不同添加剂对白酒糟发酵饲料营养价值的影响研究

孙亚楠，李 梅，路力榕，任雨薇，李瑞春，潘立超，任海伟

（兰州理工大学生命科学与工程学院，甘肃兰州 730050）

随着畜禽养殖业的快速发展，饲料资源短缺已成为我国饲料行业的突出问题[1]。因蛋白饲料资源严重短缺，我国每年都需进口数千万吨豆粕和鱼粉等蛋白饲料资源来填补国内市场的不足[2]。中国有悠久的白酒酿造历史，是白酒生产和消费大国，酒糟产量居世界首位[2-3]。研究表明，白酒糟中富含糯米、大米、高粱、玉米等多种组分，且含有蛋白质、脂肪、微量元素及无氮浸出物等多种营养物质。白酒糟所含营养成分对牲畜的生长和发育十分有利，作为蛋白质饲料源正逐步走向成熟。近年来，利用功能微生物发酵酒糟，生产酒糟蛋白饲料已成为研究热点。如王玉玮等[4]以白酒糟为主要原料，添加里氏木霉发酵，发现经添加5 %里氏木霉发酵后，酒糟饲料营养价值显著提高。赖玉城[5]以酱香型固态白酒的丢糟为材料，采用二阶段酒糟混菌固态发酵工艺技术生产酒糟蛋白饲料，发现经处理后饲料的粗蛋白含量为29.31 %，有效提高了酒糟中的蛋白含量。

因此，本实验探究8 种不同的添加剂对酒糟饲料营养价值的影响，通过对纤维素、粗脂肪、总糖、灰分、粗蛋白和氨基酸等成分的对比，评估不同添加剂对发酵酒糟饲料的影响，从而选择最合适的添加剂。经过储存之后期待酒糟饲料的某些指标得以改善，提高酒糟饲料中有效成分的含量，为酒糟饲料的进一步开发提供理论基础与支撑，做到物尽其用。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器

原料：本研究采用的酒糟原料来自于金徽酒股份有限公司。

仪器与设备：UV-5200 型紫外可见分光光度计，上海元析仪器有限公司；HH-4 数显恒温水浴锅，上海亚荣生化仪器厂；台式离心机TG-16，长沙黄泰仪器有限公司。

1.2 实验方法

分别取一定量的鲜酒糟原料，加入里氏木霉（Trichodermareesei）、植物乳酸杆菌（Lactobacillus）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、黑曲霉孢子粉(Auricularia auricula)、产朊假丝酵母（Candida utilis）、植酸酶、纤维素酶、华芬酶，充分搅拌使其混合均匀，填装入青贮容器中后密封，再进行青贮发酵（时间设定为8 个月），8 种添加剂分别设置了3 个不同的浓度梯度，分别是3%、5%、8%。各种添加剂的名称及编码如表1所示。

表1 添加剂的名称及编码

发酵完成后，将一部分鲜酒糟在105 ℃条件下干燥至恒重，粉碎过40 目筛，测定营养组分和氨基酸等相关指标；另一部分在离心管中加入5 g 鲜酒糟及35 mL 蒸馏水，浸提1 h，4000 r/min 条件下离心10 min，取上清液，测定总糖含量。

1.3 酒糟化学成分的测定

总糖含量测定采用蒽酮比色法；粗脂肪含量测定采用索氏抽提法；灰分含量测定采用干法灰化法；粗蛋白含量测定采用凯氏定氮法；淀粉含量测定采用GB/T 5009.9—2008；氨基酸含量的测定采用氨基酸自动分析仪法；乳酸、葡萄糖以及乙醇含量的测定采用SBA-40X 生物传感分析仪。

2 结果与分析

2.1 酒糟饲料基本成分含量的分析

2.1.1 添加剂对酒糟发酵过程中粗蛋白的影响

蛋白质含量是饲料中的一个极其重要的指标。不同添加剂对酒糟发酵过程中氮含量的影响如图1 所示。和空白对照相比，经添加剂处理后酒糟饲料的粗蛋白含量发生了明显变化。经8 %产朊假丝酵母处理的酒糟饲料中粗蛋白含量最高，达到23.82 %；经8 %植酸酶处理的酒糟饲料中粗蛋白含量最低，仅为9.45 %；经5 %里氏木霉、5 %酿酒酵母、5%黑曲霉孢子粉处理的酒糟饲料中粗蛋白的含量也较高，达到20%以上。其中经8%的产朊假丝酵母处理的酒糟饲料中含有的粗蛋白含量与《中国饲料成分及营养价值表》推荐的含量最为接近。

