楊金梅，朱全麗，劉鵬，鐘倩，張婭，唐國建,3

（1.六盤水師范學(xué)院土木與規(guī)劃學(xué)院，貴州 六盤水 553004；2.六盤水師范學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，貴州 六盤水 553004；3.文山學(xué)院三七醫(yī)藥學(xué)院，云南 文山 663000）

甘蔗梢是蔗糖產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物之一，是指甘蔗頂部2～3個嫩節(jié)及其附帶的整個葉片的部分，約占甘蔗重量的20%，其產(chǎn)量不容小覷［1］。李標等［2］綜述前人的研究結(jié)果表明，甘蔗梢的消化能約5.60 MJ/kg DM，含有20 多種氨基酸、多酚化合物以及葉酸、煙酸等維生素。因此，甘蔗梢可作為反芻動物的粗飼料來源，以解決越冬期飼料短缺的問題。

然而，實踐生產(chǎn)中，我國甘蔗梢用作飼料的利用率不足10%，大量甘蔗梢被自然丟棄野外、任其腐爛變質(zhì)，或被焚燒［3］，不僅浪費了大量的飼料資源，還加重了環(huán)境污染。隨著反芻動物養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，對優(yōu)質(zhì)粗飼料的需求量也逐年增加，因此，將甘蔗梢加工處理作為反芻動物的粗飼料，具有廣闊的市場前景和深遠意義。

青貯是保存青綠多汁飼料營養(yǎng)成分最為經(jīng)濟、簡便的技術(shù)，是多種微生物競爭營養(yǎng)，最后乳酸菌占優(yōu)勢的過程。研究表明，青貯可作為甘蔗尾梢保存營養(yǎng)成分的有效手段之一，青貯甘蔗梢可解決我國南方熱帶、亞熱帶地區(qū)冬春季節(jié)牧草資源短缺的問題［2］。然而，由于甘蔗梢粗纖維含量高、表面微生物種類繁多等問題，甘蔗梢的飼料化利用率不高［1］。目前，甘蔗梢自然青貯過程中干物質(zhì)回收率和微生物數(shù)量動態(tài)變化的相關(guān)研究較為欠缺，甘蔗梢自然青貯的最佳貯藏時間也暫無相關(guān)報道。因此，本研究以甘蔗梢為試驗材料，通過監(jiān)測甘蔗梢自然青貯過程中微生物數(shù)量和干物質(zhì)損失的動態(tài)變化，以期為甘蔗梢的青貯加工利用提供數(shù)據(jù)支撐，助力草食畜牧業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、儀器

材料：2022 年4 月在云南省文山市郊區(qū)收割甘蔗，收集新鮮的甘蔗梢為本研究試驗材料，品種為新臺糖26號。德曼、羅戈薩和夏普（de Man，Rogosa and Sharp，MRS）瓊脂培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基和孟加拉紅培養(yǎng)基。

儀器：真空密封機（青葉P-290，中國東莞）、凱氏定氮分析儀（K-9860，中國北京）、馬弗爐（MFLXD321-12，中國上海）、便攜式pH 計（Mettler Toledo FE28，瑞士）、微型粉碎機。

1.1.1 青貯飼料調(diào)制與試驗設(shè)計

將上述收集的新鮮甘蔗梢用鍘刀切短，長度為1～4 cm，混合均勻備用。取200 g 左右的材料裝入30 cm×20 cm的聚乙烯青貯袋中，用真空密封機抽真空、密封，避光室溫貯藏，分別于青貯后的第1 d、3 d、5 d、7 d、15 d、30 d、45 d、60 d、90 d開袋取樣，測定相關(guān)指標，每個開袋時間設(shè)置4 個重復(fù)。

1.1.2 主要指標測定及方法

參考唐（Tang）等［4］描述的方法測定樣品中微生物數(shù)量，即無菌條件下稱取10 g 材料，加入90 mL 無菌水，振蕩混勻后稀釋至不同濃度，分別采用MRS瓊脂培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基和孟加拉紅培養(yǎng)基，對乳酸菌、好氧細菌、酵母菌和霉菌進行平板培養(yǎng)計數(shù)。在37 ℃恒溫箱中厭氧培養(yǎng)乳酸菌48 h，30 ℃好氧條件培養(yǎng)好氧細菌48 h，30 ℃好氧條件培養(yǎng)酵母菌和霉菌3~5 d。以每克鮮樣含有的菌落數(shù)表示。

稱取青貯原料100 g 左右，105 ℃殺青30 min后，75 ℃烘干至恒重，測定干物質(zhì)（Dry matter，DM）含量[5]1-10。用微型粉碎機粉碎烘干后的樣品，過40目標準篩，密封保存。采用硫酸蒽酮法測定樣品中水溶性碳水化合物（Water-soluble Carbohydrates，WSC）含量［6］。采用凱氏定氮分析儀測定原材料中粗蛋白含量[7]47-89。采用馬弗爐測定原材料中粗灰分含量[7]47-89。參考穆勝龍等［8］的方法計算青貯過程中干物質(zhì)的回收率，即：

