李改英,陳玉霞,廉紅霞,高騰云

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院,河南 鄭州450002)

紫花苜蓿(Medicago sative)屬于豆科牧草,富含多種營養(yǎng)物質(zhì),添加到畜禽日糧中能顯著提高生產(chǎn)性能,改善畜產(chǎn)品品質(zhì),是畜牧業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的優(yōu)質(zhì)牧草資源[1],尤其對于奶牛養(yǎng)殖業(yè),苜蓿適口性好,瘤胃降解率高,粗蛋白含量高,可以顯著地提高奶產(chǎn)量和乳品質(zhì),備受廣大養(yǎng)殖者的青睞[2-6]。青貯飼料由于具有鮮嫩多汁、營養(yǎng)價(jià)值高、適口性好和長期貯存的特性,已經(jīng)成為反芻動物不可缺少的基礎(chǔ)飼料,所以苜蓿青貯逐漸成為近幾年人們研究的熱點(diǎn)。青貯過程中產(chǎn)生大量的有機(jī)酸,從而形成一個(gè)較低的p H值環(huán)境,抑制有害微生物的繁殖,確保蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)不受分解,因此 pH 值及銨態(tài)氮、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量等成為衡量青貯品質(zhì)的指標(biāo)。此外,傳統(tǒng)指標(biāo)體系的測定方法由于比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力且具有一定的不準(zhǔn)確性,受到質(zhì)疑,特別是不同的青貯方式和牧草品種也不能套用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),而評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和測定方法的完善與規(guī)范直接反映青貯品質(zhì)的好壞。針對適應(yīng)苜蓿青貯的評定指標(biāo)、測定方法的研究現(xiàn)狀及存在的問題作一闡述,以期對理論研究和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。

1 苜蓿青貯飼料品質(zhì)評定指標(biāo)體系

1.1 青貯飼料感官評定 青貯飼料的品質(zhì)評定包括現(xiàn)場評定和實(shí)驗(yàn)室評定?，F(xiàn)場評定是一種快速簡單評定牧草品質(zhì)的方法,主要對牧草的感官評定。比較常用和規(guī)定比較詳細(xì)的是德國農(nóng)業(yè)協(xié)會(DLG)評分法,它是根據(jù)嗅覺、結(jié)構(gòu)、色澤進(jìn)行評分,將青貯飼料分為優(yōu)、可、中、下 4等,可以看出評定標(biāo)準(zhǔn)比較籠統(tǒng),不同的原料沒有針對性,但是評定不需要任何儀器設(shè)備,具有一定的實(shí)用價(jià)值[7]。在1996年,我國農(nóng)業(yè)部畜牧獸醫(yī)司委托浙江大學(xué)起草了紫云英(Astragalus sinicus)、苜蓿、紅薯(Ipomoea batatas)藤和玉米(Zea mays)秸青貯飼料質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)[8],從現(xiàn)場p H值、水分、氣味、色澤和質(zhì)地對青貯飼料評分,然后分為優(yōu)、良、一般和差4個(gè)等級。另外中國農(nóng)科院畜牧研究所也從顏色、氣味、嗅覺和質(zhì)地提出了青貯飼料的感官標(biāo)準(zhǔn)[9]。從中可以看出我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定不斷細(xì)化,但是感官評定仍受主觀影響較大,需要評定人員具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1.2 青貯飼料實(shí)驗(yàn)室評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展 常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室評定常用p H值、有機(jī)酸含量、銨態(tài)氮含量衡量青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的好壞。最早弗氏評分法(Fileg)根據(jù)青貯飼料中乳酸、乙酸、丁酸所占的比例分別進(jìn)行評分,最后得到總分,分為優(yōu)、良、可、中、劣5個(gè)等級,此法只適合常規(guī)青貯飼料,不適合劣質(zhì)青貯飼料和二次發(fā)酵青貯飼料,因?yàn)閷τ诹淤|(zhì)的青貯飼料由于高溫等造成飼料品質(zhì)嚴(yán)重下降,但有可能Fileg得分較高。為了反映蛋白質(zhì)的分解情況,McDonald等又提出了銨態(tài)氮評分法,根據(jù)銨態(tài)氮和總氮的比值進(jìn)行等級評定,排除了水分含量的影響。我國1996年頒布的標(biāo)準(zhǔn)則結(jié)合了有機(jī)酸和銨態(tài)氮兩方面的綜合得分對青貯飼料進(jìn)行評定,另外還規(guī)定了p H值的得分。2001年日本V-Score評分體系去除了乳酸,將銨態(tài)氮、乙酸、丙酸、丁酸作為評定指標(biāo),根據(jù)評分將青貯飼料品質(zhì)分為良好、尚可、不良3個(gè)等級[10]。Kaiser和Weipβ[11]提出的青貯評定標(biāo)準(zhǔn)則將丁酸和乙酸作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將飼料分為5個(gè)等級。

