趙和平 , 孫 見 , 劉云祥, 卜登攀, 陳雅坤,王 翰, 王建平, 陳延斌, 趙連生*
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193;2.河南科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,河南洛陽(yáng) 471800;3.威海海洋職業(yè)學(xué)院,山東威海 264315;4.中地乳業(yè)集團(tuán)有限公司,北京 100020)
葡萄糖氧化酶是一種無(wú)殘留、無(wú)抗藥性的飼料添加劑,在1999年被國(guó)家農(nóng)業(yè)部列入《飼料添加劑目錄》,目前在醫(yī)藥、飼料等行業(yè)的應(yīng)用比較廣泛(王佰濤等,2019)。葡萄糖氧化酶具有專一性,能將β-D-葡萄糖氧化成葡萄糖酸內(nèi)酯,然后迅速水解成葡萄糖酸和過氧化氫,并在過程中消耗氧氣,與普通酶制劑不同,葡萄糖氧化酶并不是通過改善營(yíng)養(yǎng)的方式來改善動(dòng)物生產(chǎn)性能,而是起到酸化劑、益生菌和氧化劑的作用(劉延杰等,2019)。葡萄糖氧化酶在青貯上的應(yīng)用,是利用其能夠消耗氧氣,產(chǎn)生的葡萄酸和過氧化氫,有利于厭氧乳酸菌的繁殖和抑制有害菌的生長(zhǎng),從而確保青貯的質(zhì)量,但是鮮見其在全株玉米青貯上的應(yīng)用報(bào)道(王鑫等,2021)。本研究將葡萄糖氧化酶作為青貯添加劑加入全株玉米青貯中,探討其在全株玉米青貯中的合適添加量及對(duì)青貯品質(zhì)的影響,為葡萄糖氧化酶在青貯上推廣和應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1.1 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)所用全株玉米來源于北京順義中地種畜有限公司,株高160 cm左右,留茬高度19 cm左右,由青貯收割機(jī)粉碎成1~2 cm的小段。葡萄糖氧化酶活性為1000 U/g,由寧夏夏盛酶生物有限公司提供。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理組,分別為對(duì)照組(無(wú)添加)、試驗(yàn)Ⅰ組(10 mg/kg)、試驗(yàn)Ⅱ組(20 mg/kg)、試驗(yàn)Ⅲ組(40 mg/kg),每組4個(gè)重復(fù)。
1.3 青貯的制作 將收集的全株玉米隨機(jī)分成4份,每份稱4 kg。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)稱取每組葡萄糖氧化酶的用量,將其加入對(duì)應(yīng)組的菌液噴壺中,每壺添加20 mL蒸餾水、混勻,對(duì)照組加等量的蒸餾水。然后將菌液噴灑在青貯上,充分混勻,裝入青貯袋,使用真空包裝機(jī)真空密封,室內(nèi)常溫發(fā)酵60 d。1.4檢測(cè)指標(biāo)及方法
1.4.1 感官品質(zhì)評(píng)定 用四分法取發(fā)酵好的全株玉米青貯放在15 cm×20 cm樣品盒中,然后隨機(jī)標(biāo)號(hào),由有經(jīng)驗(yàn)的人員嚴(yán)格按照《全株玉米青貯飼料分級(jí)技術(shù)規(guī)范》(郭江鵬等,2020)中的方法,進(jìn)行感官評(píng)分。
1.4.2 發(fā)酵指標(biāo)檢測(cè) 準(zhǔn)確稱取20.00 g青貯樣品于錐形瓶中,加180 mL去離子水,搖勻封口,置于4℃冰箱中低溫浸提,每隔6 h,搖勻一次,浸提24 h,用定性濾紙過濾,得到浸提液,用于pH、氨態(tài)氮/總氮(NH3-N/TN)、氨氮濃度(AN)、乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)含量的測(cè)定,pH用雷磁pHS-3C精密pH計(jì)測(cè) 定;NH3-N/TN、AN、LA、AA、PA參考任麗娟等(2020)方法測(cè)定。
1.4.3 營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)檢測(cè) 干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)、淀粉(Starch)、30 h中性洗滌纖維降解率(30 h NDFD)等指標(biāo)參考任麗娟等(2020)方法測(cè)定。
1.5 全株玉米青貯質(zhì)量分級(jí)指數(shù) 全株玉米青貯質(zhì)量分級(jí)指數(shù)(CSQS)(Rmh等,2021)計(jì)算公式如下:
式中:CQSI為全株玉米青貯質(zhì)量指數(shù),Si為營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)(DM、CP、Starch、EE、30 h NDFD)和發(fā)酵指標(biāo)(AN和LA)的標(biāo)準(zhǔn)化值,Wi為各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。