稱取青貯飼料20 g，加入去離子水180 mL，并置于4 ℃冰箱中浸泡18 h 后，用定性濾紙過濾至250 mL 三角瓶中，用便攜式pH 計測定濾液的pH值［9］。采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定濾液的氨態(tài)氮含量［10］。

1.1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

將微生物數(shù)量菌落形成單位（Colony-forming unit，CFU）的計數(shù)結(jié)果轉(zhuǎn)化為log10形式表示。采用Excel 2019 整理數(shù)據(jù)，使用SPSS 25.0 軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，采用鄧肯（Duncan’s）法對均值進行多重比較。結(jié)果以均值±標準誤表示。顯著水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘蔗梢原材料主要營養(yǎng)成分和微生物數(shù)量

新鮮甘蔗梢主要營養(yǎng)成分及微生物數(shù)量結(jié)果如表1所示。

表1 新鮮甘蔗梢主要營養(yǎng)成分及微生物數(shù)量

由表1可知，本研究中，新鮮甘蔗梢的干物質(zhì)含量為32.14%，粗蛋白含量為5.56%，水溶性碳水化合物含量為7.17%，粗灰分為7.60%。經(jīng)測定新鮮甘蔗梢表面微生物數(shù)量較多，即乳酸菌數(shù)量為5.51 log10CFUg-1鮮重（Fresh weight，F(xiàn)W），好氧細菌數(shù)量為5.93 log10CFUg-1FW，酵母菌數(shù)量為4.24 log10CFUg-1FW，霉菌為3.42 log10CFUg-1FW。

2.2 甘蔗梢自然青貯過程中干物質(zhì)回收率的動態(tài)變化

隨著青貯時間的延長，甘蔗梢青貯料的干物質(zhì)回收率先呈“W”型，后趨于平緩的趨勢。動態(tài)變化如圖1所示。

圖1 甘蔗梢青貯過程中干物質(zhì)回收率的動態(tài)變化

由圖1可知，在青貯第7 d和第45 d，干物質(zhì)回收率下降尤為明顯，顯著低于青貯前5 d（P<0.05），而青貯第60 d 后，青貯料的干物質(zhì)回收率與青貯第15 d、30 d 的差異不顯著（P>0.05），且干物質(zhì)回收率均高于90%以上，說明自然青貯發(fā)酵處理對甘蔗梢干物質(zhì)的保存效果較為良好。

2.3 甘蔗梢自然青貯過程中pH值和氨態(tài)氮含量的動態(tài)變化

甘蔗梢青貯過程中pH 和氨態(tài)氮的動態(tài)變化如圖2所示。

圖2 甘蔗梢青貯過程中pH和氨態(tài)氮的動態(tài)變化

從圖2可以看出，隨著青貯時間的延長，甘蔗梢自然青貯體系的pH值呈下降趨勢，而氨態(tài)氮呈增加趨勢。其中，甘蔗梢青貯料的pH值在青貯第3 d 開始顯著下降（P<0.05），第7 d 下降到第一個谷底，而后在第15 d開始略微上升至5.1。第15 d后青貯體系的pH值又開始略微下降，到第60 d時體系pH值又出現(xiàn)顯著下降（P<0.05），第90 d時青貯體系pH 值最低，為4.6，顯著低于其他時段的pH 值（P<0.05）。而整個發(fā)酵過程中甘蔗梢青貯料的氨態(tài)氮含量一直呈波浪線上升的趨勢，在第90 d時達到6.7 g kg-1DM。

2.4 甘蔗梢自然青貯過程中微生物數(shù)量的動態(tài)變化

隨著青貯時間的延長，總體上，甘蔗梢青貯過程中4 類微生物的數(shù)量均呈先上升后下降，最后趨于穩(wěn)定的趨勢，動態(tài)變化如圖3所示。

圖3 甘蔗梢青貯過程中微生物數(shù)量的動態(tài)變化

由圖3可知，在青貯第1 d時乳酸菌數(shù)量大于其他3 類微生物的數(shù)量，之后開始顯著升高（P<0.05），在青貯第5 d 時達到最大值，而好氧細菌、酵母菌和霉菌的數(shù)量均在第3 d時達到最大值。4類微生物的數(shù)量達到最大值后均呈現(xiàn)不同程度的下降，好氧細菌和酵母菌的下降程度較乳酸菌和霉菌的劇烈。乳酸菌在整個青貯過程中數(shù)量均在5.0 log10CFUg-1FW 以上，而好氧細菌和酵母菌的數(shù)量分別在青貯的第30 d 和第5 d 降至5.0 log10CFUg-1FW以下。此外，霉菌的數(shù)量在整個青貯過程中均未達到3.0 log10CFUg-1FW，說明青貯處理可能較好地抑制了甘蔗梢表面霉菌的生長繁殖。

