趙彩艷，尤躍鈞

（1.孝感學(xué)院新技術(shù)學(xué)院生物化學(xué)系，湖北 孝感 432000；2.上海諾華動(dòng)物保健品有限公司，上海 200031）

青貯飼料是把農(nóng)作物秸桿或半干飼料裝入青貯窖內(nèi)，在厭氧條件下，依靠乳酸菌發(fā)酵制成能長(zhǎng)期保存的飼料。其原理是乳酸菌厭氧發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，使青貯飼料的pH達(dá)到3.8～4.2，從而使青貯飼料內(nèi)包括乳酸菌在內(nèi)的所有生物活動(dòng)受到抑制，達(dá)到保存飼料的目的。青貯飼料因其多汁，柔軟，味酸香，易于牲畜采食消化等優(yōu)點(diǎn)成為反芻動(dòng)物及室內(nèi)圈養(yǎng)的牛、羊的主要飼料來(lái)源[1]。

1 青貯原理

青貯就是把飼料置于密閉的環(huán)境條件下，采用適宜的溫度和濕度，使乳酸菌大量繁殖，從而將飼料中的淀粉和可溶性糖變成乳酸。當(dāng)乳酸積累到一定濃度，抑制霉菌等細(xì)菌的生長(zhǎng)，這樣飼料中的養(yǎng)分就不會(huì)腐敗變質(zhì)，有利于飼料長(zhǎng)時(shí)間保存。經(jīng)過(guò)青貯的飼料青綠鮮嫩、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性強(qiáng)、易于消化，刺激腸道，大幅提高其消化率[2]。

2 乳酸菌在青貯飼料制作過(guò)程中的發(fā)酵過(guò)程

2.1 發(fā)酵類型

青貯飼料中主要的厭氧微生物是乳酸菌，乳酸菌是一類可利用葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸的厭氧細(xì)菌。乳酸菌內(nèi)不含蛋白分解酶，不能降解蛋白質(zhì)，在溫度20～30℃、濕度65%～75%、pH 4.0～6.0的條件下最適生長(zhǎng)繁殖。乳酸菌的共同特性是發(fā)酵糖產(chǎn)生乳酸，并且在無(wú)氧條件下生長(zhǎng)良好。青貯窖和青貯原料不同，乳酸菌的數(shù)量和活性差異非常大[3]。有學(xué)者分析了紫花苜蓿和玉米等青貯原料上的微生物種類，其中腸桿菌在2種植物上是主要的微生物，其次是酵母菌和霉菌，其中13%為乳酸分泌型的酵母菌，而乳酸菌包括只占微生物總數(shù)的5%，數(shù)量從10～104cfu·g－1，附生在作物表面的微生物和作物種類有關(guān)，作物表面的微生物和溫度、作物的枯萎及作物的成熟等都有關(guān)系。乳酸菌種類很多，受發(fā)酵產(chǎn)生不同分為同型乳酸菌和異型乳酸菌（混合乳酸菌）兩大類。同型乳酸發(fā)酵是將1分子葡萄糖轉(zhuǎn)化為2分子乳酸，消耗能量少，而異型乳酸發(fā)酵是將1分子葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸、乙醇及二氧化碳各1分子，因而消耗能量較多。在青貯飼料制作時(shí)，從保存能量的角度考慮，應(yīng)以同型乳酸發(fā)酵為好[4]。同型乳酸菌發(fā)酵與不添加乳酸菌發(fā)酵相比較，乙酸和氨態(tài)氮含量低，青貯產(chǎn)物中有更多的乳酸發(fā)酵和水溶性碳水化合物，能促進(jìn)青貯的發(fā)酵，但卻使青貯貯藏和開(kāi)窖后的穩(wěn)定性降低。同型發(fā)酵菌株使玉米、高粱、小麥等作物的青貯在有氧時(shí)更容易變質(zhì)，因?yàn)檫@些發(fā)酵中沒(méi)有足夠的揮發(fā)性脂肪酸（VFA）保護(hù)青貯，以限制酵母菌和霉菌的生長(zhǎng)，這種青貯有氧的變質(zhì)不僅造成干物質(zhì)損失，真菌還會(huì)產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)，對(duì)動(dòng)物的健康造成威脅。乳酸菌異型發(fā)酵使糖發(fā)酵為乳酸、乙酸和乙醇等，且將碳水化合物轉(zhuǎn)化為乳酸的效率僅為同型的17%～50%，只能產(chǎn)生不易被動(dòng)物代謝的D型乳酸，發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇利用很差，乙酸不能被利用。

