■李文麒 吳 哲 玉 柱

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京100193）

籽粒莧（Amaranthus hypochondriacus L.）的別稱為千穗谷，是莧科（Amaranthaceae）一年生草本植物，是由南美的野生莧經(jīng)栽培訓(xùn)化選育出的優(yōu)質(zhì)籽粒莧栽培種[1]。籽粒莧具有蛋白高、氨基酸含量豐富等特點，是糧、飼、菜兼用型作物[2]。在我國，除部分地區(qū)種子不能成熟外，其余地區(qū)范圍內(nèi)皆可種植。籽粒莧有很強的再生能力以及適應(yīng)性，而且具有產(chǎn)量高、適口性好、抗病能力強的等諸多優(yōu)點，是常見反芻和單胃動物等草食家畜、家禽的優(yōu)質(zhì)飼料[1]。但是，籽粒莧含水量高，不適宜調(diào)制干草，且籽粒莧莖稈中含有膠狀物質(zhì)，鮮莖葉不易保存，極易腐爛[3]。因此對于保存籽粒莧營養(yǎng)物質(zhì)，青貯是十分有效的加工利用方式。傅彤[4]研究表明，青貯飼料中添加乳酸菌，可以顯著降低青貯飼料的pH 值，提高乳酸含量，進而有效改善青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。籽粒莧青貯后，營養(yǎng)成分有所改善，適口性好，風(fēng)味獨特，消化吸收率高，營養(yǎng)價值明顯提高[3]。在青貯過程中，由于微生物的作用，可長時間保存青貯原料中的維生素等營養(yǎng)成分[5]。

鑒于此，本試驗擬通過添加不同類型乳酸菌和設(shè)置不同含水量兩種方式研究籽粒莧青貯過程營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)的變化，以期明確在含水量較高情況下布氏乳桿菌和植物乳桿菌的選擇，最大限度保存其營養(yǎng)物質(zhì)，從而為籽粒莧青貯提供合理的指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗以吉林省長春市九臺縣籽粒莧糧改飼種植田種植的籽粒莧為青貯原料，當(dāng)?shù)仄髽I(yè)于結(jié)實期收獲籽粒莧（2018年9月28日），營養(yǎng)成分見表1。

表1 青貯原料特性

青貯添加劑：選用三種乳酸菌添加劑。其中兩株植物乳桿菌[植物乳桿菌1(LAP1)、植物乳桿菌2(LAP2)]（Lactobacillus plantarum），一株布氏乳桿菌（LAB）（Lactobacillus buchneri），三株乳酸菌都由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草產(chǎn)品加工與貯藏實驗室篩選。

1.2 試驗設(shè)計

以成熟期籽粒莧為原料，設(shè)置兩個含水量，分別為新鮮籽粒莧（F）和晾曬4 h的籽粒莧（W），并將這兩個含水量的籽粒莧均設(shè)置四個不同的處理組：對照（CK）組，植物乳桿菌1（LAP1）組、植物乳桿菌2（LAP2）組和布氏乳桿菌（LAB）組。添加量均為1×106CFU/g鮮草。青貯45 d。

1.3 青貯飼料的調(diào)制

籽粒莧收割后，將其切碎成1～2 cm的小段，一部分籽粒莧原料與添加劑（對照組為等量的水）充分混勻后，取300 g 直接裝入聚乙烯真空塑料袋（20 cm×30 cm）中用真空機抽真空。另一部分將原料攤開，晾曬4 h 后進行上述相同制作過程。室溫條件下保存45 d，開袋取樣，進行相關(guān)指標(biāo)分析。

1.4 原料和青貯飼料品質(zhì)分析

1.4.1 發(fā)酵品質(zhì)

開袋后的青貯飼料樣品，采用五點取樣法稱取20 g 已經(jīng)充分混勻的青貯飼料并置于榨汁機中，加入180 ml 的蒸餾水，開機攪碎1 min，然后用剪好的四層紗布過濾，將得到的浸提液用低速離心機（中佳SC-3610）4 000 r/min 離心5 min。使用梅特勒-托利多FE20-FiveEasy Plus pH 計進行浸提液pH 值的測定[6]。將得到的浸出液經(jīng)高速離心機（SIGMA 1-14K）于10 000 r/min 離心5 min，然后用0.25 μm 孔徑的濾膜過濾得到濾液，采用島津LC-20A 型高效液相色譜儀(色譜柱:KC-811 column，Shimadzu，日本；檢測器：SPD-M10AVP；流動相：3 mmol/l 高氯酸，流速1 ml/min，柱溫0 ℃；檢測波長210 nm，進樣量5 μl)測定有機酸含量[7]。參照苯酚-次氯酸鈉法測定氨態(tài)氮(NH3-N)的含量[8]，計算氨態(tài)氮占總氮（TN）比例。

