一种提高紫花苜蓿青贮饲料中β-胡萝卜素含量的方法

摘要

本发明公开了一种提高紫花苜蓿青贮饲料中β‑胡萝卜素含量的方法，以紫花苜蓿重量为基础，向切短的紫花苜蓿中添加0.05％～0.2％的己酸后，在18～35℃黑暗无光条件下进行无氧密封贮藏。本发明利用己酸提高了紫花苜蓿青贮饲料蛋白质、β‑胡萝卜素的含量，特别是提高紫花苜蓿青贮饲料β‑胡萝卜素含量效果显著，促进了优质紫花苜蓿青贮饲料的生产。

说明书

技术领域

本发明涉及饲料调制加工技术领域，具体涉及一种提高紫花苜蓿青贮饲料β-胡萝卜素含量的方法。

背景技术

β-胡萝卜素是家畜合成维生素A的必要前体，可以预防夜盲症、干眼症和其它维生素A缺乏症引起的疾病。此外，β-胡萝卜素在增强奶牛的免疫力和抗氧化应激能力，提高产奶量、奶品质和维生素A浓度方面发挥着重要作用。紫花苜蓿因其高营养价值，富含蛋白质，被广泛种植和用于动物饲料。紫花苜蓿青贮饲料是奶牛的优质粗饲料，也是奶牛维生素A的潜在来源。然而，在氧、热、光和强酸的存在下，β-胡萝卜素易降解损失。此外，β-胡萝卜素可被植物上附生的微生物降解，如一些好氧细菌、肠杆菌、酵母和霉菌。一些乳酸菌也会产生过量的乳酸，破坏β-胡萝卜素的结构，导致β-胡萝卜素降解。紫花苜蓿青贮饲料中β-胡萝卜素的最大损失可达50％。因此，制备高β-胡萝卜素含量的优质青贮饲料对满足畜牧业发展的需求具有重要意义。

己酸是一种有机化合物，是六个碳的直链羧酸，化学式为C

发明内容

本发明的目的在于针对紫花苜蓿青贮饲料在生产实践中，β-胡萝卜素损失大，家畜需要维生素A保持健康和稳健生产性能，外源添加维生素A成本提高的情况下，提供了一种提高紫花苜蓿青贮饲料中β-胡萝卜素含量的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

己酸在提高紫花苜蓿青贮饲料的β-胡萝卜素含量中的应用。

上述的应用，优选的，以紫花苜蓿重量为基础，向紫花苜蓿中添加0.05％～0.2％的己酸后进行无氧密封贮藏。进一步优选的，所述己酸的添加量为0.1％～0.2％。

优选的，所述密封贮藏的时间为10～80天。优选为40～80天。最优选为80天。

优选的，在18～35℃黑暗无光条件下进行无氧密封贮藏。

一种提高紫花苜蓿青贮饲料β-胡萝卜素含量的方法，以紫花苜蓿重量为基础，向切短的紫花苜蓿中添加0.05％～0.2％的己酸后，在18～35℃黑暗无光条件下进行无氧密封贮藏。

上述的方法，优选的所述密封青贮的时间为10～80天。优选为40～80天。最优选为80天。

优选的，所述己酸的添加量为0.1％～0.2％。所述的青贮原料切断至2～5cm。

本发明以紫花苜蓿为研究材料，通过添加不同水平的己酸，研究了己酸对紫花苜蓿青贮发酵参数、营养成分和β-胡萝卜素含量的影响。实验设计为：①将待青贮紫花苜蓿切断至2～5cm，混合均匀；②试验设计如下：无添加剂(CON)；0.05％己酸添加剂(HA0.05，每100g紫花苜蓿添加0.05g己酸)；0.1％己酸添加剂(HA0.1，每100g紫花苜蓿添加0.1g己酸)；0.2％添加剂(HA0.2，每100g紫花苜蓿添加0.2g己酸)。各组添加剂浓度均按紫花苜蓿原材料鲜重计算。③采用尼龙真空包装塑袋密封，在黑暗条件下无氧18～35℃贮藏，在第10，40和80天打开青贮袋，检测相关指标。

结果显示，己酸促进了紫花苜蓿青贮发酵，提高了β-胡萝卜素含量，其中0.1％己酸添加量效果最佳。相对于青贮原料，添加0.1％己酸的紫花苜蓿在青贮80天时β-胡萝卜素提高了260％，在生产上具有较大的应用价值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)利用己酸提高了紫花苜蓿青贮饲料β-胡萝卜素含量，己酸成本低且易于利用。

