地点

本试验从2008年6月开始在广西皇氏甲天下乳

表1

甜玉米秸秆的化学成分分析（％）

Chemicalcompositionanalysisofsweetcornstraw

Table1

原料Material春玉米秸秆Springcornstraw

化学成分Chemicalcomposition

水分WC79．84

干物质DM20．16

粗蛋白CP3．08

中性洗涤纤维NDF

62．86

酸性洗涤纤维ADF

47．51

可溶性碳水化合物SC

12．68

1．3试验设计

根据添加不同的微生物（乳酸菌和纤维素酶），

1．5测定项目与方法

青贮玉米秸秆饲料的感官指标、含水量、pH值

试验共设4个处理（表2），随机区组设计，每个处理2次重复。

表2

高水分甜玉米秸秆青贮添加剂试验设计（％）Treatmentdesignsofhigh－moisturecornstrawsilage

乳酸菌Lactobcillus

00.3000.15

纤维素酶Cellulase

000.300.15

及有机酸等，按农业部颁布的《青贮饲料质量评定标准》进行［2］；中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、酸性木质素（ADL）用范氏纤维测定法，氨态氮用凯氏定氮法；乳酸菌菌落总数（CFU）用生物记数的标准平皿涂布法；粗蛋白（CP）用GB322－

Table2

处理Treatment

（CK）1234

86法；有机酸（乳酸LA、乙酸AA、丁酸BA）含量用GL－C610H型高效液相色谱仪测定［3～5］。并按春玉米

秸秆青贮前后重量和干物质（DM）含量计算干物质回收率（DMR）。

1．4试验方法

首先将4个500t青贮发酵池用百毒杀进行彻底

2结果与分析

2．1

不同青贮方法对高水分春玉米秸秆青贮饲料从表3可以看出，处理2、3、4的各项指标评定得分较对照组分别高出18、20、17分，其中，率的降低最明显，对照组的率在10．0％以上，而3个添加有微生物制剂的处理均在1．4％以下。表明高水分春玉米秸秆采用添加乳酸菌和纤维素酶的青贮方法，可以显著降低青贮饲料的率，同时有效改善和提高青贮饲料的气味、色泽和质地等指标。

消毒晾干，然后采集乳熟期收获玉米后的秸秆，用电动铡草机切成2～3cm长短后按照表2的试验设计进行青贮。处理1（CK）采用传统青贮法，将青贮原料直接送入青贮池，排除空气后覆盖防水塑料薄膜密封压实；处理2～4则在电动铡草机切碎的同时各组加入不同比例的乳酸菌和纤维素酶，然后装入青贮池，排除空气后覆盖防水薄膜密封压实。在平均气温35℃的条件下，发酵35d后开封，随机取样，测定青贮饲料的各种成分。

率、感观指标及pH值的影响

赵政等：添加乳酸菌和纤维素酶对玉米秸秆青贮饲料品质的影响

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表3不同青贮方法对青贮饲料率、感观指标及pH的影响

Effectsofdifferenttreatmentsondecayrate，sensoryindicatorsandpHofsilage

pH4．80

（15）4．20（18）4.21（18）4.23（18）

含水量（％）

WC73．84（13）73．82（13）74.00（13）73.91（13）

色泽

Color青褐色（6）黄绿色（8）黄绿色（8）黄绿色（8）

气味

Taste淡酸味（10）酸香味（12）酸香味（13）酸香味（12）

质地和结构

Textureandstructure结构黏滑有少量腐烂、

或黏结成块状（4）茎叶花部分保持原状，柔软、水分稍多（9）湿润、紧密、茎叶花保持原状，容易分离（10）

紧密、茎叶花保湿润、持原状，容易分离（9）

率（％）

Decayrate10．0％以上（13）1.4%以下（19）1.4%以下（19）1.4%以下（19）

评定结果

Grade一般（61）优（79）优（81）优（78）

Table3

处理

Treatment（CK）1234

注：括号中的数值表示评分情况。

Note：Thedatainbracketwastheevaluatedscore．

2．2不同青贮方法对高水分春玉米秸秆青贮饲料营养成分及含量的影响

从表4可知，处理2、3、4的CP含量均比对照组高，分别增加了11．04％、13．31％和11．68％，其中处理3的最高，CP含量达到3．49％，可能是添加乳酸菌和纤维素酶，抑制了菌利用蛋白质的生长，从而增加了CP的含量。氨态氮与总氮质量比［M（VBN）/m（TN）］则是对照组的最高，达到16．35，而其他处理均低于7．00。而处理2、3、4的CFU均高于对照组，处理2的最高，达到5．6×105cfu/g。

表4不同处理方法对青贮发酵产物含量的影响

Table4Effectsofdifferenttreatmentsonfermentationproductscontentofsilage

测定指标Index

干物质（％）DM粗蛋白（％）CP氨态氮与总氮量比M（VBN）/m（TN）乳酸菌菌落数（×105cfu/g）Coloniesoflactobcillus乳酸（mg/kg）LA乙酸（mg/kg）AA丁酸（mg/kg）BA中性洗涤纤维（％）NDF酸性洗涤纤维（％）ADF酸性木质素（％）ADL

