王昊 楊毅 郭天煜 鞠鑫鑫 李華 羅星

摘要：利用果膠渣作為添加劑對(duì)玉米秸稈進(jìn)行青貯，以pH、干物質(zhì)損失率、揮發(fā)性脂肪酸含量、可溶性碳水化合物含量、纖維素含量等變化為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)貯存效果進(jìn)行分析，以期為玉米秸稈青貯尋找一種新型添加劑。結(jié)果表明，添加果膠渣對(duì)玉米秸稈青貯具有較好的效果，能快速降低貯存過程的pH，最低pH達(dá)到3.97;能提高可溶性碳水化合物含量，為乳酸菌快速繁殖提供充足的原料;能減少乙酸生成量，降低貯存過程腐敗的可能性;能較好地降低貯存過程中的干物質(zhì)損失。

關(guān)鍵詞：玉米青貯;添加劑;果膠渣;發(fā)酵品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S816.5+3? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）17-0095-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.025? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： The pectin residue was used as an additive for corn stalk silage， the changes of pH value， the loss rate of dry matter， volatile fatty acid content， water-soluble carbohydrates content and cellulose content were taken as evaluation indexes to analysis the silage effect， and hope to search a new additive for corn straw silage. The results showed that the addition of pectin residue had a good effect on corn straw silage. It can quickly reduce the pH value in storage process， and the minimum pH value reaches 3.97， improve the content of water-soluble carbohydrates and provide sufficient raw materials for the rapid propagation of lactic acid bacteria， reduce the amount of acetic acid and reduce the possibility of corruption in storage process， reduce dry matter loss during storage.

Key words： corn silage; additives; pectin slag; fermentation quality

中國(guó)是玉米生產(chǎn)大國(guó)，年玉米秸稈產(chǎn)量超過2億t，合理開發(fā)利用玉米秸稈成為重要的研究課題。玉米秸稈青貯飼料化利用可以較大限度地保存原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并以鮮嫩多汁的適口性特點(diǎn)，調(diào)節(jié)青綠飼料的季節(jié)性盈缺，提高動(dòng)物的采食量和利用率。玉米秸稈的青貯是在厭氧環(huán)境中利用乳酸菌大量繁殖，形成優(yōu)勢(shì)菌群，快速降低貯存環(huán)境的pH，抑制大腸桿菌、梭菌和芽孢桿菌的活性，從而降低貯存過程中的營(yíng)養(yǎng)損失，提高發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì)[1]。pH是秸稈貯存過程中的重要指標(biāo)[2]， pH低于4.2貯存具有較好的效果[3]。

添加乳酸菌制劑在國(guó)外的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，國(guó)內(nèi)許多地區(qū)因地制宜地對(duì)玉米秸稈添加甜菜渣[4]、水葫蘆[5]、糖蜜[6]、蘋果渣[7]等進(jìn)行青貯。這些青貯玉米秸稈各有特點(diǎn)，共同特點(diǎn)是能夠減緩營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失，能較好地提高貯存過程中的發(fā)酵品質(zhì)。同時(shí)需要注意的是青貯原料的特性、環(huán)境條件、青貯技術(shù)及添加劑本身的特性等對(duì)添加劑效果都會(huì)有影響[8]。

中國(guó)蘋果產(chǎn)量占全球的近50%，是世界最大的蘋果汁生產(chǎn)國(guó)，占世界蘋果汁總供應(yīng)量的2/3。蘋果汁生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生20%～40%的蘋果渣，蘋果渣富含水溶性膳食纖維（主要是果膠）和不溶性膳食纖維。眾多企業(yè)利用蘋果渣提取果膠，產(chǎn)生65%～80%的果膠渣，這些果膠渣呈黏稠狀，有濃郁的芳香味，富含營(yíng)養(yǎng)元素，是動(dòng)物飼料優(yōu)質(zhì)的添加劑。為此，本研究利用剛?cè)ニ氲挠衩捉斩捥砑庸z渣進(jìn)行青貯，研究添加劑對(duì)青貯品質(zhì)的影響，以期對(duì)提高去穗玉米秸稈青貯制作生產(chǎn)水平提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 材料

玉米秸稈取自煙臺(tái)市牟平區(qū)高陵鎮(zhèn)農(nóng)田，收獲玉米穗后，秸稈用粉碎機(jī)切割揉搓成3～4 cm段。果膠渣取自煙臺(tái)北方安德里果汁股份有限公司。

1.2? 試驗(yàn)方法

取玉米秸稈加入其干物質(zhì)含量10%的果膠渣，加水調(diào)整含水率至60%，攪拌均勻，放置平衡24 h。準(zhǔn)確稱量100g裝入密封袋中，抽真空，置于恒溫培養(yǎng)箱26 ℃避光貯存。不同時(shí)間取出檢測(cè)貯存特性指標(biāo)。同時(shí)進(jìn)行不添加果膠渣試驗(yàn)作空白對(duì)照。

