添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮品质的影响.pdf

动物营养学报，（）：添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮品质的影响钱远敢 雷兴成 周 彤 那彬彬 孙 红 李 平 郑玉龙 谢艺潇 杨富裕（贵州大学动物科学学院，贵阳）摘 要：为解决皇竹草（）青贮品质差的难题和扩大茶叶加工废弃物的利用，本试验通过将加工不同类型茶叶（绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶、白茶）产生的废弃茶叶作为青贮添加剂，研究其对皇竹草青贮品质及微生物多样性的影响，以期能改善皇竹草青贮的营养品质和发酵品质。分别将 绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶和白茶废弃茶叶与 新鲜皇竹草混合均匀后装入聚乙烯袋中，同时设不添加废弃茶叶的对照处理，每个处理设置 个重复，用真空机抽真空密封，室温避光保存 后取样测定营养成分含量、发酵指标和微生物数量。结果显示：与对照处理相比，添加不同废弃茶叶后皇竹草青贮的粗蛋白质含量均显著升高（），但添加白茶废弃茶叶处理的粗蛋白质含量显著低于其他添加废弃茶叶处理（），仅为。仅绿茶废弃茶叶处理的非蛋白氮含量显著高于对照处理（），其余处理之间非蛋白氮含量无显著差异（）。添加绿茶废弃茶叶处理的可溶性碳水化合物含量显著高于对照处理（），而添加普洱熟茶废弃茶叶处理的可溶性碳水化合物含量显著低于其余处理（）。与对照处理相比，添加普洱生茶废弃茶叶处理的粗蛋白质和乳酸含量显著升高（），、氨态氮和乙酸含量均显著降低（）。皇竹草青贮微生物多样性中，在属水平上仅添加普洱生茶废茶叶处理的优势菌属为植物乳杆菌属（），相对丰度高达，其余处理均以肠杆菌属（）为优势菌属。综上可知，添加普洱生茶废弃茶叶后，皇竹草青贮的营养品质和发酵品质较优，其具有作为皇竹草青贮添加剂的潜力。关键词：青贮；废弃茶叶；皇竹草；青贮品质中图分类号：文献标识码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：国家重点研发计划（）；贵州大学引进人才研究项目贵大人基合字（）号作者简介：钱远敢（），男，贵州毕节人，硕士研究生，研究方向为饲草加工与利用。：通信作者：孙 红，副教授，硕士生导师，：青贮是增强饲草保存能力及高效利用的重要手段之一，在青贮过程中青贮原料的植物呼吸、植物酶作用、微生物活动和环境等因素严重影响着饲料青贮品质，而使用添加剂能够改善青贮的微生物环境，达到提高青贮效果、保存饲草资源中的营养物质的作用。在茶产业产能过剩、利用率相对低下的背景下，将其变废为宝，对新型饲料资源开发及生态环境保护具有重要意义。根据作用效果，青贮添加剂可以分为发酵促进剂、发酵抑制剂、好气性变质抑制剂、营 养 性 添 加 剂 和 吸 收剂，青贮添加剂的使用可以减少青贮饲料中营养物质的损失，从而达到改善青贮品质的目的。使用 青 贮 添 加 剂 对 改 善 青 贮 效 果 具 有 重 要意义。茶已经成为世界上消费最多的饮料。中国是最 大 的 茶 叶 生 产 国，年 茶 叶 产 量 达 万，茶园面积为 万亩（亩），主要种植于我国云南、贵州、四川、湖北等地区，其中贵州茶叶产量达 万，占全国产量的。根据加工工艺不同，茶叶可以分为绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶和白茶等。