饲草青贮添加剂研究进展

贵州畜牧兽医2014年第38卷第6期. 15.饲草青贮添加剂研究进展孙璀', 王育群'，许留兴”,张锦华°(1.湖南省双峰县畜牧水产局,湖南双峰417700;2.贵州师范大学,贵州贵阳5000; 3.贵州省畜牧兽医研究所,贵州贵阳50005)摘要:为了提高饲草青贮发酵效率,改善发酵品质,调制青贮时常使用添加剂，文章综述了近年来青贮添加剂的研究进展。根据其作用机制青贮添加剂可以分为4类,分别是发酵促进型添加剂、发酵抑制型添加剂、好氧性变质抑制剂、营养型添加剂等。乳酸菌因具有促进有氧稳定性、抑制二次发酵、产生抗菌物质、抑制有害微生物等特点已广为应用。纤维素酶制剂添加效果主要受酶本身的特性、青贮原料的特性及青贮时的管理等因素影响,其添加效果尚有待于进一步 研究。绿汁发酵液是一种新型的青贮添加剂,具有取材方便、制作简单的特点，可明显改善青贮原料的发酵品质。未来饲草青贮添加剂应用应全面考虑环境要素,加强酶的活性研究,注重多学科综合分析,用纤维素酶与乳酸菌、绿汁发酵液.蔗糖甲酸等常规青贮添加剂进行复合青贮可能取得进步。关键词:饲草;添加剂;青贮;进展中图分类号: S816.5*3文献标识码: A文章编号: 1007 - 1474(2014)06 -0015 -05.近年来,随着国内经济社会的发展,人均生活水.原料利用率等优点。发酵促进剂通过促进乳酸菌平提高,对肉、奶、蛋的需求数量和质量都呈.上升趋(LAB)的活动加快乳酸产生量,使青贮料的pH值势,草地畜牧业的地位越加重要。发展草地畜牧业迅速 下降到4.0 +0.2,抑制有害微生物的繁殖。主是保障畜产品有效供给,缓解粮食供求矛盾,丰富居要包括乳酸菌类、含碳水化合物丰富的物质和细胞民膳食结构的重要途径',青贮则是保存和开发饲壁降解酶等。料资源,发展“节粮型畜牧业的有效方式”12。青贮1.1 乳酸菌接种剂 -般情况下,青贮原料上附着加工研究发展的初期,青贮技术主要以前辈经验借的乳酸菌数量不足,且多为不良菌种,而且青贮早期.鉴为主,伴随着科学技术的深人发展,逐渐转变到技乳酸菌繁殖缓慢,导致有害微生物迅速繁殖,抑制了术层面,而添加剂在整个青贮发展历程中起到越来乳酸菌的繁殖,尤其是豆科牧草更为明显。一般来越重要的作用。文章对近年来国内外有关青贮添加说,使乳酸菌迅速增殖并占主导地位的植被中,乳酸剂研究进展进行了分析,并作出展望,旨在为今后的菌的有效浓度以10/g鲜草为标准值!3]。Tanaka4]青贮研究提供参考。和Bender G R{51等提出了作为青贮添加剂的乳酸菌接种剂应具备以下条件:(1)生命力强,在与其它微生1发 酵促进剂物竞争中占主导地位;(2)能进行同型乳酸发酵,使己发酵促进剂是一-种复合型制剂,由酵母浸出物、糖发酵产生大量的乳酸,即对植物原料中碳水化合物酶制剂和无机盐组成,具有增强原料的环境耐受力、有强的发酵能力;(3)有较强的耐酸能力,使pH值迅缩短发酵时间、优化发酵指标、促进原料分解、提高速降至4.0以下,抑制其它微生物的活动;(4)能发酵果糖、葡萄糖、蔗糖、果聚糖,最好还能发酵戊糖;(5)收稿日期: 2014-06-15基金项目:十二五支撑计划子课题“石漠化地区草地生产力维持及不能从蔗糖(果糖)产十葡空博式廿需醯,以上两种过草畜平衡调控技术研究与示范”(2011BAC09B01 - 22) ;睛隆养羊家中国煤化工、庭牧场模式研究与示范(黔西南科合2013-8)程伴随CO2形HHCNMHG文使有机酸发作者简介:孙璀(1986-) ,男,硕士,兽医师,主要从事重大动物疫病酵;(7)生长温度范围，可仕U~)U 范围内生长;防控、动物饲养管理方面的工作。*通讯作者(8)能够在低含水率(如半干青贮)的青贮原料上存.贵州畜牧兽医2014年第38卷第6期活;(9)无水解蛋白质的能力。酶类(2]。酶制剂作为青贮添加剂,其作用主要体现添加乳酸菌制剂是人工扩大青贮原料中乳酸菌在两个方面:一是降解细胞壁成分，提供更多的群体的有效方法，目前主要使用的乳酸菌菌种有植WSC含量以供乳酸菌利用;二是通过对植物细胞壁物乳杆菌、肠道球菌、戊糖片球菌、干酪乳杆菌。当的降解,降低纤维成分,提高青贮料中有机物质的消原料表面附着的乳酸菌数量少时,添加乳酸菌制剂化率。