图1 添加剂对酒糟发酵过程中粗蛋白的影响

2.1.2 不同添加剂对酒糟发酵过程中粗脂肪含量的影响

不同添加剂对酒糟发酵过程中粗脂肪含量的影响如图2 所示。和空白对照相比，经添加剂处理后的酒糟饲料粗脂肪含量发生了明显变化。经5%产黑曲霉孢子粉处理的酒糟饲料中粗脂肪含量最高，达到19.78%，经5%植物乳酸杆菌处理的酒糟饲料中粗脂肪含量最低，仅为4.23 %，经8 %的黑曲霉孢子粉、3 %的纤维素酶、8 %的酿酒酵母、3 %的产朊假丝酵母、3 %的黑曲霉孢子粉处理的酒糟饲料中粗脂肪的含量也较高，达到10%以上，经5 %植酸酶处理的酒糟饲料中粗脂肪含量也较低在5%以下。其中经8%的黑曲霉孢子粉处理的酒糟饲料中含有的粗脂肪含量与《中国饲料成分及营养价值表》推荐的含量最为接近。

图2 不同添加剂对酒糟发酵过程中粗脂肪含量的影响

2.1.3 不同添加剂对酒糟发酵过程中灰分含量的影响

在高温状态时，物料会发生很多的物理和化学变化，最终有机物质挥发，而残留的物质即为灰分（无机盐和氧化物等无机物质）。饲料中的粗灰分主要有钙、磷、钠、氯、镁、铁、硫、碘、锰、铜、钴、锌等[10]。矿物质是构成牲畜组织、骨骼、器官等的重要物质，特别是钙和磷是构成牙齿、骨骼等的主要成分。牲畜饲料中的矿物质缺乏或钙磷比例不足会导致软骨病，甚至瘫痪。

不同的添加剂对酒糟发酵过程中粗灰分含量的影响如图3 所示。和空白对照相比，添加剂处理后的酒糟饲料中，粗灰分含量发生显著变化。如图3 所示，经5 %植酸酶处理的酒糟饲料中粗灰分的含量最高，达到25.71%，经3%黑曲霉孢子粉处理的酒糟饲料中粗灰分含量最低，仅为4.45 %，经8 %植酸酶、8 %纤维素酶处理的酒糟饲料中粗灰分的含量也较高，达到20 %以上。其中酒糟饲料粗灰分的含量偏高，是因为所采用的酒糟原料没有经过去除酒糟中的谷壳这一步骤,也有可能是因为灰化不完全。

图3 不同添加剂对酒糟发酵过程中灰分含量的影响

2.1.4 不同添加剂对酒糟发酵过程中总糖含量的影响

在评估酒糟饲料中不同添加剂对其营养价值影响的实验中，饲料的总糖含量如图4 所示，其分为两部分，固体总糖（经过干燥粉碎之后的饲料）和液体总糖（湿态的饲料）。和空白对照相比，经某种特定添加剂处理后的酒糟饲料，其总糖含量明显变化。如图4 所示，干燥粉碎之后的饲料中经过4 %的植酸酶处理后含有的总糖最高，达到4.85 %，经3 %华芬酶处理的酒糟饲料总糖含量最低，仅为1.04%。而在湿的酒糟饲料中，经过5%酿酒酵母处理的酒糟饲料总糖含量最高为0.13%，而原料中含量仅有0.02 %。湿态饲料含有的总糖含量明显很低。

图4 不同添加剂对酒糟发酵过程中总糖含量的影响

2.1.5 不同添加剂对酒糟发酵过程中碳水化合物含量的影响

碳水化合物是饲料的主要组成成分，约占饲料的70 %，是牲畜摄入热量的主要来源。碳水化合物是活细胞结构的基本组成部分，也是主要的能量供应者，它们在调节细胞活动方面具有重要功能。

在评估酒糟饲料中不同添加剂对其营养价值影响的实验中，饲料的碳水化合物含量如图5 所示。和空白对照相比，经某种特定添加剂处理后的酒糟饲料，其碳水化合物含量明显变化。但总体来说，碳水化合物的含量变化不大。从图5 可以看出，经冷冻处理的酒糟原料中碳水化合物含量最高，高达70.33%，经5%黑曲霉孢子粉处理的酒糟饲料中碳水化合物含量最低，仅为46.95 %。可以得出结论，在酒糟饲料的贮存过程中，碳水化合物的含量逐渐减少，而减少幅度的大小则与添加剂的种类以及含量有关。