近年来，瓶装、袋装和罐装的各种现成茶饮料的消 期钱远敢等：添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮品质的影响费量显著增加，使得每年都会产生大量的废弃茶叶。春季生长的嫩茶叶是生产优质茶产品的首选，而夏季和秋季生长的大量新鲜茶叶未得到充分利用，大量被丢弃。虽然少量的废弃茶叶被转化为堆肥，但大多数通常都未得到充分的利用，造成了资源的巨大浪费。从经济和环境方面的考虑，对有效利用食品副产物的需求日益增加。茶 叶 中 含 有 较 高 的 粗 蛋 白 质（）（），还富含茶多酚、氨基酸、咖啡碱、多糖类和维生素等物质，将其添加到动物饲粮中具有增强机体抵抗力、促进消化和生长等效果；此外，茶叶还具有较强的抑菌效果，有研究表明茶叶中的茶多酚能够抑制伤寒杆菌（）和金色溶血性葡萄球菌（）的生长。已有研究将废弃茶叶作为全混合日粮（）原料，研究结果显示废弃茶叶有效地改善了饲粮的品质及饲喂效果。因此，废弃茶叶有潜力成为改善青贮品质的一种优质添加剂来源。皇竹草是由象草和美洲狼尾草杂交选育而成，为多年生、直立丛生的禾本科植物，属四碳植物。皇竹草相较于其他牧草具有生物产量高、利用所限长、田间管理技术要求不高、种植成本低和抗病虫能力强等优点，是作为草食动物的优质饲料来源。近年来，在相关政策的推动下，贵州省皇竹草的种植面积迅速增加。然而，皇竹草的可溶性碳水化合物（）含量较低，表面附生乳酸菌较少，而纤维及水分含量较高，其单独青贮时青贮品质较差。因此，改善皇竹草青贮品质，提高其利用率，对增加饲草资源具有重要意义。目前尚未见研究涉及将废弃茶叶作为添加剂来提高皇竹草青贮品质。利用废弃茶叶对皇竹草青贮的青贮品质进行改善，一方面可以缓解皇竹草高产低品的现状，另一方面可以对茶叶加工废弃物进行利用。因此，本研究采用 种不同加工类型的废弃茶叶作为添加剂，研究其对皇竹草青贮营养品质和发酵品质的影响，以期筛选出能够提高皇竹草青贮品质的废弃茶叶类型，扩大废弃茶叶的利用范围。材料与方法 试验材料 试验所用皇竹草于 年 月 日刈割于贵州省安顺市关岭布依族苗族自治县地区，留茬高度为 ，且刈割皇竹草为最后一茬。皇竹草及不同废弃茶叶原料的营养成分含量见表，不同废弃茶叶原料的干物质（）、和非蛋白氮（）含量均高于新鲜皇竹草，而、中性洗涤纤维（）和酸性洗涤纤维（）含量均低于新鲜皇竹草。表 种废弃茶叶原料与新鲜皇竹草的营养成分含量（干物质基础）（）项目新鲜皇竹草 废弃茶叶原料 绿茶 红茶 普洱生茶 普洱熟茶 白茶 干物质 粗蛋白质 非蛋白氮 可溶性碳水化合物 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维 试验设计 本试验采用 种不同类型废弃茶叶作为添加剂分别与皇竹草进行混合青贮，设不添加废弃茶叶的对照（）处理以及分别添加绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶和白茶废弃茶叶的、处理。具体试验方法为：称取废弃茶叶 与新鲜皇竹草 （切成 长的小段），混合均匀后装入聚乙烯袋中，用真空机抽真空密封，室动 物 营 养 学 报 卷温避光保存 后取样，对不同处理青贮饲料的营养成分含量、发酵指标和微生物数量进行测定。每个处理设置 个重复。指标测定及方法 营养成分含量和发酵指标测定 参照张丽英编写的饲料分析及饲料质量检测技术测定 含量；采用凯氏定氮法测定 含量；取 青贮样或原样与 无菌蒸馏水充分摇匀，滤液经 层纱布过滤后，取滤液 与 的三氯乙酸（）混合均匀后 过夜沉淀滤液中的真蛋白，真蛋白沉淀后 条件下 离心，取上清液测定非蛋白氮含量；采用蒽酮硫酸法测定 含量；采用滤袋分析法测定 和 含量；采用精密 计测定；采用苯酚次氯酸盐比色法测定 氨 态 氮（）含 量；采 用 中 方 法 测 定 乳 酸（）、乙 酸（）、丙酸（）和丁酸（）含量。