3 討論

青貯是保存青綠多汁飼草作物營養(yǎng)成分的主要方法之一，主要依靠飼草作物表面乳酸菌將飼草料中的碳水化合物轉(zhuǎn)化為乳酸，快速降低體系pH 值，有效抑制其他有害微生物繁殖，從而保存飼料作物的營養(yǎng)價值，此過程受許多因素的影響[11]1-165。其中，飼草作物表面微生物，尤其是乳酸菌在青貯飼料調(diào)制過程中起著主導(dǎo)作用[11]1-165。有研究表明，在碳水化合物含量充足的情況下，飼料作物表面乳酸菌數(shù)量在5.0 log10CFUg-1FW 以上，才能更好地促進青貯發(fā)酵成功[11]1-165；然而，通常情況下，飼料作物表面天然附著的乳酸菌數(shù)量小于5.0 log10CFUg-1FW［12］。本研究中，甘蔗梢表面乳酸菌數(shù)量為5.51 log10CFUg-1FW（表1），基本符合自然青貯的要求。此外，威金森（Wikinson）［13］的研究表明，青貯原材料的水溶性碳水化合物含量應(yīng)在鮮重的3%以上或為干重的8%～10%，青貯飼料才能在其他條件滿足的情況下調(diào)制成功。而本研究中，甘蔗梢的含糖量為7.17%DM（表1），顯然不滿足調(diào)制優(yōu)質(zhì)青貯飼料的條件。因此，在實際生產(chǎn)中，選擇新鮮甘蔗梢調(diào)制優(yōu)質(zhì)青貯飼料時，可添加一定濃度的含糖化合物。

原材料中的干物質(zhì)含量也是影響牧草青貯成敗的關(guān)鍵因素之一，水分過高或過低都不利于乳酸菌發(fā)酵[11]1-165。原材料中水分含量過高，壓實過程中營養(yǎng)物質(zhì)容易隨滲出液流失，造成養(yǎng)分損失，且水分過高易引發(fā)梭菌發(fā)酵，降低青貯發(fā)酵品質(zhì)；而水分過低的原材料不易被壓實，青貯體系中空氣殘留較多，易引起發(fā)霉變質(zhì)[11]1-165。通常，水分含量在60%～75%的原材料較容易青貯成功。在本研究中，新鮮甘蔗梢的干物質(zhì)含量為32.14%（表1），即水分含量約為68%，適合調(diào)制優(yōu)質(zhì)青貯飼料。此外，在對整個青貯過程的研究中，甘蔗梢的干物質(zhì)含量變化不大，且其干物質(zhì)回收率也高于90%以上（圖1），說明自然青貯發(fā)酵處理可較好地保存甘蔗梢的干物質(zhì)，降低營養(yǎng)損失。

pH值是評價青貯飼料品質(zhì)最簡單且最為直觀的指標之一，pH值越低，酸度越大，青貯飼料越容易保存[11]1-165。通常，優(yōu)質(zhì)的青貯飼料pH值應(yīng)在4.2 以下。本研究中，甘蔗梢整個青貯過程中的pH值均在4.5以上（圖2），說明甘蔗梢乳酸發(fā)酵效果并不理想。從圖2可知，甘蔗梢青貯料的pH值在第3 d 和第60、90 d 有顯著下降外（P<0.05），第3 d~45 d 之間pH 值下降的差異并不顯著（P>0.05）。青貯體系pH 值快速降低，有利于抑制微生物的繁殖。但pH 值過低也進一步抑制乳酸菌生長，其數(shù)量在第5 d 達到高峰后開始顯著下降，最后穩(wěn)定在5.0 log10CFUg-1FW左右（圖3）。整個青貯過程中，霉菌數(shù)量都在3 log10CFUg-1FW以下，說明青貯處理抑制了甘蔗梢表面霉菌的生長繁殖。氨態(tài)氮含量的高低反映了青貯飼料中蛋白質(zhì)降解情況，氨態(tài)氮含量高，表明青貯飼料蛋白質(zhì)降解嚴重[11]1-165。在本研究中，隨著青貯時間的延長，甘蔗梢青貯料的氨態(tài)氮呈波浪式上升趨勢（圖2），表明甘蔗梢青貯體系發(fā)酵不充分，其產(chǎn)生的乳酸量不足以迅速降低體系pH值，不能有效抑制有害微生物活動，部分蛋白質(zhì)發(fā)生了降解。然而，因本研究未監(jiān)測乳酸和粗蛋白質(zhì)含量變化，其中的原因有待進一步研究。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明，甘蔗梢表面乳酸菌數(shù)量較豐富，但其可溶性碳水化合物含量較低，自然青貯品質(zhì)不佳，可考慮添加一定濃度的含糖化合物，以便迅速降低體系pH，減少因蛋白降解對其營養(yǎng)價值影響。