赵长友[13] 等报道，由于纤维素酶中含有氧化可保证青贮发酵初期所需的乳酸菌数量,使之尽快还原酶成分,其中葡萄糖氧化酶可以消耗青贮的氧尽早进人乳酸发酵阶段,pH值迅速下降,蛋白水解气,创造厌氧环境,抑制腐败细菌的生长,有利于厌作用受抑,青贮料中NH, -N浓度减少,乙酸和丁酸氧性乳酸菌的增殖,迅速产生大量乳酸,使青贮的含量下降,乳酸含量增加,最终可保证发酵品质。生pH值很快下降,保证青贮质量。产实践中乳酸菌接种剂的添加效果受菌种类型、接作为青贮添加剂的纤维索分解酶应具备以下几种量wSC含量等多种因素的影响。Bolsen 等[6]、个条件:(1)添加之后在青贮发酵初期能产生大量Sheperd等[7]的研究表明,乳酸菌接种剂在首蓿青贮的糖分;(2)在pH值4.0 ~6.5范围内起作用;(3)中应用效果较好。也有一些研究认为在黑麦草与鸭适宜广泛的温度范围;(4)对低含水量的牧草也起茅的混合青贮中接种植物乳酸杆菌Lactobacillus作用;(5)在任何物候期(成熟度)收割的原料中均plantarum,发现接种后对青贮品质无有益影响,其原能发挥其分解效果;(6)能提高青贮料饲料价值和因可能是发酵初期到pH值降到5.0以下时,乳酸消化性;(7)分解 蛋白的能力弱;(8)价格低廉,使用产生较慢。理想的接种应当是在加入植物乳酸杆菌成本低且能长期保存。的同时,再加入一-种能够在pH值5.0 ~6.5活动的添加纤维素酶对青贮发酵品质的影响有不同的细菌,效果可能会好- -些8]。 Meeske 等[9] 报道,在报道。Kung 等[14]在大麦和野豌豆调制的青贮中添玉米青贮中添加乳酸菌制剂后,发现乳酸菌制剂对加纤维素酶,只降低了pH值,并不影响有机酸的产青贮料的好氧稳定性没有产生影响。Kung 等[10]在生;Kung等[15]报道萎蔫苜蓿青贮添加纤维素酶,并大麦青贮中添加异型发酵乳酸菌,发现青贮中含有不能改善青贮发酵品质;Sheperd等[7!在玉米青贮中较高浓度的乙酸,而乙酸有很强的抗真菌功能,提高添加纤维素酶,不同剂量的酶对发酵中酸的产生均了大麦青贮的有氧稳定性。在青贮中添加LAB后无影响。这可能是由于玉米本身所含的可发酵性底产生大量乳酸,但挥发性脂肪酸含量低,致使青贮料物就较高,故酶的添加对青贮发酵品质影响不大。趋于好氧性变质川,所以乳酸菌接种剂对青贮料有虽然加纤维素酶可以增加青贮料中的WSC含量,减氧稳定性的影响结果目前有待研究,不同种类的少纤维含量,但其对家畜生产性的改善并不显著。LAB在不同的环境中起不同作用,乳酸菌制剂的添Jacobs等[16]研究了不同添加剂对青贮渗出液的影加效果与WSC含量、缓冲能值、含水量、温度以及细响,发现添加酶制剂后青贮渗出液增加。造成损失胞成分变化有关,单独使用某种LAB作为接种剂已增多的原因:一是生物制剂破坏细胞结构,降低了细不能适应实际生产需要。因此,选择乳酸菌接种剂胞的保水能力 ,使大量的细胞内容物流出;另-方面更多地趋向于多类型乳酸菌菌种的配合使用,多种由于发酵加强,使大量的有机物能转化为发酵底物,菌的混合制剂成为目前的研究热点之一,筛选优良供LAB发酵”7。菌种或菌株,通过先进的保存技术将乳酸菌活性长1.3 富含糖类物质为了增加LAB生长繁殖所需期保持较高水平,并运用到实际生产中。的营养,常在青贮原料中加入一些富含碳水化合物1.2纤维素酶制剂 纤维 素酶( Cellulase enzyme-的物质,如糖蜜谷类、乳清、甜菜等。玉米作物富含sas)是--类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶WSC,故易青贮|而州芦光性百季的再生草和大系的总称,也是- -种 发酵促进剂。青贮饲料中添加量施用了氮中国煤化工量较低,需添加MHCNMHG的纤维素酶制剂除含有纤维素酶外,还含有一定量富含WSC的物庾以改吾友醇双米。葡萄糖能直接的半纤维素酶、果胶酶、蛋白酶、淀粉酶及氧化还原为LAB提供发酵底物,一般添加量10 ~ 20 g/kg效.贵州畜牧兽医2014年第38卷第6期●17.果较好。但因葡萄糖价格高,不适合在生产中大量38. 69%. .44. 98% )青贮中添加甲酸4.0 mL/kg,结应用,常用制糖工业的副产品---糖蜜来代替。 Alli果青贮料的氨态氮含量降低,并保存较多的可溶性等[18]报道,加糖蜜的青饲料与对照组相比,pH值较碳水化合物,但以DM为27. 36%组效果最好。但低,乳酸和乙酸以及WSC含量高,氨态氮含量低,青是甲酸有刺激性嗅味和较强腐蚀性,适口性差,影响贮品质较好。