艾 琪，郭 睿，陳亞飛，蘇華維，蔣 慧*，蔣 濤*

(1.塔里木大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.塔里木畜牧科技兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，北京 100193；4.動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

據(jù)調(diào)查，2016年中國蘋果栽培面積為2.384×10hm，占世界蘋果栽培總面積的45.04%；蘋果總產(chǎn)量達(dá)到4.445×10t，占世界蘋果總產(chǎn)量的49.76%。傷殘爛果率一般為18%～20%，殘次蘋果加工利用率不到20%。蘋果產(chǎn)業(yè)作為新疆主要林果業(yè)之一，2018年僅阿克蘇地區(qū)蘋果年產(chǎn)量就達(dá)到了5×10～6×10t。由于新疆地理位置偏遠(yuǎn)，缺少深加工、產(chǎn)業(yè)鏈短等原因，導(dǎo)致殘爛果率高于全國平均水平，而殘次蘋果加工利用率低于全國平均水平，絕大多數(shù)殘次蘋果被拋棄，資源浪費(fèi)相當(dāng)大。目前關(guān)于殘次蘋果的研究大多集中在蘋果渣的飼料加工方面。蘋果渣含有豐富的纖維素、礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)成分，已被廣泛應(yīng)用到畜禽飼糧中，并取得較好的飼用效果。有研究報(bào)道，番茄渣、馬鈴薯以及馬鈴薯莖葉與小麥秸稈混合青貯，均獲得了較好的青貯品質(zhì)。殘次蘋果由于沒有經(jīng)過榨汁等處理，水分含量高達(dá)90%以上，很容易腐敗變質(zhì)，失去食用和飼用價(jià)值，如果將殘次蘋果與小麥秸稈混合青貯，可克服小麥秸稈可溶性糖和水分含量低的缺陷，提供更充足的發(fā)酵底物，但能否獲得優(yōu)良的發(fā)酵飼料值得探討。

本試驗(yàn)將殘次蘋果與小麥秸稈按不同質(zhì)量比混合青貯并添加乳酸菌，探索添加乳酸菌對(duì)殘次蘋果和小麥秸稈混合青貯品質(zhì)的影響及其適宜的混合比例，為殘次蘋果和小麥秸稈的初步利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

殘次蘋果和小麥秸稈均取自塔里木大學(xué)附近團(tuán)場(chǎng)；乳酸菌為本研究團(tuán)隊(duì)前期從青貯中篩選并保存。青貯原料的營養(yǎng)成分和微生物數(shù)量見表1。

表1 殘次蘋果與小麥秸稈的營養(yǎng)成分與微生物數(shù)量

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將殘次蘋果與小麥秸稈按不同質(zhì)量百分比混合，并設(shè)置對(duì)照組(不添加乳酸菌，C)和添加乳酸菌(L，添加量為10CFU/g)兩組，共12個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，見表2。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 混合青貯飼料的調(diào)制

將殘次蘋果粉碎，小麥秸稈切成2～3 cm左右的長度，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量百分比混勻，乳酸菌處理組添加乳酸菌混合均勻，水分含量低的組用自來水調(diào)節(jié)水分含量與高水分組相當(dāng)，壓入潔凈的1 000 mL玻璃廣口瓶中，壓實(shí)密度為750±50 g/L，蓋上蓋子后用凡士林和膠帶密封，室溫密封保存90 d。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 貯飼料營養(yǎng)成分的測(cè)定 取各樣品500 g 在烘箱中65 ℃ 烘干至恒重，粉碎后過1 mm篩密封保存?zhèn)溆谩８晌镔|(zhì)(dry matter，DM)用105 ℃ 烘干法測(cè)定(DHG-9240A，上海齊欣)，粗蛋白質(zhì)(crude protein，CP)采用凱氏定氮法測(cè)定，中性洗滌纖維 (neutral detergent fiber，NDF) 和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF) 含量用范氏洗滌纖維法測(cè)定，半纖維素(Hemicellulose，HC)為NDF和ADF差值；可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate，WSC)用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定。

1.4.2 青貯飼料的感官評(píng)定及發(fā)酵品質(zhì)測(cè)定 參考文獻(xiàn)[13]方法進(jìn)行感官評(píng)定。開瓶取出青貯飼料，在自封袋中混合均勻，準(zhǔn)確稱取50 g 青貯飼料放入1 000 mL 三角瓶中，加2 ℃ 蒸餾水450 mL，用封口膜封口，放入4 ℃ 冰箱中浸提24 h，其間搖晃3～5 次，用滌綸布過濾，并擠盡殘?jiān)械奶崛∫?，用定量濾紙過濾，所得提取液保存?zhèn)溆?。在提取液中加?5%的偏磷酸(浸提液與偏磷酸的體積比為5:1)，靜置30 min，1 500 r/min、4 ℃離心15 min，上清液經(jīng)0.45 μm 濾膜過濾，用高效液相色譜儀測(cè)定乳酸(lactate acid，LA)含量，用高效液相色譜儀測(cè)定乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propinic acid，PA)、丁酸(butyric acid，BA)的含量。pH用酸度計(jì)( PHSJ-5，上海雷磁)測(cè)定。用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮(ammonia nitrogen，NH-N) 含量。