2.2 青貯過(guò)程中乳酸菌的發(fā)酵過(guò)程

2.2.1 好氧呼吸階段

切碎、壓實(shí)的飼料，在剛密封時(shí)，由于原料切割的長(zhǎng)度和含水量不同而含有相當(dāng)?shù)目諝狻？諝夂咳Q于原料切割的長(zhǎng)度和含水量，切割越短、含水量越高壓實(shí)緊密度越高，一般約占總體積的2/3。此時(shí)植物細(xì)胞利用飼料中的碳水化合物及有機(jī)酸等進(jìn)行以有氧呼吸為主的代謝，同時(shí)蛋白質(zhì)被水解成氨基酸[5]。此時(shí)，植物表面附生或污染的好氧和兼性好氧菌（酵母菌和霉菌）競(jìng)爭(zhēng)性利用作物的營(yíng)養(yǎng)成分，快速生長(zhǎng)繁殖。隨著代謝活動(dòng)的進(jìn)行，青貯環(huán)境內(nèi)部氧氣逐漸耗盡，好氧微生物代謝和植物呼吸受到抑制而停止[1]。呼吸過(guò)程使飼料溫度上升，產(chǎn)生適量的熱量有利于乳酸發(fā)酵，一般鎮(zhèn)壓良好，水分適宜的青貯窖內(nèi)溫度可維持在20～30℃，適宜于乳酸菌生長(zhǎng)繁殖。這一階段發(fā)生在青貯最初的一段時(shí)間內(nèi)，是青貯料的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)破壞下降的主要階段，此過(guò)程長(zhǎng)短取決于青貯原料的種類和調(diào)制技術(shù)，要盡可能縮短這一過(guò)程的時(shí)間。

2.2.2 無(wú)氧發(fā)酵階段

隨著青貯中氧氣的耗盡，一般從第3天起開(kāi)始進(jìn)入微生物的無(wú)氧發(fā)酵過(guò)程[5]。此時(shí)各種厭氧菌或兼性厭氧菌包括乳酸菌、腸球菌、梭菌和酵母菌等通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性利用植物表面的可溶性碳水化合物和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而生長(zhǎng)。一般情況下，這個(gè)過(guò)程以乳酸菌發(fā)酵為主，同時(shí)伴隨著少量的酒精、丁酸、乙酸及丙酸發(fā)酵。比較優(yōu)質(zhì)的青貯飼料，乳酸菌含量多，在厭氧細(xì)菌中乳酸菌生長(zhǎng)非常迅速，大量地繁殖成為優(yōu)勢(shì)菌群，產(chǎn)生大量發(fā)酵產(chǎn)物包括乳酸和乙酸，導(dǎo)致pH降低，從而抑制其他菌類的繁殖，起到防腐保鮮的作用[6]。當(dāng)pH＜4.0，所有微生物活動(dòng)均被抑制，進(jìn)入了穩(wěn)定期[7]。厭氧發(fā)酵階段時(shí)間因青貯作物的不同而異，但良好的青貯過(guò)程往往在較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量有機(jī)酸導(dǎo)致整個(gè)青貯環(huán)境pH的迅速下降。

2.2.3 穩(wěn)定期及完成保存期

當(dāng)青貯飼料的pH降低到一定程度，又沒(méi)有氧氣進(jìn)入青貯環(huán)境的條件下，各種發(fā)酵參數(shù)如微生物菌群和代謝產(chǎn)物保存相對(duì)穩(wěn)定。此時(shí)存活的微生物種類很少，主要是耐酸性強(qiáng)的乳酸菌，隨著乳酸積累到一定程度，乳酸菌本身也受到抑制，并開(kāi)始逐漸死亡。乳酸積累到青貯料濕重的1.5%～2.0%，青貯飼料在厭氧和酸性的環(huán)境中成熟，并長(zhǎng)期保存下來(lái)[1]。

2.2.4 二次發(fā)酵階段

青貯結(jié)束后，在青貯窖開(kāi)封提取青貯飼料時(shí)，空氣隨之進(jìn)入，青貯飼料的表面與空氣接觸，好氧型微生物大量繁殖，青貯飼料中的養(yǎng)分遭受大量損失，出現(xiàn)腐敗，并產(chǎn)生大量的熱。二次發(fā)酵的微生物包括酵母菌和霉菌，一般情況下，首先是1～2 d酵母繁殖，產(chǎn)生熱量，然后是霉菌繁殖，使飼料腐敗。隨著發(fā)熱，飼料的乳酸含量迅速下降，pH迅速上升，pH＞5時(shí)，由飼料中蛋白質(zhì)和氨基酸分解產(chǎn)生的揮發(fā)性氨態(tài)氮急劇增加，腐敗變質(zhì)后的青貯飼料，不能飼喂家畜[1]。