O'neil 等[19]在苜蓿青贮中加人2%家畜食欲,而甲醛具有一定毒性,二者都不适合用作的蔗糖,2~40d期间pH值和氨态氮含量均低于对添加剂。照组,青贮料中WSC含量增加。除了蜜糖,谷类作2.2无机酸添加无机酸( 主要为硫酸和盐酸)可物也可以作为青贮添加剂。谷类作物的添加不仅提以迅速降低pH值,杀灭杂菌,促进乳酸发酵,制成高青贮原料的WSC含量,还可降低青贮过程中的渗优质青贮饲料。在100 g青贮料中添加5~7 kg稀出液,从而降低营养物质的损失[20]。酸,可使青贮料变软,易于压实,增加贮量,使青贮物1.4 绿汁发酵液绿汁发酵液( PFJ)是近年来研制迅速停止呼吸作用。无机酸作为青贮添加剂的使用出的一种新型青贮添加剂,与乳酸菌制剂类似，是通可追溯到1885年,但首先作出系统科学设计的是过发酵培养植株上的固有乳酸菌以达到乳酸菌迅速Virtanen在1933提出的A. V. I.程序, Virtanen提出增殖的目的而制得。PFJ与以上各种生物制剂相比使饲草中不良微生物均受到抑制的理想酸度为pH其最大特点是经济和环保,制作工艺流程简单、生产≤3.0,但这种青贮料适口性差,并且家畜的采食量成本低操作时也不会像酸制剂那样对环境造成污也下降(26!。Kennedy-27 报道,在牧草中加人浓度为染，是目前研究较多的添加剂。在青贮料中添加PFJ45%硫酸可显著降低青贮料的pH值、氨态氮含量可以迅速降低pH值,提高乳酸含量,抑制梭菌活动,和缓冲能值,但不同添加量之间没有差异。减少低蛋白质损失,且其添加效果不受青贮原料、DM2.3其他发酵抑制剂甲醛也是常用的发酵抑制含量及青贮条件影响}21。添加绿汁发酵液可显著地剂,具有抑制所有微生物生长繁殖的特性,并且还可提高苜蓿青贮料的营养价值。Ohshima 等[ 2121认为,绿与蛋白质形成络合物而抑制其降解,起到过瘤胃蛋白汁发酵液作用于苜蓿青贮不受收获季节、生育期以及的作用。Rooke'28报道,加入甲醛没有降低青贮氦在贮存温度的影响,其青贮效果较好。但是, PFJ稳定瘤胃的降解率,认为可能和甲醛的使用量小有关。由性较弱,不宜长期保存,在实际大规模生产中使用较于甲醛有较好的抑菌性,而甲酸具有迅速降低pH值少,其优劣性还有待进一步研究。的作用,所以常把甲酸与甲醛混合使用。Haigh 等[29]报道,加入甲醛和甲酸的混台物,可以显著降低青贮2发酵抑制剂物的pH值和氨态氮,显著增加青贮的WSC含量。加入发酵抑制剂的目的是通过部分或全部抑制不除了上述几种抑制剂以外,作为青贮发酵抑制良微生物的生长,使青贮料的pH值迅速下降,减少发剂的还有氯化钠、氢氧化钠等。氢氧化钠除有抑制酵过程中的营养损失,以获得品质优良的青贮料。青贮发酵作用外,还可破坏纤维素和木质素的结合,2.1有机酸可在青贮中作为添加剂的有机酸有使纤维素释放出来,提高纤维素的消化率。多种,最常用的有甲酸、甲醛、丙酸等。甲酸是还原3好气性腐败菌抑制剂性强的有机酸,添加甲酸可提高最终WSC和粗蛋白的质量分数,改善发酵品质;甲醛是很好的青贮发酵好气性腐败菌抑制剂的作用是抑制对青贮有氧抑制剂,按DM质量分数的0.6%~4.4%添加甲醛腐败起重要作用的酵母菌、霉菌等的活动。好气性青贮,氨态氮和总乳酸量显著下降,有效抑制腐败菌腐败菌的活动会使青贮料腐败变质,养分降低,为了活动,而且可以保护蛋白质(3]。Phillp 等l241将甲酸获得品质优自的青贮料当估田庭吆萄抑制剂,包括(4.5 mL/kg)添加于苜蓿青贮中,和对照组相比,乳山梨酸、己酸中国煤化工发酵的效果虽HCNMH G酸含量略有下降,可溶性糖有所增加,其它成分并无然不如甲酸,但在仰每困守生氏刀面有良好的效多大变化。杨富裕(2])在草木樨( DM分别为27. 36%、果。Woolford 等[30]在研究中把丙酸(1.25% DM)加.●18.贵州畜牧兽医2014年第38卷第6期人玉米青贮中,结果在19天内减少了低DM青贮料[3]杜淑清 ,李志青贮饲料添加剂的种类和使用[J].兽的腐败并阻止了高DM青贮料的腐败。山梨酸也是药与饲料添加剂,2002,7(3): 26 ~27. .常用的--种抑制剂,对酵母菌和霉菌的生长具有很[4]Tanaka, Mcdondol. Relationship between fermentation强的抑制作用。另外双乙酸钠也有防腐保鲜的功quality of silage and presence of phages for silage -making lactobacilli [J] Batl nail grassl res. Inst,能,除此之外,还有很多物质可做腐败菌抑制剂。