甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮发酵、营养品质和有氧稳定的影响

2015-01-17唐振华邹彩霞夏中生韦升菊李丽莉梁贤威

饲料工业 2015年19期

■唐振华侯宇邹彩霞夏中生韦升菊梁辛李丽莉梁贤威

（1.广西壮族自治区水牛研究所，广西南宁530001；2.广西大学动物科技学院，广西南宁530005）

甲酸、乙酸和丙酸等有机酸腐蚀性强，青贮发酵初期降低pH值，为乳酸代谢提供有力条件，应用于甘蔗尾青贮对饲料资源开发具有重要作用。Woolford等(1975)[1]、Bosch等（1988）[2]研究表明，甲酸能够抑制青贮中梭菌和芽孢杆菌等活动，提高青贮有氧稳定性。而Holzer（2003）[3]早时期研究异型发酵乳杆菌代谢过程产生的物质对青贮有氧稳定性的作用，结果发现乙酸是影响有氧稳定性唯一参数。万江虹等（2008）[4]在甘蔗尾捆绑青贮中添加3.0 ml/kg甲酸显著提高果糖和葡萄糖含量（P＜0.05），显著降低CP，但显著提高氨态氮/总氮（P＜0.05）。青贮品质与有氧稳定性是制约青贮饲料利用的重要因素，研究有机酸对甘蔗尾品质、有氧稳定性的影响对有机酸应用具有重要意义。因此，本试验目的是通过在甘蔗尾青贮中添加甲酸、乙酸，研究甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮品质和有氧稳定性的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

青贮原料：新鲜甘蔗尾由广西水牛研究所水牛种畜场提供，采集后进行人工切割，长度为0.5 cm左右。

添加剂：甲酸、乙酸为分析纯，浓度分别为88%和36%，市购。

表1 甘蔗尾原材料营养成分(风干基础)

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

对照组（C）添加等量蒸馏水；试验组Ⅰ每千克新鲜甘蔗尾添取40 ml甲酸；试验组Ⅱ每千克新鲜甘蔗尾添加40 ml乙酸。每组3个重复。

1.2.2 青贮制作

将切好的甘蔗尾，每组按计量取甲酸或乙酸用生理盐水稀释至300 ml，均习喷洒到3 kg甘蔗尾，分装到3个2.5 L玻璃封口瓶，密度为0.4 kg/l。对照组取等量蒸馏水。再用封口膜进行密封，避光室内青贮40 d。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 常规项目评定

利用张英丽[5]的常规法测定水分、粗蛋白质（CP）、中性洗涤纤维（NDF）含量和酸性洗涤纤维（ADF）含量。

1.3.2 pH值及品质项目分析

①样品预处理。开瓶后，去除上层部分，每瓶取35 g样品，放入250 ml广口瓶，添加150 ml超纯水，置于4℃冰箱提取24 h。然后通过2层纱布进行过滤，分装滤液，用于pH值、乳酸、氨态氮、挥发性脂肪酸（VFA）测定。剩下的青贮甘蔗尾进行烘干粉碎用于常规营养成分以及可溶性碳水化合物（WSC）测定。

②pH值。用pH计进行测定，型号为HANNA HI 8424。

③乳酸。用试剂盒进行测定，试剂盒厂家为南京建成，货号A019-2。原理以NAD+为氢受体，LDH催化乳酸脱氢产生丙酮酸，使NAD+转化为NADH。其中PMS递氢使NBT还原为紫色呈色物，呈色物的吸光度在530 nm时与乳酸含量呈线性关系。

④氨态氮(NH3-N)采用比色法测定。NH3-N采用苯份-次氯酸钠比色法测定(Broderick等，1980)[6]。取得①的滤液5 ml，3 500 r/min离心10 min取上清。用(NH4)2SO4做标准品，采用美国生产的紫外可见分光光度计（PE Lambda 35型)，在波长560 nm下比色，依据标准曲线和光密度值计算出NH3-N的浓度。

⑤ 挥发性脂肪酸（VFA）测定。取0.5 ml①中所得的滤液，加入等体积8.2%偏磷酸，13 000 r/min下离心10 min，取上清加入内标巴豆酸后，使用Agilent 7890A型气相色谱仪,HP-INNOWAX(19091N-133)毛细管柱,毛细管柱的规格为30 m×0.25 mm×0.25 μm，分析测定上清液中丙酸、乙酸及丁酸的含量。

⑥ 可溶性碳水化合物（WSC）测定。蒽酮-硫酸比色法测定[7]。在浓硫酸溶液中可溶性糖先脱水为糖醛或经基糖醛,后与蒽酮反应成蓝绿色化合物。其颜色与含糖量成正比,吸收波长640 nm。

⑦干物质回收率（DMR）：

DMR=（开封时青贮原料质量×青贮干物质率）/填装时装入原料质量×原料干物质率。

1.3.3 有氧稳定性的测定

每组混合取样200 g置于封口袋中，用牙签扎数个小孔，再套上1个宽松不封口的塑料袋，防止交叉污染和减少水分损失，用温度计测定温度变化。样品置于阴暗处，温度变化每8 h记录1次，当青贮物料的温度超过环境温度2℃时为止[8]。

1.4 数据处理

试验数据先用EXCEL软件处理，再用SPSS 17.0软件中的ANOVA过程进行单因子方差分析，差异显著性以P＜0.05为判断标准，数据均采用平均值±标准差来表示。