3 影響乳酸菌發(fā)酵的因素

3.1 青貯原料的糖分

糖分是乳酸發(fā)酵的主要物質(zhì)，青貯原料含糖量的多少影響到青貯效果的好壞。一般含糖量較多，易于青貯的是玉米、高粱秸稈、禾本科青草等，帶穗青貯玉米的含糖量可達(dá)到6%。優(yōu)質(zhì)的青貯一般要求青貯飼料原料的含糖量為1%～5%[8]。含糖量過(guò)低時(shí)無(wú)法制成優(yōu)質(zhì)青貯飼料，主要原因可能是此時(shí)梭狀芽孢桿菌生長(zhǎng)繁殖，通過(guò)脫氫、脫羧和氧化還原等方式使蛋白質(zhì)發(fā)生腐敗，引起青貯飼料異常發(fā)酵，造成變質(zhì)。不同的青貯料含糖量也存在差異，南瓜、甘藍(lán)、禾本科牧草等飼料含有豐富的糖分，易于青貯，而苜蓿、三葉草等豆科牧草含糖分較低，不宜單獨(dú)青貯，可與其他含糖量高的原料按一定比例混貯，也可在青貯時(shí)添加玉米粉、麩皮或者米糠3%～5%，以增加含糖量，對(duì)于豆科植株青貯難以成功，需與禾本科植物混合或加入米糠10%～20%混合青貯[6]。

3.2 原料含水量

青貯原料中適當(dāng)?shù)暮渴潜ＷC乳酸菌正?；顒?dòng)的重要條件，水分含量的高低會(huì)影響青貯發(fā)酵的過(guò)程和青貯料的品質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，原料含水量以65%～75%為宜，水分過(guò)低，影響微生物的活性，另外也難以壓實(shí)，造成好氧性菌大量繁殖，使飼料發(fā)酵發(fā)霉腐爛；水分過(guò)多，容易腐爛，糖濃度低，利于乳酸菌活動(dòng)，易結(jié)塊，青貯品質(zhì)變差，同時(shí)植物細(xì)胞液汁流失，養(yǎng)分損失大[9]。青貯原料適宜含水量因質(zhì)地不同而存在差異，收割早、幼嫩、多汁、柔軟的原料含水量約為6%，質(zhì)地粗硬的原料含水量可達(dá)78%～82%。此外，青貯所要求的水分與原料種類有關(guān)，原料種類不同，青貯要求含水量也不同。研究表明，豆科牧草含水量以6%～7%為宜，禾本科牧草含水量可高達(dá)72%～82%，原料含水量會(huì)直接影響牲畜對(duì)青貯料的采食效果和消化吸收[7]。

3.3 發(fā)酵的溫度

在青貯飼料的制作過(guò)程中，青貯窖內(nèi)溫度的高低，直接影響著乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖。而青貯飼料中乳酸含量的多少，是檢驗(yàn)乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖和生命活動(dòng)強(qiáng)弱的指標(biāo)。研究表明，青貯窖里溫度越高，養(yǎng)分損失越多，但過(guò)高的溫度可延長(zhǎng)青貯發(fā)酵的時(shí)間，抑制乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖。青貯飼料品質(zhì)的優(yōu)劣和使用價(jià)值的高低，取決于青貯飼料的厭氧發(fā)酵是乳酸菌發(fā)酵還是丁酸發(fā)酵。因此，必須掌握好溫度，乳酸菌發(fā)酵適宜的溫度為19～37℃，最好不要＞37℃，大多數(shù)梭菌最適宜生長(zhǎng)溫度較乳酸菌高，約為37℃，楔形菌等嗜熱菌適溫為45℃，但50℃時(shí)仍可生長(zhǎng)。研究表明，當(dāng)窖內(nèi)溫度上升到40～50℃時(shí)，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失則高達(dá)20%～40%。而青貯窖溫的變化主要受封窖的基本溫度和好氣性發(fā)酵階段的影響，封窖時(shí)窖溫過(guò)高或超過(guò)37℃或壓緊封嚴(yán)不夠，往往會(huì)形成適合丁酸發(fā)酵的高溫青貯，得到青貯飼料的品質(zhì)極差。因此，迅速裝窖壓實(shí)封嚴(yán)以便盡快形成以乳酸發(fā)酵為優(yōu)勢(shì)的良好的厭氧環(huán)境[6]。