2 青貯品質(zhì)指標(biāo)測定方法

青貯飼料測定的常規(guī)指標(biāo)包括p H值、有機(jī)酸、銨態(tài)氮等,均涉及到樣品的前處理,如果處理方法不當(dāng)或測定方法不準(zhǔn)確均影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前青貯指標(biāo)的測定方法沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),給后期工作帶來很大的不便。pH值最早用試紙測定,但是不夠準(zhǔn)確,便攜式p H計(jì)的出現(xiàn)使得測定工作顯得容易,我國1996年標(biāo)準(zhǔn)中采用100 g青貯料加水100 mL經(jīng)24 h浸提后過濾,然后用酸度計(jì)測定。銨態(tài)氮含量國標(biāo)采用凱氏定氮法測定,常用的還有比色法、分光光度法等,另外也出現(xiàn)了一些新方法,范志影等[12]采用流動注射法測定青貯飼料中的銨態(tài)氮,準(zhǔn)確性好,范圍寬,大大降低了色度的影響;陳鵬飛等[13]采用近紅外光譜技術(shù)測定紫花苜蓿青貯鮮樣的發(fā)酵品質(zhì),將青貯料用液氮冷凍后粉碎,然后用近紅外光譜技術(shù)進(jìn)行掃描測定苜蓿青貯飼料中的銨態(tài)氮、乳酸、乙酸、丁酸,結(jié)果預(yù)測值與化學(xué)分析值差異不顯著,此方法測定指標(biāo)多,比較簡單。有機(jī)酸的測定,農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)采用提取液用偏磷酸處理后,在氣相色譜儀上直接測定乳酸、乙酸和丁酸,測定方法快捷簡單,但是經(jīng)驗(yàn)證農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)對銨態(tài)氮及有機(jī)酸的測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確,因?yàn)榍噘A飼料中銨態(tài)氮含量很小,蒸餾過程中很容易損失,另外滴定時(shí)的空白對照,終點(diǎn)確定對結(jié)果影響也比較大;國標(biāo)采用氣象色譜儀測定有機(jī)酸,但是乳酸很難測準(zhǔn)確,因?yàn)槿樗岬闹虚g產(chǎn)物很難保證完全轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物。王洪麗和李成云[14]采用氣相色譜法測定苜蓿青貯料中的有機(jī)酸,稱取苜蓿青貯料(10±0.002)g,加入2℃左右的去離子水80 mL,放在4℃的條件下浸提48 h,過濾于100 mL容量瓶中,用冷卻去離子水定容至刻度,搖勻,取10 mL置于15 mL具塞離心管中,加入3～5滴乙醇,在 3 000 r/min的條件下離心15 min,上清液用于酯化反應(yīng),結(jié)果回收率高,相關(guān)性好,但是對于模型的建立和參照物的選擇不成熟,需要進(jìn)一步驗(yàn)證。許慶方等[15]采用高效液相色譜儀對紫花苜蓿青貯浸提液的乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量同時(shí)測定,準(zhǔn)確稱取20 g新鮮紫花苜蓿青貯,加入200 mL蒸餾水,均質(zhì)1 min,4層粗紗布過濾,濾液用新華試紙精濾,精濾后的濾液再用0.45μm濾膜過濾,浸提液待機(jī)分析,有機(jī)酸分離效果理想,回收率好,運(yùn)用該方法測定數(shù)據(jù)真實(shí)可靠,操作簡單。傅彤等[16]應(yīng)用離子色譜測定青貯飼料中有機(jī)酸,取新鮮的青貯飼料25 g于具塞三角瓶中,加入225 mL去離子水,4℃冰箱中浸提24 h,用快速定量濾紙過濾于塑料樣品瓶內(nèi),如果長期保存則需要添加硫酸調(diào)節(jié)p H值為2～3后冷凍,上機(jī)分析,上樣前經(jīng)過0.45μm的合成纖維素酯膜過濾,過程簡單,結(jié)果準(zhǔn)確。

