您好, 歡迎來到化工儀器網
島津公司解說青貯飼料化學成分、微生物及感官特性的綜合分析
島津公司解說青貯飼料化學成分、微生物及感官特性的綜合分析（青貯研究進展-12）
生產青貯飼料的目的是制作穩定保存新鮮牧草的干物質、能量及可消化營養的飼料。青貯中微生物產生一系列發酵產物，可以改變牧草的營養特性。青貯飼料應避免產生對動物生產性能、環境和農場收入有負面影響的物質。這篇綜述主要以北美視角，分析了常見青貯飼料發酵終產物、微生物種群、感官特性以及青貯期間營養品質的變化。
在隔絕空氣的情況下，牧草中的可溶性碳水化合物會被發酵產生多種終產物，zui終使牧草以青貯飼料的形式得以保存。測定pH值及有機酸和醇類物質含量是評估青貯飼料發酵的主要依據。必要時，還會量化青貯中的其它成分，包括霉菌毒素和各種含氮化合物。感官特性也可以用來評估青貯品質，因為許多發酵終產物的揮發性會產生各種不同的氣味。一般認為青貯發酵數周后就可以到達穩定狀態，但其實一些微小卻顯著的變化會持續數月，并影響zui終的青貯品質。評估青貯飼料質量的*方法是適當取樣，并在專業分析實驗室進行發酵和營養指標分析。本文總結了青貯飼料中常見化學成分、微生物和感官特性以及影響它們的因素（重點放在北美角度）。
島津公司西馬諸牌脫水機
1 青貯飼料中化學成分及微生物分析
用于評估青貯發酵的zui常用指標包括pH值、有機酸、醇類、NH3-N及各種微生物種群。理想的發酵是同型發酵乳酸菌利用可溶性糖生長并代謝產生乳酸，zui終得到較高的干物質回收率和能量。但實際的牧草青貯發酵過程十分復雜，涉及多種微生物，并產生多種終產物。
1.1 青貯pH值和乳酸
青貯樣品的pH值是度量其酸度的指標。全株玉米和苜蓿（美國奶牛的主要飼料作物）在切碎后立即具有約5.5 ~ 6.0的pH水平。在青貯期間，由乳酸菌（LAB）產生的乳酸（酸度系數pKa為3.86）通常是在青貯中含量zui高的酸，且它對發酵過程中pH的下降貢獻zui大，因為它的酸性強度約為青貯中其它酸類的10 ~ 12倍（如乙酸（pKa：4.75）和丙酸（pKa：4.87）。青貯飼料中乳酸濃度一般為2% ~ 4%DM。在正常飼養條件下，青貯料中的乳酸在瘤胃中轉化為丙酸。青貯飼料的zui終pH值受許多因素影響，但主要因素是乳酸和飼草本身的緩沖能值。
1.2 揮發酸
乙酸是在青貯飼料中發現的第二高濃度的酸，濃度通常為的1 ~ 3%DM。與乳酸類似，乙酸的濃度通常與干物質含量成反比。青貯罐中適當的乙酸濃度是有益的，因為它抑制酵母，提高有氧穩定性。丙酸在的發酵青貯飼料中通常檢測不到或濃度很低（< 0.1%）。目前，已經在青貯中發現了將葡萄糖和乳酸轉化成丙酸和乙酸的丙酸桿菌，但多數研究認為高濃度的丙酸（> 0.3 ~ 0.5%）更常見于梭菌發酵，可能是由丙酸梭菌引起的。在發酵良好的青貯飼料中不應檢測到丁酸，這種酸的出現意味著梭菌的代謝，會導致嚴重的干物質和能量損失。
1.3 醇和酯
乙醇是青貯中zui常見的醇類物質。它可以由多種微生物（異型發酵乳酸菌、腸桿菌和酵母）產生，通常在全株玉米和豆科青貯中含量較低（0.5 ~ 1.5%）。奶牛攝入的乙醇在瘤胃中轉化為乙酸或被瘤胃壁吸收，隨后可轉化為乳脂或用于身體新陳代謝。甘蔗青貯飼料不在北美進行飼喂，但有研究發現，這種青貯飼料中含有超過15%DM的乙醇（大量附生酵母將蔗糖轉化為乙醇）。包括梭菌、酵母在內的許多微生物可以代謝產生1,2丙二醇。青貯中1,2丙二醇一般認為是布氏乳桿菌代謝乳酸的結果。有研究報道，玉米青貯飼料中乳酸乙酯濃度高達1305 mg/kg，乙酸乙酯濃度高達1109 mg / kg。且乳酸乙酯與山羊干物質采食量呈現微弱的負相關。
