姜義寶， 王 洋， 劉振陽， 孫娟娟， 嚴(yán)學(xué)兵， 玉 柱

(1. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院， 河南 鄭州 450002； 2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010； 3. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院， 北京 100193)

紫花苜蓿(Medicagosativa.)是一種優(yōu)質(zhì)豆科牧草，富含多種營養(yǎng)成分和黃酮等生物活性物質(zhì)。乳酸菌是重要的青貯添加劑，可輔助發(fā)酵并防止腐敗。乳酸菌在發(fā)酵過程中對植物黃酮含量和組分有較大影響，于國萍[1]報道乳酸菌發(fā)酵法水解大豆異黃酮可使游離型大豆異黃酮含量增加，苜蓿青貯飼料發(fā)酵過程中以及添加乳酸菌對黃酮的影響還未見報道，本研究旨探討在不同青貯時間條件下乳酸菌對苜蓿青貯品質(zhì)和黃酮含量動態(tài)變化的影響，為苜蓿青貯技術(shù)開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及添加劑

青貯材料苜蓿為河北涿州實(shí)驗(yàn)基地種植的‘中牧1號’紫花苜蓿，初花期刈割，乳酸菌為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)青貯實(shí)驗(yàn)室分離出的植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)，青貯原料化學(xué)成分,如表1所示。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

苜蓿青貯原料切短至2 cm左右，經(jīng)過自然晾曬至含水量為50%，添加乳酸菌1×106CFU·g-1作為試驗(yàn)組，3個重復(fù)，另設(shè)一組對照，不添加任何添加劑，原料裝填到青貯瓶中，壓實(shí)后蓋上內(nèi)外蓋，并用膠帶密封，密度為650～680 g·L-1，室溫條件下放置。

表1 苜蓿青貯原料化學(xué)成分Table 1 Chemical composition of Medicago sativa ensilage materials

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1樣品處理 青貯第3，5，7，15，30和60 d打開青貯瓶，取 20 g放入到榨汁機(jī)中，加入180 mL純凈水，勻漿2 min后過濾。濾液用來測定pH值、氨態(tài)氮(ammonia nitrogen，AN)、乳酸(lactic acid，LA) 、乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propionic acid，PA)和丁酸(butyric acid，BA)。將剩余青貯飼料收集烘干，測定干物質(zhì)(dry matter，DM)、總氮(total nitrogen，TN)、粗蛋白質(zhì)(crude protein，CP)，可溶性碳水化合物(water-soluble carbohydrate，WSC)、中性洗滌纖維(neutral detergent fibre，NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fibre，ADF)。

1.3.2發(fā)酵品質(zhì)測定 pH值采用雷磁PHSJ-4F測定，氨態(tài)氮采用苯酚-次氯酸鈉比色法[2]，計算氨態(tài)氮/總氮(ammonia nitrogen/total nitrogen，AN/TN)，水溶性碳水化合物采用蒽酮-硫酸比色法[3]，采用SHIMADZE-10A型高效液相色譜儀測量乳酸、乙酸、丙酸和丁酸。

1.3.3營養(yǎng)成分及黃酮含量的測量 65℃ 烘箱中烘干 48 h，進(jìn)行干物質(zhì)含量測量，采用范氏方法(Van Soest)測定中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量[4]，粗蛋白采用Tecator 1030型全自動凱氏定氮儀測量。按照薄亞光等[5]方法進(jìn)行，在分光光度計510 nm處測樣品的吸光度，計算黃酮總含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007整理數(shù)據(jù)，SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用T檢驗(yàn)，以P<0.05為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)，并對兩個變量之間進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿青貯過程中pH值、干物質(zhì)和乳酸含量的變化

由表2可知，在青貯3 d到60 d，添加乳酸菌組干物質(zhì)含量高于對照組，但差異不顯著。兩組pH值變化較大，在青貯第3 d沒有明顯差異，第5 d到60 d乳酸菌組低于對照組且差異顯著(P<0.05)。乳酸含量隨著青貯時間的延長呈增加趨勢，5 d到60 d乳酸菌組顯著高于對照組(P<0.05)。

表2 苜蓿青貯過程中pH值、干物質(zhì)和乳酸含量的變化Table 2 Changes of pH, dry matter and lactic acid contents of alfalfa silage during ensiling

2.2 苜蓿青貯過程中揮發(fā)性脂肪酸含量的變化

由表3可知，隨著時間的延長，兩組乙酸含量均呈現(xiàn)增加趨勢，乳酸菌組乙酸含量低于對照組， 7 d到60 d顯著低于對照組(P<0.05)。青貯過程中乳酸菌組丙酸含量除了在青貯15 d高于對照組外，其他時間均低于對照組，并在7 d顯著低于對照組(P<0.05)。青貯3 d和30 d丁酸含量乳酸菌組均低于對照組。乳酸菌組乳酸/乙酸高于對照組，除3 d外，均差異顯著(P<0.05)。

