青贮时各种微生物及其作用

    刚刈割的青饲料中,带有各种细菌、霉菌、酵母等微生物,其中腐败菌最多,乳酸菌很少(表1)

表1 每克新鲜饲料上微生物的数量
(引自王成章主编《饲料生产学》 276 ,1998 )

饲料种类

腐败菌(百万个)

乳酸菌(千个)

酵母菌(千个)

酪酸菌(千个)

草地青草

12.0

8.0

5.0

1.0

野豌豆燕麦混播

11.9

1173.0

189.0

6.0

三叶草

8.0

10.0

5.0

1.0

甜菜茎叶

30.0

10.0

10.0

1.0

玉米

42.0

170.0

500.0

1.0

    由表1 看出,新鲜青饲料上腐败菌的数量,远远超过乳酸菌的数量。青饲料如不及时青贮,在田间堆放 2~3d 后,腐败菌大量繁殖,每克青饲料中往往数亿以上。因此,为促使青贮过程中有益乳酸菌的正常繁殖活动,必须了解各种微生物的活动规律和对环境的要求(表2),以便采取措施,抑制各种不利于青贮的微生物活动,消除一切妨碍乳酸形成的条件,创造有益于青贮的乳酸菌活动的最适宜环境。

表2 几种微生物要求的条件
(引自王成章主编《饲料生产学》 277 页,1998 )

微生物种类

氧气

温度(℃)

pH

乳酸链球菌

±

25 ~ 35

4.2 ~ 8.6

乳酸杆菌

15 ~ 25

3.0 ~ 8.6

枯草菌

+

马铃薯菌

+

7.5 ~ 8.5

变形菌

+

6.2 ~ 6.8

酵母菌

+

4.4 ~ 7.8

酪酸菌

35 ~ 40

4.7 ~ 8.3

醋酸菌

+

15 ~ 35

3.5 ~ 6.5

霉菌

+

( 1 )乳酸菌 乳酸菌种类很多,其中对青贮有益的,主要是乳酸链球菌、德氏乳酸杆菌。它们均为同质发酵的乳酸菌,发酵后只产生乳酸。此外,还有许多异质发酵的乳酸菌,除产生乳酸外,还产生大量的乙醇、醋酸、甘油和二氧化碳等。乳酸链球菌属兼性厌氧菌,在有氧或无氧条件下均能生长繁殖,耐酸能力较低,青贮饲料中酸量达 0.5% ~ 0.8% 、 pH 值 4.2 时即停止活动。乳酸杆菌为厌氧菌,只在厌氧条件下生长和繁殖,耐酸力强,青贮料中酸量达 1.5% ~ 2.4% , pH 值为 3 时才停止活动,各类乳酸菌在含有适量的水分和碳水化合物、缺氧环境条件下,生长繁殖快,可使单糖和双糖分解生成大量乳酸。

    根据乳酸菌对温度要求不同,可分为好冷性乳酸菌和好热性乳酸菌 2 类。好冷性乳酸菌在 25 ~ 35 ℃温度条件下繁殖最快,正常青贮时,主要是好冷性乳酸菌活动。好热性乳酸菌发酵结果,可使温度达到 52 ~ 54 ℃,如超过这个温度,则意味着还有其它好气性腐败菌等微生物参与发酵。高温青贮养分损失大,青贮饲料品质差,应当避免。 正常青贮时,主要是好冷性乳酸活动。反应式为

    C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH           C12H22O11+H2O → 4CH3CHOHCOOH

    上述反应中,每摩尔六碳糖含能 2832.6kJ ,生成乳酸仍含能 2748kJ ,仅减少 83.7kJ ,损失不到 3% 。

    五碳糖经乳酸发酵,在形成乳酸的同时,还产生其它酸类,如丙酸、琥珀酸等。

    C5H10O5 → CH3CHOHCOOH+CH3COOH

    乳酸的大量形成,一方面为乳酸菌本身生长繁殖创造了条件,另一方面产生的乳酸使其它微生物如腐败菌、酪酸菌等死亡。乳酸积累的结果使酸度增强,乳酸菌自身也受抑制而停止活动。在良好的青贮饲料中,乳酸含量一般约占青饲料重的 1% ~ 2% , pH 值下降到 4.2 以下时,只有少量的乳酸菌存在。

( 2 )酪酸菌(丁酸菌) 它是一种厌氧、不耐酸的有害细菌,主要有丁酸梭菌、蚀果胶梭菌、巴氏固氮梭菌等。它在 pH4.7 以下时不能繁殖,原料上本来不多,只在温度较高时才能繁殖。酪酸菌活动的结果,使葡萄糖和乳酸分解产生具有挥发性臭味的丁酸, 同时产生氢气和二氧化碳。 也能将蛋白质分解为挥发性脂肪酸,使原料发臭变粘。

    C6H12O6 → CH3CH2CH2COOH+2H2↑+2CO2↑          2CH3CHOHCOOH → CH3CH2COOH+2H2↑+2CO2

    当青贮饲料中丁酸含量达到万分之几时,即影响青贮料的品质。在青贮原料幼嫩,碳水化合物含量不足,含水量过高,装压过紧,均易促使酪酸菌活动和大量繁殖。

( 3 )腐败菌 凡能强烈分解蛋白质的细菌统称为腐败菌。此类细菌很多,有嗜高温的,也有嗜中温或低温的。有好氧的如枯草杆菌、马铃薯杆菌,有厌氧的如腐败梭菌和兼性厌氧菌如普通变形杆菌。它们能使蛋白质、脂肪、碳水化合物等分解产生氨、硫化氢、二氧化碳、甲烷和氢气等,使青贮原料变臭变苦,养分损失大,不能饲喂家畜,导致青贮失败。不过腐败菌只在青贮料装压不紧、残存空气较多或密封不好时才大量繁殖;在正常青贮条件下,当乳酸逐渐形成, pH 值下降,氧气耗尽后,腐败细菌活动即迅速抑制,以至死亡。

( 4 )酵母菌 酵母菌是好气性菌,喜潮湿,不耐酸。在青饲料切碎尚未装贮完毕之前,酵母菌只在

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