张 慧 , 魏 来 , 刘正亚 , 伍璋健 , 王春维 ,2, 赵胜军 ,2, 任 莹 ,2*
(1.武汉轻工大学动物营养与饲料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430023;2.动物营养与饲料安全湖北省协同创新中心,湖北武汉430023)
白酒糟是酿造白酒后的副产物,我国每年会因为酿造白酒而产生大量的白酒糟。据报道,我国2013年上半年白酒产量近600万千升,同时产生约2000万t白酒糟(王晓力,2013)。但由于白酒糟含有较多水分、pH较低、容易腐烂变质、在贮藏和运输上有较大的困难,且白酒糟含有50%左右难于消化的稻壳,直接饲喂不利于动物消化(张博润等,1997)。大量白酒糟资源往往被白酒生产企业随意丢弃,在造成资源浪费的同时还带来了环境污染问题。白酒糟也可经微生物发酵作为青贮饲料或生产菌体蛋白饲料 (高路,2014)。近年来,有一些关于采用微生物发酵处理酒糟的报道发现,白酒糟经发酵后能提高粗蛋白质含量,降低粗纤维,且发酵还提高了饲料适口性(梅书棋等,2002)。有研究报道,发酵白酒糟的消化能、代谢能和氨基酸标准回肠消化率虽然都低于豆粕,考虑其性价比,仍具有较高的饲用价值,可作为一种蛋白质饲料原料用于养猪生产(陈颖等,2013)。白酒糟中还含有脂肪、钙、磷等营养成分及丰富的发酵产物,如酵母和活性因子等(Woodworth 等,2001)。 蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸含量也非常高(张静,2014)。给牛饲喂一定量的白酒糟能使其安卧和反刍,可有效促进育肥,缩短育肥周期,提高肉牛出栏率(高颖等,2010)。试验研究中常用的发酵微生物有酵母、白地霉、青霉、米曲菌、黑曲菌等。本试验研究以白酒糟为原料,用6%的发酵白酒糟代替部分玉米、麸皮、豆粕等日粮原料,以黑曲霉、枯草芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌为发酵菌种,黑曲霉、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌比例为 2∶1∶1,菌种接种量 12%,在 37℃左右厌氧发酵60 h,通过测定发酵白酒糟干物质、粗蛋白质、粗纤维的降解率,评定发酵白酒糟的实际应用效果,为白酒糟的开发和应用提供相应的理论依据和数据支持。
1.1 试验材料及仪器 鲜白酒糟,取自洋河酒厂。发酵白酒糟:以白酒糟为原料,黑曲霉、枯草芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌为发酵菌种,黑曲霉、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌比例为 2∶1∶1,在菌种接种量12%、发酵时间60 h、发酵温度为37℃的条件下发酵。干白酒糟和发酵白酒糟营养成分见表1。胃蛋白酶(P7000,Sigma);胰蛋白酶(P1750,Sigma);数显恒温水浴锅:SHA-B型,江苏金坛市富华仪器有限公司生产;LRH-250型生化培养箱:上海一恒科技有限公司;AR-2140电子分析天平:奥豪斯仪器(上海)有限公司。
表1 白酒糟和发酵白酒糟营养成分(风干基础)%
1.2 试验设计 选择28头体况相近,来源一致的健康育肥猪[平均体重(52.57±1.61)kg],按体重相近原则随机分为4组,每组7个重复,每个重复1头猪,试验期为27 d。4个处理组分别为对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组。与对照组相比,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别用6%的发酵白酒糟代替了一部分玉米、麦麸、全脂米糠、豆粕等原料,但具体配方有一定差异,详见表2。
1.3 试验日粮 将发酵白酒糟作为生长育肥猪的饲料原料,按6%比例替代基础日粮中的不同原料。按照NRC2012猪的营养需求标准配制猪的试验日粮。日粮配方及营养水平见表2。
