酒糟和醋糟营养成分差异及其瘤胃降解特性分析

张丹丹， 程 景， 靳 光， 李 博， 王栋才， 孙锐锋， 徐 芳， 梁 圆， 张元庆

山西农业大学（山西省农业科学院）动物科学学院，山西太原030032

山西省特色经济汾酒、陈醋的副产物酒糟、醋糟等非常规饲料资源丰富，其具有蛋白含量高、营养成分丰富、来源广、价格低廉等优势。 酒糟、醋糟作为一种主要的蛋白质饲料应用于动物日粮中，不仅影响动物的生产性能，同时也会对泌乳、繁殖性能产生积极促进作用（Gupta 等，2019；王健等，2018；Taylor 等，2017）。 但是目前研究也只是在了解醋糟、酒糟对动物的影响，而酒糟、醋糟因为种类丰富， 不同的发酵原料与发酵工艺都会导致酒糟、醋糟的营养价值差异，缺乏酒糟、醋糟的营养价值成分限制了酒糟、醋糟的规模化利用。

常用的饲料可利用营养价值评价方法有体外产气法、体内法、尼龙袋法（半体内法）。 体外产气法是目前评价反刍动物饲料最常用的方法之一（李艳玲，2014），相较于体内法，试验操作简单，所需样本量较少。 瘤胃尼龙袋法可以测定饲料的营养物质降解率，测定结果准确，缺点是对于多个样本测定时，受到时间及动物数量的限制。研究体外产气法和尼龙袋法的相关性， 既可以校正测定的准确性， 同时可以使干物质降解率等的测定更为简单快速。马军君（2018）研究表明，瘤胃干物质有效降解率与体外干物质降解率呈显著正相关。本研究利用体外产气法和尼龙袋法对山西不同地区的酒糟、醋糟的饲用价值进行评价，并建立体外法与尼龙袋法测定干物质（DM）降解率的估算公式，为饲用酒糟和醋糟应用于肉牛养殖提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 在山西不同地区采集醋糟、酒糟饲料样品共5 份，样品编号及取样地情况见表1。65 ℃烘干后制成风干样品，粉碎，过40 目筛，制成试样。

1.2 试验方法

1.2.1 常规营养成分测定 采用GB/T 6435-2006 中方法测定试样水分后，计算DM 含量。 分别采用国标法测定饲料中粗蛋白质 （CP）（GB/T 6432-2018）、粗脂肪（EE）GB/T 6433-2006、中性洗涤纤维（NDF）（GB/T 20806-2006）、酸性洗涤纤维（ADF）（NY/T 1459-2007）、粗灰分（Ash）（GB/T 6438-2007）、淀粉（Starch）（GB/T 20194-2018）、钙（Ca）（GB/T 6436-2018）、 磷 （P）（GB/T 6437-2018）含量。

1.2.2 体外产气试验 称取试样0.22 g 送至培养管的前端，加入30 mL 人工瘤胃培养液后（Menke，1979），在水浴恒温振荡器中反应，记录不同时间的 产 气 量（0、1、2、3、4、6、8、10、12、16、20、24、28、32、36、40、48、54、60、72 h）。 体外发酵72 h 后，将培养管中发酵液排出至50 mL 离心管中，离心（4 ℃，5400 r/min×15 min），提取上清液，测定pH 后冷藏于-80 ℃，留待测定氨态氮（NH3-N）。

1.2.3 尼龙袋试验 称取3 g （精确到0.0001 g）左右试样装入尼龙袋（12 cm×6 cm，50 μm 孔径）中，每个样品每个时间点设置3 个重复，然后放入装有永久性瘤胃瘘管的晋南阉牛的瘤胃中，依次在发酵时间为4、8、16、24、36、48、72 h 将尼龙袋取出，冰水冷却终止反应，然后用自来水冲洗尼龙袋直至水澄清， 于65 ℃烘箱中烘干至恒重，取样品残渣测定DM 含量，计算DM 降解率。

1.3 参数模拟 采用体外发酵模型GP=b（1-e-c（t-Lag））计算产气参数（周玲，2017），式中：GP 为t 时间点的0.22 g 底物的产气量，mL；b 为0.22 g 底物的理论最大产气量，mL；c 为产气速度，mL/h；t为体外培养时间，h；Lag 为延滞期，h。

尼龙袋法测定DM 降解率的参数计算公式为P（t）= a+b×（1-e-ct）；ED= a+（b×c） /（c+k）；式中：P（t）为t 时间点DM 降解率，%；a 为快速降解部分含量，%；b 为慢速降部分含量，%；t 为饲料在瘤胃中留滞时间，h；c 为慢速降解部分的降解速率，%/h；ED 为饲料中营养物质有效降解率，%；k 为待测饲料的瘤胃流通速率，%/h，k=0.0253 h-1（涂远璐，2019；o/rskov，1970）。

