纤维素酶与植物乳杆菌对柠条青贮性能、微生物群落及挥发性成分的影响机制研究

为解决柠条（Caragana korshinskii）因高木质纤维素含量和特殊气味导致的饲料利用率低问题，研究人员通过添加纤维素酶（CE）和植物乳杆菌（LAB）优化青贮工艺。研究发现CE显著降低中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量（p<0.05），LAB减少萜烯类挥发物，青贮处理消除2-甲基萘等刺激性气味，为非常规饲料开发提供理论依据。

　　

研究背景与意义
在饲料资源短缺的背景下，柠条（Caragana korshinskii）作为一种高蛋白（117.28 g/kg DM）但木质纤维素含量高（NDF 698.46 g/kg DM）的非常规饲料，因含有刺激性气味物质（如2-甲基萘）而难以被牲畜采食。内蒙古自治区赤峰市的研究团队发现，每年约400万吨柠条因老化被废弃，若通过青贮技术改善其适口性，可缓解畜牧业饲料压力。

研究方法
研究团队将开花期柠条粉碎后分为三组：对照组（CK）、纤维素酶组（CE，20 U/g FM）和植物乳杆菌组（LAB，1×10⁶ cfu/g FM），在20-30℃下青贮7天和60天。通过高效液相色谱（HPLC）测定乳酸（LA）和乙酸（AA），GC-MS分析挥发性有机物（VOCs），16S rRNA测序解析微生物群落，并结合纤维分析仪测定NDF/ADF含量。

研究结果

1. 青贮品质与营养成分

• CE组显著降低NDF（634.86 vs 660.77 g/kg DM）和ADF（514.64 vs 546.68 g/kg DM），提升水溶性碳水化合物（WSC）至26.11 g/kg DM（p<0.05）。
• LAB组pH值最低（3.83-3.90），但CE组乳酸产量最高（40.37 g/kg DM）。

2. 微生物群落动态

• CE组60天时优势菌群Limosilactobacillus占比达82.78%，显著抑制有害菌Klebsiella和Enterobacter。
• LAB组早期以Lactiplantibacillus为主（70.49%），后期被Limosilactobacillus取代。

3. 挥发性成分变化

• 新鲜柠条含54.35%萜烯和27.49%醇类，青贮后2-甲基萘和萘完全消失。
• LAB组挥发性物质种类最少，主要保留α-蒎烯和石竹烯等萜类。

结论与意义
该研究证实纤维素酶通过降解纤维、提升发酵底物，比植物乳杆菌更有效改善柠条青贮品质。青贮技术成功消除刺激性气味物质，使萜烯类挥发物占比从54.35%降至11.86%（CE组）。成果发表于《BMC Microbiology》，为木质纤维素饲料资源化提供了微生物调控与化学转化的双重理论支撑。