1.4.2 營養(yǎng)成分

稱取200 g開袋后的青貯樣品和原料放到烘箱中于65 ℃下烘干48 h，取出烘干樣，經(jīng)實驗室粉碎機粉碎后過40 目篩，測定干物質(zhì)（DM）含量[9]。采用蒽酮比色法測定可溶性碳水化合物（WSC）含量[10]。采用凱氏定氮法測定粗蛋白（CP）含量[11]。采用范氏法（Van-Soest）進行酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)含量的測定[12]。淀粉（Starch）含量采用高氯酸水解—蒽酮比色法進行測定[13]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2016 進行整理與分析，采用SPSS 20.0 軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析，并用Duncan's法對各測定數(shù)據(jù)進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌和晾曬對籽粒莧青貯發(fā)酵品質(zhì)分析（見表2）

表2 乳酸菌和晾曬對籽粒莧青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的主效應(yīng)分析

以添加劑為主效應(yīng)分析，未晾曬處理的青貯飼料，添加乳酸菌后pH 值顯著下降（P＜0.01）；從總體來看，對乳酸、乙酸、丙酸和丁酸均沒有顯著影響（P＞0.05）；添加乳酸菌顯著降低了氨態(tài)氮/總氮值（P＜0.05），各處理組無顯著差異。以水分含量為主效應(yīng)分析，晾曬顯著降低了對照組的pH 值（P＜0.05）；顯著降低了對照、LAB、LAP1 組的乳酸含量；對照組的氨態(tài)氮/總氮值顯著降低（P＜0.05）。水分和添加劑對籽粒莧青貯飼料的LA、AA、BA 的互作效應(yīng)無顯著影響。

2.2 乳酸菌和晾曬對籽粒莧青貯飼料營養(yǎng)成分影響（見表3）

乳酸菌和晾曬處理對新鮮籽粒莧的淀粉含量無顯著影響，與其它添加劑處理組相比，除LAB 組外，LAP2 組顯著降低了晾曬籽粒莧的淀粉含量；添加乳酸菌和晾曬處理對籽粒莧中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量均無顯著影響。與CK 組相比，未經(jīng)過晾曬處理的籽粒莧在添加乳酸菌之后，青貯飼料的中性洗滌纖維呈現(xiàn)下降趨勢，但是處理間差異不顯著。對于新鮮籽粒莧，LAB 組和LAP2 組的粗蛋白含量顯著高于CK 組和LAP1 組（P＜0.05）；晾曬處理顯著提高了CK組和LAP1 組的粗蛋白水平（P＜0.05）；各處理組的可溶性碳水化合物無顯著變化；LAP1 組利用淀粉能力弱于LAP2組。水分和添加劑的互作效應(yīng)對籽粒莧青貯飼料的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、可溶性碳水化合物和淀粉含量影響不顯著。