处理Treatment

1（CK）20．16

3．0816．353．32．587．960．15513．219．502．14

219．473．426．755．62．499．600．08512．057．591．96

319．403．496．604．52．378．59011．487．021．42

419．433．446．725．02．369．180．05712．037．431．

含量则均比对照组高，以处理2的最高，为9．60mg／

kg。在对照组青贮饲料中检测出BA含量远高于其

他处理，表明青贮过程中有丁酸菌生长繁殖，造成高水分玉米秸秆青贮过程中率过高。

2．4不同处理方法对高水分春玉米秸秆青贮饲料中NDF、ADF的影响

添加有微生物制剂的处理组较对照组，NDF、

ADF的含量略有下降，分别降低了1．16、1．73、1．18和1．91、2．48、2．07个百分点，其中均以处理3下降最

多。可能是添加的纤维素酶制剂中含有植物细胞壁降解酶，对玉米秸秆纤维产生了降解作用，为青贮过程中乳酸菌的发酵提供较多底物，同时使青贮饲料中残余的可溶性碳水化合物（WSC）含量提高［6～8］。

2．5

经济效益分析

青贮春玉米秸秆可从直接和间接经济效益两

部分进行分析。直接经济效益表现在不同青贮方法的率不一样，添加微生物制剂处理组的率为1．4％左右，而对照组的率为10．0％左右，按青贮玉米秸秆原料价格150元／t计算，对于一个1000头规模的奶牛场，一年需要近10000t玉米青贮饲料，率从10．0％降低至1．4％，减少损失近12．9万元。本试验研究中所用青贮玉米秸秆作为单一的粗饲料来源，相对干物质高，奶牛采食量大，精饲料使用量减少。而间接经济效益包括：改善奶牛瘤胃内环境、有利于减少前胃迟缓和蹄病等多种营养代谢疾病的发生，降低奶牛淘汰率，减少药物费用，既节约了粮食生产用地，保证粮食生产，又提供了农作物秸秆饲料来源，使奶业生产走上良性循环发展的道路。

注：各指标均以干物质为基础。

Note：Theindexesintablewerecalculatedbasedondrymatter.

2．3不同处理方法对高水分春玉米秸秆青贮饲料有机酸组成及含量的影响

从表4可知，各处理中LA含量相差不大，在

2．30～2．60mg／kg之间，而添加微生物制剂处理的AA

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广西农业科学2009年第40卷第7期

3

3．1

小结与讨论

青贮玉米秸秆饲料中氨态氮和有机酸含量可

菌体蛋白、氨基酸、维生素等营养物质，极大提高玉米秸秆饲料的营养价值、品质，有效促进食草动物对饲料的转化率。同时，采用添加微生物制剂加工青贮饲料，提高了玉米秸秆粗饲料的使用量和利用率，节约饲料粮，解决人畜争粮矛盾。该技术较适合南方炎热气候条件下，加工奶牛优质粗饲料，方法简便易行，不受气候条件，是南方奶业生产今后的发展方向。

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反映玉米秸秆青贮饲料中碳水化合物和蛋白质两个方面的信息，是评价玉米秸秆青贮饲料发酵的主要指标［1］。与传统的青贮法相比，添加纤维素酶和乳酸菌，明显降低了玉米秸秆青贮饲料中丁酸含量。丁酸是菌和酪酸菌分解蛋白质、葡萄糖和乳酸的产物，丁酸含量的下降，表明菌、霉菌及酪酸菌等的繁殖活动受抑制，玉米秸秆青贮饲料的品质提高。

3．2添加微生物制剂，其有益微生物在繁殖过程

中产生大量的菌体蛋白，增加了玉米秸秆青贮饲料中的粗蛋白和有机酸含量，抑制有害菌繁殖，同时软化玉米秸秆的组织结构，分解木质素降低粗纤维含量，提高营养价值，适口性明显优于常规青贮玉米秸秆饲料。

［9］

3．3本试验结果表明：玉米秸秆青贮过程中添加

乳酸菌和纤维素酶，可有效降低青贮饲料率、改善和提高青贮饲料的品质和营养价值，其中以添加0．30％纤维素酶的效果最佳，率低于1．4％、粗蛋白含量3．49％、氨态氮与总氮质量比［m（VBN）／m（TN）］为6．60、丁酸含量为0、中性洗涤纤维含量

11．48％、酸性洗涤纤维含量7．02％、酸性木质素含量

1．42％。其原因是纤维素酶制剂中的微生物在发酵

繁殖过程中，产生大量的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、糖化酶等，既促进反刍动物对饲料的消化吸收，又有效调节机体微生态平衡，抑制有害菌生长繁殖，起到防治疾病、促进健康，从而减少了抗生素等药物的使用量及畜产品的药物残留，确保了动物食品的安全性。

3．4玉米秸秆青贮发酵后具有明显的酸香、醇香、

果香味，质地软化，最大限度地改善玉米秸秆的适口性，提高食草动物对粗饲料的采食量。玉米秸秆青贮饲料中含有多种消化酶，尤其是青贮中生成的

（责任编辑兰宗宝）