1.4 乳酸/乙酸
乳酸與乙酸的比值通常用作發酵的定性指標。良好的青貯發酵這個比例為2.5 ~ 3.0。在應用同型發酵乳酸菌劑，特別是處理豆科青貯料時，乳酸與乙酸的比值稍高，因為同型發酵乳酸菌劑只產生乳酸。相比之下，布氏乳桿菌的接種處理有更高的乙酸濃度和較低比例的乳酸與乙酸比值。但一般布氏乳桿菌引起的適度乙酸增加在正常范圍內，且該接種劑處理的青貯飼料在飼喂時對進食量沒有負面影響。乳酸/乙酸比例過高的青貯飼料有時可能導致有氧穩定性的下降，因為低濃度的乙酸可能不足以抑制酵母的生長。但是乳酸/乙酸比例低于1通常表示發酵異常。
1.5 可溶性氮和氨態氮
青貯中植物和微生物的蛋白水解過程會引起含氮化合物的變化。簡而言之，發酵導致可溶性氮和NH3-N的增加。一般來說，高水分青貯具有比低水分青貯更高濃度的可溶性氮和NH3-N（前者發酵程度更高）。
1.6 微生物菌群
對青貯中的酵母和霉菌計數是有必要的，因為如前所述，青貯中高濃度的乙醇通常與酵母菌數量有關，且其數量通常與青貯的有氧穩定性成反比，玉米作物尤其如此。
島津公司西馬諸牌飼料粉碎機
2 青貯發酵的感官特性
2.1 氣味
發酵良好的青貯飼料不應具有強烈的特殊氣味，因為乳酸（發酵過程中的主要有機酸）幾乎沒有氣味。然而，大多數青貯飼料往往會有溫和的醋味（乙酸），因為這種酸濃度僅次于乳酸并且易揮發。當青貯飼料乙酸濃度過高時，會讓人的眼睛和鼻子感覺強烈刺激。除了氣味外，含有過量乙酸的青貯飼料還會呈現黃色。人們常會將具有果香、甜味的青貯飼料與良好的發酵錯誤在一起。事實上，這些氣味通常是由酵母菌產生的高濃度醇類物質產生，醇可與青貯中的酸反應產生酯，進而增加果香氣味。
2.2 溫度
青貯發酵會伴隨熱量產生。如果青貯飼料包裝快速并密封良好，飼料的平均溫度不會超過環境溫度5 ~ 8°C。然而，由于設備故障或惡劣天氣造成的包裝延誤，飼料zui上層（頂部5 ~ 10cm）的溫度可能高達45 ~ 60°C。這種高溫是殘留的過量空氣被飼料中的好氧微生物氧化的結果。溫度過高會損壞蛋白也不利于乳酸菌的發酵。因此，青貯時應將飼草充分切碎，迅速包裝，并盡快密封。當發酵活躍期結束時，青貯倉核心的溫度通常會緩慢下降至25 ~ 30°C。小體積的青貯比大型青貯更易快速冷卻。在大型青貯倉中，核心青貯飼料的溫度通常會長時間保持，因為大量的飼料有隔熱作用，導致熱量消耗非常緩慢。
3 青貯時間對發酵的影響
總體而言，青貯過程的發酵階段被認為持續7 ~ 45 天。然而，zui近研究表明，全株玉米和高水分玉米青貯的發酵持續時間更長。全株玉米青貯pH值的降低通常比豆科青貯更快，因為后者具有更高的緩沖能力。在豆類青貯飼料中，低干物質（< 30%）與高干物質（> 40%）相比，前者青貯飼料pH值下降的更快，因為其含有更多的水用于代謝。
4 青貯發酵終產物潛在的環境問題
在某些特殊情況下，青貯飼料可能含有潛在的有毒化合物，如硝酸鹽和霉菌毒素。先前報告里已經全面涵蓋了青貯飼料中的這類問題。這里重點介紹青貯中揮發性有機物的環境問題。有研究表明，集中農業區域空氣質量差的一個重要原因是青貯飼料中揮發性有機物的排放。未來，青貯中揮發性有機化合物的測量將變得越來越重要。
5 結論
青貯飼料中的化學成分、微生物和感官特性可用于解釋青貯發酵類型，并預測當這些數據偏離常態時飼喂反芻動物的不良后果。控制來自青貯飼料的揮發性有機物將成為需要解決的農場環境問題。未來，需要建立更多預測性的化學數據，以便更好地解釋動物生產性能。
島津公司解說青貯飼料化學成分、微生物及感官特性的綜合分析（青貯研究進展-12）