CN103734456A

CN103734456A - 一种含黑麦草和箭筈豌豆的青贮组合物及其应用

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Publication number: CN103734456A
Application number: CN201310711726.1A
Authority: CN
Inventors: 邵涛; 刘秦华; 原现军; 郭刚; 余成群; 闻爱友
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: CN103734456B

Abstract

本发明公开了一种含黑麦草和箭筈豌豆的青贮组合物及其应用。一种青贮组合物，由以下原料组成：以鲜重计，多年生黑麦草65～80重量份、箭筈豌豆20～35重量份，纤维素酶制剂以及乳酸菌复合添加剂，所述的乳酸菌复合添加剂由植物乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌以及葡萄糖组成。本发明针对多年生黑麦草和箭筈豌豆的特性，从众多发酵促进剂中选择了特定的发酵促进剂组合，显著提高了混合青贮饲料的发酵品质，成本低，安全，可靠，易于利用。

Description

一种含黑麦草和箭筈豌豆的青贮组合物及其应用

技术领域

本发明属于青贮加工技术领域，涉及一种含黑麦草和箭筈豌豆的青贮组合物及其应用。

背景技术

由于西藏特殊的地理位置和生态条件，畜牧业在全区占有非常重要的地位，但是目前西藏牧区草地超载率达80％，过度超载放牧造成50％以上的可利用草地发生不同程度退化，其中1/2以上重度退化，1/3左右沙化。草地退化致使草畜矛盾日益突出，严重制约了西藏畜牧业的可持续发展。在西藏农区实施优质牧草种植，加工与贮藏，为藏北牧区提供优质青贮饲料，对缓解藏北冬春季节草地超载过牧压力，促进退化高寒草地恢复重建，实现藏北草地畜牧业减压增效具有重要意义。

箭筈豌豆是西藏主要的栽培豆科牧草之一，具有抗寒性强、产量高、适应性广；粗蛋白含量高、枝叶柔嫩、适口性好等优点，但缓冲能高，水溶性碳水化合物含量低，单独青贮难以成功。多年生黑麦草是西藏主要栽培的禾本科牧草之一，水溶性碳水化合物含量较高，但粗蛋白含量低；将两种牧草混合青贮既可以提高多年生黑麦草青贮饲料的蛋白质含量和营养价值，又解决了箭筈豌豆单独青贮难以成功的难题。

随着生物技术的发展，世界各地利用添加纤维素酶和乳酸菌添加剂来促进乳酸菌发酵，抑制丁酸发酵。但在西藏多年的研究表明，牧草和农作物秸秆混合青贮自然发酵品质未能达到优质水平，单独添加纤维素酶制剂、糖蜜、乳酸菌等也未达到良好的效果。其原因主要在于植物材料的纤维素分子结构有差异，材料上附着的优良乳酸菌较少。因此，需要筛选适宜种类及适宜浓度的发酵促进剂以提高发酵产物青贮饲料的品质。

发明内容

本发明针对西藏青贮生产中的箭筈豌豆利用率低的问题，提供了一种黑麦草和箭筈豌豆的青贮组合物。

本发明的另一目的是提供一种所述的组合物在制备青贮饲料方面的应用。

发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种青贮组合物，由以下组份组成：以鲜重计，多年生黑麦草65～80重量份、箭筈豌豆20～35重量份，纤维素酶制剂以及乳酸菌复合添加剂，所述的乳酸菌复合添加剂由植物乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌以及葡萄糖组成。

所述的纤维素酶制剂优选芬兰饲料国际有限公司生产的cornzyme纤维素酶。

以多年生黑麦草和箭筈豌豆原料总鲜重为基准，所述的纤维素酶制剂在组合物中的含量优选2.0～3.0mL kg^-1FW，进一步优选2.5mL kg^-1FW。

所述的乳酸菌复合添加剂，按重量计，由60%植物乳杆菌冻干粉、20%枯草芽孢杆菌冻干粉和20%葡萄糖组成。

以多年生黑麦草和箭筈豌豆原料总鲜重为基准，所述的乳酸菌复合添加剂在组合物中的含量优选1.5～3.5g kg^-1FW，进一步优选2.0g kg^-1FW。

所述的青贮组合物进一步优选由以下组份组成：以鲜重计，多年生黑麦草72～80重量份，箭筈豌豆20～28重量份，以及2.5mL kg^-1FW纤维素酶制剂以及2.0g kg^-1FW乳酸菌复合添加剂；最优选由以下组份组成：以鲜重计，多年生黑麦草75重量份，箭筈豌豆25重量份，以及2.5mL kg^-1FW纤维素酶制剂以及2.0g kg^-1FW乳酸菌复合添加剂。

