一种接种菌和酶在发酵和高粱秸秆青贮饲料的营养价值的影响

一种接种菌和酶在发酵和高粱秸秆青贮饲料的营养价值的影响abstract本研究的目标是确定,酶和接种菌-酶混合对高粱秸秆青贮饲料的发酵质量、营养价值和微生物变化的影响。收集高粱秸秆并用蒸馏水（对照），接种菌，酶和接种菌+酶在地窖里贮存处理。每份青贮饲料分三处贮藏（分别记为C（对照），I（接种菌），E（酶）和I+E（接种菌+酶），）。分别在3，7，11，15，30和60天后打开进行化学和微生物分析。对于所有的青贮，有在青贮前3天pH值迅速下降。相对于对照组，所有的处理（I，E和I+E）在所有青贮时期乳酸浓度较高（P0.05），。在所有青贮贮藏期间乳酸菌种群数值比对照组青贮处理过的数值更大。单独加入的两种添加剂，特别是用酶，可以有效地（P0.05）减少ANDF和ADF的浓度。用酶处理（E，I+E）也可以显著提高青贮IVDMD和IVNDFD浓度。这些结果表明，加入添加剂在不同程度上可以提高高粱秸杆青贮发酵质量1.Introduction在中国，每年产500万吨的高粱秸秆。高粱秸杆中尤其是甜的高粱秸杆，是一种有吸引力的原料，因为高达40％的的干重是由易发酵的蔗糖，葡萄糖和果糖组成。因此，高粱秸秆作为饲料在中国畜牧业生产中有巨大潜力。而用于改善甜高粱秸秆的饲料质量，青贮是重要的方法之一。青贮饲料添加剂已被用于提高青贮饲料的质量。接种菌和酶是最普遍的青贮添加剂。前面的研究报告已说接种青贮有积极的成果。最初添加酶做青贮饲料添加剂，以部分降解纤维产生可发酵的水溶性碳水化合物（WSC），再使用乳酸菌发酵，因为这些乳酸菌不能使用纤维作为能量来源产生乳酸。接种菌和酶的混合物也被用来提高青贮饲料发酵质量。一些工作者还报告添加剂对发酵和全作物高粱青贮饲料的营养价值的影响。与此相反，研究关于接种菌，酶和接种菌-酶的作用混合发酵和高粱秸秆青贮饲料营养价值是有限的。在这项研究中，高粱M81E的秸秆，这是在中国典型的一种甜高粱品种，收集后。在一系列的实验中进行检查接种菌，酶和接种菌-酶混合物对发酵和高粱秸秆青贮饲料营养价值的效果。2.Methods2.1高粱秸秆制备及青贮甜高粱M81E（S.双色）在中国农业大学昌平农场（经度116230E，北纬40050N）成立于2003年。高粱收获在蜡熟期和脱粒。高粱秸秆使用作物菜刀切碎为20mm的理论长度。切碎的高粱秸秆混合并平等分成四种用于应用处理的部分：（1）蒸馏水（对照），表示为C处理;（2）接种菌（植物乳杆菌Chikuso-1，施加在每克的新鲜材料乳酸菌以1×106菌落形成的速率;雪印公司提供种子，日本札幌），处理I;（3）酶（纤维素酶和半纤维素酶复合的90FPU/ml的纤维素酶活性和6000国际单位/毫升的木聚糖酶的活性，供应商推荐的速率应用在每克新鲜材料上0.033毫克;雪印公司种子，日本札幌），处理Ë;（4）接种菌+酶，处理I+E.处理I+E应用的方式是分别取得的相同浓度的接种菌和酶作为I+E。每部分高粱秸秆约100克的小份被装入塑料薄膜袋（HiryuKN型，200到300毫米;），以及包装袋用真空密封器进行密封。薄膜袋筒仓储存在室温温度。每种处理三袋仓，在3，7，11，15，30和60天时随机打开青贮检测发酵质量。2.2。化学和微生物分析新鲜和青贮样品（10克湿的为基准）与90毫升水（20℃）混合5分钟，立即用pH计测定（型号HI9024，哈纳仪器ITALIASRL，意大利）水萃取液的pH值。氨氮（NH3-N）浓度用920.03AOAC的方法来确定（AOAC，1990年官方分析方法，第15版。官方分析协会化学家，弗吉尼亚州阿灵顿，USA。）。用比色法来确定WSC（水溶性碳水化合物）（Dubois等人，1956）。乳酸的浓度，乙酸和丁酸分别通过高效液相测定色谱法（Ohmomo等人，1993）。DM干物质含量和粗蛋白质分别用（CP，总氮6.25）934.1和990.03AOAC（1999）的方法来确定。中性纤维（NDF）是根据梅尔滕斯确定方法（梅尔滕斯，2002）。酸性纤维（ADF）用AOAC973.18方法来确定（1999年官方分析方法，第16版。）。体外DM干物质消化率（IVDMD）和NDF中性纤维消化率（IVNDFD）分别使用先前描述的方法确定（Wilman和Adesogan，2000）。瘤胃液免费通过瘤胃瘘管获得于之前早上喂食的三个停乳期的奶牛唾液污染物。停乳期的奶牛饲喂苜蓿50:50并集中饮食（DM基础）。所含的膳食（DM基础）182克CP每公斤，314克中性纤维每公斤和36克粗脂肪每公斤。所有动物在08:30和16:30等份喂食，在任何时候都可以获取水。