3.4 厭氧程度

含氧量是青貯能否取得成功的關(guān)鍵因素，如果青貯原料切割過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)壓緊或封密不嚴(yán)，窖內(nèi)空氣過(guò)多，好氧菌的作用越強(qiáng)烈，從而產(chǎn)生的熱量也就越多，不利于乳酸菌的繁殖。好氧性微生物（如腐敗細(xì)菌等）活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，營(yíng)養(yǎng)成分損失增強(qiáng)，引起青貯飼料變質(zhì)，因此要認(rèn)真做好裝填和壓實(shí)工作。青貯原料要切割成適宜的長(zhǎng)度（玉米秸稈3～5 cm，牧草、紅苕藤2～3 cm），對(duì)裝填窖內(nèi)的原料要壓緊、封嚴(yán)，使其不漏氣、不漏水，盡量減少裝填時(shí)間，以迅速營(yíng)造一個(gè)利于乳酸菌生長(zhǎng)、繁殖的厭氧環(huán)境，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失，提高青貯品質(zhì)[6]。

3.5 原料的緩沖能力

原料的緩沖力與粗蛋白的含量有關(guān)，二者成正比關(guān)系，緩沖力越高，粗蛋白的含量也就越高，青貯發(fā)酵則不易形成低pH狀態(tài)，這樣對(duì)蛋白質(zhì)有強(qiáng)分解作用的梭菌將氨基酸通過(guò)脫氫或脫羧作用形成氨，氨溶入水中形成弱堿，使pH下降慢，不利于乳酸菌的發(fā)酵，從而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失越多，降低青貯品質(zhì)。有研究報(bào)道，適宜水平可溶性碳水化合物含量是克服高緩沖度、保證青貯發(fā)酵品質(zhì)、獲得優(yōu)質(zhì)青貯的前提條件，因?yàn)楹橇扛邉t粗蛋白質(zhì)含量相對(duì)較少，乳酸菌容易利用可溶性糖進(jìn)行乳酸發(fā)酵快速形成低pH環(huán)境。如苜蓿、豆科牧草等緩沖度的原料要和一些糖分含量高的禾本牧草進(jìn)行混合青貯[2]。

3.6 其他因素

研究表明，原料的青貯效果還受品種、籽實(shí)的成熟程度、葉與稈中粗蛋白質(zhì)含量、收獲期等因素的影響。青綠飼料一般隨著生長(zhǎng)和成熟，莖葉逐漸變粗變硬，其所含營(yíng)養(yǎng)成分也隨著之下降。青貯玉米最適收獲期在植株含水量為61%～68%時(shí)，這種理想的含水量在半乳線階段至1/4乳線階段出現(xiàn)，即乳線下移到子粒1/2～3/4階段。若在貯料含水量高于68%或在半乳線階段前收獲，干物質(zhì)積累沒(méi)有達(dá)到最大量；若在貯料含水量降到61%以下或籽粒乳線消失后收獲，莖葉會(huì)老化，并導(dǎo)致產(chǎn)量損失。

研究表明，麥類作物不同生長(zhǎng)期各項(xiàng)指標(biāo)存在極顯著差異；燕麥的最佳刈割期為開(kāi)花后30 d，小麥的最佳青貯刈割期為開(kāi)花后20 d，麥類作物粗蛋白含量隨生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)而遞減，但不影響青貯粗蛋白總產(chǎn)量的增加，粗纖維含量隨生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)而遞增。

可見(jiàn)，要注意各種青貯原料適宜的收割期，玉米收割期一般為乳熟期至蠟熟期，禾本科牧草為孕穗期至抽穗期，豆科牧草為現(xiàn)蕾期到初花期，水生飼料撈取日曬1～2 d；紅薯藤在下霜前或收薯前1～2 d收割，各種樹(shù)的嫩枝，樹(shù)葉可在落葉前收獲青貯[7]。

4 小結(jié)

青貯技術(shù)已成為當(dāng)前畜牧生產(chǎn)中的一項(xiàng)常規(guī)技術(shù)，其操作過(guò)程十分簡(jiǎn)單的，但是也有一定的技術(shù)性，只有深入了解青貯發(fā)酵的過(guò)程及乳酸菌發(fā)酵機(jī)制，控制好乳酸發(fā)酵的影響因素，揚(yáng)長(zhǎng)避短，才能獲得優(yōu)質(zhì)的青貯飼料。

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