1.4 饲养管理 试验期间进行统一驱虫、消毒,保证猪舍清洁卫生。疾病的防治与保健按猪场正规流程进行。试验猪自由采食、饮水。记录每日采食量,舍温控制在20~28℃。在试验期间中出现严重疾病的猪及时挑选出来,记录挑选时的重量与试验天数,以便后续的数据处理。
1.5 测定方法及指标 体外消化发酵白酒糟:采用胃蛋白酶—胰酶二步法模拟体内消化 (彭建,2000)。模拟胃液消化(胃蛋白酶):称取5 g待测样品于250 mL三角瓶中,加入500 mg胃蛋白酶、50 mL 0.1 moL HCl/54 mmoL NaCl溶液,保鲜膜封口,在40℃恒温水浴摇床中,120 r/min,消化1 h。胃蛋白酶消化后,用2.5 mL 2.0 mol/L的NaOH调节pH至7.0,再加入20 mL 0.1 mol/L的磷酸缓冲液(含0.05%的叠氮钠)使pH稳定。加入含有50 mg胰蛋白酶的缓冲液1 mL,保鲜膜封口,40℃恒温水浴摇床中120 r/min消化6 h。消化结束后,在消化残渣中加入5 mL 20%磺基水杨酸,室温放置30 min,抽滤。最终,将残渣连同已知重量的滤纸置于105℃烘箱中烘干至恒重,称重,测定残渣中的干物质、粗蛋白质、粗纤维的含量,计算干物质、粗蛋白质、粗纤维的降解率。计算公式如下:
表2 生长育肥猪试验日粮配方及营养水平
干物质降解率/%=(样品重量-滤渣样品重)/样品重量×100;
蛋白质降解率/%=[(样品重量×样品粗蛋白质%)-(滤渣样品重×滤渣粗蛋白质%)]/(样品重量×粗蛋白质%)×100;
粗纤维降解率/%=[(样品重量×样品粗纤维%)-(滤渣样品重×滤渣粗纤维%)]/(样品重量×粗纤维%)×100。
育肥猪生长性能:在预饲期结束后,正式试验开始第1天和试验第27天的上午8点对所有试验猪进行称重,提前12 h断料以保证空腹,并详细记录每日采食量。测定指标如下:(1)平均日采食量;(2)平均日增重;(3)料重比;(4)钱肉比。
1.6 统计分析 数据用Microsoft Excel进行初步整理,采用SPSS17.0统计软件进行单因素方差分析和Duncan多重比较,结果以“平均值±标准误”表示,以P<0.05为差异显著性标准。
2.1 发酵白酒糟的营养价值 如表3所示,体外消化试验的结果表明,发酵白酒糟干物质、蛋白质及粗纤维的消化率均高于未发酵的白酒糟。白酒糟干物质消化率为37.8%,蛋白质消化率为57.8%,粗纤维消化率为14.8%;发酵白酒糟干物质消化率达到42.1%,粗蛋白质消化率达到64.3%,粗纤维消化率达到20.9%,分别比未发酵的白酒糟提高了11.4%、11.3%和40.7%。
2.2 发酵白酒糟对育肥猪生长性能的影响 如表4所示,对照组、Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组育肥猪初体重均无显著差异。与对照组相比,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组育肥猪平均日采食量都无显著差异(P>0.05)。但Ⅰ组育肥猪平均日采食量比对照组提高了14.12%;Ⅲ组育肥猪平均日采食量比对照组提高了16.47%;Ⅱ组平均日采食量比对照组降低了6.47%。与对照组相比,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ育肥猪平均日增重都无显著差异(P>0.05)。但Ⅰ组育肥猪平均日增重比对照组提高了19.05%;Ⅲ组育肥猪平均日增重比对照组提高了22.22%,而Ⅱ组则降低了17.46%。与对照组相比,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组育肥猪平均料肉比都无显著差异(P>0.05)。但Ⅰ组和Ⅲ组育肥猪平均料肉比分别降低了7.5%和9.64%;与对照组相比,Ⅱ组平均料肉比提高了10%。
表4 发酵白酒糟饲料对育肥猪生长性能的影响
2.3 经济效益 由表5所示,与对照组相比,Ⅰ组日粮饲喂育肥猪能节约成本0.53元/kg;Ⅲ组日粮饲喂育肥猪能节约成本0.33元/kg;Ⅱ组不但没有节约成本,还提高了0.79元/kg的饲料成本。
表5 发酵白酒糟饲料对育肥猪经济效益的影响
