乔利敏 (北京农业职业学院 北京 102442)
石晓峰 (北京乾元君健葡萄酒科技服务有限公司) 刘翠平 (北京龙徽酿酒有限公司)
葡萄酒酿造中产生大量的葡萄酒副产物,主要有葡萄皮渣、葡萄籽、酒泥等。本文综述了近年来副产物在畜牧生产中综合应用的最新研究进展,并探讨了其未来研究方向,旨在为其在畜禽生产中的合理应用提供有效参考。
我国是葡萄生产的大国之一,葡萄资源丰富,年产葡萄约1400万t左右。随着葡萄产量的不断增加和葡萄加工业的迅速发展,我国每年在葡萄酒生产过程中会产生数以万吨计的葡萄副产物。众所周知,葡萄皮渣营养价值丰富,含有白藜芦醇、花青素、黄酮类物质、儿茶素、果胶类、酒石酸等多种功能性物质[1]。具有广泛的利用价值,在医药、保健、食品及化妆品等领域具有较大的发展潜力[2,3],但在我国,其开发利用率并不高,被大多数企业直接舍弃或者发酵后作为肥料使用。不仅造成极大资源浪费,而且污染环境,形成很大的环保压力。目前,酿酒后葡萄副产物作为饲料原料应用于畜牧生产的研究较多,利用其替代部分玉米及玉米加工副产品,不仅节约大量粮食,而且促进畜禽生产性能,显著提高养殖户经济效益。
在葡萄酒的酿造过程中,有20%~30%的葡萄残渣产品,包括除梗破碎产生的果梗,压榨后的皮渣、葡萄籽以及转罐、陈酿过程产生的酒泥沉淀等,其中各成分的含量因葡萄品种而异。
1.1 葡萄皮渣 (1)葡萄皮渣含有丰富的营养成分,如蛋白质、粗脂肪、各种氨基酸、维生素、矿物质及生物活性成分。其中生物活性物质尤其是多酚类物质具有明显的抗氧化作用,葡萄皮渣在医药保健、食品、化妆品、化工等行业都有广泛的应用[3,4]。(2)葡萄皮渣含有较高的能量及多种微量元素,便于加工利用,是一种营养价值较高,使用方便的新型饲料资源[5,6]。
1.2 葡萄籽 葡萄籽提取物(grape seed extract,GSE)是从酿酒葡萄籽中提取的一种多酚物质混合物,主要活性成分是具有生物类黄酮结构的葡萄籽原花青素(grape seed proanthocyanidins, GSP)。研究表明,GSP具有抗氧化、降血脂、抗炎和免疫调节等多种功能,是一种极强的体内活性功能因子,可作为饲料添加剂应用于畜牧业生产[7-10]。葡萄籽中GSP含量可达5%~8%[11],临床实验表明GSE对70多种疾病有疗效。目前GSE已被我国卫生部批准为保健品原料。葡萄籽中脂肪含量为12%~15%,提取葡萄籽油,不饱和脂肪酸含量丰富,其亚油酸含量达到70%以上,并且氨基酸、微量元素、脂溶性维生素含量也比较丰富。拥有扩张血管、防止血栓、心脏病,降低胆固醇、高血压等医疗保健作用,在食品、医药及化妆品行业应用十分广泛[12]。葡萄籽榨油之后的残渣—葡萄籽粕,含有较为丰富的营养元素,譬如蛋白质、脂肪及多酚类物质等,是良好的新型饲料原料[13]。
1.3 酒泥 (1)葡萄发酵后,沉淀于桶底的酒泥因富含酵母,可作为酵母蛋白饲料。其蛋白质、钙、磷含量都很高,烘干处理后可作为精饲料添加到普通饲料中使用。酒泥中不含有任何对人体有毒有害物质,是很好的绿色有机肥源。(2)酒泥还可以用来蒸馏白兰地,优质陈酿的酒泥还可以用来改良酒的品质[4]。
