李元迎(河北省農(nóng)林科學(xué)院獸藥新產(chǎn)品研發(fā)中心,河北石家莊050071)
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綠汁發(fā)酵液在飼草青貯中的應(yīng)用研究
李元迎
(河北省農(nóng)林科學(xué)院獸藥新產(chǎn)品研發(fā)中心,河北石家莊050071)
摘要:綠汁發(fā)酵液作為一種天然、無毒的青貯添加劑加工簡單,經(jīng)濟環(huán)保。本文根據(jù)近幾年的研究,對綠汁發(fā)酵液的制作方法、作用機理以及應(yīng)用進展等進行了綜述。
關(guān)鍵詞:綠汁發(fā)酵液;青貯;發(fā)酵
飼料青貯是指將切碎到一定長度的青綠飼料在缺氧的條件下發(fā)酵而使飼草保持多汁狀態(tài)的一種調(diào)制技術(shù),經(jīng)過青貯的飼料具有適口性好、可長期保存、寄生蟲危害減少等優(yōu)點。飼料青貯在反芻動物養(yǎng)殖中占有重要地位并被廣泛應(yīng)用。為了更好地獲得優(yōu)質(zhì)青貯飼料,人們在青貯時往往會添加一些發(fā)酵添加劑,比如乳酸菌制劑、有機酸、綠汁發(fā)酵液(PFJ)等,其中PFJ作為一種天然、無毒的青貯添加劑得到了廣泛推廣。
綠汁發(fā)酵液(PFJ)是將植物勻漿后,利用植物自身附著的乳酸菌在厭氧環(huán)境中將植物綠汁進行發(fā)酵而制成的一種青貯添加劑,具有經(jīng)濟環(huán)保、制作工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低等特點,且比專門的乳酸菌制劑穩(wěn)定,不受牧草生長季節(jié)、含水率及發(fā)酵溫度的影響[1]。廣義的綠汁發(fā)酵液是指將原料的新鮮葉片、莖桿全株切碎或勻漿在適宜的溫度下經(jīng)過一段時間厭氧發(fā)酵調(diào)制而成;狹義的綠汁發(fā)酵液特指由苜蓿鮮草汁發(fā)酵而成[2]。
各種植物的PFJ制作方法基本相同,但是根據(jù)不同的青貯對象,研究者提供了具有細(xì)微差別的制作方法,以下是文獻報道的幾種制作方法:
2.1扁穗牛鞭草PFJ的制作方法[3]選取刈割拔節(jié)期的扁穗牛鞭草,將其切成2~3cm長的碎段,取20g加入40mL蒸餾水中,用搗碎機攪拌1min。然后用2~4層紗布將榨汁液過濾,濾液放入?yún)捬醢l(fā)酵罐內(nèi),加入2%的葡萄糖(濃度為20~40g/L)后密封,30℃厭氧培養(yǎng)48h。
2.2藏蒿草PFJ的制作方法[4]將藏蒿草50g分別切碎至1cm,加250mL水浸泡30min,在搗碎機中磨碎攪拌,用兩層紗布過濾,得藏蒿草綠汁液。以2%濃度加入蔗糖,用食用白米醋,調(diào)節(jié)發(fā)酵原液的pH值至4.2,放入1 L棕色玻璃瓶內(nèi),密封,30℃避光發(fā)酵2d,除去沉淀物,收集上面的棕色液體即得綠汁發(fā)酵液(PFJ)。
2.3其他制作方法艾比布拉·伊馬木等[4]報道,制作青貯前兩天,分別刈割無倒伏、干凈的苜蓿和蘇丹草頂端部分,用剪刀切成2~5 cm,混勻,稱取200 g,加等量蒸餾水,用家用打漿機制漿,然后用兩層紗布過濾榨汁,再加2%砂糖,倒入棕色瓶子在暗處厭氧發(fā)酵2 d即可制成。陸銀等[2]報道,將苜蓿草樣200g和水600mL攪拌混勻后,雙層紗布過濾,取濾液500mL加入葡萄糖20g,在30℃下厭氧發(fā)酵2d即可制成苜蓿PFJ。
另據(jù)許慶方等[5]報道,在制作PFJ時不必先加入白醋調(diào)整pH值。唐維新[6]報道,葡萄糖添加量在0.5~5g/100mL范圍內(nèi)用量越高促發(fā)酵效果越明顯,綜合評定認(rèn)為取葡萄糖中等水平添加組(2g/100mL)作苜蓿青貯添加劑是較為合適的。黃興軍[7]報道,2g/100mL蔗糖添加量的發(fā)酵環(huán)境是乳酸菌生長的理想環(huán)境,所以制作綠汁發(fā)酵液的最佳組合是:每100mL綠汁發(fā)酵液添加2g蔗糖和2倍水,發(fā)酵48h。
