苹果渣在畜禽生产中的应用研究进展

唐小武，黄 瑛，杨 灿*，陈文娟，何 青，唐青海

（1.湖南环境生物职业技术学院生物工程学院，湖南衡阳 421005；2.衡阳师范学院生命科学与环境学院，南岳山区生物资源保护与利用湖南省重点实验室，湖南衡阳 421008）

据联合国粮农组织统计报道，2020 年全世界苹果总产量超过27 333 万t[1]，其中25%～33% 的苹果用于加工生产苹果汁、果酱、果酒，加工过程中产生高达25%的副产品，即苹果渣[2]。苹果渣主要包括果肉、果皮、果籽及果柄，果皮果肉占96.2%，果籽占3.1%，果梗占0.7%[3]。本文综述了苹果渣的生理功能，苹果渣的饲料化及在畜禽生产中的应用研究进展，以期为苹果渣综合利用提供新的思路。

1 苹果渣的营养成分

干或湿苹果渣营养成分见表1[4-6]。苹果渣氨基酸含量较为稳定，除缬氨酸和组氨酸外，其他必需氨基酸变异度均在20%以下[7]（表2）。苹果渣中矿物元素如磷、镁、钙和铁含量分别为720、510、210、110 mg/100 g干物质（DM）[8]（表2）。虽然苹果籽的蛋白含量在34%～50%，但大鼠的表观蛋白质消化率因脱脂苹果籽的添加而显著下降，因此，苹果籽作为蛋白质饲料资源有缺陷[9]。此外，苹果渣含有大量有益健康的植物化学物质，包括酚酸、黄酮、类黄酮、原花青素、二氢胆碱酯等，这些活性物质具有丰富的生理调节功能，可在动物生产上发挥重要作用。

表1 苹果渣的常规养分含量（风干物质基础）[4-6] %

表2 干苹果渣的氨基酸组成及矿物元素含量[7-8]

2 苹果渣的活性成分及生理功能

2.1 调节糖脂代谢 苹果渣具有调节糖脂代谢的作用。研究表明，大鼠采食2.1%或10%的干苹果渣可降低血清胆固醇[10]，抑制高脂日粮诱导的肝脏脂肪变性[11]。连续5 周给大鼠灌入500 mg/kg 苹果渣和迷迭香的混合物可通过恢复肌纤维膜CD36的表达和降低肌肉葡萄糖转运子的表达以降低腓肠肌甘油三酯的过量积累[12]。20%苹果皮可通过影响胆固醇的积累而缓解因高脂日粮导致的代谢综合症模型小鼠动脉粥样硬化进程[13]。苹果渣的降脂作用与其组成及活性成分紧密相关。首先，苹果籽含有17%～29%的油，主要的脂肪酸组成为油酸（27.0%～46.5%）和α亚油酸（43.8%～60.0%）以及花生四烯酸[8,14]，高比例多不饱和脂肪酸可降低低密度脂蛋白胆固醇，预防心血管疾病[8]。其次，苹果渣碳水化合物含量高，其中71.7%为单糖或多糖，每千克干苹果渣通过弱酸提取可获得163.2 g 果胶、49.7 g 单糖[15]。果胶属于可溶性纤维，它被肠道微生物发酵后可产生乙酸，促进饱腹感，降低血液胆固醇浓度及餐后甘油应答指数[16]。并且，苹果渣水提物（含2.5%～9.6%的多酚、黄酮）[17]、苹果皮醇提物[ 含总酚1 907.5～2 587.9 mg没食子酸当量（Gallic Acid Equivalent，GAE）/100 g DM、黄酮1 214.3～1 816.4 mg 儿茶素等价物（Catechin Equivalent，CE）/100 g DM][18]以及苹果籽提取物中（总酚5.74～17.44 mg GAE/g DM）[19]均含有多酚，苹果多酚可通过促进线粒体呼吸，加强脂肪分解和β氧化，调节肝脏脂肪代谢，降低胆固醇[20]。苹果渣的醋酸乙酯提取物含总黄酮1.85 mg 芦丁等价物/g 粉末，其中根皮苷占46.7%，根皮素占41.94%[21]；苹果籽也含240.45～864.42 mg/100 g DM 的根皮苷[22]。根皮苷可通过抑制钠-葡萄糖协同转运子而阻碍小肠和肾脏的葡萄糖吸收起降血糖作用，预防日粮诱导的肥胖、肝脏脂肪变性、炎症[23]。

