青貯發(fā)酵原理

1.青貯定義

1.1傳統(tǒng)

    傳統(tǒng)青貯是指將含有一定水分的青綠飼料裝入到一個(gè)密封的容器內(nèi),在厭氧條件下,利用乳酸菌發(fā)酵抑制各種雜菌的繁殖，制作成能長(zhǎng)期保存的飼料的一種方式。

1.2現(xiàn)在

     指將含有一定水分的青綠飼料（或各種黃秸稈）裝入到一個(gè)密封的容器內(nèi)（青貯窖、青貯平臺(tái)、青貯袋和青貯裹包）,在厭氧條件下,接種青貯發(fā)酵劑，達(dá)到快速消耗氧氣縮短植物的有氧呼吸時(shí)間、增加青貯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、增強(qiáng)青貯有氧穩(wěn)定性的目的，使制作成的飼料能長(zhǎng)期保存的生物技術(shù)工藝和操作規(guī)范。

2.青貯原理

    青貯發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過程。是在密封的狀態(tài)下，利用乳酸菌的發(fā)酵作用，產(chǎn)生大量乳酸，使飼料呈酸性，從而抑制有害菌生長(zhǎng)，達(dá)到長(zhǎng)期保存青綠飼料營(yíng)養(yǎng)特性的一種方法。

由青貯原理可知，要想制作出高品質(zhì)青貯飼料，必須具備三個(gè)因素：厭氧環(huán)境、足夠的優(yōu)良乳酸菌數(shù)和可溶性碳水化合物。要想達(dá)到這三個(gè)因素，必須滿足以下四個(gè)條件，缺一不可。

① 壓實(shí)、密封嚴(yán)實(shí)：

  抑制好氧腐敗菌生長(zhǎng)，為乳酸菌創(chuàng)造有利生長(zhǎng)條件；

② 足夠數(shù)量的乳酸菌：

  乳酸菌占優(yōu)勢(shì)，快速產(chǎn)生乳酸，降低pH 值，將腐敗菌（尤其是產(chǎn)生霉菌毒素的霉菌）抑制在最初狀態(tài)；

③ 含有一定量的可溶性糖和氮源：

  提供乳酸菌營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)乳酸菌繁殖，產(chǎn)生大量乳酸；

④ 含有一定量的水分:提供乳酸菌生長(zhǎng)環(huán)境。

3.青貯發(fā)酵過程

   青貯發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過程，創(chuàng)造厭氧環(huán)境，通過乳酸菌的發(fā)酵，使飼料中的糖類（一般應(yīng)占飼料干物質(zhì)的8%～10%）轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗帷．?dāng)乳酸在青貯原料中積累到一定濃度時(shí)，即pH值下降到3.8～4.2時(shí)，抑制了包括乳酸菌在內(nèi)的各種微生物的繁衍，從而達(dá)到長(zhǎng)期保存飼料的目的。

   一般分為四個(gè)階段。

第一階段：好氧呼吸

    封窖后有兩種生化反應(yīng)，一種是霉菌、腐敗菌為主的微生物生化反應(yīng)，另外一種是植物細(xì)胞呼吸生化反應(yīng)（剛切碎的青綠植株中細(xì)胞并未死亡，細(xì)胞仍然在進(jìn)行呼吸作用和酶解變化）。它們會(huì)利用青貯中殘留空氣進(jìn)行生化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱、二氧化碳、水、氨氣等，導(dǎo)致青貯的干物質(zhì)、蛋白質(zhì)和能量損失，并產(chǎn)生霉菌毒素。如果有氧反應(yīng)階段時(shí)間過長(zhǎng)，很容易產(chǎn)生高溫而殺死乳酸菌，致使青貯發(fā)生霉變。此過程預(yù)需經(jīng)歷1-3天，這一階段時(shí)間越短越好。

第二階段：乳酸發(fā)酵階段

    經(jīng)過好氧呼吸階段，青貯內(nèi)氧氣耗盡，好氧微生物停止活動(dòng)，形成厭氧狀態(tài)；乳酸菌迅速增殖，形成大量乳酸，pH值下降，抑制其他微生物的活動(dòng)；pH值下降到4.2以下時(shí)，乳酸菌本身活動(dòng)也受到抑制。此過程需歷時(shí)2～3周，主要受溫度和水分含量的影響。

    此過程主要是乳酸菌（有益菌）和梭菌（有害菌）二者的競(jìng)爭(zhēng)，結(jié)果決定著青貯發(fā)酵的成敗。如果梭菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，則青貯將形成丁酸發(fā)酵，不僅強(qiáng)酸、惡臭、造成奶牛流產(chǎn)，同時(shí)還造成M1、異味、抗生素假陽性等一系列原奶安全隱患。

第三階段：穩(wěn)定階段

    經(jīng)過乳酸發(fā)酵，pH值下降到3.0后，乳酸菌也受到抑制，各種微生物停止活動(dòng)，青貯飼料進(jìn)入穩(wěn)定階段，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不再損失。

第四階段：開窖有氧階段

    青貯開窖后，空氣進(jìn)入青貯中，青貯中殘留和侵入青貯中的霉菌、腐敗菌進(jìn)行繁殖，造成青貯二次發(fā)酵，導(dǎo)致青貯的干物質(zhì)、蛋白質(zhì)和能量損失，并產(chǎn)生霉菌毒素。

“發(fā)酵三階段”是指把第三階段歸入為第二階段稱為封窖后無氧反應(yīng)階段（見圖1）。

圖1：青貯發(fā)酵反應(yīng)過程   

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