糖蜜添加量对微贮发酵辣椒秸秆品质及微生物群落的影响

《Fermentation》：Effects of Molasses Dosage on the Quality and Microbial Communities of Micro-Stored Fermented Pepper Straw

　　

本研究以辣椒秸秆为发酵底物，探究不同糖蜜添加水平对微贮辣椒秸秆营养品质、发酵品质及微生物群落的影响。设对照组（CON）及糖蜜添加量2.0%（PA）、4.0%（PB）、6.0%（PC）组。结果显示，糖蜜添加有效降低微贮辣椒秸秆干物质（DM）损失率，其中4%与6%组显著降低该值；6%组粗蛋白（CP）含量提升1.51个百分点，同时显著提高发酵体系中乳酸菌（Lactobacillus）相对丰度，降低pH，升高乳酸（LA）与乙酸（AA）浓度，6%组pH最低（4.18）。综合表明最优添加范围为4.0–6.0%，兼顾生产成本推荐4.0%。

研究背景方面，我国作为辣椒生产大国，每年产生约6.9×10⁷吨辣椒副产物，其中辣椒秸秆含根、茎、叶及少量果渣，富含碳、氮、纤维素、半纤维素、木质素及CP等，并含辣椒素、胡萝卜素与维生素C，属潜在非常规饲料资源。然而辣椒秸秆可溶性碳水化合物（WSC）低、纤维与木质素高，单独微贮发酵效果差，瘤胃微生物对秸秆利用效率仍偏低。糖蜜作为制糖副产物富含有发酵糖类，可激活乳酸菌等有益菌、促进有机酸积累、降低pH、抑制腐败菌，但辣椒秸秆微贮中糖蜜最优添加率尚不明确。该研究由石河子大学草料综合利用团队等研究人员开展，旨在明确糖蜜水平对微贮辣椒秸秆品质与菌群的调控效应，为畜牧饲料源拓展提供依据，论文发表于《Fermentation》。

主要关键技术方法上，研究人员于新疆沙湾县采集辣椒秸秆切至1–2 cm，设CON、PA（2%糖蜜）、PB（4%）、PC（6%）四组，均补2.0%复合菌液（含植物乳酸杆菌、乳酸乳球菌、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌等）、0.1%尿素、0.2%粗盐，调水分至65%，真空封入2 L袋常温（25–30 ℃）贮60天，每处理6重复。养分按AOAC与Van Soest法测DM、CP、EE、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）及WSC；发酵品质以浸提液测pH，试剂盒测LA，酚-次氯酸钠法测氨态氮（NH₃-N），HPLC（Aminex HPX-87H柱，5 mM H₂SO₄流动相）测挥发性脂肪酸；微生物采用DNA Kit提总DNA，扩16S rRNA V3–V4区，Illumina双端测序，以Mothur、vegan、LEfSe、PCoA（Bray–Curtis）分析α/β多样性与标志菌；统计用SPSS 26.0单因素ANOVA与Duncan法。

研究结果部分，3.1 化学组成：发酵前各组DM、CP、NDF、ADF无差异，处理组WSC显著高；60天后PC组DM与CP最高（p<0.01），PB的CP高于PA，PB与PC的NDF、ADF显著低于CON与PA，PC最低；PC的WSC高于PA与CON。表明糖蜜减缓DM损失、提升CP并促纤维降解，6%最优。3.2 发酵品质：60天后加糖蜜组pH与NH₃-N显著低于CON，PC最低；LA浓度PC>PA/PB>CON；AA浓度PC最高，PA>PB>CON；丙酸CON最高，PC最低；丁酸未检出。说明糖蜜促同型/异型乳酸发酵、抑蛋白分解。3.3 微生物群落：α多样性中Chao1/ACE随糖蜜略降不显著，Shannon于CON最高、PB最低；Venn显示CON OTU多；PCoA表明糖蜜显著改变群落。门水平厚壁菌门（Firmicutes）随糖蜜升为PB/PC优势，变形菌门（Proteobacteria）与拟杆菌门（Bacteroidetes）降；属水平乳杆菌属（Lactobacillus）在PB/PC显著富集（LEfSe LDA≥4），Prevotella、Vogesella、Pseudomonas降。相关分析示Lactobacillus与CP、DM、LA极显著正相关，Levilactobacillus与LA、AA正关、与NH₃-N负关。

讨论部分总结：DM损失受酵母/霉菌消耗及CO₂挥发影响，糖蜜供能促乳酸菌速殖产酸抑杂菌；CP升高源于尿素非蛋白氮微生物转化、DM浓缩及真蛋白合成；NDF/ADF降因微生物酶解结构碳水；pH与LA变化符同型发酵早期、异型发酵后期特征，AA在PA偏高与底物受限促异型发酵有关；α多样性降因酸胁迫，PB最低为pH速降抑酸敏菌，PC因高WSC回弹；菌群演替中Firmicutes上升与既有牧草发酵规律一致，Lactobacillus与Levilactobacillus为调控pH与稳质核心。

结论部分翻译：适量添加糖蜜可改善微贮辣椒秸秆饲料品质。各水平糖蜜均提高CP、AA与LA，降低pH、NH₃-N及NDF，其中6.0%添加率最优；4.0%与6.0%均显著提升乳酸菌相对丰度，使发酵系统快速达动态平衡并减少养分分解。故推荐最优糖蜜添加范围4.0–6.0%，兼顾生产成本建议4.0%。