木薯渣的饲用价值及其在反刍动物生产上的应用

■王洪荣 皮 宇 王梦芝 李华伟 陈 青 孙丽莎

（扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州 225009）

木薯（Cassava）是世界三大薯类（马铃薯、木薯、 甘薯）之一，有“地下粮仓”、“特用作物”和“淀粉之王”的誉称。在我国，木薯广泛分布于广西、海南、广东等省区，作为一种非粮食作物已成为中国第六大热带作物[1]。木薯渣（Cassava Residues，CR）是木薯加工淀粉、酒精等产品之后的下脚料，主要由木薯外部褐色的皮、内部的薄壁组织组成。在我国每年加工木薯淀粉所产生的木薯渣产量大约有30万吨，以及加工酒精等其他产品的木薯渣总计达150万吨左右[2]。大量的木薯渣如果不加以利用，不仅造成资源浪费，而且还会对生态环境造成污染，其所含的废水还会对植被、土壤造成破坏，腐烂过程中产生的毒气还会污染大气，进一步给人和动物的健康带来危害。木薯渣营养成分丰富，经加工处理后可作为良好的木薯渣饲料，不但可以缓解现今饲料资源紧缺的状况，而且还可降低饲料成本，提高养殖业的经济效益，同时又可减轻环境污染，具有很大的发展潜力。本文就木薯的营养成分及抗营养特性、木薯渣的饲用价值以及木薯资源在反刍动物生产上的应用做一综述。

1 木薯的营养成分

木薯的营养成分丰富，其中尤以淀粉含量最多，木薯块根中含有30%的淀粉，木薯干中含有70%的淀粉[3]。在干物质基础上，大部分木薯中粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分和无氮浸出物含量范围分别为1.9%～3.5%、0.5%～1.5%、2.0%～4.5%、2.0%～4.2%、90%～92%，而钙和磷的含量范围分别为0.13%～0.32%和0.06%～0.10%[4]。对于木薯的营养成分，不同地区、不同品种的木薯营养成分也有所差异。

表1列出了不同时期、不同地区进行的一些研究中各品种木薯的营养成分，表2列出了木薯中部分氨基酸成分，均以干物质为基础。

表1 不同地区木薯的常规营养成分（%）

表2 木薯中部分氨基酸营养成分（%）

2 木薯的抗营养特性

木薯中的抗营养因子主要有氢氰酸、单宁和植酸。氢氰酸来源于木薯中的亚麻苦甙（氰甙毒素）在酶或弱酸作用下分解产生。氢氰酸中的氰离子成分起主要毒副作用，它能够抑制组织细胞内酶的活性，如脱羧酶、细胞色素氧化酶、过氧化物酶、乳酸脱氢酶及琥珀酸脱氢酶等，氰离子还能迅速结合氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁，中断后者还原为二价铁所发生的电子传递过程，最终使组织细胞因不能利用血液中的氧而造成内窒息[13-14]。

氢氰酸被机体吸收后，大部分氰离子会在硫氰酸酶的催化下，结合体内的硫氨基酸、硫代硫酸盐等硫供体，形成低毒的硫氰酸盐，随尿液排出体外；少部分氰离子可转化为氰化氢或分解为氨气和二氧化碳，随呼吸作用排出体外；还有很少部分的氰离子进入肝脏，在肝脏中结合葡萄糖醛酸形成低毒的腈类随尿液排出。此外，氰离子也可形成氰钴胺参与维生素B12的代谢。一般情况下，机体存在的氢氰酸浓度较低，通过以上各种代谢途径可以除去其毒性或使毒性减弱[15-16]。