1.4 数据分析 用Excel 2016 整理数据，SPSS 21.0 进行单因素方差分析，Ducan’s 法进行多重比较。 采用SPSS 21.0 对变量进行非线性参数模拟、Pearson 相关性分析及线性回归分析。P < 0.05为差异显著，P > 0.05 为差异不显著。

2 结果与分析

2.1 酒糟和醋糟常规营养成分 由表2 可知，5个试样的DM 基本保持在23.25% ～ 42.96%（鲜样基础）。 CP 含量分别为啤酒糟（31.84%）>白酒糟（14.58%）>醋糟3（14.4%）>醋糟1（12.21%）>醋糟2（8.46%）。醋糟的NDF、ADF 含量均高于酒糟。 醋糟1 的DM 含量居第二， 其NDF、ADF 含量均为最高，Starch 含量最低，CP 含量也相对较少。 白酒糟NDF 含量最低，Starch、CP 含量居于第二。

表1 试样编号及取样地情况

表2 酒糟和醋糟的常规营养成分含量（干物质基础） %

2.2 体外产气法测定的酒糟和醋糟产气量和产气参数 由图1 可知，发酵时间0 ～ 38 h，各时间点的累积产气量是以白酒糟最高， 发酵时间在38 h之后，啤酒糟的累积产气量逐渐增加，发酵至72 h，其GP72显著高于白酒糟（P < 0.05）。 整个发酵过程，醋糟1 的产气量最低，醋糟2、3 的产气量高于醋糟1，低于酒糟。 由表3 可知，啤酒糟、白酒糟的IVDMD72显著高于醋糟1、 醋糟2、 醋糟3 （P <0.05）。醋糟1 的pH 显著高于其他4 种非常规饲料（P<0.05）。NH3-N 含量以啤酒糟最高，且分别比白酒糟、醋糟1、醋糟2、醋糟3 高107.10%、163.33%、112.35%、121.98%（P<0.05）。 5 种非常规饲料的理论最大产气量b 依次为啤酒糟>白酒糟>醋糟2>醋糟3>醋糟1（P < 0.01），各饲料的产气速度c 和产气延滞期差异显著（P<0.05）。

图1 酒糟和醋糟体外发酵动态产气量

2.3 尼龙袋法测定的酒糟和醋糟干物质降解率由表4 可知， 降解时间在4 ～ 24 h， 白酒糟的DMD 最高，啤酒糟次之（P < 0.05）。 消化时间36～ 72 h，啤酒糟的DMD 高于白酒糟（P < 0.05）。整个瘤胃降解过程，醋糟2、醋糟1 的DMD 较低，醋糟3 的DMD 略高于醋糟2、醋糟1，当降解时间达72 h， 醋糟1 的DMD 显著低于其他两种醋糟（P < 0.05）。 啤酒糟干物质有效降解率（ED）显著高于白酒糟（P < 0.05），醋糟3 的ED 显著高于其他2 种醋糟（P < 0.05）。

表3 酒糟和醋糟体外72 h 产气量和产气参数

表4 酒糟和醋糟的尼龙袋瘤胃干物质降解率 %

2.4 体外产气法与尼龙袋法相关性分析 由表5可知， 非常规饲料的IVDMD 与DMD 成正相关，随着降解时间增加其相关性逐渐增加，IVDMD72与DMD72显著相关（P < 0.05），相关系数0.955；与ED 极显著相关（P < 0.01），相关系数0.964（表6）。 以IVDMD72预 测 的ED 的 方 程 为ED=-12.448+1.045IVDMD72（R2=0.929，P=0.008）， 以IVDMD72预测的DMD72的方程为DMD72=-19.215+1.645IVDMD72（R2=0.912，P=0.011）（表7）。

表5 体外产气量与干物质降解率的相关系数

表6 体外干物质降解率与体内干物质降解率相关系数

表7 体外干物质降解率预测干物质降解率及干物质有效降解率

3 讨论

3.1 酒糟和醋糟常规营养成分分析 一般生产酒糟常用的原料有玉米、高粱、大麦、薯类等。本试验采集醋糟、酒糟样品发酵原料分别为白酒糟（高粱）、啤酒糟（大麦+大米）、醋糟1（高粱+大麦）、醋糟2（大麦+玉米）、醋糟3（高粱+玉米）。 通过常规营养成分测定，白酒糟的CP 含量（14.58%）与Silva 等（2019）测定结果（15.10%）相近，远低于啤酒糟（31.84%），可能是因为啤酒糟主要以大麦为原料，发酵后剩余的主要是蛋白质和酵母菌。酒糟含水量相对较高，这可能会引起酒糟的自行发酵，不容易保存导致变质。醋糟主要是以高粱、麦麸及米糠等为原料， 发酵酿造后， 提取陈醋后剩余的残渣。 崔耀明等（2015）测定了山西老陈醋的醋糟营养成分，CP、NDF 和ADF 的平均含量分别为11.40%、72.51%和54.46%， 与本试验测定结果略有差异（分别为11.69%，63.07%和46.30%），醋糟的CP 含量略高于干碾压玉米、 新鲜饲用高粱的CP 含量（8.79%、8.90%）（孟庆祥，2018）。 本试验中3 种醋糟的淀粉含量差异较大， 可能是因为发酵原材料和加工工艺不同导致， 还有可能是因为制备试样时操作不当导致样品采集不均匀。 综合来说，本试验采集的酒糟的营养价值高于醋糟。