1.3? 檢測(cè)方法

可溶性碳水化合物（WSC）的測(cè)定采用硫酸蒽酮法[9]，貯存秸稈60 ℃烘干，粉碎，用乙醚研磨提取，75 ℃浸提，硫酸-蒽酮比色法測(cè)定;pH用酸度儀測(cè)定，樣品加10倍水，25 ℃振蕩平衡4 h，測(cè)定溶液pH;干物質(zhì)損失率采用重量法測(cè)定，貯存前秸稈干物質(zhì)質(zhì)量減去取樣時(shí)秸稈干物質(zhì)質(zhì)量，得到干物質(zhì)損失量，除以貯存前秸稈干物質(zhì)質(zhì)量的干物質(zhì)損失率;揮發(fā)性脂肪酸用氣相色譜法檢測(cè)，秸稈加入蒸餾水浸提4 h，上清液離心，用甲酸調(diào)節(jié)pH為2～3，過0.22 μm水系濾膜，用氣相色譜儀測(cè)定;纖維素用范氏洗滌法測(cè)定[10]，稱取0.5 g干燥粉碎秸稈粉裝入檢測(cè)袋中，用纖維素分析儀測(cè)定[11]。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 添加果膠渣對(duì)玉米秸稈青貯過程中pH的影響

果膠渣呈微酸性，pH 6.5左右，添加果膠渣對(duì)玉米秸稈青貯有一定影響，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，添加果膠渣初始pH略低于空白組，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)pH迅速降低，10 d后相對(duì)保持平穩(wěn)。在180 d的取樣檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)添加果膠渣和不添加果膠渣貯存玉米秸稈pH都小于4.3，具有較好的酸性環(huán)境。其中添加果膠渣組pH整體低于空白組，檢測(cè)最低達(dá)到3.97，說(shuō)明添加果膠渣有利于青貯玉米秸稈創(chuàng)造更好的酸性環(huán)境。

2.2? 添加果膠渣對(duì)玉米秸稈青貯過程中干物質(zhì)損失的影響

玉米秸稈的干物質(zhì)主要由植物多糖、木質(zhì)素、灰分和其他有機(jī)物組成，干物質(zhì)損失就是質(zhì)量損失。在青貯過程中干物質(zhì)損失主要是因?yàn)楹醚蹙蛥捬蹙鷮?duì)秸稈中可溶性碳水化合物的消耗。添加果膠渣青貯玉米秸稈干物質(zhì)損失如圖2所示。從圖2可以看出，貯存開始階段干物質(zhì)損失較快，當(dāng)貯存30 d以后干物質(zhì)損失率基本保持不變。在180 d貯存過程中干物質(zhì)損失率都低于2%，具有較好的貯存效果。添加果膠渣進(jìn)行玉米秸稈青貯干物質(zhì)損失率略低于空白組，說(shuō)明果膠渣中的可溶性碳水化合物含量較高，乳酸菌能快速繁殖，迅速達(dá)到厭氧狀態(tài)，抑制了干物質(zhì)的消耗。

2.3? 添加果膠渣對(duì)玉米秸稈青貯過程中乳酸、乙酸含量的影響

玉米秸稈青貯過程中的有機(jī)酸含量是評(píng)判貯存發(fā)酵效果的一個(gè)重要指標(biāo)[3]，貯存效果的優(yōu)劣取決于乳酸菌，乳酸是乳酸菌主要的代謝產(chǎn)物，乳酸生成量是反映濕貯存質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是影響pH的主要因素。乙酸主要來(lái)源于乙酸菌和乳酸菌，乙酸菌在有氧氣存在的條件下可以產(chǎn)生大量的乙酸[12]。

本研究以秸稈貯存過程中乙酸和乳酸的變化判斷貯存效果，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，乙酸含量在貯存前期迅速增加，20 d后基本保持不變，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)乙酸含量逐漸降低，說(shuō)明低pH使乙酸菌失去活性，乙酸逐步被分解轉(zhuǎn)化而降低。其中添加果膠渣貯存的玉米秸稈乙酸含量低于空白組;貯存過程中乳酸含量逐漸增加，30 d后基本保持不變，說(shuō)明較大的酸性抑制了乳酸菌的活性。經(jīng)過180 d的貯存發(fā)現(xiàn)，添加果膠渣組的乳酸含量高于空白組;說(shuō)明添加果膠渣有利于玉米秸稈青貯。

