苯甲酸钠对再水化高粱青贮饲料营养价值的影响

时间：2024-05-23

王懿,肖湘女,张岩

(1.江苏省连云港工贸高等职业技术学校,江苏连云港 222000；2.中国合格评定国家认可中心,北京 100062；3.江苏省连云港市粮油质量监测所,江苏连云港 222000)

谷物的储存需要投入大量的建设和维护资金，由此可见，青贮再水化谷物具有储存管理和营养价值的双重优势。在价格较低时大量采购谷物，之后随着时间的推移采用青贮储存，可以降低管理和储存成本，同时也可以提高谷物的饲用价值。由于青贮饲料具有较高的经济价值，建议采用能减少发酵损失和增加好氧稳定性的策略（刘辉等，2014）。在适当的谷物青贮饲料中，发酵过程中的干物质损失通常较低，但这些青贮饲料通常容易发生好氧变质，从而导致营养物质因氧化而损失，并可能减少动物的自由采食量，特别是在环境温度较高的情况下（郭旭生等，2006）。因此，建议使用具有抗真菌能力的青贮添加剂来增加谷物青贮的好氧稳定性（Morais等，2017）。苯甲酸钠是一种微生物生长调节剂，其效率依赖于剂量和pH，尽管苯甲酸钠具有抑制不良微生物生长的作用，但该添加剂也能降低蛋白质水解的强度（Da Silva等，2015）。因此，本研究旨在评价以2 g/kg苯甲酸钠处理的再水化高粱青贮饲料的好氧稳定性、蛋白质水解和对奶牛生产性能的影响。

1 材料与方法

1.1 原料青贮与指标分析高粱干燥后用锤式粉碎机碾碎，在饲料混合车间对粉碎的高粱进行再水化，使水分达到350 g/kg。每个处理准备再水化高粱青贮原料1500 kg，放入6个200 L塑料桶（共12桶）。在青贮时，谷物以2 g/kg的速度用苯甲酸钠处理（处理组），或不做任何处理（对照组）。密封后，对筒仓进行称重，计算密度。青贮饲料储存至少150 d。在开封前称量料仓以计算气体损失。取200 g样品计算干物质损失量，计算公式如下：

干物质损失量=（初始干物质重-青贮后干物质重）/初始干物质重。

好氧稳定性试验在温度为（21±0.8）℃的可控环境下进行。在试验最后一周，每个青贮饲料处理选择3 kg样品分配在塑料桶中（每个处理5个），并在桶中央放置一个温度传感器，记录每小时的温度。好氧稳定性定义为青贮饲料温度比环境温度高出2℃的时间。取25 g样品+ 225 g去离子水，匀浆4 min，然后在林格溶液中进一步稀释为10-2～10-6，以测定微生物计数。在青贮饲料储存期间每天采集样品，并在-20℃下保存，之后用于分析挥发性脂肪酸、氨氮、可溶蛋白和乳酸等。

1.2 饲养试验在饲养试验中，将12头体重（616±50）kg、泌乳期为（170±47）d及产奶量为（30.1±4.2）kg/d的多胎次荷斯坦奶牛随机分为两组，分别饲喂对照和处理组日粮。奶牛饲养环境平均温度为25.4℃，最低为23.6℃，最高为27.8℃。正式试验前奶牛饲喂相同的对照组日粮（360 g/kg青贮玉米、48 g/kg梯牧草、120 g/kg棉粕、184 g/kg豆粕、27 g/kg复合多维多矿、258 g/kg再水化青贮高粱），为期14 d。之后对照组饲喂对照日粮，处理组饲喂的处理日粮（对照组日粮中再水化青贮高粱用苯甲酸钠处理后再水化青贮高粱替代），为期28 d。日粮成分组成为粗蛋白质163 g/kg、中性洗涤纤维350 g/kg、粗脂肪48 g/kg、非纤维碳水化合物382 g/kg、灰分55 g/kg。

1.3 生产性能和瘤胃发酵每天记录饲料用量、剩余饲料量及收集相应的样品，-20℃保存，每周样品汇总成复合样品。复合样品在55℃烘箱中干燥72 h，然后粉碎过1 mm分析筛。样品用于测定营养成分。奶牛每天在早上6点和下午5点挤奶1次，每天记录产奶量。每周采集一次牛奶样品，利用近红外光谱分析脂肪、蛋白质、乳糖和尿素氮。每天的脂肪、蛋白质和乳糖的产量用产奶量乘以相应固形物含量计算。每隔10 min记录1次奶牛的采食行为（采食时间、反刍时间、咀嚼时间、采食次数和单次采食时间）。在正式试验第28天早上饲喂前从瘤胃瘘管收集瘤胃液，用于测量pH和挥发性脂肪酸含量。