(2)己酸可在我国各地使用，能提高紫花苜蓿青贮饲料的蛋白质含量。

(3)本发明使用的己酸促进了紫花苜蓿青贮饲料的发酵。

附图说明

图1为添加剂和贮藏时间对紫花苜蓿青贮饲料中β-胡萝卜素的影响；

其中，DM，干物质；CON，对照组；HA0.05，0.05％己酸处理组；HA0.1，0.1％己酸处理组；HA0.2，0.2％己酸处理组；A，添加剂(Additive)；T，贮藏时间(Time)；A*T：添加剂与贮藏时间的交互作用。

具体实施方式

下面实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

实施例1

1.材料方法

紫花苜蓿种植于南京农业大学白马教学试验基地(32°86′N，120°02′E)。2021年5月18日收割紫花苜蓿并立即送至实验室用切草机切成2～3cm长度的均匀草段。己酸为分析纯级，购自南京晚晴化玻仪器有限公司。

试验设计如下：无添加剂(CON)；0.05％己酸添加剂(HA0.05，每100g紫花苜蓿添加0.05g己酸)；0.1％己酸添加剂(HA0.1，每100g紫花苜蓿添加0.1g己酸)；0.2％添加剂(HA0.2，每100g紫花苜蓿添加0.2g己酸)。各组添加剂浓度均按紫花苜蓿原材料鲜重计算。试验采用尼龙真空包装塑袋，在黑暗条件下18～35℃密封贮藏。在青贮10、40和80天每个处理组随机抽取4个样品开袋取样，测定其发酵品质、营养成分和β-胡萝卜素含量。

紫花苜蓿鲜样化学成分及微生物组成分析：取25g样品加入75mL蒸馏水，4℃浸提24h后过滤得到浸提液，采用pH 211型精密pH计(意大利HANNA公司)测定pH值。取20g鲜样加入180mL蒸馏水，4℃浸提24h后过滤得到浸提液，采用盐酸-氢氧化钠滴定法测定其缓冲能。取300g切短混匀的鲜样105℃杀青30min后调至65℃烘至恒重，测定其干物质含量，然后用粉草机粉碎成草粉过1mm筛用于测定粗蛋白、水溶性碳水化合物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量和中性洗涤木质素含量。粗蛋白含量采用凯氏定氮法测定。水溶性碳水化合物含量采用蒽酮-硫酸比色法来测定粗蛋白含量。中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量采用范氏纤维分析法测定。取10g鲜样于100mL锥形瓶中，加入90mL 0.85％(g/100ml，每100mL无菌生理盐水中含0.85g氯化钠)的无菌生理盐水120rpm震荡1h，所得菌液用于测定乳酸菌、好氧性细菌、酵母菌和霉菌数量。乳酸菌采用MRS琼脂培养基，37℃厌氧培养48h计数；好氧性细菌采用营养琼脂培养基，30℃有氧培养24h计数；酵母菌和霉菌数量采用虎红培养基，酵母菌30℃有氧培养48h计数，霉菌30℃有氧培养72h计数。

青贮样品发酵品质和微生物组成分析：打开青贮袋后取出所有样品并充分混匀，称取25g样品加入75mL蒸馏水，4℃浸提24h后过滤得到浸提液，用于测定pH值、有机酸和氨态氮含量。有机酸含量采用高效液相色谱仪(安捷伦1260型；德国安捷伦科技有限公司)测定，色谱柱为

β-胡萝卜素含量测定：将鲜样与青贮样品液氮冷冻后放入粉草机粉碎。称取3g样品于50mL离心管中，依次加入7.5mL 10％维生素C溶液、7.5mL甲醇、17.5mL无水乙醇、5mLKOH溶液(质量:体积＝1:1)，80℃遮光水浴30min。冷却至室温后，加入3mL庚烷和1mL蒸馏水摇匀，3500rpm室温离心5min，再加入3mL庚烷摇匀，3500rpm室温离心5min后吸取1mL上清液用于测定β-胡萝卜素含量。β-胡萝卜素含量采用高效液相色谱仪(安捷伦1260型；德国安捷伦科技有限公司)测定，色谱柱为Inertsil ODS-4，柱温45℃；流动相为甲醇-乙腈溶液(体积比9:1)，流速2.5mL/min；检测器为DAD检测器。β-胡萝卜素在波长450nm处检测。

