菠萝皮渣发酵饲料的品质研究

龚 霄，王晓芳，林丽静，李才勇

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所，广东湛江 524001；2.岭南师范学院化学化工学院，广东湛江 524048）

菠萝皮渣发酵饲料的品质研究

龚 霄1，王晓芳1，*林丽静1，李才勇2

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所，广东湛江 524001；2.岭南师范学院化学化工学院，广东湛江 524048）

菠萝皮渣是菠萝加工过程中产生的副产物，将菠萝加工企业废弃的菠萝皮渣有效利用，可实现资源的再生。以新鲜菠萝皮渣45%，麸皮40%，干酒糟（DDGS）14%，尿素0.3%和硫酸铵0.2%的比例混合，按照0.5%比例添加含有植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酿酒酵母组成的复合菌种进行厌氧发酵。发酵后，发酵香气浓郁，乳酸含量和氨基酸总量显著提高，是一种优质的高蛋白饲料。

菠萝皮渣；发酵饲料；营养成分

0 引言

菠萝（Ananas comosus）俗称凤梨，为凤梨科多年生单子叶常绿草本果树，与香蕉、芒果、椰子并列为四大热带名果。其中，广东湛江拥有得天独厚的自然环境，是我国菠萝的优势种植区域和主要产区，种植面积占全省70%以上，是名副其实的“菠萝地海”。菠萝在加工过程中产生高达50%～60%的菠萝皮渣，绝大部分被作为废物直接丢弃。但研究发现，菠萝皮渣仍然含有丰富的营养物质，菠萝皮渣中粗蛋白和灰分的含量是果肉的2.5倍和3.0倍［1］。此外，菠萝皮渣还具有愉悦的香气成分，作为一种动物饲料的主要原料，极大地提高了动物摄入量［2-5］。菠萝皮渣发酵饲料的研发，不仅可以实现菠萝皮渣中营养成分资源化利用，而且消除了潜在的环境污染问题，将发挥很好的生态效益和经济效益。

近年来，菠萝皮的综合利用引起人们的高度关注，张桂香等人［6］利用菠萝皮制取菠萝蛋白酶，邓楚律等人［7］利用菠萝皮制取菠萝汁，黄发新等人［8］用菠萝皮渣酿制白兰地，王玲等人［9］利用菠萝皮渣酿制果醋；综合利用后的菠萝皮渣也可直接作为动物饲料［10］。而在奶牛和羊的饲料中添加菠萝蛋白酶，可提高乳品品质。Contreras A等人［11］在奶山羊的食物中加入185 mg/kg的菠萝蛋白酶，提高了乳脂率及乳蛋白含量，改善了乳品质。Chandler D S等人［12］研究表明，给仔猪连续10 d灌喂适量的菠萝蛋白酶可显著降低因K88+ETEC中毒引起的仔猪腹泻率。而吴云桃［13］在研究日本大耳白仔兔上也得到了类似的结论。钟灿桦等人［14］对菠萝皮发酵生产饲料蛋白的工艺条件进行了研究。由此可见，菠萝皮渣发酵饲料的研究对于养殖业的发展具有广阔的前景。

1 材料与方法

菠萝为2016年湛江徐闻种植的巴厘品种，由湛江思味特食品有限公司榨汁后提供。按照菠萝皮渣45%，麸皮40%，干酒糟14%，尿素0.3%和硫酸铵0.2%的比例混合，再按0.3%～1.0%比例均匀添加含有植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酿酒酵母的复合菌种液体发酵剂，采用厌氧发酵袋进行真空包装，于室温下进行厌氧发酵。

植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酿酒酵母组成的复合菌种，均由中国热带农业科学院农产品加工研究所提供。

2 营养成分的测定

饲料水分含量采用快速水分测定仪测定，与传统的烘箱加热法相比，采用快速水分测定仪可在最短时间内达到最大加热功率，在高温下样品快速被干燥，大大缩减了测量时间。先把快速水分测定仪接通电源预热30 min，然后将1个空样品盘平放在样品盘支架上，再将样品盘支架放置在称量室内，按去皮键，将水分仪归零。取约6 g待测的饲料样品均匀放入样品盘，关闭封盖，按开始键，水分测定仪开始干燥与测量过程。完成后，记录屏幕显示测定水分含量的结果。

