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1 乳酸菌的概念和发酵类型
乳酸菌（LAB，Lactic acid bacteria）是指能使碳水化合物（主要为葡萄糖）发酵产生大量乳酸的细菌的通称，是促进青贮饲料发酵的主要有益微生物。乳酸菌可分为9个属，其中5个属呈球状，如乳酸球菌（Lactococcus）、迷走球菌（Vagococcus）、链球菌（Streptococcus）、明串珠菌（Leuconostoc）和片球菌（Pediococcus）；4个属呈杆状，如肉食杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌和孢子乳酸菌。这些细菌都和乳酸发酵有密切关系，其中以乳酸杆菌属最重要，多是食品工业的发酵菌种。大多数青贮饲料中的乳酸菌主要是植物乳杆菌和短乳杆菌为主。乳酸菌按发酵过程中产物的不同，可分为同型发酵乳酸菌（同型乳酸菌）和异型发酵乳酸菌（混合乳酸菌）两大类。
同型发酵乳酸反应式为：C6H12O6→2CH3-CHOH-COOH
异型发酵乳酸反应式为：
（1）明串珠菌按下式发酵葡萄糖
C6H12O6→CH3-CHOH-COOH+CH3-CH2OH+CO2
（2）双歧杆菌按下式发酵葡萄糖
2C6H12O6→2CH3-CHOH-COOH+3CH3COOH
同型发酵乳酸是能从1分子葡萄糖生产80%乳酸，发酵过程及产物比较单纯，消耗能量少；而异型发酵乳酸是将1分子葡萄糖转化为50%左右的乳酸以外，还有乙醇、醋酸、CO2、H2等其他产物，发酵过程及产物比较复杂，因而消耗能量较多。在青贮饲料时，从保存能量的角度考虑，应以同型发酵乳酸为好，同型发酵乳酸菌在生产乳酸和青贮饲料方面比异型发酵乳酸菌更有效。秸秆发酵中大多是单菌接种，如接种同型发酵乳酸菌Lactobacillus plantarum或L.casei， 异型发酵乳杆菌如L. buchneri 或L.brevis，或者将两者简单结合。单纯接种L.plantarum 虽然可使发酵饲料最终pH值降低，乳酸含量提高，但对改善其有氧稳定性效果不明显；而单纯接种L.buchneri或L.brevis虽提高了有氧稳定性，抑制了有氧条件下的有机质损失，但乳酸含量较低，缺乏营养；将2种菌混合发酵，一定程度上可以保证营养和提高有氧稳定性。乳酸菌是促进青贮饲料发酵的主要有益微生物，可以产生有机酸、细菌素、过氧化氢等多种天然物质，这些物质除具有杀毒抑菌作用外，还具有维持肠道内菌群平衡功能。但附着在青贮原料上的乳酸菌不是数量不足，就是菌系不是我们所希望的那种，因而在青贮制备时添加活力旺盛的乳酸菌培养物，才能保证快速、有效地发酵。2 乳酸菌青贮秸秆的研究进展
青贮饲料能有效地保存青绿植物的营养成分，保证原料青绿时的鲜嫩汁液、质地柔软、适口性好、采食量大，消化利用率和营养价值高，可以保证常年均衡供应家畜青绿饲料，而且来源广泛，因此青贮法更受到人们的青睐。乳酸菌在家畜饲养和饲料中有重要的作用，特别是青贮饲料的调制利用是乳酸菌在饲料学中应用的范例。青贮料中添加乳酸菌可使乳酸菌快速主导发酵，产生的乳酸使发酵料中 pH 值很快下降，可限制植物酶的活性，抑制粗蛋白质降解成非蛋白氮，有助于减少蛋白质的损失。从目前的研究结果来看，由于各项研究所选用的菌种及来源、使用剂量不同，作用的底物也不一样，从而取得的结果也不一致。