青飼料在青貯過程中經(jīng)過壓實密封,與外部環(huán)境中的氧氣隔絕。在這種環(huán)境下,尚未死亡的植物細(xì)胞繼續(xù)呼吸,消耗青貯環(huán)境中的氧氣,釋放二氧化碳和水,同時附著在青貯牧草表面的霉菌、酵母菌、腸道桿菌等需氧微生物利用殘存的氧氣進行活動,產(chǎn)生乳酸和二氧化碳,二氧化碳進一步加速環(huán)境缺氧。當(dāng)厭氧環(huán)境形成后,乳酸菌開始大量繁殖,產(chǎn)生大量的乳酸,使飼料內(nèi)環(huán)境呈弱酸性(pH值3.5~4.2),有效地抑制其他微生物生長。最后乳酸菌的活動也被自身產(chǎn)生的乳酸抑制,發(fā)酵過程停止,青貯飼料進入酸性厭氧環(huán)境而利于儲藏。上述是正常青貯的過程。
由于自然條件下一般牧草及作物附著的乳酸菌數(shù)量不足,故發(fā)酵過程緩慢。當(dāng)把青貯原料粉碎制成PFJ后,乳酸菌數(shù)量急劇增加,與原料相比可增加3~4個數(shù)量級,pH值下降到4.0以下[2],當(dāng)添加PFJ后青貯,就會大大增加青貯發(fā)酵初期的乳酸菌數(shù)目,從而確保乳酸菌迅速生長繁殖,使青貯中乳酸發(fā)酵占主導(dǎo)地位,并以絕對的強勢壓倒或抑制其他有害微生物的生長繁殖[8]。所以,在青貯時加入PFJ可有效提高乳酸菌的濃度,加快青貯的制備過程。
陳國富等[8]報道,以2 mL/kg濃度添加PFJ能改善靈芝菌糟發(fā)酵飼料的發(fā)酵品質(zhì),提高化學(xué)成分。李富國等[10]報道以2 L/t濃度添加PFJ能夠降低青貯pH值以及氨態(tài)氮占總氮的比例,提高乳酸含量,降低乙酸、丁酸含量,并認(rèn)為添加綠汁發(fā)酵液和脫氫乙酸鈉可進一步改善水稻秸青貯的青貯品質(zhì),提高其營養(yǎng)價值。朱小清等[11]在稻草青貯中的PFJ用量為2 mL/kg;葉杭等[12-13]在香蕉莖和香蕉葉青貯中的PFJ用量也是2mL/kg。
PFJ的使用劑量也有其他不同的報道,如莊益芬等[14]在玉米秸稈青貯中的用量為2%;林仕欣等[15]在飼用甜高粱青貯中的用量為5mL/kg;舒思敏等[3]在扁穗牛鞭草青貯中的用量為5mL/kg。
綠汁發(fā)酵液作為一種純天然生物添加劑,在飼草青貯中具有效果好、經(jīng)濟、環(huán)保、無殘留等優(yōu)點,隨著對青貯飼料的研究深入,PFJ的應(yīng)用將越來越廣泛。
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3.4無菌檢驗按照現(xiàn)行《中華人民共和國獸藥典》附錄進行檢驗,接種后10d之內(nèi)應(yīng)無菌生長。
3.5Eg85含量檢驗按照羊棘球蚴(包蟲)病基因工程亞單位疫苗質(zhì)量檢驗操作方法中“SDS-PAGE膠的制備和電泳方法”及“用密度分析法定量測定抗原含量”進行,保護性抗原Eg85占總蛋白的百分含量應(yīng)≥15%,每頭份疫苗保護性抗原Eg85的含量應(yīng)≥50μg。
3.6成品安全與效力檢驗每批次疫苗生產(chǎn)后,都要進行安全評價與效力評價。
3.6.1安全評價方法將4周齡的羔羊分成4組,每組5只,每只羊皮下注射2mL(2頭份)疫苗液,陰性對照組注射2mL無菌生理鹽水。持續(xù)觀測體溫0~86h,并觀測注射部位是否形成腫塊。安全評價結(jié)果如圖1所示。試驗羊在注射2頭份疫苗后,體溫在24~48h內(nèi)有不同程度升高,在72h時恢復(fù)正常。免疫后試驗羊所形成的腫塊也呈現(xiàn)了同樣的趨勢,腫塊在72h徹底消失。注射后21d,試驗羊沒有發(fā)生異常,平均體重也與對照組處于同一水平。
3.6.2效力評價方法為評價每一批次疫苗的免疫效果,采用ELISA方法對免疫后試驗羊的抗體水平進行檢測,從而對疫苗的效力進行評價。表1所示為澳龍公司2014年中期的疫苗成品質(zhì)量評價記錄。該次質(zhì)量評價共選取3個養(yǎng)殖場共370頭羊進行了疫苗接種,接種方式為頸部皮下注射1頭份,其中2個養(yǎng)殖場在首次免疫后1個月進行了二次免疫,二次免疫后連續(xù)觀測3個月的抗體水平??贵w檢測結(jié)果顯示:一免后第28d(一免后1個月),只進行一次免疫的Fu組的抗體效價迅速升高至0.75,與免疫前相比差異顯著;當(dāng)一免后56d(一免后2個月)、84d(一免后3個月),動物血清中的抗體效價呈下降趨勢,但平均抗體效價仍高于0.6,可判為陽性。Fang組及Jiang組為兩次免疫組,28d(一免后1個月)、56d(二免后1個月)時的抗體水平明顯增高,84d(二免2個月)時的抗體水平又出現(xiàn)下降;二免2個月后抗體水平雖然都出現(xiàn)明顯下降,但抗體效價平均值仍大于1.0,且高于二免前抗體效價。說明在二免后2個月的抗體效價仍然比較理想。
