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农业科学类论文写作案例 不同添加剂对山猪菜青贮发酵品质的影响

2018-11-21 16:14:03来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘 要

  本实验采用袋装青贮的方式,探讨不同添加剂类型和浓度对山猪菜贮料品质的影响,以期为山猪菜青贮料开发利用提供理论依据。结果表明:

  实验一:绿汁发酵液对山猪菜青贮品质的影响。本实验选用高度为2.5 m 的山猪菜为青贮材料,在实验室条件下添加不同浓度的绿汁发酵液。结果表明:添加绿叶汁发酵液可以明显改善青贮品质,LA 含量显著上升, pH 值显著降低,CP 及SP 含量均有显著增加(P<0.01)。

  实验二:酶制剂添对山猪菜青贮品质的影响。本实验选用高度为2.5 m 的山猪菜为青贮材料,在实验室条件下添加不同浓度的酶制剂。结果表明:添加酶制剂到山猪菜中青贮收到了很好的效果,所有处理的LA 含量在80%以上。处理组显著降低了青贮料的各种纤维含量(P<0.01),CP 含量比对照组提高27.59%-84.33%。

  关键词:山猪菜;青贮添加剂;青贮品质

  1绪论

  1.1研究背景及意义

  山猪菜(Merremia umbellata subsp.orientalis),喜热,主要生长于我国南部(西南及东南沿海一带)伞花茉栾藤亚种。作为主要饲养饲料(禽畜),其主要原理是将其进行青贮发酵。青贮料源起于埃及但普及于德意志。库因 (Kuin)(德国) 早在17世纪80年代便开始从事相关技术(青贮)的研究,并正是普及和推广。中国在1940年后开始尝试青贮料的相关研究,首个试验对象是带棒玉米,实验人员为王栋(教授)和卢德仁(助教)(二者均供职于均西北农学院)并自此在国内推广及使用,但还国外成熟相关技术作比较,我国的青贮技术还有很长的路要走。

  千禧年后,相关部门意识到青贮技术的重要性,从国外引进相关技术,并进行分析研究与借鉴,开始尝试在青贮料中添加生物制剂并以此为重点研发对象。实验添加剂与饲料发酵品质(青贮技术)二者间的关系(降解率、蛋白含量等)是我国目前在青贮技术方面的主要研究对象。通过青贮技术不仅可以提高以山猪菜为来源饲料的营养成分与其相关价值,还可以帮助完善我国对相关技术的研究与发展,因此对上述技术方面的研究是十分必要的。

  1.2山猪菜与青贮技术

  1.2.1山猪菜

  山猪菜,常见于我国南部(西南及东南沿海)500-1600的高原地带,喜热,鱼黄草属伞花茉栾藤种,也常见于东南亚及澳洲等热带国家。山猪菜(根部)还具有药用价值,可用于疮毒等疾病的治疗,广西省尤为常见。

  山猪菜(姿态)常见于缠绕/平卧,叶子无统一形状常见于披形(圆)卵形(心),密(疏)被毛柔软短小,也常见无毛状态,有须子保护根部,圆茎常有细纹可见。叶片长度(mm)35—135,叶面光滑,有时可见黄白短柔毛状物质,柄部亦有毛状物质(常见于黄白色)保护,长短不一,长短划分标准(cm)为1-4-10。伞状花朵,腋生花序,花序长(mm)20-50,有被毛。其苞片较小,不待成熟就落下。花梗长(cm)1-3,被短小柔毛保护。萼片大小不一,果实见于球型(锥状),种子数量较少,常被作为主要饲养饲料(禽畜)。

  1.2.2 青贮技术

  是将生菜植物(新鲜)营养价值通过贮存等手段进行保存的一种技术,如秸秆的贮存与发酵,进而为农畜业提供相应生产基础。其技术特点如下:

  改变秸秆质地,与水分含量;

  作为饲料口感得以大幅提升气味。

  本文着重对实验添加剂与饲料发酵品质(青贮技术)二者间的关系进行阐述。

  1.3实验内容及思路

  1.3.1实验内容

  通过不同青贮添加剂的混合,进而制备青贮山猪菜, 并通过化学组成与发酵品质的研究, 进而达到提高青贮料(山猪菜)品质的目的,并为后续研究提供实验基础。

  1.3.2实验思路

  (以下简称添加剂1,添加剂2)

  2 绿汁发酵液添加剂对青贮料的影响

  2.1 实验准备

  2.1.1青贮原料

  2018年3 月23 日,山猪菜(海南牧草基地),采用人工收割,日晒预干。

  2.1.2实验添加剂

  添加剂1制备(3种浓度):

  收割取回并切碎的山猪菜;

  1 倍(w/v)蒸馏水打浆;