将待测的饲料分别与去离子水按1∶2比例混合，浸泡15 min，期间用玻璃棒不断搅拌，以转速4 000 r/min离心10 min，取上清液，利用pH计测定其上清液。

取大小合适的瓷坩埚置马弗炉中，在550℃下灼烧0.5 h，冷却至200℃左右，取出后放入干燥器中冷却30 min，准确称量瓷坩埚的质量。重复灼烧至前后2次称量相差不超过0.5 mg为恒质量。称取3 g（精确至0.000 1 g）待测饲料先在电热板上以小火加热使试样充分炭化至无烟，然后置于马弗炉中，再在550℃下灼烧4 h，冷却至200℃左右，取出后放入干燥器中冷却30 min，重复灼烧至前后2次称量相差不超过0.5 mg，记录数据。

蛋白质含量测定参照GB/T 6432，饲料中脂肪含量测定参照GB/T 6433，饲料的粗纤维含量测定参照GB/T 6434，饲料中乳酸含量测定参照QBHHS JC007—2013，饲料中钙含量测定参照GB/T 6436，饲料中总磷含量测定参照GB/T 6437，饲料中总氮的含量测定参照GB/T 24318。

3 结果与分析

发酵饲料营养成分见表1。

表1 发酵饲料营养成分

由表1可以看出，发酵后的饲料水分、灰分、粗纤维、蛋白质、乳酸、总磷和总氮的含量都有不同程度的提高，其中乳酸含量由发酵前未检出到发酵5 d后，乳酸含量增加至27.39 mg/g，使发酵后的饲料具有特殊的发酵酸香气味，对动物诱食效果好，采食量高；发酵后的饲料pH值由4.92降到4.21，使发酵后的饲料呈酸性，抑制有害菌（大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌易在偏中性pH值中生长）数量，大大提高了饲料的安全性；饲料中蛋白质含量增加，为动物提供能量；粗纤维可以刺激肠胃发育和蠕动，改善动物的品质；饲料中矿物质含量提高，有利于动物形成骨骼，是血红蛋白、甲状腺等组织正常代谢所需的重要组分。

发酵前后的氨基酸含量见表2。

表2 发酵前后的氨基酸含量

饲料中的氨基酸可以改善屠体的品质，提高瘦肉率。由表2可知，经发酵后饲料所检测的16种氨基酸含量均有不同程度的提高，氨基酸总和提高了54.33%。其中，天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、蛋氨酸的提高率达到了100%以上，苏氨酸、丝氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸的提高率达到了50%以上。赖氨酸和蛋氨酸在饲料中分别被称为第一限制性氨基酸和第二限制性氨基酸，利用新鲜菠萝皮渣发酵的饲料中赖氨酸和蛋氨酸含量分别提高了67.19%和128.57%，提高饲料利用率。此外，蛋氨酸还是乳和乳蛋白合成的第一限制性氨基酸，因此在奶牛的营养中也异常重要。

4 结论

本研究以菠萝加工过程中产生的副产物——菠萝皮渣为主要原料，搭配麸皮、干酒糟等辅料设计牛饲料配方，采用植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酿酒酵母的复合菌种在室温下进行厌氧发酵，通过微生物作用，饲料原料转化为菌体蛋白、生物活性肽、氨基酸等，是一种优质的高蛋白饲料。菠萝皮渣复合发酵饲料产品的开发，可以将菠萝加工废弃物变废为宝，提高农业资源的综合利用价值，同时避免了菠萝皮渣腐败引起的生态环境问题。其中，发酵过程中产生的乳酸改变了饲料微环境的酸碱度，使饲料pH值下降，有效抑制有害菌（大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌）的生长繁殖，一定程度上提高了饲料的安全性；钙和磷是构成动物骨骼的重要元素，对机体新陈代谢起着重要作用，发酵后产品中的钙和磷元素由无机态转化为有机态，有利于生物吸收率的提高。此外，发酵产品不仅保留了菠萝蛋白酶、酚类物质等抗氧化成分，还保持有菠萝本身的特殊香气成分，而且经过微生物作用后气味更加醇香、协调。喂养试验表明，该产品具有很好的适口性，能够显著增加动物的采食量。饲料中的16种氨基酸大部分都有不同程度的提高，氨基酸总和提高了54.33%。其中，被称为饲料中第一限制性氨基酸和第二限制性氨基酸的赖氨酸和蛋氨酸分别提高了67.19%和128.57%，极大地提高了饲料利用率。