3.2 体外产气法测定酒糟和醋糟产气参数分析5 个试样的GP 均随着发酵时间的延长而增加，前期白酒糟GP 较高，后期啤酒糟的累积GP 逐渐增加并高于白酒糟， 这同啤酒糟的产气延滞期相对较长，白酒糟的发酵速度相对较高的结果一致。可能与白酒糟含有较多可发酵成分， 而啤酒糟慢速降解部分含量高有关。 醋糟1 的GP72和IVDMD最低，且显著低于醋糟2 和醋糟3。 同时，醋糟1的产气延滞期最长，其发酵速度最慢。 这与醋糟1的营养成分中Ash 和ADF 含量最高，其可发酵成分含量相对较少一致。 啤酒糟的体外发酵液中氨氮含量最高，可能是因为啤酒糟中CP 含量最高，蛋白分解产生氨氮高于其利用氨氮合成菌体蛋白的速度， 另一个原因可能是啤酒糟的非纤维性碳水化合物含量较低， 限制了其瘤胃微生物对氨氮的利用（Michalski，2014）。 瘤胃pH 作为衡量瘤胃发酵能力的一个重要指标，一般认为当pH 为6.6～ 7.0 时， 更适合瘤胃微生物的生长 （李文娟，2017）。 本试验中5 个试样的pH 为6.09 ～ 6.28，低于李倩（2017）测定的体外发酵液pH 结果（6.42～ 6.61），可能与发酵底物酒糟、醋糟的酸度有关。结合GP72和IVDMD 数据， 酒糟的消化性能优于醋糟，啤酒糟的优于白酒糟。

3.3 尼龙袋法测定酒糟和醋糟DM 降解结果分析 瘤胃尼龙袋法测定的干物质降解率可以在一定程度上反映饲料的可利用水平。 分析本试验结果， 随着降解时间的增加， 体内干物质降解率（DMD）也在逐渐增加。 同体外产气法中GP 结果趋势一致，前期白酒糟的DMD 较高，当降解时间达36 ～ 72 h，啤酒糟高于白酒糟，最终的ED 以啤酒糟最高。 3 种醋糟的ED 以醋糟3 最高，同体外产气试验结果中醋糟3 的IVDMD 结果最高一致。 结合DMD 结果，进一步证明啤酒糟的消化性能略优于白酒糟。 酒糟的DMD 和ED 比醋糟高，说明酒糟较醋糟更容易被消化， 可能同醋糟中纤维含量较高有关。

3.4 体外产气法与尼龙袋法测定干物质降解率相关性分析 反刍动物瘤胃微生物消化饲料中碳水化合物及蛋白质含碳部分时会产生气体， 体外产气量常被用来反映饲料原料在瘤胃内被消化利用的情况，但是仍需结合DM、NDF 的降解率来衡量饲料的降解程度。 马绍楠等（2018）分析了体外产气量与半体内干物质有效降解率的相关性，随着产气时间增加，相关性逐渐减弱，GP24与ED 相关性最高，且以GP24建立的预测ED 的方程显著。本试验中GP72与DMD 无显著相关性，但与IVDMD72显著相关。 以GP 建立的估算IVDMD 的回归公式为IVDMD72=8.799+1.193GP72，建立的方程显著（R2=0.853，P=0.025）。 毛建红等（2017）研究表明，DMD24、DMD48与IVDMD24、IVDMD48呈极显著的正相关。 本试验结果中非常规饲料的IVDMD72与DMD 的相关性随着尼龙袋试验降解时间增加而增加，且在降解时间为36、48、72 h 相关性显著， 与ED 呈极显著相关。 以IVDMD72建立的ED 估算公式决定系数0.929， 建立的方程极显著。 以IVDMD72建立的DMD72估算公式决定系数0.912，建立的回归方程显著。 此估算公式的建立，可以方便以后的试验中考虑用IVDMD 估算DMD，省时省力，提高数据的准确性。

4 结论

分析常规营养成分， 酒糟的CP 含量较高（14.58% ～ 31.84%），醋糟NDF、ADF 含量相对较高（59.59% ～ 64.91%，38.78% ～ 54.78%）；在本试验条件下，结合GP、IVDMD 和DMD 数据分析，酒糟的消化性能要优于醋糟。 其中， 以啤酒糟的消化性能最好，醋糟1 的消化性能最差。 以IVDMD建立估算DMD 的回归公式为DMD72=-19.215+1.645IVDMD72（R2=0.912，P < 0.05）；以IVDMD 建立估算 ED 的回归公式为 ED =-12.448 +1.045IVDMD72（R2=0.929，P < 0.01）。