在秸秆青贮过程中，添加乳酸菌，可提高秸秆青贮品质。Rooke等（1988）报道，黑麦草青贮中加乳酸菌可以降低青贮物的pH值，增加乳酸的含量。Mcallister（1995）报道，加入乳酸菌，可使大麦青贮发酵后的酵母和霉菌的数量有所下降，但对干物质、有机物质等的消化率无影响。也有研究认为，加入乳酸菌可减少玉米青贮发酵的营养成分损失。蔡义民等（1995）在意大利黑麦草中分别添加2种乳酸球菌及1种乳酸杆菌，结果表明，这些乳酸菌促进了乳酸发酵，有效抑制了霉菌、酵母菌及一般细菌的繁殖，降低了挥发性氮与全氮（VBN/T-N）的比值，而且乳酸杆菌效果大于乳酸球菌。李大鹏（2002）研究表明，添加乳酸菌后，青贮饲料的pH 值、气味、色泽、质地及综合评价的质量优于不添加乳酸菌的青贮饲料。更多试验证明，在青贮饲料中添加乳酸菌有增加乳酸浓度、抑制霉菌繁殖和提高青贮饲料品质的作用。玉柱等（2009）研究发现，乳酸菌制剂（2.5g/t）并没有明显改善玉米秸秆青贮饲料的发酵品质，这可能是由于玉米秸秆原料中含有较多的可溶性糖，再有可能就是新鲜玉米秸秆上附着较多的乳酸菌，基本满足玉米秸秆发酵的需要。席兴军等（2003）试验结果表明，乳酸菌的添加虽然使青贮饲料的色泽、气味和质地明显改善，但也使NDF、ADF 含量明显提高，氨态氮与总氮质量比也明显上升，导致玉米秸秆青贮饲料的品质明显下降。吴晓杰等（2005）在早籼稻青贮原料中添加乳酸菌制剂，不仅能抑制有害菌的繁殖，而且可以降低细胞壁物质以及氨态氮与总氮的比值，改善青贮饲料的发酵品质；随着乳酸菌制剂添加量的增大青贮饲料的收获损失减少，青贮饲料品质得到显著改善。郭金双等（1995）在青贮料中加入乳酸菌，青贮料的pH 值和对照组差异不显著（P>0.05），显著增加了青贮料的乳酸含量（P<0.05）， 显著降低了青贮料的氨态氮（P<0.05），添加乳酸菌的青贮与对照组比较，在各干物质含量组中，其干物质、可溶性糖、粗蛋白质、NDF、ADF、乙酸的含量均无差异，且均未检测到丁酸。添加乳酸菌的青贮对NDF 和ADF 瘤胃降解率与对照组无显著差异，可能和加入乳酸菌虽促进了青贮发酵，但没有降低NDF 和ADF 含量有关。不同乳酸菌添加量对pH、乳酸、氨态氮的影响均无显著差异，可能和青贮原料中的可溶性糖含量恒定有关。侯俊财等（2006）研究证实，添加乳酸菌各处理组的粗蛋白质含量比对照组均显著提高（P<0.05），乳酸菌对玉米青贮饲料的干物质回收率没有显著影响，这可能与青贮原料中干物质含量较高有关。华金玲等（2006）在以鲜稻秸为原料的青贮中添加乳酸菌，可有效地抑制不良微生物对青贮料营养物质的分解作用，降低氨态氮与总氮的比值，改善青贮料的发酵品质；随着乳酸菌添加量的增加青贮饲料营养物质的损失降低，能显著地改善青贮饲料的品质。若在玉米秸秆青贮过程中接种乳酸菌可使秸秆的纤维含量由35.3%降低到25.3%，并增加可溶性碳水化合物含量。兴丽等（2004）试验结果表明，乳酸菌的添加降低了细胞壁成分，同时使青贮饲料发酵过程中的有益微生物急剧增加，不仅抑制了酪酸菌的繁殖，而且阻止了其他不良菌的繁殖，使青贮饲料的发酵品质得到了明显的改善，添加乳酸菌后ADF和CF的质量分数分别下降1.85%和2.09%，混合处理组中ADF 质量分数下降4.49%，ADL 质量分数下降8.51%，与对照组相比差异均显著（P<0.05）。