木薯中的氢氰酸含量依品种、处理方法、部位不同等因素有所差异，我国木薯鲜块和鲜叶的氢氰酸含量分别为58～163 mg/kg、100～300 mg/kg[17]；而国外普通木薯皮粉的氢氰酸含量约为48.4 mg/kg[18]。欧盟规定用于饲料的进口木薯块和木薯颗粒中氢氰酸的最大允许量为100 mg/kg[19]。我国饲料卫生标准（GB13078-2001）中规定，木薯干中氢氰酸最大允许量为100 mg/kg，其中在猪和鸡的配合饲料和浓缩饲料中最大允许量为50 mg/kg。因此，在使用木薯作为动物饲料时，有必要采取一些措施来降低其氢氰酸含量，使其含量降至安全值。一方面，可以采用脱皮、煮沸、蒸汽、烘烤、酸解和干燥等一系列处理过程来降低氢氰酸含量；研究表明分别采用晒干、烘干、水煮和青贮方法对东莞红尾和印尼黄心两个品种的木薯叶及块根进行处理，氢氰酸的去除率分别为95%、90%、68%、35%[17]。另一方面，可以在日粮中添加使用木薯的同时，添加硫代硫酸钠、蛋氨酸、维生素B12等营养物质以及补充碘元素来降低氢氰酸毒性[20]；Tewe等研究发现，在添加足够的蛋白质（特别是蛋氨酸）和碘元素的前提下，饲喂氢氰酸含量为100 mg/kg的甘薯块不会对动物的生产性能产生影响[19]。

植酸作为一种很强的螯合物能与钙、锌等金属离子形成机体难以吸收利用的络合物，从而降低此类元素的生物利用率。又因植酸中富含磷，而动物对植酸磷的利用率很低，多数植酸磷随粪便排出体外，进而会被微生物分解释放到环境中，易造成水体富营养化，给环境带来极大的负面影响。单宁是一种多元酚化合物，有苦涩味，会影响饲料适口性[21]。木薯叶中的多酚化合物和植酸还能通过与蛋白质结合形成不消化的蛋白质络合物，或直接对酶的活性产生影响，使其营养价值显著降低[22-23]。

3 木薯渣的饲用价值及其在动物饲喂中应注意的问题

3.1 木薯渣的饲用价值

木薯经过加工生产成为淀粉和酒精后所剩下来的下脚料的混合物叫做木薯渣。木薯渣粗纤维含量高，碳水化合物含量高，微量元素、矿物质和氨基酸含量丰富，但是蛋白质含量低，是一种来源广泛、价格低廉的能量饲料[24]。

胡忠泽等[25]采用常规分析和原子吸收分光光度计等现代化先进仪器相结合，对木薯渣的营养价值进行了分析。吴世林等[26]对木薯渣中部分氨基酸成分（以干物质为基础）进行了分析，分析结果见表3、表4。

表3 木薯渣中的常规营养成分

表4 木薯渣中部分氨基酸含量（%）

3.2 饲喂木薯渣应注意的问题及解决方法

未经过处理的鲜木薯渣含水量约为80%～90%，并且还含有可溶性的营养物质，这就为微生物的滋生提供了有利条件，在这种情况下鲜木薯渣在1～2 d内会被黄曲霉毒素污染变成黄色或黑色，动物采食后常引起中毒。又因为木薯渣含粗纤维较多，导致其适口性较差。目前，较为经济快捷的处理方法是将木薯渣先沉降后进行机械脱水，再经过干燥直接用于生产配合饲料；随着生物技术的发展，用木薯渣发酵生产单细胞蛋白饲料，成为现在研究和利用木薯渣饲料原料的热点。Hang在木薯渣中接种产朊假丝酵母进行固态发酵，结果木薯渣中蛋白质、烟酸、泛酸、VB1和VB2含量分别提高了2.5、3.4、10、1.2、1.5倍，在一定程度上提高了木薯渣的营养成分[27]。瑞典的Sorigona公司将产朊假丝酵母和肋状拟内孢霉混合用于发酵木薯渣，得到的产品中含产朊假丝酵母和肋状拟内孢霉比例分别为98%和2%，蛋白质平均含量为30%。法国也有学者利用固态发酵法