  5 倍(w/v)蒸馏水打浆;

  10 倍(w/v)蒸馏水打浆

  分别0浸泡30mins;

  纱布过滤(两层,粗制);

  取2%滤液分别向其添加蔗糖并混合(蔗搪以2 g/100 mL 发酵液进行添加处理);

  密封,避光,存于玻璃瓶内;

  30℃下密闭发酵两天(48 h);

  取鲜重比例2 L·t-1对山猪菜进行PFJ 喷洒;

  对照组喷洒与发酵液1等量蒸馏水。

  2.1.3仪器准备

  2.2 针对添加剂1的青贮实验设计

  添加剂1以浓度划分为3组(PFJ1、PFJ5、PFJ10),均使用单因子设计实验取鲜重比例2 L·t-1对山猪菜进行PFJ 喷洒,对照组喷洒与发酵液1等量蒸馏水。

  2.3实验方法

  2.3.1样本准备

  (1)取40天青贮发酵袋并与青贮料混合;

  (2)取样100g置于托盘(电子天平);

  (3)65℃经48~72 h烘干 至重量稳恒定;

  (4)取样(烘干后)粉碎(微型植物试样粉碎机);

  (5)筛选(40目)置于玻璃瓶(棕色)密闭;

  (6)检测营养成分;

  2.3.2青贮品质评定

  1感官

  取新鲜山猪菜密封储存30d取样。并从气味、颜色、含水量等方面评定评估,相关标准参考农业协会(DLG)青贮质量感官评估。

  2发酵品质

  pH 和有机酸测定:

  霉变程度(山猪菜-青贮)的确定可通过ph值与有机酸检测。具体方法如下

  1)取样100g(青贮后山猪菜)于三角锥瓶(透明);

  添加蒸馏水至刻度线500ml;

  玻璃棒均匀搅拌;

  冷藏置于恒温冰箱(0-4℃)16-24h;

  过滤器(常规)过滤取滤液样品;

  pH、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量测量(PH计、HIMADZE-10A 型高效液相色谱)。

  (2)NH3-N(氨态氮)测定:

  方法:苯酚-次氯酸钠比色法

  试剂制备苯酚(C6H5OH):

  1)0.15g Na2[Fe(CN)2NO]·2H2O 与1.5L蒸馏水中溶解;

  2)添加30g结晶苯酚并搅拌;

  3)加蒸馏水至3L刻度线

  4)棕色试剂瓶(玻璃)储存

  试剂制备次氯酸钠(NaClO):

  1)15g氮(N)于2L蒸馏水中溶解;

  2)添加磷酸钠(Na2HPO4•7H2O),中火加热并搅拌溶解;

  3)冷却静置,加入45ml8.5%活性氯的NaClO 溶液,搅拌;

  4)加蒸馏水至3L刻度线;

  5)过滤;

  6)棕色试剂瓶(玻璃)储存,待用

  标准溶液配制:

  取0.67g 100度高温烘干硫酸氨((NH4)2SO4)于蒸馏水中溶解;

  定容100ml;

  取0.1gNH3-N,配置100mmol/L铵贮备液;

  稀释(五种浓度梯度1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mmol/L )具体步骤如下;

  4-1)2.5 mL 的PhOH 试剂分别添加至不同试管,并搅拌;

  4-2)加入50 μL至不同试管,搅拌,静置;

  4-3)将制备好的稀释溶液,与加入50 μL 蒸馏水为空白对照,并搅拌;

  4-4)添加2 mL 次氯酸钠试剂至不同试管,并搅拌;

  4-5)将各混合液水浴加热(95℃)5mins,观察显色反应;

  4-6)对比与记录;

  4-7)冷却后,置于 630nm 波长下比色

  青贮样品干物质回收率(Dry matter reclaim,DMR)和气体损失率(Gas loss,GLR)的计算:

  DMR(%)=(回收青贮重×青贮DM%)/(原料重×原料DM%)×100

  GLR(%)=(原料重-回收青贮重)/(原料重×原料DM%)×100

  2.4 结论分析

  2.4.1添加添加剂1的山猪菜青贮料质量评定

  山猪菜添加添加剂1的青贮料感官评定结果如下表所示(表2.1)

  表2.1 山猪菜添加绿汁发酵液青贮料的感官评定

  结论:添加剂1的添加可提高山猪菜青贮料的感官评级

  2.4.2发酵品质分析

  1PH的评定

  添加添加剂1的山猪菜PH及评定结果如下表所示(表2.2)

  表2.2 山猪菜添加绿汁发酵液青贮料的pH 值

  青贮后,添加剂1的加入可使发酵加强(促进LA 菌发酵),从而导致Ph值的降低(也可影响山猪菜青贮料的PH)具体数据如下:

  青贮料PH 低于4.2时 ,处理组青贮质量明显提高,分别降低8.58%(P<0.01)、9.03%(P<0.01)、7.90%(P<0.01)这是与对照组对比得出的结论,实验组间差异微小(P>0.05)。

  发酵液浓度于对PH的影响成正比(LA 菌增多,LA增多,青贮料PH降低;PH (3.7-4.3),LA 菌活动抑制,PH值稳定)

  2 NH3-N 评定

  与对照组对比可得,PFJ1、PFJ5、PFJ10 NH3-N/TN 比值分别降低30.71%(P<0.01)、18.91%(P<0.01)、13.33%(P<0.01),实验组间青贮料的NH3-N/TN 比值与添加剂1的浓度呈负相关,但差异较小(P>0.05)。

  表2.3 山猪菜添加绿汁发酵液青贮料NH3-N 含量分析

  结论:PH降低的速率与青贮料的稳定状态成正比,既保证发酵品质又可以使CP水解减缓。

  3 DMR 和GLR 评定

  与对照组对比可得,PFJ1、PFJ5、PFJ10 NH3-N/TN 比值分别降低33.13%(P<0.01)、69.61%(P<0.05)、66.56%(P<0.05),实验组PFJ5,PFJ10 GLR小于PFJ1

  表2.4 山猪菜添加添加剂1对青贮料GLR 和DMR 分析

  结论:(1)添加剂1从DMR、GLR两方面对青贮料影响较大(P<0.01);

  添加剂1的浓度与DMR趋势呈负相关(PFJ5 ,PFJ10 DMR大于PFJ1;PFJ10 DMR小于PFJ5)

  4有机酸的含量分析

  添加添加剂1的山猪菜青贮料有机酸含量结果判定见下表(表2.5)

  表 2.5 添加添加剂1的山猪菜青贮料有机酸含量

  结论:添加剂1的浓度与LA和AA含量成正相关(添加剂1有利于LA繁殖)

  2.4.3思考

  微生(植)物的有氧呼吸是青贮发酵的基本原理。通过人工方法使LA增多,PH减小,有害物质对植物酶的影响减小,糖的氧化降低,CP水解降低,WSC增多,从而减少有害物质的携带与营养成分的降低。添加剂1从提炼出大量乳酸杆菌,以此弥补了无法大量人工培育LA方面的不足,通过菌种的转化,进而达到菌剂(天然)的制备。

  2.4.4小结

  由上述可知,PFJ的含量和大肠杆菌的活性成反比,因此适当在青贮料中添加添加剂1可提高LA的数量,从而达到良好的青贮要求(每千克青贮料可提供大于106cfu/g的LA)PFj的含量和青贮料中的蛋白质含量成正相关,和其所含的碳水化合物也成正比,由实验结果可以看出(对照组PC/CP,PB3/CP>PFJ组;CA/CHO,CB1/CHO<PFJ组)碳水在牛瘤胃的消化速度要比对照组高。

  3 添加剂2对山猪菜青贮品质的影响

  3.1 实验准备

  3.1.1青贮原料

  2018年3 月23 日,山猪菜(海南牧草基地),采用人工收割,日晒预干。

  3.1.2添加剂

  活性40 000 U·g-1纤维素酶;活性42 000 U·g-1木聚糖酶

  3.1.3实验器材

  (同添加剂1实验)

  3.2 针对添加剂2的青贮实验设计

  实验组(T)5,对照组(C)1,共计6组;

  T1:木聚糖酶300 mg/kg与样品混合(青贮山猪菜);

  T2:木聚糖酶600 mg/kg与样品混合;

  T3:纤维素酶300 mg/kg与样品混合;

  T4:纤维素酶600mg/kg与样品混合;

  T5:木聚糖酶300 mg/kg 、+3g 纤维素酶00mg/k与样品混合

  青贮制作:

  配置30 mg·mL-1木聚糖酶(或60 mg/mL纤维素酶);

  取样纯酶液30 mg·mL-1,负荷酶液纤维素酶30 mg·mL-1,木聚糖酶30 mg·mL-1

  用2mL·kg-1酶液剂喷洒样品(微量喷物器)量均匀喷洒;

  静置;

  用去离子水等量替换(参考C)

  3.3 实验方法

  3.3.1样本准备

  (同添加剂1实验)

  3.3.2品质分析

  (同添加剂1实验)

  3.4 结果与分析

  3.4.1青贮质量评定

  1感官

  添加添加剂2的山猪菜青贮料感官评定如下表所示(表3.1);