微生物数量分析 取 青贮样品与 无菌蒸馏水充分摇匀，制备成 的系列稀释液。乳酸菌计数采用 琼脂培养基，置于 培养箱中 培养 ；酵母菌和霉菌计数采用孟加拉红培养基，大肠型细菌计数采用伊红美蓝培养基，均置于 培养箱中好氧培养 。菌落计数表示为每克鲜物质中菌落形成单位的对数（）。使用 提取青贮样品中的微生物组总，利用上游引物（）和 下 游 引 物（）获得细菌 基因 高变异区。扩增产物回收纯化，采用 公司的 制备测序文库。使用 测序仪进行 的双端测序，并对结果进行分析。利用 比对工具，按 的序列相似度对操作分类单元（）进行归并和划分，通过与 数据库的模板序列相对比，对 进行分类地位的鉴定。数据统计分析 试验数据采用 进行整理，并采用 软件进行单因素方差分析，采用 氏法进行多重比较，结果以“平均值标准误”表示，表示差异显著。结果与分析 添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮营养成分含量的影响 由表 可知，与 处理相比，添加红茶和普洱熟茶废弃茶叶显著提高了皇竹草青贮中的 含量（），分别提高了、；添加绿茶和白茶废弃茶叶显著提高了皇竹草青贮中的 含量（），分别提高了 和，而添加普洱熟茶废弃茶叶则显著降低了皇竹草青贮中的 含量（），降低了；添加绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶和白茶废弃茶叶均显著提高了皇竹草青贮中的 含量（），分 别 提 高 了 、和；添加绿茶废弃茶叶显著提高了皇竹草青贮中的 含量（），提高了，而添加白茶废弃茶叶则降低了 含量（），降低了。皇竹草青贮中的、含量在所有处理之间均无显著差异（）。表 添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮营养成分含量的影响 处理干物质可溶性碳水化合物粗蛋白质非蛋白氮中性洗涤纤维酸性洗涤纤维 期钱远敢等：添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮品质的影响续表 处理干物质可溶性碳水化合物粗蛋白质非蛋白氮中性洗涤纤维酸性洗涤纤维均值标准误 值 代表不添加废弃茶叶的对照；代表添加绿茶废弃茶叶；代表添加红茶废弃茶叶；代表添加普洱生茶废弃茶叶；代表添加普洱熟茶废弃茶叶；代表添加白茶废弃茶叶。同列数据肩标不同小写字母表示差异显著（）。下表同。；（）添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮微生物组成的影响 由表 可知，与 处理相比，添加绿茶和白茶废弃茶叶显著提高了皇竹草青贮中的乳酸菌数量（），而添加红茶、普洱生茶和普洱熟茶废弃茶叶时皇竹草青贮中的乳酸菌数量则无显著变化（）。酵母菌与大肠型细菌仅在 处理的皇竹草青贮中被检测到，而所有添加废弃茶叶处理的皇竹草青贮中均未发现酵母菌与大肠型细菌的存在。表 添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮微生物组成的影响 （）处理乳酸菌 酵母菌大肠型细菌 均值标准误 值 表示未检出。表 同。