来研究以木薯为原料，用黑曲霉发酵处理30 h，可以使木薯蛋白质含量由2%提高到20%[28]。我国在这方面的研究同样获得了成功。广东微生物研究所分别以木薯粉渣和玉米淀粉渣为原料，采用双菌协生配伍敞开式固体发酵技术生产4320菌体蛋白饲料，可以使蛋白质含量由6%～8%提高到18%～24%。另外，对木薯渣进行青贮处理同样可以解决木薯渣饲用中无法克服的一些问题。黄金华等[29]研究发现在木薯渣青贮的过程中，先单独使用黑曲霉发酵48 h后再接入植物乳酸菌进行贮存效果最好，粗蛋白和真蛋白含量分别增加了76.27%和36.11%。马静静等[30]在木薯渣接种乳酸菌复合系SFC-2的同时添加蔗糖来提高木薯渣中乳酸的积累，进而改善了木薯渣的饲用适口性和饲料转化率。艾必燕等[31]以黑曲霉、绿色木霉和根霉R2，确定了木薯渣发酵的适宜条件，进一步优化了木薯渣发酵生产菌体蛋白饲料的工艺。

4 木薯渣在反刍动物生产上的利用

由于反刍动物对粗纤维能够更好地消化吸收，所以木薯渣在反刍动物生产上应用较多。有研究报道了木薯渣可以替代传统的能量饲料原料运用到反刍动物营养上，并且可以起到类似的效果[32]。近些年，木薯渣作为饲料资源在肉牛、奶牛以及羊生产上的应用研究较多。

4.1 在肉牛上的利用

木薯渣可作为一种廉价的能量饲料进行开发利用，而木薯茎叶能弥补木薯渣的蛋白不足。南方产木薯的地区，木薯渣、木薯茎叶的产出超过当地养牛的需要量，对于中原、北方地区以及南方非木薯产区肉牛养殖场，面临着饲料用粮价格不断上涨，寻求能够成规模化产出的饲料用粮替代产品，木薯渣是一个不错的选择，相比较于传统饲料用粮养殖节约成本约50%[33]。

木薯渣作为能量添补饲料直接运用在肉牛饲养过程中，其添加量及补饲方式是其关键技术。张吉鹍等[34]研究结果表明，木薯渣（CR）作为能量添补饲料，用于西本杂牛的补饲时，可以通过改变补饲方式与增加饲喂次数，来调控CR的瘤胃降解率，使得日粮的能氮能够同步利用与苜蓿干草（AH）有相似的效果，从而可提高动物的生产性能。同年，张吉鹍等[35]也采用不同补饲方式饲喂木薯渣对混合粗饲料的江西省本地黄牛增重的影响研究，研究表明CR作为能量添补饲料，用于本地黄牛补饲时，同样可以通过改变补饲方式与增加饲喂次数，来调控CR的瘤胃降解速率，使得能氮能够同步利用与稻草与苜蓿混合粗饲料的相似。唐春梅等[36]用低比例的木薯渣替代麦麸，能降低夏季肥育牛饲养的增重成本，提高养殖效益，替代量占精料的7%～14%以内为宜。刘建勇等[37]以木薯渣为基础日粮、补给3.0 kg精料，育肥肉牛增重效果好，平均日增重超出1 000 g，且牛肉品质也较好；牛肉和脂肪颜色正常，处于最好等级区间。