1.6 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel整理后,用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和多重比較,結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示,P<0.05為差異顯著。
2.1 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯感官品質(zhì)的影響 由表1可知,試驗(yàn)Ⅲ組的氣味評(píng)分最高,為21.33,與對(duì)照組相比差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)組色澤、質(zhì)地、籽實(shí)破碎度與對(duì)照組相比差異均不顯著(P>0.05);總體評(píng)分除了試驗(yàn)Ⅱ組被評(píng)為中等,其他三組均為優(yōu)良。
表1 全株玉米青貯感官品質(zhì)評(píng)定結(jié)果
2.2 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯營(yíng)養(yǎng)成分的影響 由表2可知,對(duì)照組的DM含量最高,為33.66%,比試驗(yàn)Ⅰ組高1.5個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05);試驗(yàn)Ⅲ組CP含量最高,為7.71%,比對(duì)照組高0.54個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05);試驗(yàn)組和對(duì)照組的NDF和ADF含量相比差異均不顯著(P>0.05);試驗(yàn)Ⅲ組的Starch含量最高,為34.15%,比對(duì)照組高3.18個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05),且其余兩組Starch含量也高于對(duì)照組;試驗(yàn)組的EE含量和對(duì)照組相比差異不顯著(P>0.05),其中試驗(yàn)Ⅲ組EE含量最高,為4.34%,比試驗(yàn)Ⅰ組高0.3個(gè)百分點(diǎn)(P>0.05);試 驗(yàn)Ⅲ組 的30 h NDFD最 高,為65.46%,分別比對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組高1.33個(gè)百分點(diǎn)和1.92個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05)。
表2 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯營(yíng)養(yǎng)成分的影響
2.3 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響 由表3可知,試驗(yàn)組的pH顯著均低于對(duì)照組,其中試驗(yàn)Ⅲ組的pH最低,為3.66,比對(duì)照組低0.29(P<0.05);試驗(yàn)組和對(duì)照組之間氨態(tài)氮含量差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)Ⅲ組的LA含量最高,為4.78%,比對(duì)照組高0.72個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05);試驗(yàn)Ⅲ組AA含量最高,為1.64%,比對(duì)照組高0.30個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05);各組中PA含量差異不顯著(P>0.05)。
表3 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響
2.4 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯質(zhì)量分級(jí)指數(shù)(CSQS)的影響 由表4可知,試驗(yàn)組的CSQS均顯著高于對(duì)照組(P<0.05),且隨著葡萄糖氧化酶添加量的增加,CSQS顯著提高(P<0.05),其中試驗(yàn)Ⅲ組的CSQS最高,為71.21分,比對(duì)照組高7.45分(P<0.05)。
表4 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯質(zhì)量分級(jí)指數(shù)(CSQS)的影響
3.1 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯感官品質(zhì)的影響 青貯發(fā)酵的結(jié)果在氣味、色澤、質(zhì)地上有直觀的體現(xiàn),生產(chǎn)實(shí)踐中常用感官評(píng)價(jià)來判斷青貯品質(zhì)的優(yōu)劣(陳麗麗等,2019)。本試驗(yàn)經(jīng)過60 d發(fā)酵后,4個(gè)組的全株玉米青貯感官評(píng)分均在70分以上,其中試驗(yàn)Ⅲ組綜合評(píng)分最高,為83分,達(dá)到優(yōu)良青貯等級(jí),說明葡萄糖氧化酶在一定程度上能改善青貯飼料的品質(zhì),這與熊云霞等(2016)提出的觀點(diǎn)一致。試驗(yàn)組在氣味評(píng)定方面差異比較大,可能是隨著葡萄糖氧化酶用量的增加,影響了青貯代謝過程中揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生的含量。感官評(píng)價(jià)方法雖然簡(jiǎn)單,但受評(píng)價(jià)者主觀影響較大,所以要求評(píng)價(jià)者按操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分,盡量減少誤差(Zhang等,2019)。