3 適用于苜蓿青貯的評定標(biāo)準(zhǔn)和測定方法解析

從現(xiàn)行的青貯飼料評定體系中看出青貯飼料的評定主要分為感官評定和實(shí)驗(yàn)室評定。感官評定只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)和感覺的初步評定,可以作為參考的依據(jù),國內(nèi)外的評定標(biāo)準(zhǔn)沒有大的差異。實(shí)驗(yàn)室評定方面主要根據(jù)青貯發(fā)酵過程的產(chǎn)酸情況和蛋白質(zhì)的分解情況來進(jìn)行品質(zhì)評定。常規(guī)的青貯是乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生大量的有機(jī)酸,從而形成一個(gè)較低的p H值環(huán)境,達(dá)到優(yōu)質(zhì)青貯的目地。而青貯飼料p H值受不同牧草和不同化學(xué)成分的影響[17],還與青貯時(shí)牧草的含水量和植物的緩沖度有關(guān),苜蓿屬于豆科牧草,可溶性糖分低,緩沖度大,青貯時(shí)不利于p H值的下降,1996年的標(biāo)準(zhǔn)也考慮到了不同牧草的區(qū)別,但是仍需要進(jìn)一步的細(xì)分。早期的青貯標(biāo)準(zhǔn)中都將有機(jī)酸和銨態(tài)氮含量作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其中又將同型乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸作為青貯發(fā)酵品質(zhì)評價(jià)的主導(dǎo)酸。對于可溶性碳水化合物含量少的苜蓿,青貯時(shí)酸的產(chǎn)生量較少,目前有研究報(bào)道異型發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸更有利于青貯牧草的保存[18],因?yàn)橐宜釋μ岣咔噘A的有氧穩(wěn)定性和氧化變質(zhì)有重要作用,Kung等[19]研究認(rèn)為高濃度的乙酸可以保證苜蓿青貯全混日糧長時(shí)間保鮮;丁酸是梭菌等有害微生物分解青貯料中的糖分所產(chǎn)生,同時(shí)伴隨能量損失和蛋白質(zhì)的分解,產(chǎn)生不良?xì)馕?嚴(yán)重影響飼料品質(zhì),可以作為苜蓿等豆科牧草評價(jià)指標(biāo),Kaiser等[20]研究表明,青貯乙酸和丁酸能反映飼料厭氧穩(wěn)定性和青貯飼料發(fā)酵品質(zhì),將其作為苜蓿等青貯品質(zhì)指標(biāo)免除了牧草化學(xué)成分的影響。同樣銨態(tài)氮含量作為統(tǒng)一的評價(jià)指標(biāo)也不客觀,青貯飼料銨態(tài)氮含量不僅與青貯過程有關(guān)還與牧草種類和化學(xué)成分有關(guān)[17],苜蓿屬于含蛋白質(zhì)高的豆科牧草,試驗(yàn)也表明豆科牧草青貯過程中蛋白質(zhì)降解遠(yuǎn)高于禾本科牧草,特別是苜蓿的蛋白質(zhì)降解率最高[21],所以青貯后銨態(tài)氮的含量比較高,并不能套用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)作為判定青貯品質(zhì)的依據(jù)。

pH值的測定可以用精密酸度計(jì)直接測定提取液。銨態(tài)氮最簡單的方法是凱氏蒸餾法,但是青貯飼料中銨態(tài)氮含量很小,蒸餾過程中很容易損失,另外滴定時(shí)空白對照,終點(diǎn)確定均容易造成測定誤差;比色法和分光光度法其實(shí)為同一種方法,應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意提取液顏色造成的誤差,流動注射法和遠(yuǎn)紅外法均需要專門的儀器,方法和技術(shù)還需要驗(yàn)證。黃森和安曉寧[22]以及農(nóng)業(yè)部1996年標(biāo)準(zhǔn)都用氣象色譜法測定有機(jī)酸,它的原理是用高碘酸氧化乳酸為乙醛,然后同時(shí)測定乙酸、丙酸、丁酸,此法容易出現(xiàn)氧化不徹底,另外前處理比較繁瑣,經(jīng)試驗(yàn)容易出現(xiàn)測不準(zhǔn)情況。考慮到結(jié)果的準(zhǔn)確性,可以利用離子色譜法和液相色譜測定有機(jī)酸含量,但是需要專業(yè)人員和昂貴的儀器設(shè)備。

4 小結(jié)

對于苜蓿等難青貯的豆科牧草急需制定一套適應(yīng)性的新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的測定方法。綜合現(xiàn)有的評定指標(biāo),V-Score法和Kaiser法可能受影響更小,但評定指標(biāo)比較單一,針對苜蓿青貯可以考慮將pH值、銨態(tài)氮、乳酸等指標(biāo)加進(jìn)去,但是應(yīng)該結(jié)合苜蓿等豆科牧草的特性,將評定范圍再進(jìn)一步細(xì)化和量化。在測定方法上,pH值的測定比較簡單,可以直接對提取液進(jìn)行測定,銨態(tài)氮可以用比色法進(jìn)行,有機(jī)酸的測定考慮到穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性可以采用離子色譜法和高效液相色譜法測定。

[1]樊文娜,王成章,史鵬飛,等.苜蓿在畜禽魚飼料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].草業(yè)科學(xué),2009,26(1):81-86.