木薯渣经过微生物发酵后，其蛋白质水平及其它营养成分会得以提高，适口性得以改善。发酵木薯渣的利用方式成为木薯渣饲料化的一个趋势。黄雅莉等[38]利用人工瘤胃体外产气法研究发酵木薯渣替代不同比例的玉米秸秆对水牛体外瘤胃发酵特性的影响。结果说明发酵木薯渣在替代25%～50%的玉米秸秆时（风干基础），可以提高微生物蛋白质浓度、挥发性脂肪酸浓度，对体外瘤胃发酵特性起到一定的改善作用。同年，黄雅莉等[39]又对发酵木薯渣替代象草，啤酒糟替代豆粕的饲粮组合对水牛体外瘤胃发酵特性的影响进行了研究，来确定发酵木薯渣作为饲粮替代象草的最佳比例。研究结果表明啤酒糟替代25%豆粕，发酵木薯渣替代25%象草作为水牛饲粮的组合是最优的饲粮组合。黄雅莉等[40]进一步研究了发酵木薯渣替代象草对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响，结果最终说明了发酵木薯渣在25%水平下替代象草对体外发酵特性和甲烷产量无显著影响（P＞0.05），以25%的替代水平最优。蔡永权等[41]探索以青贮木薯渣为主饲料肥育肉牛的技术模式，结果显示以青贮木薯渣为主，日添加精料2 kg饲喂的牛，平均日增重为0.951 kg。

4.2 在奶牛上的利用

黄雅莉等研究了用木薯渣代替象草饲喂奶水牛的效果，结果显示牛乳中乳蛋白率、乳脂率、总固形物、非脂固形物的含量试验组（啤酒糟替代精料中50%豆粕，木薯渣替代粗料中12.5%象草的饲粮）显著高于对照组，分别比对照组提高了5.72%、11.78%、6.85%、4.11%(P＜0.05)。乳脂脂肪酸C16∶0和C16∶1试验组显著高于对照组，分别比对照组提高了28%、30.84%（P＜0.05）。结果提示啤酒糟替代精料中的50%豆粕，木薯渣替代粗料中12.5%的象草饲粮组合可显著提高乳蛋白率、乳脂率、总固体物、非脂固形物和各项乳脂脂肪酸的含量，改善奶水牛的乳品质[42]。莫慧诚[43]对木薯渣添加在奶牛日粮中对奶牛产奶量和奶品质的影响进行了试验，试验结果表明，试验奶牛日粮中添加5 kg木薯渣代替苜蓿干草对试验奶牛产奶量和乳成分无影响，利用木薯渣替代苜蓿甘草不仅可以为奶牛提供大量粗纤维饲料，而且还能降低奶牛养殖成本。

4.3 在羊上的利用

在西非，木薯渣经过木霉真菌发酵后喂养西非矮山羊，山羊的繁育与未饲喂发酵木薯渣组没有显著差异，但是山羊的采食量和生长速率得到提高，奶山羊的产奶量和奶品质都有显著的提高(P＜0.05)，说明木薯渣经过微生物有效降解后，提高了饲料的利用率[44]。张吉鹍等[45]把木薯渣（CR）作为能量添补饲料，可以通过改变补饲方式与增加饲喂次数，用于山羊木薯干草（CH）基础粗饲料补饲，来调控CR的瘤胃降解速率，使之与CH的相似，使得能氮能够同步利用，从而提高动物的生产性能。张莲英等[46]对用木薯渣替代部分精料饲喂圈养山羊的可行性进行了探索，采用不同比例的木薯渣替代部分精料来饲喂，测定在圈养环境下山羊体增重、经济效益等。经过90 d的试验，结果显示饲料中木薯渣与精料的混合比例为2∶1时较为合理，综合效益较好。

5 前景展望

木薯渣作为工业生产中的下脚料，其价格低廉、营养价值丰富，将其饲料化具有可行性、发展前景广阔，但是在畜牧生产实际应用中还存在一些有待解决的问题。为了能够更好的利用木薯渣这种非常规饲料资源，今后还需进一步完善木薯渣饲料批量生产的工艺和流程。首先要联合淀粉或酒精加工厂和饲料加工企业来共同处理解决木薯渣的保鲜及贮存问题；其次还有待研发出高效节能专用干燥设备，来解决木薯渣的干燥问题；另外还需要研究出对木薯渣进一步加工处理的方法，如青贮处理、微生物发酵等处理方法来提高木薯渣的饲用价值；最后还需进一步研究在反刍动物生产上木薯渣适宜的添加比例、饲喂方式以及在其他动物生产上的应用，为木薯渣饲料资源在畜牧业的推广应用提供理论参考。