3.2 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯品質(zhì)的影響葡萄糖氧化酶作為需氧脫氫酶,在青貯過程中消耗氧氣,產(chǎn)生葡萄糖酸和過氧化氫,葡萄糖酸可以降低環(huán)境的pH,促進(jìn)乳酸菌的快速增殖,過氧化氫具有殺菌滅菌的作用,能抑制有害菌的繁殖,從而起到縮短青貯時(shí)間,提高青貯質(zhì)量的作用(羅麗等,2021)。在本研究中,試驗(yàn)組和對(duì)照組相比pH顯著下降,說明葡萄氧化酶分解生成的葡萄糖酸使青貯飼料內(nèi)部先形成酸性環(huán)境,同時(shí)在厭氧的條件下,使乳酸菌大量繁殖,乳酸含量迅速提高,使試驗(yàn)組的乳酸含量高于對(duì)照組,這與張相倫等(2018)在全株玉米中添加乳酸菌劑的研究結(jié)果一致。CP含量常被用來評(píng)價(jià)青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,CP含量越高,表示CP分解的越少,青貯的質(zhì)量就越高(陳凌華,2018)。本研究發(fā)現(xiàn),添加葡萄糖氧化酶能提高青貯的CP含量,試驗(yàn)Ⅲ組顯著高于對(duì)照組,表明添加葡萄糖氧化酶能減少青貯中CP的分解,這與劉圈煒等(2011)在玉米秸稈中添加復(fù)合酶制劑的研究結(jié)果一致。Starch含量是判斷全株玉米青貯品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo),本研究表明,添加葡萄糖氧化酶可以有效提高全株玉米青貯Starch含量,經(jīng)計(jì)算,試驗(yàn)組分別比對(duì)照組提高0.19、1.91、3.18個(gè)百分點(diǎn),試驗(yàn)Ⅱ組和Ⅲ組均顯著高于對(duì)照組,說明葡萄糖氧化酶在青貯發(fā)酵的過程中顯著的減少了好氧性細(xì)菌的活動(dòng),減少了不必要的營(yíng)養(yǎng)損失,提高了青貯的質(zhì)量,這與吳鵬昊等(2020)在全株玉米青貯中加復(fù)合乳酸菌制劑的效果一致。青貯飼料中NDF的消化率越高,動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收越好,本研究中試驗(yàn)Ⅲ組30 h NDFD顯著高于對(duì)照組,說明隨著葡萄糖氧化酶的含量提高,NDF的消化率也隨著提高,可能是全株玉米青貯中的葡萄糖酸促進(jìn)了瘤胃的發(fā)酵,間接的提高了纖維的消化率,這與黃麗萍等(2021)在全株玉米中添加青貯添加劑的效果類似,均提高了NDF的瘤胃降解率。
3.3 葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯質(zhì)量分級(jí)指數(shù)(CSQS)的影響 全株玉米青貯的各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)青貯品質(zhì)的影響效果不一致,需要綜合評(píng)價(jià)來彌補(bǔ)單一評(píng)價(jià)的不足,讓評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀合理(蔣金 娟 等,2021)。本 研 究 中 采 用Tharangani等(2021)提出的方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),該方法應(yīng)用于全國(guó)畜牧總站和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所主編的《中國(guó)全株玉米青貯質(zhì)量報(bào)告》系列叢書中,不僅包含了營(yíng)養(yǎng)指標(biāo),還包含了發(fā)酵指標(biāo),能全面反映出全株玉米青貯品質(zhì)的優(yōu)劣,即CSQS分值越高,青貯品質(zhì)就越高,葡萄糖氧化酶的添加量就越合適。本研究中試驗(yàn)組的CSQS的分值均高于對(duì)照組,其中試驗(yàn)Ⅱ組和Ⅲ組更顯著,說明葡萄糖氧化酶能夠改善全株玉米青貯的品質(zhì)。葡糖糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯品質(zhì)改善的效果依次為試驗(yàn)Ⅲ組>試驗(yàn)Ⅱ組>試驗(yàn)Ⅰ組>對(duì)照組。
全株玉米青貯中添加葡萄糖氧化酶能提高感官 評(píng) 分 和CP、Starch、LA的 含 量,提 高30 h NDFD,降低pH,進(jìn)而改善全株玉米青貯的品質(zhì)。全株玉米青貯質(zhì)量分級(jí)指數(shù)顯示,試驗(yàn)Ⅲ組>試驗(yàn)Ⅱ組>試驗(yàn)Ⅰ組>對(duì)照組。綜上所述,添加40 mg/kg葡萄糖氧化酶對(duì)全株玉米青貯品質(zhì)的效果最好。