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玉米秸稈黃貯品質及其體外發酵特性影響研究

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

《草業學報》，第28卷第5期，2019年，第109-120頁

 

摘要：

論文摘要指出，研究旨在探討乳酸菌和烷基多糖苷對玉米秸稈黃貯品質和體外發酵特性的影響。采用3x3雙因子實驗設計，乳酸菌設三個水平（0、1x10^10、2x10^10 CFU/kg），烷基多糖苷設三個水平（0、0.10、0.20 g/kg）。結果表明，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含量，降低氨氮/總氮；體外發酵中潛在最大產氣量和總揮發性脂肪酸增加，產氣速率降低。烷基多糖苷提高外觀總分、酸性洗滌纖維、干物質含量、Zeta電位、電子遷移率和干物質消失率。乳酸菌與烷基多糖苷交互影響粗蛋白質、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，能保證黃貯品質并提高降解特性。

 

研究目的：

研究目的是評估乳酸菌和烷基多糖苷添加對玉米秸稈黃貯品質和體外發酵特性的影響，揭示其相互作用機制，為玉米秸稈資源高效利用提供技術支撐。

 

研究思路：

研究采用3x3雙因子設計，乳酸菌和烷基多糖苷各三個水平，每個處理三個重復。玉米秸稈黃貯90天后，進行體外發酵試驗，使用全自動體外模擬瘤胃系統發酵72小時。測量黃貯后的感官評定、營養成分、黃貯品質參數，以及體外發酵的產氣特性、揮發性脂肪酸、干物質消失率、電化學指標等，通過統計分析評估主效應和交互作用。

 

測量的數據及研究意義：

1. 感官評定數據：來自表1，包括水分含量評分、pH分、總分等。研究意義：這些數據反映黃貯外觀質量，如色澤、氣味和結構，評分越高表明發酵效果越好，感官評定為實際應用提供直觀質量指標。

 

2. 常規營養成分和比表面積數據：來自表2，如粗蛋白質、酸性洗滌纖維、干物質含量、比表面積。研究意義：評估黃貯后營養價值變化，粗蛋白質含量高表示蛋白質保存好，酸性洗滌纖維和干物質反映纖維組分和干物質損失，比表面積增大提示微生物作用增強，有助于理解發酵底物特性。

 

3. 黃貯品質數據：來自表3，包括乳酸含量、揮發性脂肪酸組成、氨氮/總氮、pH值。研究意義：乳酸含量高和pH值低表明乳酸發酵主導，抑制腐敗菌；氨氮/總氮降低表示蛋白質分解減少，這些參數直接指示黃貯發酵效率和保存質量。

 

4. 體外發酵產氣參數數據：來自表4，如潛在最大產氣量、產氣速率、起始底物降解速率。研究意義：產氣參數反映瘤胃微生物對底物的降解潛力，潛在最大產氣量高表示可發酵物多，產氣速率變化指示降解動力學，用于評價飼料能值。

 

5. 體外發酵揮發性脂肪酸和干物質消失率數據：來自表5，如總揮發性脂肪酸、乙酸、丙酸、異丁酸等摩爾百分比、干物質消失率。研究意義：揮發性脂肪酸組成反映微生物代謝路徑，總揮發性脂肪酸高表示能量產生多，干物質消失率直接衡量消化率，關聯動物生產性能。

 

6. 瘤胃電化學指標數據：來自表6，如氧化還原電位、Zeta電位、電子遷移率。研究意義：這些電化學參數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定性好，影響微生物吸附和底物降解，為發酵環境優化提供依據。

 

 

結論：

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，提高體外發酵特性。乳酸菌促進乳酸生成，降低pH值，減少蛋白質分解；烷基多糖苷增強表面特性，改善微生物作用。兩者交互影響多項參數，最佳添加量為乳酸菌2x10^10 CFU/kg和烷基多糖苷0.20 g/kg，此時黃貯品質優良，降解特性提升，為玉米秸稈黃貯實踐提供優化方案。

 

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義：

研究中使用了丹麥Unisense氧微電極測定體外發酵液的氧化還原電位。該電極提供高精度測量，能實時監測發酵環境的電化學狀態。氧化還原電位數據反映瘤胃發酵的氧化還原平衡，值負值越大表明厭氧條件越好，有利于微生物活性。結合Zeta電位和電子遷移率，Unisense電極數據幫助理解微生物界面特性，如細胞膜穩定性和底物吸附效率，從而評估發酵體系的穩定性和降解效率。這種測量為優化黃貯飼料的瘤胃發酵提供物理化學依據，增強研究結果的可靠性和應用價值。