1.4.3 微生物數(shù)量的測(cè)定 各取10 g 樣品，加入90 mL滅菌水，并做倍比稀釋，每個(gè)稀釋梯度做3個(gè)重復(fù)，采用稀釋平板涂布法對(duì)微生物菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)。乳酸菌、霉菌、酵母菌分別用MRS培養(yǎng)基、高鹽察氏培養(yǎng)基、麥芽糖浸粉瓊脂培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和DPS v3.01專業(yè)版統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和 Duncan 氏多重比較，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。添加劑、混合比例及二者間的交互作用使用雙因素方差分析。<0.05表示差異顯著，<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 混合青貯飼料的感觀評(píng)定

從pH、水分、氣味、結(jié)構(gòu)、色澤等進(jìn)行感官評(píng)價(jià)(表3)，不添加乳酸菌的C3、C4、C5的等級(jí)均為良， C2、C6為中， C1為劣。添加乳酸菌的處理L4的等級(jí)為優(yōu)，L3、L5、L6為良，L1、L2為中?；旌锨噘A中殘次蘋果比例高的C5、C6和L5、L6，結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為較黏手；但 L5、L6的感官品質(zhì)分別優(yōu)于相同混合比例的C5、C6。說明添加乳酸菌的青貯飼料感官品質(zhì)優(yōu)于未添加乳酸菌的。

表3 混合青貯飼料感官評(píng)分

2.2 混合青貯飼料的營養(yǎng)成分

不同混合青貯的營養(yǎng)成分如表4所示。C1、C2、C3、C4和L1、L2、L3、L4的DM含量差異不顯著(>0.05)，但顯著高于其他幾個(gè)處理(<0.05)；C1的CP含量顯著低于其他各處理(<0.05)；C1和L1的NDF、ADF含量均顯著高于其他各處理，且隨著殘次蘋果添加比例的增高而降低；處理C6和L6的WSC含量均顯著高于其他各處理(<0.05)。通過二因素顯著性分析可知，添加乳酸菌與否對(duì)DM、CP、HC均無顯著影響(P>0.05)，對(duì)ADF有顯著影響(<0.05)，對(duì)NDF、WSC有極顯著影響(<0.01)。混合比例對(duì)DM、CP、NDF、ADF、HC、WSC均有極顯著影響(<0.01)。兩者交互后，對(duì)DM、CP、DNF、ADF、WSC無顯著影響(>0.05)，對(duì)HC有顯著影響(<0.05)。

表4 混合青貯飼料的營養(yǎng)成分

2.3 混合青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)

由表5可知，隨著殘次蘋果比例增加，混合青貯料的pH隨之降低。 C1和L1的pH顯著高于其他處理(<0.05)；不添加乳酸菌的C1、C2、C3 pH無顯著差異(>0.05)，但均顯著高于其他3個(gè)處理(<0.05)。添加乳酸菌能使pH進(jìn)一步降低。

表5 不同比例殘次蘋果和小麥秸稈混合青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)

LA、AA含量均隨著添加殘次蘋果比例的增加逐漸增多， L6的LA、AA含量顯著高于其他處理(<0.05)；PA含量較少，范圍在0.01%～0.07%； C1和L1的BA含量顯著高于其他處理(<0.05)；NH-N/TN隨著添加殘次蘋果比例的增加逐漸降低；添加乳酸菌能使LA、AA 進(jìn)一步增多，pH、BA、NH-N/TN進(jìn)一步降低。

通過二因素顯著性分析可知，添乳酸菌對(duì)pH、AA、BA和NH-N/TN均有顯著影響(<0.05)，對(duì)PA無顯著影響(>0.05)，對(duì)LA有極顯著影響(<0.01)?；旌媳壤龑?duì)pH、LA、AA、BA、PA、NH-N/TN均有極顯著影響(<0.01)。兩者交互后對(duì)BA、PA無顯著影響(>0.05)，對(duì)AA有顯著影響(<0.05)，對(duì)pH、LA、NH-N/TN有極顯著影響(<0.01)。

2.4 混合青貯飼料的微生物數(shù)量

不同比例殘次蘋果和小麥秸稈混合青貯90 d后的微生物數(shù)量如表5所示，隨著添加殘次蘋果比例的增加乳酸菌數(shù)量增多，酵母菌減少。L4乳酸菌數(shù)量顯著高于其他處理(<0.05)；C1的酵母菌數(shù)量顯著高于其他處理(<0.05)；C3、C4和L2、L3、L4均未檢測(cè)到霉菌，C1的霉菌數(shù)顯著多于其它處理(<0.05)。

通過二因素顯著性分析可知，添加乳酸菌對(duì)乳酸菌數(shù)量有顯著影響(<0.05)，對(duì)酵母菌、霉菌數(shù)量有極顯著影響(<0.01)。混合比例對(duì)乳酸菌、酵母菌、霉菌數(shù)量均有極顯著影響(<0.01)。添加乳酸菌與混合比例交互作用對(duì)乳酸菌數(shù)量有顯著影響(<0.05)，對(duì)酵母菌、霉菌數(shù)量有極顯著影響(<0.01)。