本发明所述的青贮组合物在制备青贮饲料中的应用。

一种利用本发明所述的青贮组合物制备青贮饲料的方法，包含①将多年生黑麦草和箭筈豌豆两种发酵原料切断，优选切短至1～2cm，并按比例混合均匀；②加入所述的纤维素酶制剂和乳酸菌复合添加剂；③在10～25℃密封贮藏45～65天，优选60天。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明针对多年生黑麦草和箭筈豌豆的特性，从众多发酵促进剂中选择了特定的发酵促进剂组合，显著提高了混合青贮饲料的发酵品质，成本低，安全，可靠，易于利用。

2)纤维素酶制剂和乳酸菌复合添加剂作为多年生黑麦草和箭筈豌豆的青贮发酵促进剂所获得的青贮饲料的品质明显优越于不添加发酵促进剂以及以酒糟和糖蜜为发酵促进剂所获得的青贮饲料的品质。

具体实施方式

实施例1：筛选适宜的混合比例

1材料方法

1.1试验材料

试验材料种植于西藏自治区日喀则市草原站试验田内，刈割于2010年8月24日，多年生黑麦草（Perennial Ryegrass）刈割于籽实收获后的茎秆，箭筈豌豆（Vicia sativa L.）刈割时为抽穗期。刈割后迅速送回日喀则草原站实验室制作青贮饲料。青贮窖采用1L塑料容器的实验室用青贮罐。

1.2试验设计

本试验分为对照组和三个处理组，对照组（Control）：100%多年生黑麦草；处理一（HJ15）：85%多年生黑麦草+15%箭筈豌豆；处理二（HJ25）：75%多年生黑麦草+25%箭筈豌豆；处理三（HJ35）：65%多年生黑麦草+35%箭筈豌豆，各处理设置三个重复。试验采用完全随机区组设计，分别于青贮发酵的7、24、45、60天打开青贮罐，测定其青贮各项指标。

1.3试验方法

1.3.1青贮饲料的调制

于2010年8月24日刈割后在田间用铡刀切成2cm，茎叶充分混匀后，按试验设计所需不同比例称取，立即装入实验室青贮窖中，压实后盖上内盖，并用胶带密封，带回实验室室温保存。

1.3.2样品预处理

在青贮第7、24、45、60天分别打开青贮窖，取出全部青贮饲料将其混合均匀，称取35g放入100mL的广口三角瓶，加入70g的去离子水，4℃浸提24h，然后通过2层纱布和定性滤纸过滤，所得液体为青贮饲料浸提液，将浸提液置于-20℃冷冻冰箱保存待测。滤液用来测定pH、乳酸、氨态氮和挥发性脂肪酸。将剩余部分青贮饲料收集烘干，测定干物质、总氮以及水溶性碳水化合物。

1.3.3测定项目及分析方法

干物质含量测定（dry matter,DM）在65℃烘箱中干燥60h；pH用HANNA pH211型pH计测定；乳酸（lactic acid，LA）用对-羟基联苯比色法测定；水溶性碳水化合物（water solublecarbohydrate，WSC）采用蒽酮-硫酸比色法测定；氨态氮（ammonia nitrogen，AN）采用苯酚-次氯酸钠比色法测定，以占总氮的百分比计算；总氮（total nitrogen，TN）采用凯氏定氮法测定；挥发性脂肪酸（volatile fatty acids，VFAs）采用高效气相色谱仪（日本岛津GC214B）测定，包括乙酸（acetic acid，AA）、丙酸（propionic acid，PA）与丁酸（butyric acid，BA），测定条件：柱温140℃，汽化室温度180℃，氢气检测器温度220℃。

1.4数据统计

采用SAS（8.2）软件对试验数据进行单因子方差分析（ANOVA），并用邓肯氏（Duncan）方法对处理间及青贮天数间平均数进行多重比较（P<0.05）。

2.结果

从表1可见，青贮第60天，各处理组的干物质含量都明显高于Control（P>0.05），特别是HJ35和HJ25处理组显著高于Control（P<0.05）。在整个青贮过程中，Control和处理组的乳酸含量都呈现先升高后降低的趋势，Control的乳酸含量在青贮第45天达到最高值，在第60天显著下降（P<0.05）。各处理组的乳酸含量在青贮第24天达到最大值，随着青贮时间的延长，出现不同程度的下降。在青贮第60天时，HJ35和HJ25的乳酸含量显著高于（P<0.05）Control和HJ15，且HJ25的乳酸含量显著高于（P>0.05）HJ35。相对应地，各组的pH均呈下降趋势。与青贮45天相比，Control和HJ15在青贮第60天的pH显著升高（P<0.05）。在青贮第60天，HJ25和HJ35的pH显著低于（P<0.05）Control和HJ15，且HJ25的pH显著低于HJ35（P<0.05）。在整个青贮过程中，各组的乙酸含量都随着青贮时间的延长而增加。在整个青贮过程中，随着青贮时间的延长，各组的乳酸/乙酸值都呈现下降趋势，但都大于1。在青贮第60天，HJ25的乳酸/乙酸最高（P<0.05）。在青贮过程中，各组的丁酸含量都呈上升趋势。在青贮第60天，HJ25的丁酸含量显著低于（P<0.05）HJ35、HJ15和Control。青贮过程中总挥发性脂肪含量的变化趋势与乙酸趋势相似。在青贮第60天，HJ25的挥发性脂肪酸的含量显著低于（P<0.05）HJ35。