2.1 葡萄皮渣在畜禽饲料中的应用 (1)关于葡萄渣作为一种新型饲料在畜牧生产中的应用,前人已做了大量工作。据报道,用葡萄渣代替部分玉米面喂猪,可提高育肥猪生产性能,降低饲养成本[14,15]。卢珍珍等[16]研究表明,羔羊饲粮中葡萄渣以8%~16%添加后,其日增重、饲料转化率、屠宰性能和养分利用率等指标与对照组比较差异显著。(2)葡萄皮渣可以提高单栏饲养方式下绵羊睾丸组织抗氧化性,改善绵羊繁殖性能[17]。孙占鹏等[18]研究结果发现,在基础日粮中添加8%葡萄渣对提高成年母羊增重效果最好。秦建华、赵月兰等[19]在用葡萄渣饲料饲喂肉仔鸡的试验研究中证明,日粮中葡萄渣含量为 3%~6%时,可以降低饲料成本,提高经济效益。
2.2 葡萄籽在畜禽饲料中的应用 (1)葡萄籽在畜禽饲料中的应用:罗晓花等[20]在葡萄籽对奶牛泌乳性能影响的研究中表明,在牛精饲料中添加10%~20%的葡萄籽,奶牛的产奶量显著提高。吴建敏等[21]研究表明,葡萄籽作为奶牛饲料对产奶性能、乳品品质和日产效益均没有不良影响,而且有助于乳脂率和生产效益的改善。苏秀侠等[22,23]报道,哺乳期母猪以7%的比例添加熟化葡萄籽粉,会取得较好的繁殖性能。在猪的育肥前期以3%、后期以6%的比例添加熟化葡萄籽粉,可以取得较好的生长性能。张鹏等[24]研究表明,在基础日粮中使用葡萄籽粉替代7%玉米对成年母羊的增重效果和经济效益最佳。(2)葡萄籽提取物在畜禽饲料中的应用:有研究表明,GSE可调节小鼠、兔等动物机体的血脂代谢,具有降低胆固醇的功能[25,26]。胡如久[27]报道,在蛋鸡饲料中添加GSE提高了产蛋性能,显著降低了鸡蛋中胆固醇含量。黄光中等[28]在湘云金鲫鱼基础饲料中添加10g/kgGSE,显著提高湘云金鲫的生长性能,降低饵料系数,改善鱼体品质。(3)葡萄籽粕在畜禽饲料中的应用:葡萄籽粕是一种纤维含量较高且氨基酸适中的理想纤维饲料,已被广泛应用于饲料中。杜道全和杨文华[29]在奶牛日粮中添加2%~4%葡萄籽粕提高了奶牛整体生产性能,延长了产奶高峰期,并且提高了乳品质和肉质量。有报道,在妊娠母猪日粮中用7%葡萄籽粕替代玉米,效果更为明显,提高了断奶仔猪的重量;蛋鸡日粮中添加6%的葡萄籽粕可以获得较好的产蛋性能[22,30]。有研究表明,在鹅日粮中添加6%~ 8%发酵葡萄籽粕能显著提高5~12周龄鹅日增重,降低料重比,显著提高鹅的胴体品质;添加9%的葡萄籽粕时,可显著提高鹅的消化率[31-33]。
2.3 酒泥在畜禽饲料中的应用 葡萄酒泥是一种宝贵的饲料资源,但由于其含有12%的残留酒精、木质素、单宁(鞣酸)和果胶等抗营养因子,使其在畜禽日粮中的用量受到很大限制,从而制约了作为饲料原料的开发和利用。研究表明,可以通过微生物发酵技术,使酒泥中抗营养因子和对牲畜有害的物质得到降解,使其转化为营养价值高、适口性好的一种新型饲料原料[34]。
综上所述,葡萄酿酒后副产物在动物中具有非常广阔的应用前景,但在生产中,绝大部分副产物做了肥料,或者晒干做了燃料,未能被好好利用。众所周知葡萄酿酒季节性强,酿酒后副产物集中,所以要及时处理,否则会对环境造成严重影响和巨大压力。所以下一步要着重深入研究副产物的预处理、保存,各地副产物营养成分间的差异以及在动物生产的添加比例,从而推动我国发展节粮高效畜牧业和农业资源循环再利用,创造巨大的经济效益。