3.1 体外消化评价发酵白酒糟的营养价值 消化率是动物从食物中所消化吸收的部分占总摄入量的百分比,是评价饲料营养价值的一个重要的指标(黄沧海,2006)。消化率的研究方法主要有体内消化法和体外消化法。体内消化法经济成本较高、费力、效率低,且还有可比性和重演性差的缺点,应用时有许多限制条件(陈亮等,2011)。体外消化法则相对简单,快速,重演性好。胃蛋白酶—胰酶两步体外消化法是目前公认的一种较好的测定蛋白质消化率的方法(梁明等,2013)。
目前鲜见文献报道关于发酵前后白酒糟消化率的比较试验。本试验结果表明,白酒糟经过发酵后其干物质消化率提高了11.4%,粗蛋白质消化率提高了11.3%,粗纤维消化率提高了40.7%,说明白酒糟经发酵处理后能提高动物对其营养物质的消化吸收。单胃动物体外消化模拟技术在操作的简便性和模拟结果的科学合理性方面均有很大的优势,在科研和实际生产中发挥了重要作用,但仍不能完全取代体内消化试验,其数据只能作为参考。发酵白酒糟在体内的利用情况还有待于进一步研究。
3.2 发酵白酒糟对育肥猪生长性能的影响 研究表明,采用微生物发酵白酒糟能够改善其营养价值,提高其中粗蛋白质含量,降低粗纤维含量,并能改善适口性,因此能够提高其饲用价值(孙东伟等,2010)。研究发现酒糟养猪具有增重快、瘦肉率高、成本低等优点(乔家运等,2013)。本试验结果显示,与对照组饲料相比,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组都添加了6%的白酒糟代替了一部分玉米、麦麸、豆粕或米糠等饲料原料。用I组和Ⅲ组饲料配方饲喂育肥猪,提高了育肥猪的日增重水平和采食量,并且降低了料肉比。这可能是由于添加一定量(6%)的白酒糟,可以改善日粮的适口性,提高了育肥猪采食的积极性,并提高日增重,降低料肉比。但是并不是所有6%的添加比例的配方有改善动物生产性能的作用。本试验结果表明,饲喂Ⅱ组降低了育肥猪日采食量和日增重,并且提高了育肥猪料肉比的值,说明饲喂Ⅱ组降低了育肥猪的生产性能。其主要原因是在I组和Ⅲ组发酵白酒糟主要替代了纤维类饲料原料,而Ⅱ组的发酵白酒糟主要替代了玉米,从而导致采食量降低,能量摄入不足,日增重降低。
许多文献就白酒糟的不同添加剂量进行了研究,如乔家运等(2013)研究报道用酿酒酵母和嗜热链球菌固态发酵白酒糟并以40%的比例添加到麦麸主辅料中,用这种辅料以10%的添加比例添加到育肥猪日粮中,提高了育肥猪的日增重。苏希孟等 (2008)对饲料中添加不同比例的白酒糟(10%、15%、20%、25%)进行了研究,发现饲料中添加10%~15%的发酵酒糟能提高饲料适口性,对猪生长及增重效果明显,提高了饲料报酬和瘦肉型猪饲养的经济效益。朱权等(2009)在育肥猪上的研究表明,添加10%的白酒糟代替一部分基础日粮饲料时,能一定程度上提高育肥猪生长性能,降低生产成本,但白酒糟添加剂量最多不能超过20%。方园等(2014)研究表明,在4~10周龄三穗鸭日粮中添加10%发酵白酒糟代替部分配合饲料,对其生长性能和饲料转化率无明显影响,但添加15%和20%的发酵白酒糟则显著降低了三穗鸭的生产性能和饲料转化率。
3.3 经济效益 经济效益分析结果表明,Ⅰ和Ⅲ组的配方添加6%的发酵白酒糟能节约饲粮成本,提高经济效益,每千克分别节约了0.53元和0.33元。如果按育肥阶段长100 kg体重计算(从体重25 kg开始至125 kg体重出栏),那么用Ⅰ和Ⅲ组日粮每头猪将分别节省53元和33元。如果一个年出栏30000头育肥猪 (母猪存栏1500头)的猪场,那么用Ⅰ和Ⅲ组日粮猪场一年将分别多赚159万和99万元,经济效益非常显著。因此,Ⅰ和Ⅲ组的配方有非常好的应用前景和显著的社会效益及经济效益。在日粮中按合适的配方添加一定比例(6%)的发酵白酒糟,不仅能将废弃的白酒糟变废为宝,减少环境污染,而且还能降低动物的饲料使用成本,对动物的养殖经济效益影响巨大。
发酵白酒糟在40℃恒温体外消化装置下持续消化6 h后消化最完全,此时干物质消化率为42.12%,蛋白质消化率为64.29%,粗纤维消化率为20.86%,说明经发酵处理后白酒糟能提高动物对其营养物质的消化吸收。用6%的发酵白酒糟代替以纤维类为主的饲料原料,可提高育肥猪生长性能,增加经济效益。但在配方中发酵白酒糟不可过多替代玉米等能量饲料原料。