一种提高田菁和全株玉米混合青贮有氧稳定性的微生物添加剂及发酵方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种提高田菁和全株玉米混合青贮有氧稳定性的微生物添加剂及发酵方法。

背景技术

有氧变质是造成青贮饲料在开封饲喂阶段营养损失的主要原因，其本质是指经乳酸菌发酵后的二次发酵，即在取用过程中好氧微生物(主要是酵母菌、乙酸菌和霉菌等)增殖，导致青贮中的糖、乳酸、乙酸、蛋白质及氨基酸被分解，造成营养大量流失、品质降低。通常情况下，当青贮饲料的中心温度超过环境温度2℃以上时，定义为有氧变质。有氧变质不仅会造成营养损失，还会产生细菌和真菌毒素，威胁动物健康。因此，如何有效提高青贮饲料的有氧稳定性对于生产质量高、货架期长的青贮饲料至关重要。

田菁，也叫涝豆、碱青，是一年生豆科草本植物，其含有丰富的蛋白质和微量元素，同时田菁适应能力强，耐盐、耐涝、耐瘠、耐旱，是改善土壤结构，提升土壤肥力的先锋作物。虽然一般豆科植物蛋白质含量较高，但可溶性糖含量却较低，因此很难单独青贮成功，而全株玉米作为反刍动物重要的粗饲料来源之一，可溶性糖含量高，具有较好的适口性，但全株玉米青贮容易发生有氧腐败。因此，亟需一种解决禾本科作物如全株玉米和豆科牧草不易青贮的难题的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高田菁和全株玉米混合青贮有氧稳定性的微生物添加剂及发酵方法。本发明微生物添加剂能够增加田菁利用率，提升田菁和全株玉米混合青贮的发酵品质，并有效提高有氧稳定性。

本发明提供了一种提高田菁和全株玉米混合青贮有氧稳定性的微生物添加剂，其活性成分包括如下组分：植物乳杆菌、香肠乳杆菌、希氏乳杆菌和布氏乳杆菌；

各个组分为等量CFU混合。

上述的微生物添加剂中，所述植物乳杆菌为Lactobacillus plantarum，其菌株号为WQ-01，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为保藏编号为CGMCC No.13318；

所述香肠乳杆菌为Lactobacillus farciminis，其菌株号为GMX4，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为保藏编号为CGMCC No.19434；

所述希氏乳杆菌为Lactobacillus hilgardii，其菌株号为60TS-2，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为保藏编号为CGMCC No.19435；

所述布氏乳杆菌为Lactobacillus buchneri，其菌株号为NX205，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为保藏编号为保藏编号为CGMCCNo.16534。