1995 ,35(S5):31 ~39.4营养性添加剂5] Bender G R, Sutton SVW & Marquis RE. Acid toler-ance，proton permeabilities，and membrane ATPase of 0-营养性添加剂是指加入青贮料后能够明显改善ral streptococci. Infect. Immun. 1986, 53: 331 ~ 338.家畜营养需要的物质,包括含碳水化合物丰富的物6] Bolsen K. Effect of silage additives on the microbial suc质、含氮化合物、矿物质等。含碳水化合物丰富的物cession and fermentation process of alfalfa and whole plant质既可作为营养添加剂,同时也是发酵促进剂。比corm silage[ C]. Recent Advances in Animal Production:如在蛋白含量少的青贮中添加尿素,可增加氮的含Proceeding of the Sixth AAAP Animal ;Science Congress ,量。氨也可作为青贮添加剂使用提高产品的含氮1992. .量。用矿物质作为营养添加剂,其目的是为了抵消7] Sheperd A C, Kung L. Effects of an enzyme additive on氨增加的缓冲作用而产生额外的发酵酸川。缓冲composition of com silage ensile at various stases of matu-ritv[J]. Dariy Sci,1996, (79):1 767 ~1 773.度高的豆科牧草在青贮中,可适当添加营养型添加8] Ohyama Y, Masaki S, Morichi T. Effect of applying lactic剂,降低缓冲度,增加可溶性糖含量,提高发酵品质。acid bacteria on fermentation characteristics and aerobic5小结及展望deterioration of silage[ J]. Japanese Jouranl of Zootechni-cal Science , 1973 ,44 :404 ~409.5.1青贮乳酸菌因具有产酸及其他物质、 促进有氧[9] Meeske R, Basson H M. The efet of a lactic acid bacte-稳定性、抑制二次发酵、产生抗菌物质、抑制有害微al inoculants on maize silage[ J]. Animal Feed Science生物的生长繁殖等特点已广为应用。甲酸、甲醛等Technology, 1998, 70: 239 ~247.添加剂目前也得到一定应用和研究。[10] Kung L J, Rangit N K. The efet of Lactobacillus5.2纤维素酶的使用效果众说不-一,纤维素酶制剂buchneri and other additives on the fermentation and添加效果主要受酶本身的特性、青贮原料的特性及aerobic stability of barely silage [J]. Jouranl of DairyScience, 2001, 84:1 149~1 155.青贮时的管理等因素影响,其添加效果尚有待于进-一步研究。[11] Weissbach J R, Henderson A R, Roberts D J. SilageAditives[ D]. SAC Technical Note T270. Scotish A.5.3绿汁发酵液是- 一种新型的青贮添加剂,具有取材方便制作简单的特点,可明显改善青贮原料的发酵品[12]王建兵,范石军,张淑芳,等细菌接种剂和酶制剂在秸秆类饲料青贮中的应用[J].饲料博览,999,(4):质,但今后的研究重点放在克服酶的活性、保存上。17~ 19.5.4未来饲草青贮添 加剂应用应全面考虑环境要[13] 赵长友,张国立,赵承宏,等.纤维索复合酶半干贮添素,加强酶的活性研究,注重多学科综合分析,用纤加剂新技术研究[J].