青贮添加剂的功能和种类

 


    使用添加剂,一是抑制窖内有害微生物活动,减少营养成分损失;二是防止青贮原料霉变、腐败,提高青贮营养价值。乳酸菌利用饲料中的糖分和水分,迅速生长繁殖,进行无氧酵解,生成大量乳酸,使饲料酸化,从而保证青贮原料养分不受损失,达到保存饲料的目的。青贮添加剂能起到抑菌、酸化、防腐败的作用按起作用的物质可以分为生物性添加剂和化学性添加剂两大类。

1生物性添加剂

1.1 生物性添加剂种类

   生物性添加剂主要有细菌制剂和酶制剂。前者含有乳酸杆菌及其它乳酸菌,后者包含纤维素分解酶和半纤维素分解酶等。

1.2 发酵添加物的微生物应符合的条件

   Mcdondol等(1981年)、Wootford(1984年)提出了适于作发酵添加物的微生物应符合下列条件:有旺盛的生命力,能优势竞争或主宰其它微生物;具有均一发酵途径,以便从己糖中快速发酵产生最大量的乳酸;具有耐酸能力,能尽快地降低pH值,使最终pH值达到4.0,以便抑制其它微生物;能发酵葡萄糖、果糖和蔗糖,不能从蔗糖发酵产生葡聚糖,也不能从果糖发酵产生甘露醇;不应对有机酸作用;可在0~50℃范围内生长;能够在低湿度(如半干青贮时)的材料上存活;无水解蛋白质的能力。

1.3 生物制剂的作用机制

   青贮发酵与多种微生物有关,这些微生物中,乳酸菌是有益的良菌,其它则为不良菌。成功调制优质青贮饲料,关键在于抑制不良微生物的繁殖,使乳酸菌尽可能在短时间内大量繁殖,产生足量乳酸,使pH值迅速下降到4.2以下。另一方面,要使乳酸菌良好地发酵,饲草中必须含有足量的发酵底物,即可溶性碳水化合物(WSC)。一般来说,当不使用添加物时,青贮若要成功,每克原料必须有105个以上的乳酸菌,WSC质量分数不低于3%(占鲜重)[7]。由此可见,添加细菌制剂的目的,在于弥补产酸菌的不足,增加高效乳酸菌数,提高产酸效率。添加酶制剂,可以使其中的淀粉酶和纤维素酶把饲草中的淀粉和纤维素、半维素等分解成糖,供给乳酸菌更多的发酵底物。

1.4 生物性添加剂的作用效果

1.4.1pH值

 添加生物性制剂与常规青贮相比,可显著地降低pH值。大量的研究表明:使用生物性添加剂进行青贮,都能获得品质优良的青贮饲料。

1.4.2有机酸

 青贮饲料中的有机酸主要包括乳酸、乙酸、丙酸和丁酸,试验证明,添加乳酸杆菌或酶制剂不但可使青贮早期产酸量多,而且最后青贮料中的酸总量也明显高于一般青贮及甲酸(FA)处理者。其中乳酸含量显著高于一般青贮及FA青贮,乳酸水平提高50%~90%,而丙酸和丁酸的含量明显降低,乳酸和乙酸质量比显著提高。较高的乳酸和乙酸质量比反映出添加乳酸菌在青贮过程中同质发酵的程度比一般青贮者大。2.4.3氨态氮(NH3N) JaakkolaS、Toikonen和Unsworth等指出,添加乳酸菌和酶制剂,青贮料中NH3N含量与不添者相比无明显差异,而与FA处理者相比则显著升高。

1.4.4物质损失

 添加生物制剂青贮,干物质和有机物的损失明显高于不添加者和FA处理。损失增多的原因是,一方面生物制剂破坏细胞结构,降低了细胞的保水能力,使大量的细胞内容物流出;另一方面,由于发酵加强,使大量的有机物能转化为发酵底物,供乳酸菌发酵。为了避免过多的有机物质损失,一般在鲜牧草凋萎后再添加生物制剂,青贮效果比较好。

1.4.5采食量

 现已公认,青贮饲草可使动物采食量降低。Demanuilly在87次试验中发现,动物对青贮料的采食量比相应的鲜草平均低33%,添加生物制剂的青贮料,其采食量比未添加或FA处理者还要低。可能的原因是:干物质(DM)和中性洗涤纤维(NDF)在瘤胃中滞留的时间长;有机酸含量高,可降低采食量。