2.2 增强抗氧化功能 可通过水提或醇提从苹果渣获得多酚，通过曲霉（如A.nigerZDM2 或A.tubingensisZDM1）发酵苹果皮，产生总酚分别为1 440 mg GAE/100 g DM和1 202 mg GAE/100 g DM[24]。苹果多酚对2，2'-连氮基-双-（3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸）（ABTS）、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基以及超氧阴离子自由基均有较强的清理作用，对Fe3+具有显著的还原能力，相同浓度下，苹果多酚对自由基的清除率以及还原铁离子的能力均优于维生素C[25]。2 型糖尿病人每天摄入含100 mg 总酚的440 mg 苹果渣提取物胶囊可显著降低氧化损伤的嘌呤数量[26]。即使含有0.24% 的有毒成分苦杏苷（Amygdalin），添加苹果籽也可显著增加盲肠短链脂肪酸如丁酸的浓度，降低肝脏硫代巴比妥酸反应物质含量，增加大鼠血浆抗氧化能力[27]。从苹果渣中提取的总三萜可通过降低丙二醛含量，激活抗氧化酶，清除自由基，缓解四氯化碳导致的小鼠肝损伤程度[28]。0.1%含苹果酸、磷酸、富马酸、柠檬酸的复合酸化剂可通过提高断奶仔猪血清总抗氧化能力和超氧化物歧化酶活性增强其抗氧化功能[29]。给断奶仔猪饲喂200 mg/kg 苹果果胶低聚糖，可通过提高抗氧化能力减轻轮状病毒感染导致的仔猪内质网应激，减少肠道上皮细胞的自噬和凋亡[30]。苹果渣的丙酮提取物通过降低硫代巴比妥酸反应物质（Thiobarbituric Acid-Reactive Substance，TBA）和总挥发性盐基氮值保护冻肉免受氧化损伤[31]。饲料中添加苹果皮提取物150 mg/kg 或200 mg/kg 可在鸡的胸肌、腿肌、血浆、十二指肠和肝脏中检测到槲皮素[32]，槲皮素具有抗氧化功能[33]。综上所述，可从苹果渣中提取多酚、总三萜、苹果酸、果胶、槲皮素应用于动物，提高抗氧化能力。

2.3 改善肠道健康 苹果渣及其提取物可抑制真菌（如玉米病原菌肉毒杆菌属、尖孢镰刀菌）生长[33]，阻止病毒定植[34]。添加3.5%苹果渣可显著影响断奶仔猪肠道组织炎症（NFκB）、细胞增殖（cyclinD1）与分化（caspase3）相关基因的表达量[35]，断奶仔猪回肠派尔集合淋巴结（Peyer'S Patches）面积减少，进而降低淋巴组织激活程度，增加结肠隐窝宽度和面积，减少断奶应激对肠的损伤[36]。添加干苹果渣（4%～20%）可使肉鸡肠绒毛高度增加，隐窝深度降低，鸡的抗新城疫、流感的抗体效价得以增强[37]。苹果渣对肠道形态功能的改善可能与其含有苹果酸有关。日粮添加1 015 g/d 或15 g/d 苹果酸可显著提高山羊瘤胃丙酸比例，显著降低氨氮、乳酸浓度和乙丙比[38]。并且，苹果渣的醋酸乙酯提取物[21]、甲醇或乙醇提取物[39]可有效抑制金黄色酿脓葡萄球菌[最小抑菌浓度（Minimal Inhibitory Concentration，MIC）1.25 mg/mL]和大肠杆菌（MIC 2.50 mg/mL）生长。

综上所述，苹果渣富含不饱和脂肪酸，可降低胆固醇含量，其含有的果胶、多酚和根皮苷可降低机体脂肪沉积；可从苹果渣中提取多酚、总三萜、苹果酸、果胶、槲皮素等活性成分，改善机体抗氧化能力，保护肌肉免受氧化损伤；苹果酸则可通过调节肠道微生物代谢产物组成，根皮苷可通过影响有害微生物的生长来提高机体免疫力。