辽宁畜牧兽医，1995, (4):1 ~维索酶与乳酸菌、绿汁发酵液、蔗糖、甲酸等常规青贮添加剂进行复合青贮可能取得进步。[14] Kung LJr, Carmean B R, Tung R s. Microbia inocula-参考文献:tion or cellulase enzyme treatment of barley and vetch si-[1] 王红梅,孙启忠,花梅.草甸草原区不同植物群落牧草lage harvested at three maturities[J]. Dairy Science,的青贮效果[J].中国农业科学，2013 ,46(12): 2566990,7中国煤化工~2575.[15] KungTMYHC NMH G'etal. Efects of2]刘建新,杨振海,叶均安.青贮饲料的合理调制与质量plant cell - wall' - degrading enzyme and lactic acid bac-评定标准[J].饲料工业，1999, 20(3):4~7.teria on silage fermentation and composition [J]. Dairy.贵州畜牧兽医2014年.第38卷第6期。 19.Science, 1991 ,74:4 284 ~4 296.[23]王国仓 微生物在青贮饲料中的作用[J].内蒙古畜[16] Jacobs J L, McAllan A B. 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Guizhou Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine , Guiyang Guizhou 550005 , China)Abstract: In this paper, the reerch progress of silage aditives is reviewed in recent years. In order to improve the eficiency of silage fermenta-tion, and the quality of fementatin, aditives are ofen be used in silages. According to the eeet, silage aitives can be divided into four trpes, theyria has been widely used in silage , which can promote aerobic stability , inhibit secondary frmentation, produce antibacterial substances, inhibit harmfulmicrobes. The efect of cellulose enzyme is depended on the characteristics of the enzyme , silage materials and the management factors, which effect needfurther research. Green juice fermented liquid is a new type of aditives, which are convenient, simnle and can ohviouslvy imnmwe the fermentation quali-ty. In the future , aditives should be used flly considering enironmental elements, strengthen the中国煤化工，ig on multidiscipli-nary integrated analysis, which compound silage by use cellulose , lactic acid bacteria, green juice:TYHCNMHGaeidandohercon.ventional additives.Key words: Forage Grass; Additive; Silage; Progress.