2 结果分析

2.1 添加甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮发酵品质的影响（见表2）

由表2可知，Ⅱ组pH值显著低于对照组和Ⅰ组（P＜0.05），Ⅰ组和对照相比pH值差异不显著（P＞0.05）；Ⅰ组乳酸含量低于检测值，Ⅱ组乳酸含量显著高于对照组（P＜0.05）；所有组都没检测到丙酸含量；丁酸含量各组差异不显著（P＞0.05）；Ⅰ组检测NH3-N含量低于检测值，Ⅱ组NH3-N含量显著高于对照组（P＜0.05）。

表2 添加甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮发酵品质的影响

2.2 添加甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮营养成分的影响（见表3）

由表3可知，与对照组相比，甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮DM、DMR、NDF、ADF和CP影响差异不显著（P＞0.05），WSC含量由高到低顺序为Ⅰ组＞Ⅱ组＞对照组，其中Ⅰ组显著高于对照组（P＜0.05）。

表3 添加甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮营养成分的影响

2.3 添加甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮有氧稳定性和饲料品级的影响

表4是以Kaiser[9]提出新的青贮饲料发酵品质评定标准得出的各组青贮饲料评分和等级。从表4可以看出，各个组甘蔗尾青贮质量评级均为1级。有氧稳定性Ⅰ组较对照组高16 h，甘蔗尾青贮有氧稳定性有所提高。Ⅱ组温度比室温升高2℃所需的时间最长，达到176 h，有氧稳定性最高。

表4 添加甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮有氧稳定性和饲料品级影响

3 讨论

3.1 添加甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮发酵品质和营养价值的影响

甲酸、乙酸和丙酸等有机酸腐蚀性强，发酵初期降低pH值，为乳酸代谢提供有力条件。早期Wool⁃ford等(1975)[1]研究表明甲酸在pH值为5.0时能抑制梭菌、芽孢杆菌等生长，pH值为4.0时抑制包括乳酸菌在内所有菌生长。Bosch等（1988）[2]也表明甲酸能够抑制真菌活动，减少乳酸产生。白春生等（2011）[10]也同样表明添加全株玉米青贮甲酸、乙酸虽然能够增加青贮pH值、降低乳酸含量，但抑制有害菌生长，显著降低丁酸含量（P＜0.05）。这与本试验结果一致，特别是甲酸组，检测不出乳酸存在，但丁酸含量与对照组差异不显著，原因可能是试验组青贮效果均较好，酵母、梭菌等有害菌活动均不显著。

在早期，Bosch等（1988）[2]表明，青贮中添加甲酸能够抑制真菌活动，保存更多可溶性糖，提高青贮品质。吕文龙（2010）[11]研究发现添加甲酸能抑制乳酸菌和真菌活动，减少DM损失和WSC消耗，降低不带穗玉米青贮发酵CP，提高发酵末期NH3-N含量。而李梦楚（2014）[12]研究表明，青贮菠萝茎叶中添加3.0 g/kg甲酸在减少DM损失和提高WSC同时显著降低CP和NH3-N（P＜0.05）。万江虹等（2008）[4]在甘蔗尾捆绑青贮中添加3.0 ml/kg甲酸显著提高果糖和葡萄糖含量（P＜0.05），显著降低CP，但显著提高氨态氮/总氮（P＜0.05）。本试验添加甲酸使甘蔗尾青贮WSC含量显著升高，这与以上研究结果一致，且检测不出NH3-N含量，这与吕文龙（2010）[11]和万江虹（2008）[4]结果相反，原因除了材料不同外，还有原因可能是青贮时间较短造成。

许多研究认为乙酸能够抑制真菌生长，提高青贮有氧稳定性[3,13]。邱小燕（2014）[14]研究表明乙酸能够抑制全混合日粮青贮中好氧微生物和酵母生长，提高发酵品质。李君风等（2014）[15]研究表明乙酸显著降低西藏燕麦和紫花苜蓿青贮pH值，显著提高乳酸、WSC含量（P＜0.05），这与本试验结果一致。郭艳萍等（2010）[16]研究也认为添加乙酸能降低高粱青贮pH值，差异不显著（P＞0.05），显著提高乳酸含量。傅彤（2005）[13]研究表明乙酸抑制了青贮玉米初始乳酸产生和pH值降低，但显著降低发酵终期pH值和NH3-N，原因是青贮过程乙酸对乳酸菌造成了选择。本试验结果表明乙酸能够显著降低甘蔗尾青贮pH值，提高乳酸含量（P＜0.05），这与上述研究结果一致，但NH3-N含量显著提高（P＜0.05），原因可能是品种和青贮时间过短造成。

3.2 添加甲酸、乙酸对甘蔗尾青贮有氧稳定性的影响

Holzer（2003）[3]早时期研究异型发酵乳杆菌代谢过程产生的物质对青贮有氧稳定性的作用，结果发现乙酸是影响有氧稳定性的唯一参数。而Bosch等（1988）[2]就表明，青贮中添加甲酸能够抑制真菌活动，提高青贮保存效果。试验中甲酸和乙酸均能提高甘蔗尾青贮有氧稳定性，且乙酸效果最明显，这与傅彤（2005）[13]、白春生等（2011）[10]研究结果一致。虽然甲酸添加组中乙酸含量非常低，但有氧稳定性比对照组高，这说明甲酸对酵母和梭菌等抑制效果很显著。Ⅱ组中添加乙酸经过40 d青贮，pH值为所有试验组最低的，虽然青贮中乙酸含量比对照组低，但有氧稳定性最高，傅彤（2005）[13]试验表明，青贮有氧稳定性不仅与乙酸含量相关，还要考虑其他因素如初始pH值、以及温度等。这也许能解释为什么Ⅱ组乙酸含量低而有氧稳定性高的原因。