表3 乳酸菌和晾曬對籽粒莧青貯飼料營養(yǎng)成分的主效應(yīng)分析

3 討論

3.1 乳酸菌和晾曬對籽粒莧青貯發(fā)酵品質(zhì)分析

青貯飼料的pH 值是衡量青貯品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[14]，乳酸菌利用植物中的可溶性碳水化合物作為底物，產(chǎn)生乳酸降低青貯飼料的pH 值。飼草表面附著的乳酸菌有時候難以很好地啟動發(fā)酵進程，這時就需要通過外加乳酸菌來加速發(fā)酵過程，從而使青貯飼料的pH 值快速下降，抑制不良微生物的繁殖，最大限度的減少飼草的營養(yǎng)物質(zhì)損耗[15-16]。本試驗中即使籽粒莧經(jīng)過4 h 的晾曬，其含水量還是很高，在這種情況下，梭菌的繁殖得不到有效的抑制，導(dǎo)致添加乳酸菌后，與新鮮籽粒莧相比，其pH 值和有機酸均沒有顯著變化。而且開袋后，籽粒莧青貯飼料有難聞的丁酸味道，這表明籽粒莧在高水分條件下，青貯袋內(nèi)丁酸梭菌繁殖，消耗葡萄糖和乳酸生成丁酸。優(yōu)質(zhì)青貯飼料應(yīng)該具有較低含量的丁酸和氨態(tài)氮[17]，其次，在一定情況下，乳酸含量的高低也是衡量青貯飼料好壞的重要因素。氨態(tài)氮占總氮的比例是用來衡量青貯飼料品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，它的比例越高，證明蛋白質(zhì)降解和氨基酸分解程度越高，意味著青貯飼料品質(zhì)也就越差[18]。從本研究結(jié)果可以看出，乳酸菌添加相比于對照組處理，均可有效降低籽粒莧青貯飼料的氨態(tài)氮含量，但是其氨態(tài)氮占總氮比值還是很高。付志慧等[14]研究表明菊芋莖葉經(jīng)過2 h 晾曬時間處理之后青貯效果較好，青貯飼料pH 值較低。有試驗研究發(fā)現(xiàn)晾曬處理能一定程度上提升青貯飼料的品質(zhì)，可以顯著增加乳酸含量[19]，與本試驗結(jié)果相一致。結(jié)果表明，籽粒莧單獨青貯效果不好。主要體現(xiàn)在各個處理組的pH 值高(pH＞5.0)，丁酸含量高，雖然添加了乳酸菌，但是效果不明顯，沒有達到優(yōu)良青貯飼料的標(biāo)準(zhǔn)[20]。

3.2 乳酸菌和晾曬對籽粒莧青貯營養(yǎng)成分影響

有研究指出，適宜的水分有利于青貯發(fā)酵的進行，降低苜蓿含水量有利于提高苜蓿青貯品質(zhì)[21]。這一結(jié)論也同樣適用于本試驗。含水量過高時（DM＜150 g/kg），或者pH 值為4.0 時也不能抑制梭狀芽孢桿菌的發(fā)酵[22]。由此可見，適宜的水分含量對于籽粒莧青貯能否成功有著至關(guān)重要的影響。此外，有研究發(fā)現(xiàn)純籽粒莧青貯飼料品質(zhì)較差，pH 值較高，在5.0～6.0 之間[23]，而這與本研究結(jié)果相一致。雖然有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)通過打漿處理籽粒莧鮮莖葉的方法進行青貯，也能夠得到酸甜可口的高品質(zhì)青貯飼料[24]。但是打漿處理無法保證反芻家畜的反芻需求，因為打漿使物理有效纖維變少，從而容易引起家畜瘤胃酸中毒等其他家畜疾病。飼料青貯過程中粗蛋白的降解往往不可避免，高pH 值環(huán)境會造成大量粗蛋白的降解[25]。Jones 等[26]研究也表明，添加乳酸菌可以加速降低青貯飼料的pH 值，從而降低粗蛋白的分解，本試驗結(jié)果與此相一致。付志慧等[14]研究表明晾曬2 h 的菊芋莖葉青貯后蛋白損失較少。可溶性碳水化合物含量是青貯飼料成功的關(guān)鍵因素，在一定范圍內(nèi)，青貯飼料中的可溶性碳水化合物含量越多越好[27]。成熟期的籽粒莧含有籽粒，而籽粒中含有較大含量的淀粉，青貯后飼料中的淀粉含量均有所下降，表明青貯過程中淀粉被利用。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維與家畜的消化利用率有直接關(guān)系，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維值越高，家畜對飼草的消化率越低[15]。有研究發(fā)現(xiàn)，晾曬處理的菊芋莖葉青貯后，其中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維均有所降低，從而可以增加家畜的采食量提高生產(chǎn)性能[14]。與對照組相比，新鮮籽粒莧青貯的中性洗滌纖維含量下降，這可能是因為籽粒莧青貯中含有乳酸菌，快速降低了青貯pH 值，籽粒莧中纖維素被分解，提高了籽粒莧青貯的營養(yǎng)價值[28]。

4 結(jié)論

高水分條件下，添加LAP1、LAP2、LAB 均能降低籽粒莧青貯的氨態(tài)氮含量。綜合分析，未經(jīng)晾曬處理的籽粒莧青貯難以成功，添加乳酸菌和晾曬處理均能改善籽粒莧青貯飼料發(fā)品質(zhì)。