苜蓿青贮过程中叶绿素降解代谢规律及其机制

Not only does chlorophyll affect the sensory score of the fermentation quality of alfalfa (Medicago sativa L.) silage, also is an important functional ingredients in alfalfa silage. The green color of a good quality of alfalfa silage is similar to its material, which may attribute it to less chlorophyll degradation. But it is not clear the mechanism of chlorophyll catabolism rules during storage of alfalfa silage, and similar research has not been reported up to date. Alfalfa is as experiment material in this project, silage is prepared by a method of small-scale fermentation. It is the first time that dynamic change of chlorophyll degradation productions, activity of chlorophyll degrading enzyme are to be studied, that the mechanisms and rules of chlorophyll degradation during the fermentation of alfalfa silage is to be revealed. This project has important practical significance, because it will provide to the theoretical foundation for preparing alfalfa silage containing a high level of functional ingredients, and contribute to reduce the use of drugs in breeding plant-eating livestock, to produce functional animal products, and to protect human health.

苜蓿青贮中叶绿素不仅影响苜蓿青贮发酵品质的感官评分，也是苜蓿青贮饲料中的重要功能性成分，发酵品质优良的苜蓿青贮可能由于叶绿素降解少而具有与其原料相近的颜色，然而青贮过程中叶绿素降解代谢规律及其机制不清楚，至今也未见报道。本项目以紫花苜蓿为实验材料，采用塑料袋真空密封小规模发酵法，首次详细研究其青贮过程中叶绿素降解产物、相关降解酶活性的动态变化，揭示苜蓿青贮过程中叶绿素降解代谢规律及机制,为调制生产富含功能性成分的苜蓿青贮饲料提供理论基础；对草食家畜养殖中减少药物的使用，生产功能性畜产品，保护人类健康具有重要的现实意义。

苜蓿青贮中叶绿素不仅影响苜蓿青贮发酵品质的感官评分，也是苜蓿青贮饲料中的重要功能性成分，发酵品质优良的苜蓿青贮可能由于叶绿素降解少而具有与其原料相近的颜色。然而青贮过程中叶绿素降解代谢规律及其机制不清楚，至今也未见报道，本项目是为了揭示青贮过程中叶绿素降解代谢规律及其机制。通过2年的时间（2018.1-2019.12），完成了本项目的研究内容和目标。在本项目的研究中，采用实验室小规模发酵技术，进行了多次添加乳酸菌(Lactobacillus plantarum, 5 mg/kg鲜物基)、混合无机酸（6%的4硫酸2N:1盐酸2N,鲜物基）的苜蓿青贮调制实验，调查分析了苜蓿青贮过程中不同时间的色泽、有机酸、微生物组成、叶绿素a和叶绿素b，研究了苜蓿青贮过程中色泽、发酵参数、微生物组成、叶绿素的动态变化规律；通过测定分析了苜蓿青贮过程中不同时间的叶绿素相关降解酶包括叶绿素酶（Chlase）、脱镁叶绿素酶（PPH）和脱镁叶绿酸a单加氧酶（PAO）的活性，研究了叶绿素相关降解酶活性动态变化规律。研究结果显示，在苜蓿青贮过程中，叶绿素相关降解酶Chlase、PPH和PAO的活性出现初期（25日左右）逐渐升高，之后逐渐降低的趋势；乳酸菌和混合无机酸的添加也会显著降低叶绿素降解酶的活性。从而推测苜蓿青贮中随着乳酸菌数量和有机酸浓度的增加，抑制了相关叶绿素降解酶活性，减少了叶绿素的降解。因此，通过本项目的研究，从酶层面上，明确了苜蓿青贮过程中相关叶绿素降解酶活性的动态变化规律，阐明了苜蓿青贮过程中叶绿素降解代谢规律及机制,为调制生产富含功能性成分的苜蓿青贮饲料提供理论基础；对草食家畜养殖中减少药物的使用，生产功能性畜产品，保护人类健康具有重要的现实意义。项目研究期间，发表研究论文6篇，其中SCI收录论文2篇；项目成员参加学术会议4次，其中国际会议1次，大会报告及会议论文分别3篇和9篇；受理发明专利1项，授权实用新型专利2项；科研获奖3项目，其中黑龙江省科技进步二等奖1项；培养硕士研究生2名。