［1］ 王晓敏，刘培剑.菠萝渣在动物生产中的应用研究进展 ［J］.广东饲料，2016，25（1）：41-42.

［2］ 叶盛权，侯少波，张琴，等.菠萝皮饲料添加剂的研制 ［J］.食品研究与开发，2004，25（6）：45-47.

［3］ 连文伟，张劲，李明福.菠萝叶渣青贮饲料饲喂奶牛对比实验 ［J］.热带农业工程，2003（4）：23-25.

［4］ 黄连基，廖军宁，赖贤信.菠萝皮喂牛技术的开发利用 ［J］.中国畜牧杂志，1993，29（5）：13-14.

［5］ 彭超威.菠萝渣在生长肥育猪日粮中的饲用价值研究［J］.饲料研究，1992（8）：15-16.

［6］ 张桂香，王元秀，矫强，等.盐法提取菠萝蛋白酶的研究 ［J］.食品工业科技，2004（6）：103-104.

［7］ 邓楚律，李秀娟.酶法分离菠萝皮汁工艺研究 ［J］.食品工业科技，2007（11）：170-172.

［8］ 黄发新，詹云辉，胡炳芬，等.用菠萝皮渣酿制白兰地的初步研究 ［J］.云南热作科技，1997，20（1）：11-15.

［9］ 王玲，秦小明，杨辛苗，等.菠萝皮渣果醋酿制新工艺研究 ［J］.中国调味品，2008（6）：57-59.

［10］梁耀开，邓毛程，吴亚丽，等.利用菠萝皮渣生产蛋白饲料的发酵条件研究 ［J］.河南农业科学，2010（9）：129-131.

［11］Contreras A，Paape M J，Miller R H，et al.Effect of bromelain on milk yield，milk composition and mammary health in dairy goats［J］.Tropical Animal Health and Production，2009，41（4）：493-498.

［12］Chandler D S，Mynott T L.Bromelain protects piglets from diarrhoea caused by oral challenge with K88 positive enterotoxigenic Escherichia coli［J］.Gut，1998，43（2）：196-202.

［13］吴云桃.菠萝蛋白酶对仔兔大肠杆菌腹泻的防治作用和促生长作用 ［D］.北京：中国农业大学，2006.

［14］钟灿桦，黄和.菠萝皮发酵饲料研究 ［J］.新饲料，2007（4）：34-36.◇

Pineapple residue is the main by-products produced in the process of pineapple factory.In order to effectively utilize the residue during the pineapple processing，the regeneration of the resource is realized and the present study is carried out. Fresh pineapple residue 45%，wheat bran 40%，dried distillers grains（DDGS） 14%，urea 0.3%，ammonium sulfate 0.2%，and 0.5%microbial starter containing of Lactobacillus，Bacillus subtilis，Bacillus licheniformis and Saccharomyces cerevisiae for anaerobic fermentation.After fermentoin，the aroma of the products is improved，and the contents of lactic acid and total amino acid are significantly increased.The results show that the fermented product is a high quality and high protein feed for cattle.

pineapple residue；fermented feed；nutrient composition

1671-9646（2016）09a-0056-03

S816

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.019

2016-06-21

公益性行业（农业）科研专项“园艺作物产品加工副产物综合利用”（201503142）。

龚霄（1984— ），男，博士，研究方向为食品发酵与酶工程。

林丽静（1978— ），男，博士，副研究员，研究方向为热带农产品贮藏与加工。