乳酸菌青贮苜蓿饲用价值研究

来源 :农业与技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuantengfei1990
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  摘 要:苜蓿作为重要的牧草品种之一,近年来越来越引起人们的重视,不仅在畜牧业被广为利用,在学术界也被学者广为研究。苜蓿品种繁多,草质优良,营养价值更是作为最主要的优势资源被人们热衷。乳酸菌青贮作为高效利用苜蓿的营养价值为畜牧业谋福利主要手段之一,也越来越引起人们的重视与研究。本文就我国苜蓿发展状况及苜蓿的相关知识入手,就乳酸菌对青贮苜蓿饲用价值的影响进行阐述。
  关键词:乳酸菌;苜蓿;青贮;营养价值;刈割
  中图分类号:S-1 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170332002
  1 我国乳酸菌青贮苜蓿发展现状及苜蓿品种、生长特点及营养成分
  宋朝诗人梅尧臣的《咏苜蓿》写道“苜蓿来西或,蒲萄亦既随。胡人初未惜,汉使始能持。”,道出了苜蓿由汉使张骞出使西域引进的品种,与我国源远流长的千年文明息息相关,有着悠久的历史。
  作为牧草的代表植物—苜蓿,属内约60多种,加拿大分类学者曾通过对苜蓿属植物形态特征进行多年研究,提出有83个种、其中种内分类群为18个。而我国相关分类学书籍对苜蓿的统计种类数目不一,比较混乱。为赶上世界苜蓿产业发展的速度,我国十分有必要重视发挥我国苜蓿资源优势,从基因领域深入探索优异种质,为种植与改良提供必要条件,同时也应鼓励学者对我国现有的苜蓿遗传基因库及分类系统进行复核与深入研究。
  1.1 我国乳酸菌青贮苜蓿发展现状
  我国的苜蓿青贮事业起步较晚,又因发展过程中政策问题,导致了发展的起伏,以至于现距美国、加拿大等国无论在产量还是生产化水平上均有差距。乳酸菌青贮的技术有很多,随着经济的进步,“绿色、健康”等词在人们脑中的重要性加大,益生菌的重要成员乳酸菌在青贮作用中的作用越来越吸引研究人员关注。
  据统计,2015年我国苜蓿干草产量月120多万t,从美国、加拿大等国进口苜蓿干草总量约120多万t,与2014年比较自产量增加进30多万t,总量增60多万t。近年来伴随着奶业在世界范围内迅速崛起,对产奶总量与产奶质量的高标准化要求的不断提升,饲料营养逐渐成为主题,无论是在畜牧业还是微生物界通过对苜蓿青贮添加剂均较重视[1],对发酵抑制剂(甲酸、乙酸、丙酸)与发酵促进剂(乳酸菌、酶制剂、绿汁发酵液、糖类)进行研究筛选出更适合青贮的不同环境条件、抑制条件并能产出高营养,对畜禽机体性能及生理均有明显促进作用的添加剂,乳酸菌逐渐成为中心主流。如:李东霞等[2]通过对百余种原株苜蓿携带乳酸菌的定性实验筛选,选出更高效适于青贮,并有高抗菌活性的两种代表Enterococcus mundtii与Lactobacillus plantarum。王莹等研究[3]得出以微量蔗糖配合乳酸菌菌种混合添加青贮,会使发酵品质较单独青贮显著提高。Ozduven等研究[4]了Pediococcus pentosaceus、Lacto-bacillus buchneri 及Propi-onibacteria freudenreichii混合添加对青贮的作用促进作用,结果表面这些乳酸菌不仅能够有效防止饲料干物质的损失,同时提高饲料的有氧稳定性。美合热阿依等研究[5]并详细论述了,乳酸菌青贮过程中配合以纤维素分解菌类酶类,对牧草青贮以及提高发酵品质都起到了重要促进作用。目前我国针对此类的研究数不胜数,非常多的学者分别从许多角度进行着乳酸菌添加剂与其他添加剂的筛选与配合应用。
  1.2 苜蓿生长特点及品种
  我国现主要栽培的苜蓿品种有:紫花苜蓿、小苜蓿、黄花苜蓿、花苜蓿、南苜蓿、天蓝首楷、褐斑苜蓿、短镰荚苜蓿及一些一年生苜蓿,其中以紫花苜蓿为重种之首,因其高产量、高质量、适口性佳、营养价值高,有“牧草营养之王”的美誉,为最广泛栽培类型。