本发明还提供了一种田菁和全株玉米的发酵方法，包括如下步骤：1)将田菁和全株玉米混合，用水调整其干物质的含水量，得到田菁和全株玉米混合物；

2)将植物乳杆菌、香肠乳杆菌、希氏乳杆菌和布氏乳杆菌在培养基中培养，得到混合菌剂；

3)将所述混合菌剂添加到所述田菁和全株玉米混合物中，进行发酵，即得到田菁和全株玉米混合青贮。

上述的发酵方法步骤1)中，所述田菁和全株玉米的质量比可为7:3；

所述田菁和全株玉米混合物的质量百分含水量可为25％～40％，具体可为30％。

上述的发酵方法中，所述培养基为MRS液体培养基；

所述培养条件可为37℃静置培养48小时。

上述的发酵方法中，所述混合菌剂中各个菌株添加到所述田菁和全株玉米混合物湿重的添加量可为5×10

上述的发酵方法中，所述发酵的条件如下：真空、避光，贮存30天～180天，具体可为120天，温度可为20～25℃。

本发明具有如下有益效果：

本发明微生物添加剂能够增加田菁利用率，提升田菁和全株玉米混合青贮的发酵品质，并有效提高有氧稳定性。

保藏说明

1、生物材料的分类命名：植物乳杆菌。

生物材料的拉丁文名：Lactobacillus plantarum。

参椐的生物材料(株)：WQ-01。

保藏单位全称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。

保藏单位简称：CGMCC。

地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

保藏日期：2016.11.18。

保藏编号：CGMCC No.13318。

2、生物材料的分类命名：香肠乳杆菌。

生物材料的拉丁文名：Lactobacillus farciminis。

参椐的生物材料(株)：GMX4。

保藏单位全称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。

保藏单位简称：CGMCC。

地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

保藏日期：2020.02.25。

保藏编号：CGMCC No.19434。

3、生物材料的分类命名：希氏乳杆菌。

生物材料的拉丁文名：Lactobacillus hilgardii。

参椐的生物材料(株)：60TS-2。

保藏单位全称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。

保藏单位简称：CGMCC。

地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

保藏日期：2020.02.25。

保藏编号：CGMCC No.19435。

4、生物材料的分类命名：布氏乳杆菌。

生物材料的拉丁文名：Lactobacillus buchneri。

参椐的生物材料(株)：NX205。

保藏单位全称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。

保藏单位简称：CGMCC。

地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

保藏日期：2018.09.26。

保藏编号：CGMCC No.16534。

附图说明

图1为微生物添加剂对田菁和全株玉米混合青贮120天pH影响。

图2为微生物添加剂对田菁和全株玉米混合青贮120天乳酸含量影响。

图3为微生物添加剂对田菁和全株玉米混合青贮120天乙酸含量影响。

图4为微生物添加剂对田菁和全株玉米混合青贮120天氨态氮含量影响。

图5为微生物添加剂对田菁和全株玉米混合青贮有氧暴露后温度影响。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例

本发明所提供的田菁和全株玉米发酵方法，包括下述步骤：

1)将田菁和全株玉米按照S7C3(二者质量比为7:3)的比例混合，用蒸馏水调整干物质质量百分含量在30％备用。

2)活化菌剂：将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)B90(保藏编号为CGMCCNo.13318)、香肠乳杆菌(Lactobacillus farciminis)GMX4(保藏编号为CGMCCNo.19434)、希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)60TS-2(保藏编号为CGMCCNo.19435)、布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)NX205(保藏编号为CGMCC No.16534)在MRS液体培养基(北京索莱宝科技有限公司，货号M8540-250g)中培养，培养条件为37℃静置培养48小时。各个菌株添加到田菁和全株玉米混合物的添加量为活菌数1×10

3)将步骤2所得的菌剂均匀喷洒到步骤1所得的田菁和全株玉米混合物中，搅拌均匀，取300g装入聚乙烯袋中，抽真空后避光贮存120天，室内平均温度在20～25℃之间。对照组为不添加菌剂的田菁与全株玉米混合物，记为CKS7C3；试验组为添加菌剂的田菁与全株玉米混合物，记为LABS7C3；每组设置6个重复。

发酵前后田菁和全株玉米混合物交由CVAS饲料分析中国服务中心检测。

结果与分析：

1、微生物添加剂对发酵品质的影响

如图1所示，青贮120天后，与对照组CKS7C3(pH＝4.34)相比，LABS7C3组的pH略低，为4.27，说明微生物添加剂能够降低pH；

如图2-3所示，与对照组相比，试验组的乳酸含量略低，但乙酸含量高，说明试验组后期主要以异型发酵为主，且微生物添加剂能够较好的维持混合青贮饲料乳酸和乙酸的含量；

如图4所示，两组青贮样品的氨态氮含量都低于1％DM，表明粗蛋白都得到有效保存。

2、微生物添加剂对营养品质的影响

如表1所示，与对照组CKS7C3相比，试验组LABS7C3的粗蛋白含量显著增加，但中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量变化不显著；此外，与对照组相比，试验组的干物质含量以及可溶性糖含量变化不显著，但与对照组相比，试验组的淀粉含量显著降低，说明微生物添加剂能够提高淀粉的利用率。

3、微生物添加剂对有氧稳定性的影响

如表2和图5所示，对照组CKS7C3在有氧暴露25.33小时后开始有氧腐败，在有氧暴露35小时后达到最高温度29.63℃，而试验组LABS7C3在有氧暴露288小时后温度才达到23.85℃，有氧稳定时间更是长达336小时，并且与对照组相比，试验组的有氧稳定时间是对照组的13倍之多。说明本发明微生物添加剂有助于提高田菁和全株玉米混合青贮饲料的有氧稳定性，进而维持混合青贮饲料开袋后的品质。

综上所述，在田菁与全株玉米按照7：3比例混合发酵中加入微生物添加剂后获得的饲料具有发酵品质、营养品质良好，有氧稳定性大幅度提升的优点，这也为生产质量高、货架期长的青贮饲料提供了理论依据和技术指导。

表1微生物添加剂对田菁和全株玉米混合青贮120天营养品质影响

注：CKS7C3：对照组；LABS7C3：微生物添加剂组；大写字母表示同一行之间的显著性差异，显著性水平取0.05。

表2微生物添加剂对田菁和全株玉米混合青贮有氧稳定性影响

注：CKS7C3：对照组；LABS7C3：微生物添加剂组；大写字母表示同一行之间的显著性差异，显著性水平取0.05。