3 討 論

3.1 殘次蘋果與小麥秸稈不同比例混合對(duì)青貯品質(zhì)的影響

青貯發(fā)酵品質(zhì)受多重因素影響，包括原材料表面微生物、含水量、WSC含量、青貯方法等。pH、NH-N/TN和有機(jī)酸含量是評(píng)定青貯飼料品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，pH、NH-N/TN和丁酸含量低，乳酸含量高的青貯飼料品質(zhì)好。青貯飼料中乳酸菌通過利用飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)生成有機(jī)酸，使其pH降低，抑制有害微生物，保存飼料的營養(yǎng)價(jià)值。青貯飼料中NH-N/TN比值越大，說明被分解的蛋白質(zhì)和氨基酸越多，青貯質(zhì)量就越差，優(yōu)質(zhì)青貯飼料的NH-N/TN含量應(yīng)低于10%。本試驗(yàn)結(jié)果表明，添加殘次蘋果提高了小麥秸稈青貯的水分和WSC的含量，為乳酸菌生長提供豐富的發(fā)酵底物，有利于乳酸的生成，降低了pH，抑制了其他有害微生物的繁殖，青貯品質(zhì)較好。當(dāng)小麥秸稈單獨(dú)青貯時(shí)，缺乏乳酸菌生長所需的可溶性碳水化合物，使得乳酸菌發(fā)酵受限，酵母菌、霉菌數(shù)量增多，pH升高，乳酸含量只有0.17%，NH-N達(dá)到16.28%，有明顯腐爛且有霉味，青貯品質(zhì)低劣。同時(shí)，本研究也發(fā)現(xiàn)處理C5、C6和L5、L6的乳酸、乙酸含量以及乳酸菌數(shù)量比其他幾個(gè)處理都高，但丁酸含量、霉菌數(shù)量也較高，這有可能是因?yàn)樘幚鞢5、C6和L5、L6中殘次蘋果添加比例高，水分較多、WSC高、干物質(zhì)較少導(dǎo)致的，這與周瑞等將甜菜塊根和玉米秸稈混貯的結(jié)果一致。

表6 不同比例殘次蘋果和小麥秸稈混合青貯飼料的微生物數(shù)量

3.2 添加乳酸菌對(duì)殘次蘋果與小麥秸稈混合青貯品質(zhì)的影響

乳酸菌作為添加劑改善青貯品質(zhì)已被廣泛使用。添加乳酸菌可促進(jìn)青貯中乳酸菌的快速積累，降低pH和蛋白質(zhì)分解，營養(yǎng)成分損失較少，可獲得優(yōu)質(zhì)的青貯飼料。本研究發(fā)現(xiàn)，添加乳酸菌顯著降低了混合青貯飼料的NDF、ADF、pH、丁酸數(shù)量、NH-N/TN比值、酵母菌以及霉菌數(shù)量，顯著提高可溶性碳水化合物、乳酸、乙酸含量以及乳酸菌數(shù)量。可能是原材料細(xì)胞壁被乳酸菌分解了，降低了纖維含量；另一方面，殘次蘋果中的酸阻礙了酵母菌和霉菌的生長，乳酸菌利用飼料的營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生乳酸、乙酸等物質(zhì)使pH下降，抑制了有害微生物活動(dòng)，減少了營養(yǎng)物質(zhì)的消耗。田靜等添加乳酸菌降低了柑橘肉和小麥殼混合青貯的NDF和ADF含量，增加了CP和WSC 含量；王思偉等發(fā)現(xiàn)添加乳酸菌有利于花生秧、全株玉米混合青貯蛋白質(zhì)的保存，減少了營養(yǎng)物質(zhì)的損失；以上研究與本研究結(jié)果一致。添加乳酸菌混貯料的營養(yǎng)成分、發(fā)酵品質(zhì)均優(yōu)于未添加乳酸菌的處理，這與乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生更多的乳酸和較低的pH有關(guān)。

3.3 添加殘次蘋果比例和乳酸菌對(duì)小麥秸稈混合青貯品質(zhì)的影響

青貯品質(zhì)的好壞，既受青貯原料中提供的微生物和發(fā)酵底物的影響，又受其微生物種類和數(shù)量的影響。因此，二者存在交互作用，使得青貯飼料pH、丁酸含量、酵母菌、霉菌數(shù)量顯著降低；乳酸、乙酸含量及乳酸菌數(shù)量顯著升高；添加乳酸菌的發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)于未添乳酸菌的處理。表明添加殘次蘋果比例的增加使混合青貯原料有充足的發(fā)酵底物，添加乳酸菌后能加速對(duì)底物的分解，迅速產(chǎn)酸，二者相互促進(jìn)，改善了青貯品質(zhì)。

4 結(jié) 論

小麥秸稈中添加殘次蘋果能改善混合青貯料感官品質(zhì)以及發(fā)酵品質(zhì)；添加乳酸菌較只添加殘次蘋果的效果更好；殘次蘋果與小麥秸稈的添加比例在3:7至5:5 之間適宜。