由表2可见，随着青贮时间的延长，各组的氨态氮/总氮值都呈现上升趋势，尤其是Control和HJ15处理组在第60天显著上升（P<0.05），分别上升84.86%，100.09%。HJ25在青贮第60天的氨态氮/总氮值显著低于（P<0.05）HJ15、HJ35和Control。

综上所述，与其它各组相比，75%多年生黑麦草和25%箭筈豌豆的混合青贮饲料的乳酸含量高，乳酸/乙酸高，丁酸含量低，发酵品质最佳。因此，在西藏生产实际中以75%多年生黑麦草和25%箭筈豌豆比例混合青贮60天最佳。

表1多年生黑麦草与箭筈豌豆混合青贮过程中pH、干物质、乳酸、挥发性脂肪酸含量和乳酸/乙酸的变化

注：FW，鲜重；DM，干物质；不同小写字母a,b,c,d表示同一处理不同天数间差异显著，P<0.05；不同大写字母A,B,C,D表示同一天不同处理间差异显著，P<0.05。下同。

表2多年生黑麦草和箭筈豌豆混合青贮过程中挥发性脂肪酸含量变化

实施例2：适宜生物添加剂的筛选

1.材料方法

1.1试验材料

75%多年生黑麦草+25%箭筈豌豆为材料。

纤维素酶制剂为cornzyme纤维素酶（保康生），主要成分包括纤维素、半纤维素和葡萄糖氧化纤维素酶，是芬兰饲料国际有限公司研制的青贮饲料专用添加剂，添加量参照使用说明。乳酸菌复合添加剂按重量计，由60%植物乳杆菌冻干粉、20%枯草芽孢杆菌冻干粉和20%葡萄糖组成，植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌购于上海抚生生物技术有限公司。

乳酸菌复合添加剂的制作方法如下：

1)MRS培养基为：蛋白胨10.0g；牛肉膏10.0g；酵母提取物5.0g；葡萄糖20.0g；吐温1mL；柠檬酸铵2.0g；醋酸钠5.0g；硫酸镁0.1g；硫酸锰0.05g；磷酸氢二钾2.0g；蒸馏水1000mL。固体培养基再加15g/L琼脂，121℃，灭菌20min。肉汤营养培养基为：牛肉膏3g，酵母提取物2g；蛋白胨10.0g；蒸馏水1000mL。固体培养基再加15g/L琼脂，121℃，灭菌20min。

2)植物乳杆菌在1L的MRS培养基35℃下培养16小时、枯草芽孢杆菌在1L的肉汤营养培养基30℃下培养16小时后，3500转/分离心收集菌体。

3)两菌体分别加入0.5L冷冻保护液（按重量计100g冷冻保护液含10g脱脂奶粉、5g甘油、1g谷氨酸钠、1g蔗糖、83g水）充分混匀，分装于直径为9厘米的塑料培养皿中，并使液体深度为2/3培养皿高。

4)在-80℃冰箱中冷冻1小时使之完全冰冻，然后放入冷冻干燥机中-40℃真空冻干48小时；冻干后将每个培养皿的冻干粉刮出并混合均匀。

5)将1g植物乳杆菌冻干粉稀释10⁸倍并在MRS琼脂培养基上培养、检测，保证每克冻干粉中含有10¹¹个植物乳杆菌；将1g枯草芽孢杆菌冻干粉稀释10⁸倍并在营养琼脂培养基上培养、检测，保证每克冻干粉中含有10⁹个枯草芽孢杆菌。

6)按重量计，将60%植物乳杆菌冻干粉、20%枯草芽孢杆菌冻干粉和20%葡萄糖混合均匀后按5g/袋进行封装制成乳酸菌复合添加剂。

1.2试验设计

设置对照（Control）：添加相应水平的蒸馏水；5%糖蜜（M）；3%糖蜜+10%酒糟（MW）；加纤维素酶组（HJE）：添加2.5mL kg^-1FW的cornzyme纤维素酶；乳酸发酵组（HJF）：添加2.0g kg^-1FW乳酸菌复合添加剂；混合添加组（HTEF）：2.5mL kg^-1FW cornzyme纤维素酶+2.0g kg^-1FW乳酸菌复合添加剂。添加水平均以青贮饲料原料鲜重为基准。每个处理设三个重复。分别在青贮的第7、24、45和60天开罐随机取样，测定青贮饲料相应的指标。