添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮发酵指标的影响 由表 可知，相较于 处理，添加红茶、普洱生茶和白茶废弃茶叶均显著降低了皇竹草青贮的（），而添加绿茶和普洱熟茶废弃茶叶时皇竹草青贮的 则无显著变化（）；添加红茶、普洱生茶和白茶废弃茶叶显著提高了皇竹草青贮中的乳酸含量（），而添加绿茶和普洱熟茶废弃茶叶则显著降低了皇竹草青贮中的乳酸含量（）；添加绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶和白茶废弃茶叶均显著降低了皇竹草青贮中的乙酸含量（）；添加红茶、普洱生茶和白茶废弃茶叶均显著提高了皇竹草青贮中的乳酸 乙酸（）；添加绿茶废弃茶叶显著提高了皇竹草青贮中的丙酸含量（）；添加普洱生茶废弃茶叶显著降低了皇竹草青贮中的 含量（）。在所有处理中，仅在添加红茶和普洱熟茶废弃茶叶处理中检测到丁酸的存在。添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮微生物多样性的影响 皇竹草青贮微生物 多样性分析 由表 可知，在微生物 多样性分析中，所有处理的覆盖度（）均为，说明微生物基本被全面覆盖。指数和 指数是丰富动 物 营 养 学 报 卷度指数，反映群落内物种的丰富程度；指数和 指数是多样性指数，反映物种丰富度和均匀度的综合情况。表 中，指数和 指数仅添加绿茶废弃茶叶处理高于 处理，说明绿茶废弃茶叶处理的菌群丰富度最高，其余处理的菌 群 丰 富 度 低 于 处 理；指 数 和指数以添加普洱熟茶废弃茶叶处理的数值最低，添加红茶、普洱生茶和白茶废弃茶叶处理也均低于 处理，说明这 个处理的物种多样性均低于 处理，且以添加普洱熟茶废弃茶叶处理的物种多样性最低，而添加绿茶废弃茶叶处理的 指数和 指数高于 处理，说该处理的物种多样性高于 处理。表 添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮发酵指标的影响 处理乳酸（）乙酸（）乳酸 乙酸 丙酸（）丁酸（）氨态氮（）均值标准误 值表 添加不同废弃茶叶的皇竹草青贮的微生物 多样性分析 处理操作分类单元覆盖度 指数 指数 指数 指数 皇竹草青贮中微生物在门水平上的分布 由图 可知，仅添加白茶废弃茶叶处理的优势菌门为变形菌门（），其余处理的优势菌门均为厚壁菌门（），其次是变形菌门；除此之处，还有少量的蓝菌门（）、拟杆菌门（）、放线菌门（）及梭杆菌门（）细菌存在。与 处理相比，仅添加白茶废弃茶叶处理厚壁菌门的相对丰度有一定程度的降低，其余处理厚壁菌门的相对丰度均呈现上升的趋势，且以添加普洱生茶废弃茶叶处理的升高的最多，升高了；变形菌门仅以添加绿茶和普洱生茶废弃茶叶处理呈现下降趋势。皇竹草青贮中微生物在属水平上的分布 由图 可知，添加绿茶和普洱生茶废弃茶叶处理之间植物乳杆菌属（）的相对丰度呈现出差异显著（），其余处理之间均无显著差异（）；其余 个细菌属在所有处理之间均无显著差异（）。与 处理相比，添加绿茶、普洱生茶和普洱熟茶废弃茶叶处理 期钱远敢等：添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮品质的影响的植物乳杆菌属的相对丰度均有不同程度的升高，其中以添加普洱生茶废弃茶叶处理升高最多，且以植物乳杆菌属为主导菌属，其相对丰度为，其余处理的优势菌属均为肠杆菌属（），处理以及添加绿茶、红茶、普洱熟茶和 白 茶 废 弃 茶 叶 处 理 的 相 对 丰 度 分 别 为、。由此可见，添加普洱生茶废弃茶叶有效提升了皇竹草青贮中乳酸菌等有益菌群的相对丰度，降低了大肠杆菌等有害菌群的相对丰度。：厚壁菌门；：变形菌门；：蓝藻菌门；：拟杆菌门；：放线菌门；：未鉴定的细菌门；：脱硫杆菌门；：梭杆菌门；：未鉴定的古生菌；：其他。图 添加不同废弃茶叶的皇竹草青贮中微生物在门水平上的分布 ：植物乳杆菌属；：肠杆菌属；：未鉴定的叶绿体；：乳球菌属；：肠球菌属。：差异显著 （）；：差异不显著 （）。