表3 苜蓿青貯過程中揮發(fā)性脂肪酸含量的變化Table 3 Changes of volatile fatty acid contents of alfalfa silage during ensiling

2.3 苜蓿青貯過程中氨態(tài)氮/總氮及可溶性碳水化合物含量的變化

由表4可知，青貯過程中氨態(tài)氮/總氮隨著時間的延長而增加，并且乳酸菌組始終低于對照組(P<0.05)。對照組可溶性碳水化合物在青貯過程中隨著時間的延長呈下降趨勢，乳酸菌組呈先增高后降低變化趨勢，乳酸菌組高于對照組，但差異不顯著。

表4 苜蓿青貯過程中氨態(tài)氮/總氮及可溶性碳水化合物含量的變化Table 4 Changes of ammonia nitrogen/total nitrogen and water-soluble carbohydrate contents of alfalfa silages during ensiling

2.4 苜蓿青貯過程中營養(yǎng)成分和黃酮含量的變化

由表5可知，青貯過程中乳酸菌組與對照組相比粗蛋白含量無明顯差異。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量隨著時間的延長呈降低趨勢，并且乳酸菌組酸性洗滌纖維在7 d顯著低于對照組(P<0.05)。青貯過程中乳酸菌組和對照組黃酮含量隨著時間的延長而增加，30 d乳酸菌組黃酮含量高于對照組，并且差異顯著(P<0.05)。

表5 苜蓿青貯過程中營養(yǎng)成分和黃酮含量的變化Table 5 Changes of nutrition and flavonoids contents of alfalfa silage during ensiling

2.5 黃酮與乳酸和pH值的回歸及相關(guān)分析

由表6可知，無論是乳酸菌組還是對照組，苜蓿青貯過程中pH值和乳酸含量對黃酮影響很大，兩組中黃酮和pH值呈明顯的負(fù)相關(guān)(P<0.05)，對照組中黃酮與乳酸含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

表6 黃酮與乳酸和pH值的回歸分析和相關(guān)性分析Table 6 Regression and correlations analysis of flavonoids between lactic acid and pH

3 討論與結(jié)論

3.1 乳酸菌對苜蓿青貯過程中發(fā)酵品質(zhì)的影響

青貯發(fā)酵過程伴隨著營養(yǎng)物質(zhì)的改變，試驗(yàn)苜蓿青貯過程中干物質(zhì)含量均有下降，添加乳酸菌后干物質(zhì)含量高于對照組，添加乳酸菌5 d青貯飼料pH值4.77、第7 d為4.08，達(dá)到優(yōu)質(zhì)青貯飼料的要求。試驗(yàn)中對照組乙酸含量在后期顯著高于乳酸菌組，乳酸/乙酸含量低于乳酸菌組，表明添加乳酸菌后苜蓿青貯過程中以同型發(fā)酵為主時期延長，減少了干物質(zhì)的損失。丁酸和氨態(tài)氮含量是衡量青貯飼料優(yōu)劣的重要指標(biāo)[6]。添加乳酸菌后從3 d開始氨態(tài)氮/總氮含量顯著低于對照組，表明添加乳酸菌使苜蓿原料草附著的乳酸菌數(shù)量增加，形成酸性環(huán)境，減少早期植物蛋白酶對含氮化合物的降解作用，降低氨態(tài)氮/總氮含量，改善青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。

3.2 乳酸菌對苜蓿青貯過程中營養(yǎng)成分和黃酮含量的影響

青貯過程中無論對照組還是添加乳酸菌，苜蓿青貯飼料中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量隨著時間的延長呈現(xiàn)降低的趨勢，乳酸菌組中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維低于對照組，可能是由于添加乳酸菌改善了發(fā)酵條件，增加青貯中有效乳酸菌數(shù)量，大量乳酸菌發(fā)酵利用了部分纖維而導(dǎo)致青貯苜蓿中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量降低，試驗(yàn)中乳酸菌組對粗蛋白含量沒有明顯的影響，這與賴玉嬌研究結(jié)果相一致[7]。青貯發(fā)酵過程中營養(yǎng)成分及物質(zhì)的變化是一個復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，原料所含的各種成分都可能發(fā)生變化，黃酮是苜蓿重要的生物活性物質(zhì)之一，隨著青貯時間的延長，黃酮含量呈現(xiàn)升高的變化趨勢，添加乳酸菌后苜蓿黃酮含量在整個青貯過程中均高于對照組，并在青貯30 d差異顯著，表明添加乳酸菌能夠提高苜蓿中黃酮的含量，原因可能是苜蓿中黃酮類化合物大部分與細(xì)胞壁中的木質(zhì)素結(jié)合在一起，青貯過程中可以破壞植物細(xì)胞壁，使萃取時細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)更多釋放出來。

綜上所述，添加乳酸菌改善了苜蓿青貯發(fā)酵品質(zhì)，迅速降低pH值，提高乳酸含量，降低酸性洗滌纖維，增加苜蓿黃酮含量，并且苜蓿青貯過程中黃酮含量與pH值和乳酸呈顯著相關(guān)性。