1.3试验方法

同实施实例1。

1.4数据统计

同实施实例1。

2.结果

如表3，青贮过程中，Control和各处理组的pH均在第7天至第24天时显著降低（P<0.05）。青贮第60天，HTEF的pH最低（P<0.05）。在青贮前24天，HJE组和HTEF组的乳酸含量显著高于Control、HJF、M和MW组（P<0.05）。青贮结束时，Control和各处理组的乳酸含量均达到最大值，HTEF的乳酸含量显著高于其它各组（P<0.05）。在青贮第60天时，HTEF的乙酸和总挥发性脂肪酸含量显著低于其它组（P<0.05），乳酸/乙酸值显著高于其它组（P<0.05）。在整个青贮过程中，各组的丙酸含量低于1.0g kg^-1DM。青贮前45天，Control和各处理组均未检测到丁酸，第60天时，各组的丁酸量均显著升高（P<0.05），其中HTEF组显著低于其它组（P<0.05）。

如表4，在整个青贮过程中，Control、HJE、HJF和HTEF的氨态氮/总氮随着青贮时间的延长而升高。在整个青贮过程中，M和ME组的氨态氮呈上升趋势，并在青贮第45天和第60天显著高于其它组（P<0.05）。各组的水溶性碳水化合物含量在整个青贮过程中的变化趋势为青贮早期显著下降（P<0.05），之后趋于稳定。

从表3和表4可见，青贮60天后，添加糖蜜、糖蜜和酒糟并未提高多年生黑麦草与箭筈豌豆混合青贮饲料的发酵品质，单独添加纤维素酶制剂或乳酸菌复合添加剂一定程度上提高了多年生黑麦草与箭筈豌豆混合青贮饲料的发酵品质，组合添加纤维素酶制剂和乳酸菌复合添加剂，二者协同起效，使青贮饲料乳酸含量最高，pH最低，氨态氮/总氮和丁酸含量最低，显著提高了多年生黑麦草与箭筈豌豆混合青贮饲料发酵品质。

表3.添加纤维素酶和乳酸菌复合添加剂对多年生黑麦草与箭筈豌豆混合青贮过程中pH、干物质、乳酸、挥发性脂肪酸含量和乳酸/乙酸的影响

表4.添加纤维素酶和乳酸菌复合添加剂对多年生黑麦草与箭筈豌豆混合青贮过程中氨态氮/总氮和水溶性碳水化合物含量的影响

Claims

1.一种青贮组合物，其特征在于由以下组分组成：以鲜重计，多年生黑麦草65～80重量份、箭筈豌豆20～35重量份，纤维素酶制剂以及乳酸菌复合添加剂，所述的乳酸菌复合添加剂由植物乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌以及葡萄糖组成。

2.根据权利要求1所述的青贮组合物，其特征在于所述的纤维素酶制剂为芬兰饲料国际有限公司生产的cornzyme纤维素酶。

3.根据权利要求2所述的青贮组合物，其特征在于以多年生黑麦草和箭筈豌豆原料总鲜重为基准，所述的纤维素酶制剂在组合物中的含量为2.0～3.0mL kg^-1FW，优选2.5mL kg^-1FW。

4.根据权利要求1所述的青贮组合物，其特征在于所述的乳酸菌复合添加剂中按重量计由60%植物乳杆菌冻干粉、20%枯草芽孢杆菌冻干粉和20%葡萄糖组成。

5.根据权利要求4所述的青贮组合物，其特征在于以多年生黑麦草和箭筈豌豆原料总鲜重为基准，所述的乳酸菌复合添加剂在青贮组合物中的含量为1.5～3.5g kg^-1FW，优选2.0g kg^-1FW。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的青贮组合物，其特征在于由以下组份组成：以鲜重计，多年生黑麦草72～80重量份，箭筈豌豆20～28重量份，以及2.5mL kg^-1FW纤维素酶制剂以及2.0g kg^-1FW乳酸菌复合添加剂；优选由以下组份组成：以鲜重计，多年生黑麦草75重量份，箭筈豌豆25重量份，以及2.5mL kg^-1FW纤维素酶制剂以及2.0g kg^-1FW乳酸菌复合添加剂。

7.权利要求1所述的青贮组合物在青贮饲料生产中的应用。

8.一种利用权利要求1～5中任一项所述的青贮组合物制备混合青贮饲料的方法，其特征在于①将多年生黑麦草和箭筈豌豆两种发酵原料切断，并按比例混合均匀；②加入所述的纤维素酶制剂和乳酸菌复合添加剂；③在10～25℃密封贮藏。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于多年生黑麦草和箭筈豌豆切短至1～2cm。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述的密封贮藏时间为45～65天，优选60天。