  依据洪绂曾等所著《中国多年生栽培草种区划》一书中,系统的将苜蓿在我国种植范围大体划分为内蒙东、中部地区、东三省、青藏高原、黄河流域、黄淮海、和新疆东南部6大种片区。因苜蓿有着强大的根系统,主根粗壮发达,入土较深,侧根稀疏,抗旱、耐寒及再生能力等抗逆行特性均处于优势等级;茎柔软直立或微倾斜,植株叶片占鲜重量的46%~55%。苜蓿18~25℃左右温度时为最适生长温度,生长最为活跃,诱发发芽起始温度在5℃上下,-5℃左右耐受最低温。成年植株才可耐受-20℃以下的气温,一些特殊情况下,如有雪覆盖则可耐受-44℃超低温。苜蓿好温凉、半干旱的气候,喜光,日照长度直接与营养物质积累相关。在年降水量300~800mm范围左右,无霜期达到100d的条件下均可生长,但是足够的雨量浇灌,有利于其增长速度与产量的提升。苜蓿对土壤要求不严格,第2~4年生长至旺盛时期,至第5年生产力逐渐下降[6-7]。
  1.3 苜蓿的营养成分
  苜蓿因其丰富的营养价值,在饲料业内被作为优质的蛋白质和维生素的营养饲料。其粗蛋白含量较高,但因其成熟期的生长营养消耗不同含量也会有所变化,一般初花期的苜蓿,其含量为18%左右,蛋白质主要存在于叶片中,又有近一半的蛋白质是存在于叶绿体中。苜蓿所含有的蛋白质包含人类所需的全部必须氨基酸及一些非必须氨基酸、稀有氨基酸共计20余种。苜蓿的不同品种间,不同的生长环境会导致相同成长时期的蛋白质含量有所差异。生长于较高温度条件下,可促进氨基酸的积累达到最高值。苜蓿中糖类、淀粉的含量较低,但纤维素含量较高;含有丰富的维生素类,如胡萝卜素、叶酸和生物素平均含量可达到94.60mg/kg、4.36mg/kg和0.54mg/kg左右;另外,富含矿物质(磷、钙、铜、铁、锰和锌等)。苜蓿选作优质营养饲料更重要的是因为其含有两种特殊的物质甙类和异黄酮类物质。甙类是一种环状缩醛衍生物,皂甙是苜蓿中所含的代表甙類,属于五环三萜皂苷,含量2.5%左右,普遍研究表明,通过作用于胆固醇形成复合产物,有助于降低动物血清胆固醇含量,威廉早有报道,皂甙在哺乳动物肠道能能与胆固醇结合生成不溶于水的化合物,加强排泄,减少吸收,起到降低体内胆固醇含量的作用。同时,其还具有抗低温应激、抗脂氧化、抗疲劳衰老、调节肾脏等生理机能较复杂的作用正被学者们进行深入研究。有研究表明,皂甙对畜禽有提高生产性能,保证胴体品质的高效经济作用。异黄酮属植物雌激素,研究表明,黄酮植物雌激素具有抗癌、增强机体免疫力、提高瘦肉率、提高动物泌乳及产奶质量、促进动物生长、增强生育能力、增加产蛋量、等生理作用。甙类与酮类的生理作用均有利于养殖畜牧业的经济效益,越发引起广泛重视[7-9]。   2 选用乳酸菌青贮苜蓿的价值
  天然牧草上所携带的乳酸菌含量较少,牧草青贮时由于贮存条件的不利使有害细菌滋生繁殖,从而导致饲料的营养大幅度流失,出现腐败变质,气味、适口性差等状况。所以如何高效青贮防止营养的流失,改善饲料品质,把人们的视线吸引到了乳酸菌上来。苜蓿作为饲料中的“牧草之王”,自然而然与乳酸菌联系起来。乳酸菌属于同型发酵型,产酸速度快,能力强的特点。初始条件在一定范围时能快速降低饲料PH值,高效抑制大肠杆菌、梭状芽抱杆菌、葡萄球菌、链球菌、李氏特菌等有害菌的活性,同时乳酸菌还可产生生物素对这些有害菌同样起着抑制作用,此能力远优于柠檬酸等酸类。
  选用乳酸菌青贮苜蓿不仅对饲料的营养起到保护作用,改善饲料综合品质,而且提高动物生产性能。Muck等[9]研究结果表明,以乳酸菌青贮饲料饲喂牛其中采食量、干物质的吸收率、奶牛增重速度、产奶量、蛋白含量及乳脂率均显著提高。乳酸菌还有改善动物肠道菌群,抑制消化道内不良菌种生长活性,减少对畜禽的病理侵害,加强肠胃蠕动促进消化吸收,同时还可提高畜禽的抵抗力等优点。曾有人形象的把乳酸菌青贮饲料比作养殖畜牧业的“酸奶”,已经引起畜牧业的高度关注。
  3 乳酸菌青贮苜蓿及刈割时期选择对饲料营养价值的影响
  3.1 乳酸菌青贮苜蓿对饲料营养价值的影响
