Optimization of extraction process of Neolamarckia cadamba leaf polyphenols and its effect on Stylosanthes guianensis silage

doi:10.11686/cyxb2024016

Abstract

Abstract:

The purpose of this study was to investigate the optimal ultrasonic-assisted extraction conditions of Neolamarckia cadamba leaf polyphenols （NCLP） and its effect on Stylosanthes guianensis silage quality. The Box-Behnken design experiment in response surface analysis was used to optimize the process conditions of ultrasonic-assisted extraction ofNCLP. There were 3 treatments in the silage experiment： No addition （control， CK）， 1%NCLP and 2% NCLP. After 30 days of ensiling， the nutrient composition and fermentation quality of S. guianensis silages with the above three treatments were measured. The results showed that the optimum extraction conditions were： a methanol concentration of 71%， a liquid∶solid of 30 mL·g^-1， an extraction time of 37 min， and ultrasonic power of 250 W. Under the optimal conditions， the NCLP content was 136.82 mg Gallic acid equivalent（GAE）·g^-1 DM. Compared with the control group， the NCLP addition treatments significantly reduced（P<0.01） the pH value， ammonia nitrogen content and rate of dry matter loss in S. guianensis silage， and significantly increased（P<0.01） lactic acid bacteria number， lactic acid and acetic acid content. Furthermore， the addition of 2% NCLP caused a significant decrease in the content of neutral detergent fiber and acid detergent fiber of the silage （P<0.05）， while the contents of true protein increased significantly （P<0.05）. In conclusion， the study obtained the optimum extraction process for the NCLP and found that NCLP had a positive effect on the fermentation quality of S. guianensis leaf silage， and the effect of 2% NCLP was better than that of 1% NCLP.

Key words: Neolamarckia cadamba leaf polyphenols, response surface methodology, silage quality

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Figures/Tables 12

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来源Source	平方和Sum of squares	自由度Degree of freedom	均方Mean square	F值F-value	P值P-value
A	45.63	1	45.63	3.67	0.0761
B	17.98	1	17.98	1.45	0.2491
C	121.41	1	121.41	9.76	0.0075
D	56.77	1	56.77	4.57	0.0508
AB	37.52	1	37.52	3.02	0.1043
AC	75.00	1	75.00	6.03	0.0277
AD	24.85	1	24.85	2.00	0.1793
BC	363.86	1	363.86	29.26	<0.0001
BD	78.94	1	78.94	6.35	0.0245
CD	5.02	1	5.02	0.40	0.5355
A2	1775.52	1	1775.52	142.79	<0.0001
B2	2165.36	1	2165.36	174.14	<0.0001
C2	295.84	1	295.84	23.79	0.0002
D2	1460.37	1	1460.37	117.45	<0.0001
模型Model	4763.16	14	340.23	27.36	<0.0001
残差Residual	174.08	14	12.43
失拟项Lack of fit	162.44	10	16.24	5.58	0.0560
纯误差Pure error	11.64	4	2.91

来源Source	平方和Sum of squares	自由度Degree of freedom	均方Mean square	F值F-value	P值P-value
A	45.63	1	45.63	3.67	0.0761
B	17.98	1	17.98	1.45	0.2491
C	121.41	1	121.41	9.76	0.0075
D	56.77	1	56.77	4.57	0.0508
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模型Model	4763.16	14	340.23	27.36	<0.0001
残差Residual	174.08	14	12.43
失拟项Lack of fit	162.44	10	16.24	5.58	0.0560
纯误差Pure error	11.64	4	2.91

项目 Item	柱花草 S. guianensis
干物质Dry matter （% FM）	32.23±0.30
粗蛋白Crude protein （% DM）	10.74±0.45
中性洗涤纤维Neutral detergent fiber （% DM）	62.38±0.17
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber （% DM）	47.01±1.12
可溶性碳水化合物Water-soluble carbohydrates （% DM）	1.79±0.06
乳酸菌Lactic acid bacteria （lg cfu·g^-1 FM）	4.52±0.26
大肠杆菌Coliform （lg cfu·g^-1 FM）	4.80±0.10
酵母菌Yeasts （lg cfu·g^-1 FM）	3.32±0.11
霉菌Molds （lg cfu·g^-1 FM）	2.98±0.05

项目 Item	柱花草 S. guianensis
干物质Dry matter （% FM）	32.23±0.30
粗蛋白Crude protein （% DM）	10.74±0.45
中性洗涤纤维Neutral detergent fiber （% DM）	62.38±0.17
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber （% DM）	47.01±1.12
可溶性碳水化合物Water-soluble carbohydrates （% DM）	1.79±0.06
乳酸菌Lactic acid bacteria （lg cfu·g^-1 FM）	4.52±0.26
大肠杆菌Coliform （lg cfu·g^-1 FM）	4.80±0.10
酵母菌Yeasts （lg cfu·g^-1 FM）	3.32±0.11
霉菌Molds （lg cfu·g^-1 FM）	2.98±0.05

项目 Items	处理Treatments			标准误 SEM	P值 P-value
项目 Items	CK	NCLP₁	NCLP₂	标准误 SEM	P值 P-value
干物质Dry matter （% FM）	32.32	32.77	33.11	0.19	0.26
干物质损失率Dry matter loss rate （%）	1.97a	1.73b	1.65c	0.05	<0.01
pH	5.09a	4.71b	4.58c	0.08	<0.01
乳酸菌Lactic acid bacteria （lg cfu·g^-1 FM）	8.25b	8.57a	8.59a	0.07	<0.01
大肠杆菌Coliform （lg cfu·g^-1 FM）	2.10	<2.00	<2.00	-	-
霉菌Molds （lg cfu·g^-1 FM）	<2.00	<2.00	<2.00	-	-
酵母菌Yeasts （lg cfu·g^-1 FM）	<2.00	<2.00	<2.00	-	-
乳酸Lactic acid （% DM）	1.21b	2.20a	2.23a	0.17	<0.01
乙酸Acetic acid （% DM）	1.67c	3.01b	4.06a	0.35	<0.01
丙酸Propionic acid （% DM）	ND	ND	ND	-	-
丁酸Butyric acid （% DM）	ND	ND	ND	-	-