图 添加不同废弃茶叶的皇竹草青贮中微生物在属水平上的分布 讨 论 添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮营养品质的影响 本试验中所使用的不同废弃茶叶原料中、和 含量均明显高于新鲜皇竹草，而、和 含量则低于新鲜皇竹草，因此添加废弃茶叶对皇竹草营养贮品质具有一定的改善作用。青贮是一种在厌氧条件下通过乳酸菌将 转化为乳酸来保存新鲜牧草的方法，降低 并抑动 物 营 养 学 报 卷制不良微生物活性，从而保存牧草中的营养成分。本研究中，以不同废弃茶叶作为添加剂的皇竹草青贮的 含量均有所提高，可能是茶叶本身就具有较高的 含量，且植物乳杆菌数量的增加可以减少皇竹草青贮的 损失。除添加普洱熟茶和白茶废弃茶叶处理外，其余处理皇竹草青贮的 与 含量均有一定程度的降低，这是因为发酵过程中茶叶中的纤维素酶等许多酶类参与了重要的化学反应，分解了一部分的 和。本试验中，各添加废弃茶叶处理皇竹草青贮的 含量均显著高于 处理，添加绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶和白茶废弃茶叶处理的 含量分别较 处理升高了、和。含量是判定青贮饲料营养品质的重要指标之一，但在牧草青贮过程中蛋白质的降解不可避免，一方面，植物本身携带的酶和微生物会引起饲料中蛋白质降解；另一方面，较高的 环境和梭菌发酵也会消耗大量蛋白质。皇竹草的自然发酵过程中蛋白质降解率较高，可能是由于其 较高，好氧菌较为活跃。各添加废弃茶叶处理皇竹草青贮的 含量均显著高于 处理可能是茶叶本身就含有较高的 含量所致，等研究发现废弃茶叶中 含量高达；此外，废弃茶叶中的茶多酚等酚类化合物具有抑制大肠杆菌数量增加，改善微生物环境的作用，降低了蛋白质的消耗，从而有效地保留了皇竹草青贮中的蛋白质。本试验中，皇竹草青贮中 含量仅绿茶废弃茶叶处理显著高于 处理，可能是绿茶原料中就含有较高的，且青贮后期微生物对多肽的利用减少。原料中 含量的多少是乳酸含量增加达到降低 的先决条件，等报道，理论上 青 贮 牧 草 所 需 的 最 低 含 量 为 。本试验中，不同类型废弃茶叶原料中的 含量均低于新鲜皇竹草，其中以普洱熟茶废弃茶叶原料的 含量最低，且添加普洱熟茶废弃茶叶处理的皇竹草青贮中 含量最低，青贮品质最差，可能是普洱熟茶加工工艺步骤繁杂（杀青、揉捻、晒青、蒸压、发酵、洒水渥堆），导致其化学成分散失严重，抗菌活性减弱；其余处理的皇竹草青贮中 含量均有所提高，可能是添加的茶废弃茶叶中的茶多酚等物质具有抗菌作用，影响了青贮过程中微生物的活动，从而减少了 的消耗。通常在青贮过程中乳酸菌数量增加，有害微生物数量减少，饲料的品质得以提高。但本研究发现，除添加绿茶和白茶处理外，其余处理皇竹草青贮中微生物数量与 处理无显著差异，在添加废弃茶叶的各处理皇竹草青贮中均没有检测到酵母菌和大肠型细菌，说明不论添加何种加工方式的废弃茶叶都具有一定的抑菌作用，可能与茶树叶中的多种化学物质有关，茶叶中的茶多酚等化学物质具有抑菌作用，主要通过改变细菌细胞外膜的完整性、细菌膜的通透性和渗透性或使胞内成分泄漏，导致其细胞膜被破坏、代谢系统紊乱甚至死亡。添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮发酵品质的影响 在本研究中，青贮饲料的 偏高，可能是在茶叶中茶多酚及单宁的抗菌作用下，抑制了乳酸菌活性，进而影响了其产酸效率。添加红茶、普洱生茶和白茶废弃茶叶处理的乳酸含量显著高于 处理，说明不同加工类型的废弃茶叶中可能携带的乳酸菌数量不同。红茶是进行了一次发酵，其本身可能就携带有乳酸菌，而普洱生茶与白茶则加工工艺简单，对茶叶中的微生物组成影响较小。