2.4? 添加果膠渣對(duì)玉米秸稈貯存過程中纖維素含量的影響

玉米秸稈主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等組成，在玉米秸稈青貯過程中，纖維性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為更適合微生物吸收利用的營(yíng)養(yǎng)成分，使得纖維素含量降低。由圖3可以看出，在玉米秸稈貯存的前期纖維素含量迅速降低，其中添加果膠渣纖維素含量降低較快，30 d后纖維素含量基本保持不變。貯存180 d后添加果膠渣與空白組纖維素含量基本相同，說(shuō)明添加果膠渣在貯存初期能快速轉(zhuǎn)換纖維素，長(zhǎng)期貯存不能起到減少纖維素?fù)p失量的作用。

2.5? 添加果膠渣對(duì)玉米秸稈貯存過程中可溶性碳水化合物的影響

可溶性碳水化合物是乳酸菌形成乳酸的原料，乳酸菌發(fā)酵底物充足，能產(chǎn)生足夠的乳酸，造成較好的酸性環(huán)境，從而抑制或殺死真菌等有害微生物，達(dá)到秸稈貯存的目的。從圖4可以看出，添加果膠渣玉米秸稈中可溶性碳水化合物含量高于空白組中的含量，添加果膠渣使得初始碳水化合物含量高，有利于乳酸菌大量繁殖，使得碳水化合物含量迅速降低，20 d后碳水化合物含量基本保持不變。180 d的貯存過程中添加果膠渣玉米秸稈的碳水化合物含量始終高于空白組。因此添加果膠渣具有較好的貯存效果。

3? 小結(jié)

果膠渣是果汁廠的廢棄物，可溶性碳水化合物含量高，是動(dòng)物飼料的優(yōu)良添加劑，可用于玉米秸稈青貯;添加果膠渣進(jìn)行玉米秸稈青貯，可較快增加發(fā)酵過程中乳酸生成量，從而迅速降低發(fā)酵pH，提高貯存效果。相對(duì)于不加果膠渣玉米秸稈青貯，能減少乙酸生成量，從而降低發(fā)酵腐敗的可能性。添加果膠渣進(jìn)行玉米秸稈青貯，可以降低貯存過程中干物質(zhì)損失率，使貯存半年后的干物質(zhì)損失率低于2%， 滿足貯存標(biāo)準(zhǔn)，提高了玉米秸稈的可利用資源量。

參考文獻(xiàn)：

[1] KRAWUTSCHKE M，THAYSEN J，WEIHER N，et al. Effects of inoculants and wilting on silage fermentation and nutritive characteristics of red clover-grass mixtures[J].Grass and forage science，2013，68（2）：326-338.

[2] 程銀華，雷雪芹，徐廷生，等.玉米秸稈揉絲微貯與傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中pH和微生物的變化[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，42（5）：17-20.

[3] 李改英，陳玉霞，廉紅霞，等.苜蓿青貯品質(zhì)評(píng)定指標(biāo)體系及測(cè)定方法的概述[J].草業(yè)科學(xué)，2010，27（8）：151-154.

[4] 王建明，孫容非.添加劑在玉米秸稈青貯中的應(yīng)用及幾點(diǎn)體會(huì)[J].中國(guó)牛業(yè)科學(xué)，2011，37（6）：84-85.

[5] 莊益芬，陳鑫珠，廖惠珍，等.添加劑對(duì)水葫蘆玉米秸稈混合青貯品質(zhì)的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（20）：34-39.

[6] 呂文龍，刁其玉，閆貴龍.不同添加劑對(duì)不帶穗玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響[J].中國(guó)畜牧獸醫(yī)，2010，37（3）：22-26.

[7] 陳志強(qiáng)，李愛華，羅曉瑜，等.蘋果渣與玉米秸稈混貯飼料應(yīng)用于肉牛育肥的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（26）：14465-14467.

[8] HENDERSON A R，MCDONALD P. The effect of a range of commercial inoculants on the biochemical changes during the ensilage of grass in laboratory studies[J].Res Dev Agric，1984，3：167-171.

[9] MCDONALD P，HENDERSON A R. Determination of water-soluble carbohydrates in grass[J].Journal of the science of food and agriculture，1964，15（6）：395-398.

[10] VAN SOEST P J，ROBERTSON J B，LEWIS B A. Methods for dietary fiber，neutral detergent fiber，and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition[J].Journal of dairy science，1991，74：3583-3597.

[11] 王金主，王元秀，李? 峰，等.玉米秸稈中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的測(cè)定[J].山東食品發(fā)酵，2010（3）：44-47.

[12] 劉桂要.玉米秸稈青貯過程中微生物、營(yíng)養(yǎng)成分及有機(jī)酸變化規(guī)律的研究[D].陜西楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2009.