1.4.6消化率

 关于青贮饲料的消化率,大多数试验表明,经生物制剂处理后,干物质和有机物的消化率降低。这可能是由于在青贮过程中酶降解细胞壁中一些容易分解的物质(如纤维素和半纤维素),剩下了难消化的物质,如木质素,使其相对含量升高,从而导致有机物质在瘤胃中的消化率下降。

1.5 影响生物性青贮添加剂效果的因素

1.5.1原料种类

 不同的青贮原料,生物性青贮添加剂的效果不同。通常禾本科牧草的效果优于豆科牧草,难青贮作物的效果优于易青贮作物。

1.5.2原料糖含量

 在细菌制剂的作用下,乳酸形成的多少首先决定于青贮原料的糖含量。通常细菌制剂适于在稍风干、糖的含量高的原料中添加。

1.5.3细菌种类和活性

 细菌种类及生物活性不同,效果也不一样。如匈牙利的Silaferm生物青贮剂除含乳酸菌菌株外,还含促进菌体活化的物质和促进细菌活动的微量元素。它含3种菌株,特性不一,功能互补,第1种菌株(S.faeciurn)最初繁殖速度快,加倍期仅12min,适应的温度范围广,但pH达4.5时即停止活动;第2种菌株(P.Cerevisia)繁殖能力同样强,37℃以上也能产酸;第3种菌株(L.Plantrum)在pH为3.3时仍能发酵。青贮时第1种菌株先繁殖,然后第2种菌株,当pH降至4.5~4.8时,第3种菌株参与发酵。

1.5.4剂量和使用方法

 一般生物制剂的使用剂量取决于原料干物质含量,干物质含量低,剂量则大,反之则小。细菌制剂一般有液态和固态两种,酶制剂一般多为固态,使用方法一般为按比例将制剂稀释成液体,直接喷在收割的牧草上,或者在青贮装料时,每隔20cm厚喷一次,喷洒要均匀。

1.5.5原料的均衡性

 使用生物制剂处理时,原料的均衡性是添加效果好坏的首要条件[。制剂的效果取决于青贮原料的粉碎程度、压实程度、装填速度、密封性等。使用乳酸接种物,不能补偿因违反青贮技术所致的损失。

2 化学制剂

    化学制剂也是青贮中最常用的添加剂,它能降低代谢能和蛋白质的损失,对生产优质青贮料具有很大作用。化学添加剂可迅速降低青贮料pH值、抑制酪酸菌的繁殖(加酸)或增加乳酸发酵底物(加糖)而形成良好的发酵环境,可制成优质青贮饲料。

2.1 有机酸

   在青贮中作为添加剂的有机酸有多种,最常用的有甲酸、甲醛、丙酸等。甲酸是还原性强的有机酸,添加甲酸可提高最终WSC和粗蛋白质的质量分数,改善发酵品质;甲醛是很好的青贮发酵抑制剂,按DM质量分数的0.6%~4.4%添加甲醛青贮,氨态氮和总乳酸量显著下降,有效抑制腐败菌活动,而且可以保护蛋白质。

2.2 无机酸

   添加无机酸(主要为硫酸和盐酸)可以迅速降低pH值,杀灭杂菌,促进乳酸发酵,制成优质青贮饲料。在100kg青贮料中添加5~7kg稀酸,可使青贮料变软,易于压实,增加贮量,使青贮物迅速停止呼吸作用。

2.3 电活化液

   前苏联在青贮时添加质量分数为1%的电活化液。这种制剂具有抗菌特性,用此制剂调制的青贮料含盐量少,而且糖和淀粉保存率高,有机酸和乳酸质量分数高,不含丁酸。

2.4 含氮化合物

   含氮化合物多为营养性添加剂,如尿素、磷酸脲等。添加尿素可弥补青贮料氮元素不足,添加的质量分数为0.5%,可使其蛋白质的质量分数达12%以上。饲养试验表明,尿素可代替奶牛日粮中豆饼用量的40%~100%,对牛奶成分和品质无不良影响,同时在尿素酶的作用下,它可以分解成CO2和NH3,有利于青贮料的贮存。

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