Effects of lactic acid bacteria and alkyl polyglycoside on yellow corn stover silage quality and fermentation in vitro

乳酸菌和烷基多糖苷對(duì)玉米秸稈黃貯品質(zhì)及其體外發(fā)酵特性影響研究

來源：Acta Prataculturae Sinica, Volume 28, Issue 5, 2019, pages 109-120

《草業(yè)學(xué)報(bào)》，第28卷第5期，2019年，第109-120頁(yè)

 

摘要：

論文摘要指出，研究旨在探討乳酸菌和烷基多糖苷對(duì)玉米秸稈黃貯品質(zhì)和體外發(fā)酵特性的影響。采用3x3雙因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，乳酸菌設(shè)三個(gè)水平（0、1x10^10、2x10^10 CFU/kg），烷基多糖苷設(shè)三個(gè)水平（0、0.10、0.20 g/kg）。結(jié)果表明，乳酸菌添加增加乳酸含量、比表面積、外觀總分、酸性洗滌纖維和干物質(zhì)含量，降低氨氮/總氮；體外發(fā)酵中潛在最大產(chǎn)氣量和總揮發(fā)性脂肪酸增加，產(chǎn)氣速率降低。烷基多糖苷提高外觀總分、酸性洗滌纖維、干物質(zhì)含量、Zeta電位、電子遷移率和干物質(zhì)消失率。乳酸菌與烷基多糖苷交互影響粗蛋白質(zhì)、pH值、乙酸、異丁酸等。最佳添加量為乳酸菌2x10^10 CFU/kg和烷基多糖苷0.20 g/kg，能保證黃貯品質(zhì)并提高降解特性。

 

研究目的：

研究目的是評(píng)估乳酸菌和烷基多糖苷添加對(duì)玉米秸稈黃貯品質(zhì)和體外發(fā)酵特性的影響，揭示其相互作用機(jī)制，為玉米秸稈資源高效利用提供技術(shù)支撐。

 

研究思路：

研究采用3x3雙因子設(shè)計(jì)，乳酸菌和烷基多糖苷各三個(gè)水平，每個(gè)處理三個(gè)重復(fù)。玉米秸稈黃貯90天后，進(jìn)行體外發(fā)酵試驗(yàn)，使用全自動(dòng)體外模擬瘤胃系統(tǒng)發(fā)酵72小時(shí)。測(cè)量黃貯后的感官評(píng)定、營(yíng)養(yǎng)成分、黃貯品質(zhì)參數(shù)，以及體外發(fā)酵的產(chǎn)氣特性、揮發(fā)性脂肪酸、干物質(zhì)消失率、電化學(xué)指標(biāo)等，通過統(tǒng)計(jì)分析評(píng)估主效應(yīng)和交互作用。

 

測(cè)量的數(shù)據(jù)及研究意義：

1. 感官評(píng)定數(shù)據(jù)：來自表1，包括水分含量評(píng)分、pH分、總分等。研究意義：這些數(shù)據(jù)反映黃貯外觀質(zhì)量，如色澤、氣味和結(jié)構(gòu)，評(píng)分越高表明發(fā)酵效果越好，感官評(píng)定為實(shí)際應(yīng)用提供直觀質(zhì)量指標(biāo)。

 

2. 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分和比表面積數(shù)據(jù)：來自表2，如粗蛋白質(zhì)、酸性洗滌纖維、干物質(zhì)含量、比表面積。研究意義：評(píng)估黃貯后營(yíng)養(yǎng)價(jià)值變化，粗蛋白質(zhì)含量高表示蛋白質(zhì)保存好，酸性洗滌纖維和干物質(zhì)反映纖維組分和干物質(zhì)損失，比表面積增大提示微生物作用增強(qiáng)，有助于理解發(fā)酵底物特性。

 

3. 黃貯品質(zhì)數(shù)據(jù)：來自表3，包括乳酸含量、揮發(fā)性脂肪酸組成、氨氮/總氮、pH值。研究意義：乳酸含量高和pH值低表明乳酸發(fā)酵主導(dǎo)，抑制腐敗菌；氨氮/總氮降低表示蛋白質(zhì)分解減少，這些參數(shù)直接指示黃貯發(fā)酵效率和保存質(zhì)量。

 

4. 體外發(fā)酵產(chǎn)氣參數(shù)數(shù)據(jù)：來自表4，如潛在最大產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率、起始底物降解速率。研究意義：產(chǎn)氣參數(shù)反映瘤胃微生物對(duì)底物的降解潛力，潛在最大產(chǎn)氣量高表示可發(fā)酵物多，產(chǎn)氣速率變化指示降解動(dòng)力學(xué)，用于評(píng)價(jià)飼料能值。

 

5. 體外發(fā)酵揮發(fā)性脂肪酸和干物質(zhì)消失率數(shù)據(jù)：來自表5，如總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丙酸、異丁酸等摩爾百分比、干物質(zhì)消失率。研究意義：揮發(fā)性脂肪酸組成反映微生物代謝路徑，總揮發(fā)性脂肪酸高表示能量產(chǎn)生多，干物質(zhì)消失率直接衡量消化率，關(guān)聯(lián)動(dòng)物生產(chǎn)性能。

 

6. 瘤胃電化學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)：來自表6，如氧化還原電位、Zeta電位、電子遷移率。研究意義：這些電化學(xué)參數(shù)表征微生物界面物理特性，Zeta電位和電子遷移率高表明體系穩(wěn)定性好，影響微生物吸附和底物降解，為發(fā)酵環(huán)境優(yōu)化提供依據(jù)。

 

 

結(jié)論：

研究表明，乳酸菌和烷基多糖苷添加能改善玉米秸稈黃貯品質(zhì)，提高體外發(fā)酵特性。乳酸菌促進(jìn)乳酸生成，降低pH值，減少蛋白質(zhì)分解；烷基多糖苷增強(qiáng)表面特性，改善微生物作用。兩者交互影響多項(xiàng)參數(shù)，最佳添加量為乳酸菌2x10^10 CFU/kg和烷基多糖苷0.20 g/kg，此時(shí)黃貯品質(zhì)優(yōu)良，降解特性提升，為玉米秸稈黃貯實(shí)踐提供優(yōu)化方案。

 

使用丹麥Unisense電極測(cè)量數(shù)據(jù)的研究意義：

研究中使用了丹麥Unisense氧微電極測(cè)定體外發(fā)酵液的氧化還原電位。該電極提供高精度測(cè)量，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵環(huán)境的電化學(xué)狀態(tài)。氧化還原電位數(shù)據(jù)反映瘤胃發(fā)酵的氧化還原平衡，值負(fù)值越大表明厭氧條件越好，有利于微生物活性。結(jié)合Zeta電位和電子遷移率，Unisense電極數(shù)據(jù)幫助理解微生物界面特性，如細(xì)胞膜穩(wěn)定性和底物吸附效率，從而評(píng)估發(fā)酵體系的穩(wěn)定性和降解效率。這種測(cè)量為優(yōu)化黃貯飼料的瘤胃發(fā)酵提供物理化學(xué)依據(jù)，增強(qiáng)研究結(jié)果的可靠性和應(yīng)用價(jià)值。