  表3.1添加添加剂2的山猪菜青贮料感官评定

  结论:添加剂2的添加与否与青贮料评级成正比。

  3.4.2发酵品质

  1 pH 值评定

  添加添加剂2的山猪菜青贮料PH及评级如下表所示(表3.2);

  表3.2 添加添加剂2的山猪菜青贮料PH及评级

  总结:木聚糖酶和纤维素酶降解产生糖的含量与LA菌的发酵程度成正相关

  (与对照组相比实验组PH分别减少了17.61%、17.16%、18.28%、20.54%、21.44%)

  2 NH3-N 评定

  添加添加剂2的山猪菜青贮料NH3-N 含量分析如下表所示(表3.3);

  表3.3 山猪菜添加酶制剂青贮料NH3-N 含量分析

  结论:木聚糖和纤维素酶的含量与有害菌的活性成反比,与CP的水解速率也成反比。

  (与对照组相比,NH3-N/TN在实验组中分别较少了44.48%、54.97%、46.89%、55.63%、57.16%,NH3-N的浓度与PH成正比,与厌氧菌和植物酶的活性成反比,与CP含量成反比。)

  3 DMR 和GLR 评定

  添加添加剂2青贮料GLR 和DMR 分析结果如下表所示(表3.4);

  表3.4 添加添加剂2青贮料GLR 和DMR 分析

  结论:(1)添加剂2从DMR、GLR两方面对青贮料影响较大(P<0.01);

  (2)添加剂2的浓度与DMR趋势呈负相关

  4有机酸分析

  添加添加剂2对青贮料有机酸含量的影响见下表(表3.5);

  表 3.5 添加添加剂2对青贮料有机酸含量的影响

  结论:(1)酶制剂的含量与LA含量,发酵品质成正相关;

  (2)醋酸浓度与能量的高低和DMR成反比;

  (3)醋酸浓度与青贮有氧稳定性成正比;

  (相比对照组LA,实验组分别提高了0.90%、1.42%、0.53%、0.97%和 1.61%,实验中无丁酸、丙酸,青贮料保存完好)

  3.4.3思考

  细胞壁降解酶包括葡萄糖木聚糖等单糖的酶,其纤维素维素酶和半纤维素酶在青贮中技术中得到了良好的运用。上述酶在转化产生低聚糖、葡萄糖等物质的同时还可以扩大自身对营养成分的吸收和转化,这得益于其产生的油脂、Strach、WSC、CP 等物质。本试验通过控制两种霉的含量从而进行试验其具体结果如下:

  LA:300 mg·kg-1木聚糖酶,300 mg·kg-1纤维素酶,LA 含量明显高于其他;霉的数量与LA含量成正比;结构性多糖转变为单糖,更易吸收,进而增加LA数量,增加乳酸数量。

  NH3-N :300 mg·kg-1木聚糖酶,300 mg·kg-1纤维素酶,NH3-N 含量明显于其他;酶的数量与NH3-N 含量成反比。说明青贮饲料中厌氧的梭菌被完全抑制,蛋白质不易被分解。

  CP : 300 mg·kg-1木聚糖酶,300 mg·kg-1纤维素酶,CP 含量明显高于其他;600 mg·kg-1纤维素酶为,CP >T1 组,酶的数量增加与CP含量无线性关系;为使抑制CP 降解的效果最好,应同时使用两种霉。

  (4) NDF :300 mg·kg-1木聚糖酶,NDF 含量明显高于其他,与对照组相比依然相距甚远;600 mg·kg-1木聚糖酶,NDF 含量>T345,T45<T3;木聚糖酶对NDF 的降解效果不明显与纤维素酶作对比;酶的数量与NDF降解效果成正相关,单糖可以增加LA 发酵底物,释放出含氢物的同时降低植物细胞壁成分。

  3.4.4小结

  添加剂2在提高青贮营养的的同时也能提高青贮效果且能明显改善青贮料的色香味,同时减小霉变。降低pH,降低ADF、NDF、NDIP,降低GLR、Ash 和NH3-N降低ADIP,提高LA、DMR、DM、CP 和SP 提高并完善青贮料蛋白质和碳水化合物的组成成份。综上所述,最好的实验组合是纤维素酶与木聚糖酶,其次是但是使用纤维素酶,最后是木聚糖酶的单独使用。

  总结与归纳

  (1)本青贮实验规模较小,不足以提高完善的发展方向,现实中,还需大量的实验验证与完善更行,才能更好地发展青贮技术。

  (2)本文中仅对添加剂1和添加剂2两种添加剂做了实验与研讨,并分析了其对山猪菜青贮品质的分别影响,由于并未进行活体(动物)实验,故本实验存在一定的局限性,在今后对青贮技术的发展与研讨中,还需要对此进行深入展开与研究探讨。

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