[2]劉大林,趙丹,周洋,等.不同牧草在奶牛瘤胃內(nèi)的降解規(guī)律[J].草業(yè)科學(xué),2008,25(2):128-130.

[3]晏榮,李志強(qiáng),韓建國.苜蓿青貯對牛奶中共軛亞油酸含量的影響[J].飼料研究,2006(10):44-47.

[4]韓立英,玉柱.3種乳酸菌制劑對苜蓿和羊草的青貯效果[J].草業(yè)科學(xué),2009,26(2):66-71.

[5]郭江澤,王成章,嚴(yán)學(xué)兵,等.壓扁處理對苜蓿水分散失的影響[J].草業(yè)科學(xué),2009,26(6):106-109.

[6]孫小龍,周禾,李平,等.苜蓿與玉米秸稈混貯研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2009,18(5):86-92.

[7]張子儀.中國飼料學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000:886-887.

[8]農(nóng)業(yè)部畜牧獸醫(yī)司.青貯飼料質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)(試行)[J].中國飼料,1996(21):5-7.

[9]余伯良.發(fā)酵飼料生產(chǎn)與應(yīng)用新技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1999:32.

[10]郭旭生,丁武蓉,玉柱.青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)評定體系及其新進(jìn)展[J].中國草地學(xué)報(bào),2008,30(4):100-106.

[11]Kaiser E,WeiβK.A new system for the evaluation of the fermentation quality of silages[A].Park R S,Stronge M D.Proceedings of the XIV international silage conference,a satellite workshop of the XXth international grassland congress[C].Bellast:Northern Ireland,2005:275.

[12]范志影,陳金輝,肖靖澤,等.采用流動注射法測定青貯飼料中的銨態(tài)氮[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2008,10(2):98-100.

[13]陳鵬飛,戎郁萍,韓建國.近紅外光譜技術(shù)測定紫花苜蓿青貯鮮樣的發(fā)酵品質(zhì)[J].光譜學(xué)與光譜分析,2008,28(12):2799-2803.

[14]王洪麗,李成云.氣相色譜法測定苜蓿青貯料中的有機(jī)酸[J].飼料工業(yè),2008,29(16):57-58,60.

[15]許慶方,玉柱,韓建國,等.高效液相色譜法測定紫花苜蓿青貯中的有機(jī)酸[J].草原與草坪,2007(2):63-65,67.

[16]傅彤,劉慶生,范志影,等.應(yīng)用離子色譜測定青貯飼料中有機(jī)酸含量的研究[J].中國畜牧獸醫(yī),2005,32(5):16-17.

[17]Kaiser E,WeiβK,Krause R.Beurteilung skriterien für die Garqualitat von grassilagen[J].Proceedings of the Society for Nutritional Physiology,2000(9):94.

[18]郭旭生,周禾.不同添加劑對青貯飼料有氧穩(wěn)定性的影響[J].中國奶牛,2006(9):18-20.

[19]Kung L J,Taylor C C,Lynch M P,etal.The effect of trea-ting alfalfa with Lactobacillus bunchneri 40788 on silage fer-mentation,aerobic stability,and nutritive value for lactatingdairy cows[J].Journal of Science,2003,86(1):336-343.

[20]Kaiser E,WeiβK,Krause R.Vorschlag zur beurteilung der Garqualitat von grassilagen proceedings[C].VDLUFA-Kongreβ,Halle,1999:385-388.

[21]Papadopoulos Y A,McKersie BD.A comparison of protein degradation during wilting and ensiling of six forage species[J].Canadian Journal of Plant Science,1983,63:903-912.

[22]黃森,安曉寧,李麗霞.直接進(jìn)樣同時(shí)測定青貯飼料中樣發(fā)性脂肪酸與乳酸的氣相色譜法研究[J].畜牧獸醫(yī)雜志,1989(4):1-4.