  因苜蓿营养价值受品种、土壤、气候、刈割茬次等影响。因此,選用何种苜蓿,在何生长时期刈割选用乳酸菌进行青贮,选用何种乳酸菌进行青贮成为大家争相研究的主要课题。粗蛋白与干物质的含量是衡量优质青贮饲料的重要指标之一。乳酸菌青贮苜蓿可以提高饲料的粗蛋白含量。有研究表明,乳酸菌添加剂使青贮苜蓿粗蛋白含量与对照组相比有上升趋势;张宁等[10]实验中,添加乳酸菌制剂对水稻粗蛋白含量也有提高,与其他学者研究一致。乳酸菌添加剂可降低苜蓿饲料碳水化合物成分中的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量。青贮发酵初期酶解的发生以及细胞呼吸均可消耗纤维,乳酸菌发酵过程需要利用半纤维素进行生长和繁殖,也是2种成分降低的原因之一。综合看来也有少数研究表明青贮饲料中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量有所提高,如席兴军等对乳酸菌青贮实验中所得结果,与众多实验存在差异,全面分析可能是由于原材料、添加剂不同等客观原因所致[11]。乳酸菌添加剂提高干物质含量,对粗脂肪与粗灰分的影响因条件不同结果也不一。刘建新等研究对紫云英、大头菜等高水分,低干物质含量的植物进行青贮,结果干物质有明显提高[12];刘贤等研究乳酸菌对紫花苜蓿青贮的综合评定结果显示干物质同样有明显提高[13]。相关实验还有如兴丽等、张金霞等很多相关研究得出结果均符合乳酸菌添加剂对青贮的这一作用。所以乳酸菌添加剂对保存苜蓿青贮饲料的营养物质有着全面的积极作用[14-15]。
  3.2 刈割时期选择对饲料营养价值的影响
  苜蓿刈割后青贮由于受光、气温、水分等条件影响,其生长周期目前在生产中不能像学术界统计划分过为细致,严谨,因此,在生产中主要分为以下几种:分枝期、现蕾期、初花期、开花期、盛花期和结荚期。在一个周期中处于不同生育阶段的苜蓿其粗蛋白质、干物质、可溶性碳水化合物、含水量、缓冲能、乳酸菌附着数等指标均存在一定差异。刈割时间的合理选择直接关系到乳酸菌添加剂青贮苜蓿效果及营养价值。
  苜蓿品种、土壤、气候、刈割时间和刈割茬次等直接影响到营养价值。刈割时期的选择直接关系到各茬次苜蓿的生产及营养物质积累,营养价值是作为青贮饲料至关重要的因素,史纪安等[16]通过长期研究得出,苜蓿植株至现蕾期养分吸收、生长速度、植株蛋白积累均进入最佳状态,至初花期2种主要营养物质蛋白质与干物质积累到最丰富,乃最佳收获期。邵新庆等[17]研究认为,从年产量角度考虑现蕾期粗蛋白量最高,而初花期草产量最高。从实验结果种细致分析得出,从初花期至结荚期粗蛋白随植株的生长纤维素的积累逐渐消耗变少,粗纤维、酸性洗涤纤维及中性洗涤纤维等逐渐积累增多,粗纤维积累,细胞壁不断变厚,直接影响乳酸菌青贮饲料适口性。同时,苜蓿生长越久,细胞内容物相对减少,胡萝卜素等维生素含量随之减少。根据马东等研究[18],从初花起始至刈割收获,延长1d不仅消化率和采食量下降,营养物质含量每日下降1%以上。李昌伟等[19]实验研究均得出相同结论。王常慧等人研究表明[20],苜蓿生长过程中茎叶营养成分对比,粗蛋白含量叶均胜于茎,随生长时间延长,蛋白质、糖类、维生素及脂肪等营养物质消耗,纤维素累积,此条件直接影响乳酸菌起始发酵的效率。
  通过众多研究总结认为,乳酸菌青贮苜蓿就是为了更高效的保存饲料的营养价值,必定选择营养价值最丰富时期,最有利于青贮时期进行刈割青贮—初花期时营养物质与干物质含量处于巅峰,不仅营养物质为最佳状态,草产量也时最高时期。所以初花期是乳酸菌青贮苜蓿的最佳营养、最高经济效益时期。
  然而,刈割的周期即年茬次同样会影响收货苜蓿的营养物质含量,过于频繁以及不注意收割条件,如割取高度等均会影响苜蓿年产量与草质。因品种、温度等客观条件限制综合考量1a 3~5茬为最佳。杜书增研究认为,一茬产量好,二茬营养高,三茬四茬较平均。因不同茬次状况略有不同,针对乳酸菌高效青贮的注意事项及事宜条件,生产种可通过控制青贮前含水量来保证乳酸菌青贮的起始以及青贮饲料的品质。
  4 讨论
  因此,为了获得高能营养和高经济效益兼有的优良苜蓿饲料品种清楚并继续深入研究刈割期与茬次对苜蓿品质影响具有重要深远意义。相信乳酸菌作为添加剂无论是在苜蓿亦或在其他牧草青贮中的应用定会伴随着我国经济实力与国际地位不断提升的同时,携手我国奶业的崛起共同追赶其他强国。
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  作者简介:董贵成(1974-),男,博士,教授,硕士生导师,研究方向:药用生物化学与分子生物学研究。
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