圖1 產(chǎn)品安全評價結(jié)果
表1 2014年疫苗成品質(zhì)量評價記錄
將一次免疫與兩次免疫結(jié)果進行對比,分析疫苗免疫一次與免疫兩次的抗體差異。結(jié)果表明第28d(一免后1個月)時,3個試驗組的抗體水平都出現(xiàn)增長,通過方差分析,3組數(shù)據(jù)之間不存在差異。第28d時對Fang組與Jiang組再進行第二次免疫,F(xiàn)u組不進行免疫,結(jié)果表明第56d(一免后2個月、二免后1個月)時,F(xiàn)ang組與Jiang組的抗體效價又出現(xiàn)了明顯增長,且2組數(shù)據(jù)與Fu組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)顯著差異;第84d后,免疫兩次的Fang組與Jiang組的抗體水平出現(xiàn)下降,但最高值仍達到1.2,遠(yuǎn)高于只免疫一次的Fu組;包括Fu組在內(nèi),所有試驗組在第84d的抗體效價仍為陽性。
在包蟲病的傳播途徑中,人、牛及綿羊等多種哺乳動物為中間宿主,通過感染細(xì)粒棘球絳蟲的幼蟲而引起發(fā)病,犬、狼和狐貍等犬科動物為終末宿主,通過攝食牛、羊的內(nèi)臟器官,感染細(xì)粒棘球絳蟲的成蟲而引起發(fā)?。?]。包蟲病防控的方法之一是對犬驅(qū)蟲,但大量的流浪犬、野犬致使控制終末宿主——犬的難度很大,而終末宿主80%的感染來自于羊,因此,用羊棘球蚴(包蟲)病基因工程亞單位疫苗免疫中間宿主——羊,可保護羊群免受細(xì)粒棘球絳蟲的幼蟲感染,從而阻斷細(xì)粒棘球絳蟲的生活史循環(huán),達到徹底防控包蟲病的目的。
[1]范才良,廖天學(xué),李慧,等.羊棘球蚴(包蟲)基因工程亞單位疫苗免疫母羊后羔羊母源抗體消長規(guī)律研究[J].中國草食動物科學(xué),2015(5):20.
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Study on the Application of Previously Fermented Juice in the Forage Silage
LI Yuanying
(Animal Medicine Research and Development Center,Agriculture and Forestry Sciences Academy of Hebei Province,Hebei Shijiazhuang 050071,China)
Abstract:This paper is about the previously fermented juice(PFJ)which has many advantages such as uncomplicated handing,economy and environmental protection as a natural and poisonless additive. According to recent studies,this paper summarized the manufacturing methods,mechanism and application progress of PFJ.
Key words:Previously fermented juice(PFJ);Silage;Fermentation
中圖分類號:S816.3
文獻標(biāo)識碼:A
文章編號:1001-8864(2016)05-0026-02
收稿日期:2016-03-23
作者簡介:李元迎(1871-),男,河北邢臺人,大學(xué)本科,高級獸醫(yī)師,現(xiàn)參加河北省渤海糧倉科技示范工程項目,研究方向:臨床獸醫(yī)。