3 苹果渣饲料化及其畜禽生产中的应用

3.1 干苹果渣在畜禽生产中的应用 新鲜苹果渣水分高，可溶性糖分含量高，易发霉腐烂，不便储存，难以工业化利用，因此目前没有湿苹果渣应用于畜禽生产的报道。可直接将苹果渣干燥加工成果渣干粉。自然干燥成本低，但受限于天气状况，人工干燥对机械要求高，成本也随之提高。干燥后的苹果渣水分为10% 左右，添加18%干苹果渣可提升奶山羊的血清抗氧化能力[40]，提高肉兔饲料中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率，对肉品质无不良影响[41]。断奶仔猪采食含3%苹果渣的液体饲料可显著提高日增重，降低耗料增重比，增加肠道乳酸菌数量，降低腹泻率[42]。干苹果渣可为妊娠母猪提供纤维来源，缓解母猪便秘[43]，但使用前必须进行农药残留检测，杀菌剂多菌灵的残留将导致妊娠奶牛产出的后代出现骨损伤、泌尿生殖器畸形甚至死亡[44]。添加4%～20%干苹果渣可导致肉鸡生产性能下降[37]，但它可作为纤维用于慢速型肉鸡，减缓生长速度的同时消除饥饿感[45]。连续4 周采食5%干苹果渣可增加火鸡胸肌中的维生素A 浓度，降低肉的TBA 含量，增加采食富含多聚不饱和脂肪酸日粮的火鸡的肌肉抗氧化能力[46]。用5%干苹果渣等量替代麸皮，对樱桃谷肉鸭全期生产性能无显著影响，5%膜发酵干苹果渣替代组可显著提高肉鸭整齐度，增加日增重，促进饲料转化率[47]。堆肥制作中，添加10%苹果渣可吸收NH3将其转化为抑制的产生，降低NH3的排放[48]，可将其应用于畜禽环境美化。综上所述，在奶山羊或兔饲料中可添加18%干苹果渣，在仔猪中可添加3%干苹果渣。在鸡饲料中添加4%干苹果渣将降低其生产性能，而鸭子对干苹果渣的耐受度较高，可达5%。

3.2 青贮苹果渣在畜禽生产中的应用 青贮也是贮存苹果渣的理想方式，不仅操作简单，还可防止苹果渣腐败变质，最大限度地保存养分。青贮过程中经过微生物的发酵，苹果渣变得柔软多汁、气味醇香，适口性好。添加4% 青贮苹果渣（总酸含量为1.2%）时断奶仔猪生产性能与1.5%柠檬酸组持平[49]。青贮苹果渣在反刍动物中饲喂的量要依据所含的酒精和有机酸的浓度进行调整，以维持瘤胃适宜pH。用青贮苹果渣等量替代青贮玉米，随着青贮苹果渣用量的增加，西门塔尔牛产奶量呈上升趋势，替代50% 时可显著提高牛的产奶量、乳脂率和乳蛋白含量[50]，替代60%时可显著提高公牛日增重和饲料转化率[51]。

3.3 发酵苹果渣在畜禽生产中的应用 通过微生物发酵也可保存苹果渣。发酵后苹果渣的蛋白质含量和热值均有较大提高。发酵苹果渣（6%）可调节仔猪肠道微生态，降低腹泻率，提高生产性能和免疫力[52]。发酵苹果渣在反刍动物中使用较多。5% 混菌发酵苹果渣可改善2月龄犊牛粗蛋白质消化率，提高其日增重[53]。苹果渣发酵后也可保持其抗氧化能力。添加10.91%发酵苹果渣可增加羔羊瘤胃组织的乳头状突起的长度，促进瘤胃上皮细胞生长[54]。獭兔的饲料中添加28.8%发酵苹果渣，可通过提高养分消化率，改善小肠黏膜形态来提高獭兔的生长性能[55]，添加30%时，獭兔的被毛重量和被毛面积以及血清葡萄糖、免疫球蛋白G 含量提高[56]。

4 小 结

苹果渣可通过水或有机溶剂提取获得如果胶、多酚、黄酮等活性成分，具有调节机体糖脂代谢，降低胆固醇含量，改善机体抗氧化能力及免疫的生理功能。苹果渣水分及糖分含量太高影响其储存，可通过干燥、青贮、发酵等方法处理苹果渣，延长其保存期。未来仍需加大青贮、发酵的研究力度，将苹果渣直接应用于畜禽生产，改善肠道健康及畜禽产品的抗氧化能力。