除干物质含量（克每公斤鲜物质）和NH3–N（克每公斤总氮）所有的化学分析均在干重的基础上表达。通过平板计数法测量微生物的数目（Cai等，1998）。菌落计数从板在适当的稀释液和每克新鲜饲料菌落数形成单位（CFU）表示。2.3.Statisticalanalyses（统计分析）微生物种群的数据转化（log10的），但不统计学分析，因为样品汇集了各饲料处理。化学数据进行方差分析由一般线性模型的过程的SAS（SAS，1989）。杜克的测试使用的手段和意义之间的区分被宣布P0.05。3.Resultsanddiscussion3.1化学组合物之前青贮用于青贮高粱秸杆的特点是干物质含量的235.2±4.9（克每公斤1鲜物质），粗蛋白浓度77.0±2.5（克每公斤DM）和WSC水溶性碳水化合物的浓度156.8±3.6（克每公斤DM）。结构性碳水化合物在细胞中的组成是NDF585.7±5.3（G每公斤DM）和410.6±4.8ADF（G每公斤DM）。以前的工作者研究了青贮制作的DM含量和生产污水之间的关系。平均最低推荐青贮时将不产生废水或可忽略不计的DM干物质含量是从229克每公斤到247克每公斤。在这项研究中，甜高粱秸秆的DM干物质含量为235.2克每公斤杆这是接近最小推荐，青贮的污水生产最少以确保成功。3.2在青贮时间乳酸浓度和pH值全部青贮饲料pH值在前3天有快速下降的过程，对所有的处理3天后没有显著下跌（图1）。所有青贮60后pH值低于4.添加I，E和I+E在青贮做不会导致pH的更迅速下降相比青贮℃对照组。缺乏反应可以归因于高粱秸秆的物理化学性质。甜高粱秸秆含有足够高的水溶性碳水化合物WSC浓度很容易使不使用添加剂的青贮pH值迅速下降。乳酸浓度的快速增加在所有青贮（图2）的0和15天之间的前期青贮时间。使用添加剂的显著改进了青贮饲料的乳酸浓度。乳酸菌快速和有效的生产乳酸。在加入酶的降解青贮细胞壁，以增加水溶性碳水化合物的可用性去作为乳酸的底物（McDonald等，1991）。3.3在青贮时间微生物种群的变化处理组和对照相比乳酸菌有差异，在青贮后期（表1）阶段数值较大。对于所有的青贮饲料，乳酸细菌种群从0〜3天数值增加，之后到60天青贮数值下降，结果可能与3天之后青贮pH值降低有关（pH值4）。低的pH值可能会导致微生物细胞死亡，可能解释了为什么乳酸菌3天后降低.在以前的研究中这种现象已报道（Cai等，1998）。酵母菌和霉菌的数目长约3.0logCFU每克12.0logCFU每克在青贮60天后。其原因是，酵母不被低pH值抑制可以导致WSC浓度高，因为WSC浓度可以促进酵母生长（Schmidt等人，1997）。关等（2002）在低干物质高粱观察到类似终端pH值。添加I或E对酵母和霉菌计数无影响。在目前研究是没有影响的这与先前的发现一样（Hassanat等人，2007年）。3.460日青贮化学成分60日青贮化学成分在表2被提出。相比青贮对照组C，处理I和E。中性纤维NDF和酸性纤维ADF含量显著下降。据预计，酶在青贮饲料添加剂已被实践作为一种方法来降解细胞壁并随后提高青贮纤维的消化率（McDonald等。，1991）。然而，与I处理没有出现ANDF和ADF降低的相同情况，这可能是通过发酵过程中的微生物分泌的酶降解粗纤维造成的。相对于其它处理（I，E），添加I+E并没有降低青贮纤维到相同的程度。酶活性在乳酸菌和少量补充的水溶性碳水化合物存在时被结构性碳水化合物严重抑制被随后释放（斯托克斯，1992）。在本研究中WSC浓度数据相符合的,在青贮I+E相对于青贮I和E这是很高的。醋酸丁酸和氨氮浓度在青贮中也是重要的评估青贮饲料发酵品质的准则。高浓度的乙酸（DM3-4％）可能会导致较差能源和DM恢复（Shaver，2001）。但是，太低浓度的乙酸不利于保持青贮的有氧稳定性。在本研究中观察到在所有的青贮饲料没有丁酸，NH3-N浓度低（25克每公斤DM）。低NH3-N浓度可以归因于有氧微生物和植物酶抑制迅速让pH值急剧下降，致使在发酵过程中减少蛋白质降解。用酶处理的青贮体外DM干物质消化率（IVDMD）和和中性纤维消化率（IVNDFD）均高（E和I+E）。即酶处理青贮结果过更高IVDMD和IVNDFD已被其他工作者（恩和博谢曼，2007年）报道。与此相反，在加入的I对IVDMD和IVNDFD的含量没有影响。在其他研究中添加I没有显示对玉米和高粱青贮IVDMD显著的影响和其缺乏效果是一致的。总之，在加入添加剂可以在不同程度上提高高粱秸秆青贮发酵品质。Acknowledgements致谢作者感谢中国国家重点项目十五的资金支持（2002BA514A-11）和中国-Japan科技合作项目。