乳酸菌不仅提高了秸秆青贮饲料的营养价值，而且还可提高家畜的生产性能。Muck（1996）综述了1985-1992年间很多关于乳酸菌青贮添加剂的研究发现差异显著（P<0.1），其中干物质的吸收率、奶牛增重速度、产奶量和采食量分别提高了25%、25%、40%和45%。Muck（2001）又报道，用添加了乳酸菌青贮后的青贮玉米饲喂阉牛后干物质（69.6%对67.3%）、有机物（73.2%对69.8%）、酸性洗涤纤维（67.1%对64.9%）、中性洗涤纤维（69.1%对68.1%）和蛋白质（76.0%对66.6%）的消化率均有提高，饲料报酬明显提高，试验组日粮产1.51kg/kg DM，对照组产奶1.22kg/kgDM。其他研究证实利用复合乳酸菌处理玉米秸秆发酵质量有所改善，饲料的pH值降低，干物质和有机物质有效降解率提高，肉牛平均日增重2个月可以提高162.5g。Meeske 等（2002）报道，用添加接种剂的青贮料饲喂娟姗牛，结果每头牛日平均产奶量提高了1kg（P=0.05），蛋白质的含量也比对照组高（P=0.09），且可提高干物质的吸收率和牛的日增重（P=0.09），奶脂肪的含量与对照组没有差异。McAllister等（2002）研究表明，添加乳酸菌可以促进大麦青贮发酵，提高全株大麦的降解率、营养吸收和牛日增重。刘飞（2006）利用从优质青贮饲料中分离筛选出的2株乳酸菌进行全株玉米的青贮中试试验，玉米青贮30d即可成熟，感官评定的结果表明，乳酸菌处理组的青贮饲料品质比对照组显著提高（P<0.05），饲喂添加乳酸菌的玉米青贮饲料对奶牛的产奶量没有显著影响，但是牛乳中蛋白质和非脂乳固体的含量也显著提高（P<0.05），而对乳脂肪的含量没有影响。杲寿善（2002）试验结果表明，添加乳酸菌制剂制作的青贮品质好，利用率高，窖周边损失和浪费明显减少，有机酸含量测试比较总酸含量是常规青贮的两倍，乳酸、丁酸、乙酸含量分别是2.9、2.1和4.9倍。青贮品质优良，质地松软，味甘酸醇香，适口性好，家畜喜食；试验组比对照组多产奶426.0kg，头日增加收入1.39 元，试验期内多增收444.85元，具有明显的经济效益。
近几年，为了提高乳酸菌的发酵效果，青贮料中添加纤维素酶更加引人注目。添加乳酸菌可以确保青贮发酵初期有充足的乳酸菌数，促进乳酸发酵，纤维素酶可将牧草的细胞壁成分分解为糖，从而促进乳酸发酵。在理论上，添加纤维素酶将会使青贮的细胞壁成分减少，干物质消化率提高。席兴军等（2003）在玉米秸秆青贮过程中同时添加乳酸菌和纤维素酶，使玉米秸秆青贮饲料的干物质消失率提高8%，氨态氮与总氮质量比降低33%，丁酸与总酸的摩尔比降低82%，同时使NDF和ADF 的质量分数分别下降了10%和7%，可明显提高青贮饲料的发酵品质和营养价值。孙磊（2005）使用乳酸菌和纤维素酶作为主要添加物，玉米秸秆的品质大有改善，pH值迅速下降到3.8左右，并长期稳定维持直至贮存结束；两者混合添加的效果 ，还原糖含量达到74.53mg/g DM，较对照组提高1.01倍；纤维素酶达到3.67IU/g DM，较对照组提高4.46倍；乳酸含量达到57.35mg/DM，较对照组提高1.27倍；乳酸菌活菌数 可达9.3×109cfu/gDM，较对照组提高4.47倍。以上的研究结果说明，在秸秆的青贮中，以乳酸菌和纤维素酶作为青贮添加剂可以收到很好的效果。
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