图5 不同添加剂对酒糟发酵过程中碳水化合物含量的影响

2.1.6 不同添加剂对酒糟发酵过程中淀粉含量的影响

淀粉含量是饲料的另一个重要指标，是碳水化合物的一部分。在评估酒糟饲料中不同添加剂对其营养价值影响的实验中，酒糟饲料的淀粉含量如图6 所示。和空白对照相比，经某种特定添加剂处理后的酒糟饲料，其淀粉含量明显变化。如图6 所示，经冷冻的酒糟饲料中（即没有经过添加剂处理也没有贮存的酒糟饲料）淀粉含量最高，达到22.95%，经8%酿酒酵母处理的酒糟饲料中淀粉含量最低，仅为9.55 %。同《中国饲料成分及营养价值表》给出的数值（DDGS 中淀粉含量为26.7%、鲜啤酒糟中淀粉为11.50%）比较，经8%里氏木霉处理的酒糟饲料与鲜酒糟中淀粉含量相近，经8%酿酒酵母处理的酒糟饲料中淀粉的含量与DDGS 的含量相近。可以得出结论：酒糟在贮存保藏过程中，淀粉的含量会变少，而减少率则与是否有添加剂、添加剂的类型和数量有关。

图6 不同添加剂对酒糟发酵过程中淀粉含量的影响

2.2 不同添加剂对酒糟发酵过程中纤维素含量的影响

纤维素含量是表征酒糟饲料中粗纤维含量的重要指标，在评估酒糟饲料中不同添加剂对其营养价值影响的实验中，饲料的纤维素相关含量如图7所示。和空白对照相比，经某种特定添加剂处理后的酒糟饲料，其纤维素含量明显变化。如图7 所示，经过8%里氏木霉处理的酒糟饲料中纤维素的含量最高，达到37.93%，经过5%植酸酶处理的酒糟饲料中纤维素含量最低，仅为8.72%。

图7 不同添加剂对酒糟发酵过程中纤维素含量的影响

2.3 不同添加剂处理的酒糟饲料的氨基酸组成

蛋白质是由多种氨基酸组成的复杂大分子化合物，是牲畜生长和发育所必需的营养物质。一些必需氨基酸缺乏时，将会引起畜禽生长停滞，畜体虚弱。由于饲料种类不同，氨基酸的种类、数量及结合状态也不同，其营养价值也有差别。

不同添加剂处理的酒糟饲料的氨基酸组成如表2 所示。酒糟饲料中共17 种氨基酸被检测出(色氨酸因在水解过程中被破坏而没有被测量出)，其中包括7 种必需氨基酸、10 种非必需氨基酸。经8 %产朊假丝酵母处理的酒糟饲料中EAA 总量最大，其次为经过5 %里氏木霉处理的酒糟饲料；经8%产朊假丝酵母处理的酒糟饲料中含有的氨基酸总量最多，达到18.50%；经8%里氏木霉处理的酒糟饲料中含有的氨基酸总量最少，仅为11.07%。

表2 酒糟饲料的氨基酸组成及含量 (%)

续表2 酒糟饲料的氨基酸组成及含量 (%)

由表3 可知，Glu 在酒糟饲料中含量最高，为3.450 %；而氨基酸含量最低的是Arg，仅为0.144 %。变异系数最高的是Lys，达到45.594 %，说明酒糟饲料被不同添加剂处理时，Lys 差异最为明显。His、Ile、Met 的变异系数相对也较大，说明差异较明显；其他氨基酸差异变化较小。

表3 酒糟蛋白氨基酸分析 (%)

由表4 可以看出，经24 种添加剂处理过的酒糟饲料中，EAA 与AA 的比值略高于WHO/FAO 的推荐模式，变化范围为33.66 %～40.78 %，EAA 平均占AA 的37.29 %。与WHO/FAO 推荐模式必需氨基酸的含量相比，24种添加剂处理的酒糟蛋白的第一限制氨基酸为Met 和Cys，氨基酸评分为5.52，其中Lys 的氨基酸评分是6.82，与WHO/FAO 推荐模式的指数最接近。

表4 酒糟蛋白的氨基酸评分 (%)

3 结论

就干物质方面考虑，损耗较少的组是：A-1 组、A-2 组、C 组（包括C-1 组、C-2 组、C-3 组）、D-1组、D-2 组、E-1 组、E-3 组、F-1 组、F-3 组、G-1 组、H-1 组、H-3 组；就蛋白质考虑，与原料相比，蛋白含量有所提高的组是：A-2、A-3、B-1、B-2、B-3、D-2、D-3、E-2、F-2、G-2、G-3；就氨基酸考虑，处理效果高于其平均效果的组是：A-2、B-1、B-3、C-1、C-2、C-3、D-2、D-3、E-2、E-3、F-2、G-2、H-1；就碳水化合物方面考虑，效果较好的组是：A-1、A-2、A-3、B-1、B-2、B-3、C-1、D-1、D-2、D-3、E-1、E-3、F-1、F-3G；在总糖方面考虑，效果良好的组是：A-2、D-2、D-3、F-1、F-3、I；就纤维素方面考虑，效果较好的组是A-3、B-2、B-3、E-2、B-1、G-3、D-2、D-1、H-3。综合以上各个指标综合考虑，认为D-2 组（5 %产朊假丝酵母组）取得的效果最好。