2.结果分析

2.1新鲜紫花苜蓿的化学和微生物成分

如表1所示，青贮前紫花苜蓿鲜样β-胡萝卜素和水溶性碳水化合物含量较低，粗蛋白含量和缓冲能较高。附着乳酸菌较少，好氧性细菌、酵母菌和霉菌较多。

表1青贮前新鲜紫花苜蓿化学和微生物组成

注：FW，鲜重；DM，干物质；mEq，毫克当量；cfu，菌落单位。

2.2添加剂贮藏时间对紫花苜蓿青贮饲料发酵品质的影响

如表2所示，添加剂与贮藏时间及两者之间的交互作用显著影响了乳酸、乙酸、乳酸/乙酸和丙酸含量(P<0.05)。此外，添加剂与贮藏时间显著影响了pH和丁酸含量，添加剂与贮藏时间的交互作用显著影响了氨态氮含量(P<0.05)。

当涵盖添加剂因素时，随着贮藏时间的延长，紫花苜蓿青贮饲料pH值显著降低，乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量先上升后下降(P<0.05)，己酸含量显著下降。当涵盖时间因素时，与CON相比，所有己酸处理组均显著降低了pH，提高了乳酸含量和己酸含量，且HA0.1和HA0.2显著降低了丁酸含量(P<0.05)。由此可见，添加己酸促进了紫花苜蓿青贮发酵。

表2添加剂与贮藏时间对紫花苜蓿青贮饲料pH值、有机酸和氨态氮含量的影响

注：DM，干物质；N，氮；CON，对照组；HA0.05，0.05％己酸处理组；HA0.1，0.1％己酸处理组；HA0.2，0.2％己酸处理组；同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)；SEM，标准误。

2.3温度与贮藏时间对紫花苜蓿青贮饲料微生物组成的影响

如表3所示，温度与贮藏时间及两者之间的交互作用显著影响了乳酸菌、好氧细菌和酵母菌数量，贮藏时间显著影响了霉菌数量(P<0.05)。当涵盖添加剂因素时，随着贮藏时间的延长，乳酸菌先减少后增加，好氧细菌、酵母菌和霉菌显著减少(P<0.05)。当涵盖时间因素时，与CON相比，所有己酸处理组显著降低了乳酸菌数量；HA0.1和HA0.2显著降低了好氧性细菌和酵母菌数量(P<0.05)。这说明添加0.1％和0.2％的己酸对乳酸菌、好氧细菌、酵母菌和霉菌均有一定的抑制作用。

表3添加剂与贮藏时间对紫花苜蓿青贮饲料微生物组成的影响

注：FM，鲜物质；cfu，菌落单位；DM，干物质；CON，对照组；HA0.05，0.05％己酸处理组；HA0.1，0.1％己酸处理组；HA0.2，0.2％己酸处理组；同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)；SEM，标准误。

2.4温度与贮藏时间对紫花苜蓿青贮饲料营养成分的影响

如表4所示，添加剂与贮藏时间及两者之间的交互作用显著影响了干物质损失率、水溶性碳水化合物和粗蛋白含量(P<0.05)。添加剂显著影响了中性洗涤纤维含量，添加剂与贮藏时间的交互作用显著影响了中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量(P<0.05)。

当涵盖添加剂因素时，随着贮藏时间的延长，干物质损失率显著增加，水溶性碳水化合物、粗蛋白含量显著减少(P<0.05)。当涵盖时间因素时，与CON相比，HA0.1和HA0.2显著提高了干物质损失率、水溶性碳水化合物和粗蛋白含量(P<0.05)。

表4添加剂与贮藏时间对紫花苜蓿青贮饲料营养成分的影响

注：FW，鲜重；DM，干物质；CON，对照组；HA0.05，0.05％己酸处理组；HA0.1，0.1％己酸处理组；HA0.2，0.2％己酸处理组；同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)；SEM，标准误。

2.4添加剂和青贮时间对苜蓿青贮饲料中β-胡萝卜素的影响

如图1所示，添加剂与贮藏时间及其交互作用显著影响了β-胡萝卜素含量(P<0.05)。由此可见，己酸浓度和时间是影响β-胡萝卜素含量的关键因素。随着贮藏时间的延长，CON组β-胡萝卜素含量先下降后上升，所有己酸处理组β-胡萝卜素含量显著上升(P<0.05)。在青贮40和80天，与CON相比，添加己酸显著提高了β-胡萝卜素含量。紫花苜蓿青贮饲料在T80、HA0.1的条件下β-胡萝卜素含量最高。与鲜样和对照组相比，青贮80天时HA0.1分别提高了β-胡萝卜素约260％和253％。

综上所述，添加己酸具有提高β-胡萝卜素含量的效果，且HA0.1提高β-胡萝卜素含量的效果最佳，贮藏时间80天有利于β-胡萝卜素含量的提高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。