1.4 统计分析发酵青贮数据的分析模型为Yij=μ+ Tj + eij，μ=总体平均数，Tj=固定效应（j为对照组和苯甲酸钠处理组），eij=剩余误差。瘤胃发酵特性和采食行为数据分析模型为Yij=μ+Bi + Tj + eij，μ=总体平均数，Bi=随机效应（I=1到6），Tj=固定效应（j为对照组和苯甲酸钠处理组），eij=剩余误差。随着时间推移，收集的数据以重复进行分析，包括处理、时间（周）和它们之间的交互作用。P＜0.05表示差异显著，0.05＜P＜0.10表示有显著差异的趋势。

2 结果与分析

2.1 发酵青贮由表1可知，与未经处理的青贮高粱相比，苯甲酸钠处理的青贮饲料中可溶蛋白、氨氮、乙醇、丁二醇、乳酸乙酯、乙酸乙酯的浓度显著降低（P＜0.05）。此外，苯甲酸钠组较对照组显著降低了乳酸菌、酵母菌数量（P＜0.05），但处理组较对照组提高了好氧稳定性，降低了气体和干物质损失（P＜0.05）。

表1 添加或不添加苯甲酸钠对高粱再水化青贮饲料发酵特性的影响

2.2 对奶牛的生产性能和瘤胃发酵特性的影响由表2可知，经处理的青贮饲料虽然具有较高的好氧稳定性，但各处理间奶牛的生产性能相似（P＞0.05）。

由表3可知，与饲喂对照青贮饲料的奶牛相比，饲喂苯甲酸钠处理的再水化高粱青贮饲料奶牛的丙酸比例较低（P＜0.05），乙酸与丙酸的比例较高（P＜0.05）。此外，对照组较处理组提高了奶牛每天的采食次数（P＞0.05），但对奶牛的其他采食行为如采食时间、反刍时间、咀嚼时间、单次采食时间均无显著影响（P＞0.05）。

表2 添加或不添加苯甲酸钠的高粱日粮对奶牛干物质摄入量和泌乳性能的影响

表3 添加或不添加苯甲酸钠的再水化高粱日粮对奶牛咀嚼、采食行为和瘤胃发酵特性的影响

3 讨论

苯甲酸钠处理后的青贮高粱的气体损失和干物质损失与较低的乙醇浓度一致，因为发酵生成乙醇时，每摩尔葡萄糖产生2 mol的二氧化碳，增加了气体损失。青贮发酵过程中产生乙醇的主要微生物是酵母菌，乙醇和酯类浓度较低是酵母生长和活性较弱的结果（Pahlow等，2003）。苯甲酸钠处理的青贮饲料对酵母的抑制可能涉及某些机制，如氨基酸摄取缺陷、糖酵解和柠檬酸循环中酶系统的失效，这些是已知的对酵母代谢的负面影响（汪剑萍等，2006）。酯类的形成，如乳酸乙酯和乙酸乙酯，取决于乙醇、乳酸和乙酸的浓度（Weiss，2017）。由于不同处理之间的乳酸和乙酸浓度无显著差异，所以苯甲酸钠处理再水化高粱青贮饲料中乳酸乙酯和乙酸乙酯浓度较低是乙醇浓度较低的结果。尽管一些在青贮饲料中发酵的产物（如乙酸）与较低的干物质摄入量相关（Krizan和Randby，2007），但乙醇和乙酸乙酯与反刍动物采食量的变化无关（Gerlach等，2013）。

除了苯甲酸钠在降低乙醇浓度和增加好氧稳定性方面的好处，苯甲酸钠的抗菌能力可能会减少青贮发酵过程中的蛋白水解（Da Silva等，2015）。在本试验中，苯甲酸钠降低了蛋白水解，蛋白水解主要由青贮中微生物菌群完成，这可能会降低淀粉消化率。苯甲酸钠处理组可溶性蛋白的浓度从263 g/kg降至206 g/kg，氨氮从43.4 g/kg降低至33.0 g/kg，反应了苯甲酸钠限制了肠道菌群的生长。

Hoffman等（2011）认为，高含水率的颗粒原料增加了淀粉颗粒周围蛋白质基质的降解，导致瘤胃内淀粉降解速度加快。苯甲酸钠的抑菌能力及其对青贮饲料蛋白水解的抑制作用可能对瘤胃淀粉的降解有一定抑制作用。在本试验中，用苯甲酸钠处理的青贮饲料可溶性蛋白和氨氮浓度较低。氨氮和可溶性蛋白可作为蛋白水解程度的指标，并与高水分玉米淀粉的降解呈正相关（Ferraretto等，2014）。结果表明，用苯甲酸钠处理高粱淀粉降解率较低，但丙酸在瘤胃液中的比例较低，且不影响奶牛产奶量。日粮处理对奶牛采食和反刍时间无显著影响。但苯甲酸钠处理组较对照组提高了奶牛每天的采食次数。