荣辉等研究表明，青贮早期因 充足而以同型乳酸发酵为主，随着发酵的进行及 的不断消耗，致使青贮后期缺乏进行同型发酵所需要的磷酸转酮酶，只能进行异型发酵，从而导致乙酸含量增加。本试验中，相较于 处理，各添加废弃茶叶处理的乙酸含量均显著降低，添加红茶废弃茶叶处理的乳酸含量明显高于乙酸含量，且乳酸 乙酸大于，说明红茶废弃茶叶处理可能主要以同型发酵为主；而其余处理的乙酸 乳酸小于，说明这 个处理可能以异型发酵为主。丙酸一般为丙酸杆菌利用葡萄糖和乳酸转化而来，青贮饲料中丙酸含量的多少与其有氧稳定性呈负相关。本试验中，相较于 处理，各添加废弃茶叶处理的丙酸含量均有一定程度的增加，且绿茶废弃茶叶处理的丙酸含量显著增加，说明添加废弃茶叶后皇竹草青贮的有氧稳定性可能会降低。研究表明，优质的青贮饲料应具有较高含量的乳酸和较低的丁酸、含量以及。本试验中，除添加普洱熟茶废弃茶叶处理外，其余添加废弃茶叶处理的 均比 处理低，而所有废弃茶叶添加处理的皇竹草青贮中 含量均低 期钱远敢等：添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮品质的影响于 处理，表明废弃茶叶的添加有效促进了 的快速下降，有效地抑制了好氧菌等有害菌的活性；其中 与 含量均以添加普洱生茶废弃茶叶处理最低，且在该处理未检测到丁酸的存在，表明添加普洱生茶废弃茶叶能够有效抑制梭状芽孢杆菌的生长繁殖。添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮微生物多样性的影响 青贮过程中微生物种类及数量的变化是影响青贮品质好坏的直接原因。根据 统计和 多样性分析，在本研究中，添加普洱生茶废弃茶叶处理的优势菌属为植物乳杆菌属，相对丰度为；其余处理的优势菌属均为肠杆菌属，处理以及添加绿茶、红茶、普洱熟茶和白茶废弃茶叶处 理 的 相 对 丰 度 分 别 为 、和，其原因可能是皇竹草原料成熟度较高，细胞壁木质化程度较高。添加红茶、普洱生茶和白茶废弃茶叶处理的植物乳杆菌属的相对丰度均高于 处理，且以添加普洱生茶废弃茶叶处理升高的最多。总体来看，添加废弃茶叶处理的皇竹草青贮相较于 处理各菌属的相对丰度均有不同程度的降低，且以肠球菌属的下降趋势最为明显，说明茶叶中的茶多酚等化学物质对肠球菌属具有较强的抑制效果，且以添加红茶废弃茶叶处理的抑制效果最佳。从微生物角度来看，添加普洱生茶废弃茶叶的皇竹草青贮可以很好地促进有益菌的生长，抑制有害菌的繁殖，从而在一定程度上改善了皇竹草青贮的青贮品质。然而，本试验仅从实验室水平发现添加普洱生茶废弃茶叶对皇竹草青贮品质的提升效果最佳，但基于废弃茶叶的产量和牧草种类的不同，废弃茶叶的添加方式和添加量还需要进一步研究，以利于今后废弃茶叶在实际生产中的应用。结 论 将不同废弃茶叶作为添加剂与皇竹草进行混合青贮后皇竹草青贮的营养品质与发酵品质均有所提高，其中以添加绿茶与普洱生茶废弃茶叶时皇竹草青贮的 含量提高较多，分别提高了和；添加普洱生茶废弃茶叶的皇竹草青贮中、和乳酸含量升高，及 含量降低，植物乳杆菌属等有益菌群的相对丰度增加，肠球菌属等有害菌群的相对丰度降低。因此，普洱生茶废弃茶叶的添加对皇竹草青贮品质的提升效果最佳，其具有作为皇竹草青贮添加剂的潜力。参考文献：，（）：，（）：，：，（）：，（）：中华人民共和国国家统计局 中国统计年鉴北京：中国统计出版社，：，（）徐阳，杨冬，王培强，等我国茶饮料及其标准的现状与思考茶叶，（）：，（）：（），：，（）：，（）：，（）：，：动 物 营 养 学 报 卷 郑清梅，陈昆平，钟艳梅，等 类茶叶及其茶渣主要成分的测定与分析 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