杨仁贵 孙华 王娟,3 刘建高 李俊刚 孙铝辉*
1.唐人神集团股份有限公司,湖南株洲 412000;2.华中农业大学动物科技学院,武汉 430070;3.新希望六和股份有限公司,北京 100102;4.广州希望饲料有限公司,广州 511400;5.康地饲料(中国)有限公司,武汉 430040
随着经济的高速发展,生活水平的不断提高,人们对于食品数量和品类的需求也越来越高[1],随之导致了临期食品和过期食品的出现。所谓临期食品是指即将到达食品保质期,但仍在保质期内的食品,属于安全食品的范围[2-3]。其营养成分丰富,包括脂肪、蛋白质、熟化的碳水化合物和微量元素等营养物质并未发生变质,不会影响食用畜禽的安全健康[4]。而且临期食品的销售价格一般在3 折左右甚至更低,使用其作为饲料原料可节省大量成本,起到“降本增效”的作用[5]。
世界粮农组织的报告显示[6],与目前水平相比,2050年动物蛋白生产的需求预计将增加60%,而水资源和可耕地面积等自然资源在日益减少,到时可能面临饲料资源短缺的问题[7]。近年来中美爆发的“贸易战”更是导致了我国饲料原料的涨价以及养殖成本的升高,因此寻找新的替代原料势在必行。
据报道,我国的食品饼干、糖果巧克力、糕点、奶粉和鸡蛋粉的年消费量分别约为1 300 万、136万、800 万、200 万和30 万t(网上最新报道数据),按照零食行业有1%的库存沉淀计算,每年的临期食品约有25 万t 可用于饲料生产。因此,应该科学合理地利用临期食品资源,作为畜禽饲料原料的一部分来缓解玉米豆粕等常规饲用大原料短缺和价高的问题。
饼干属于一类休闲食品,具有食用方便、口味丰富、保质期长等特点,得到了广大消费者喜爱,需求量也在逐年递增,并且出口量也在稳步上升,市场发展空间较大[8]。饼干的主要原料是小麦粉,再添加糖类、油脂、蛋品、乳品等辅料。根据配方和生产工艺的不同以及消费者的不同需求,饼干可分为酥性饼干、韧性饼干、苏打饼干、曲奇饼干、威化饼干、夹心饼干、全麦饼干、压缩饼干和粗粮饼干等[9]。
部分饼干由粉和牛奶经过烤制而成,含糖量高,是一种典型的高热量食物,在制作过程中经过了熟化,因此消化率远远高于常规饲料原料,饼干中大量的糖和碳水化合物能够为动物提供可快速吸收的能量[10]。同时,熟化过程中,羰基化合物与氨基化合物发生美拉德反应,使得饼干具有特殊的香味,能够起到诱食的作用,提高动物采食量,并进而提高日增重。因此,使用大量优质饼干作为原料,可以解决部分能量饲料短缺的问题。
表1是某品牌的饼干类别,可以看出,饼干的能量在20 MJ/kg 左右,碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪的含量平均分别在60%、8%、25%左右,能量含量高、碳水化合物含量丰富,且饼干易于运输、粉碎、加工,可以减少从商场、超市运输到饲料原料加工厂的费用,因此,饼干可以作为一种有效代替饲料能量原料的食品。
表1 饼干的分类及其主要营养成分
王中华等[10]使用饼干下脚料替代部分玉米进行肉鸡饲养试验,结果显示添加3%或6%饼干下脚料可以有效提高肉鸡的日均采食量和平均日增重。Shahryar 等[11]研究饼干边脚料对肉鸡生长性能、胴体性状和血液生化指标的影响时发现,添加24%饼干边脚料代替玉米最为合适,能够显著增加肉鸡的采食量。这说明用一定量的饼干下脚料作为饲料原料是可行的,也为饼干粉作为饲料原料提供一种思路,但是饼干的替代量能否达到100%以及是否会对肉鸡有负面影响还没有得到进一步的研究。而Narayanan 等[12]将饼干的边脚料用来饲喂大白猪,试验周期为8 周,结束时发现添加饼干边脚料的组别体重下降。这可能是饼干边脚料中含有较低的粗蛋白和粗纤维,长期饲喂需要额外补充蛋白质源才能满足猪只的生长发育。
巧克力是主要以糖和可可制品混合而成的一种受广大人群喜爱的甜食,口感甜美,香气浓郁[13]。除了含有碳水化合物、蛋白质、脂肪,巧克力中还含有大量的维生素和矿物质(钙和磷)[14],比较适宜于畜禽骨骼发育的需要。巧克力的分类有很多种,国际食品法典委员会、美国、欧盟和英国对巧克力都有自己的分类标准[13],而国内暂时还缺乏统一的分类标准。
表2是某品牌的巧克力类别,可以看出,巧克力的能量一般在20 MJ/kg 以上,碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪的含量平均分别在55%、7%、30%左右,其能量含量高,脂肪含量非常高,乳糖和乳蛋白丰富,容易被小猪吸收利用,并且巧克力醇香甜美的味道,对猪只有强烈的诱食作用,可以改善仔猪断奶应激以及提高母猪的繁殖性能。
表2 巧克力的分类及其主要营养成分
不少研究者已经证实饲料中添加一定剂量的巧克力粉对仔猪没有不利影响。沈昌林等[15]用牛奶巧克力粉替代乳清粉饲喂早期断奶仔猪,结果显示添加4%或8%巧克力粉对仔猪的生长性能没有不利影响。Yang 等[16]研究巧克力粉替代乳清粉对仔猪生长性能的影响,结果显示,日粮中5%的巧克力粉可以替代5%乳清粉对断奶仔猪的生产性能无显著影响,但日粮中10%及以上的巧克力粉会降低猪的生产性能。Naranjo 等[17]使用巧克力粉替代乳清粉研究仔猪1 周内的采食量和生长性能,结果表明用巧克力粉部分或全部替代乳清粉对断奶仔猪1 周内的采食量或生长性能没有影响。因此巧克力粉可被视为配方中乳清粉的替代原料,目前的研究证实10%以下的替代量是完全可行的。
也有研究者得出饲料中添加一定剂量的巧克力粉具有更好的效果,能够有效提高猪的生长性能、减少断奶应激以及提高母猪的繁殖性能。黄煜等[18]研究了巧克力粉部分替代乳清粉对保育猪生长性能和腹泻率的影响,结果表明,保育日粮中添加3%巧克力粉最为合适,可以提高其生长性能,而对腹泻率没有明显影响。Ashihara 等[19]研究了在发酵饲料中添加12.2%巧克力对肥育猪的生长性能、胴体性状和猪肉品质的影响,虽然在生长性能方面没有显著差异,但巧克力组的皮下脂肪和肌间脂肪的L*值高于对照组和大豆油组。杨加梅等[20]研究巧克力粉在产房哺乳料中的应用,结果显示在产房常规哺乳料中额外添加巧克力粉对母猪采食量、仔猪断奶重、仔猪存活率均有一定的促进作用。这可能是由于不同日龄的猪对巧克力粉的消化吸收不一样,仔猪的消化系统并没有发育完全,不能完全利用巧克力粉中的营养物质,从而没有达到促进生长发育的效果。另一方面也说明巧克力粉是猪的一种有效的饲料资源,限制好其用量对仔猪、肥育猪和母猪都不会产生负面影响。
面包、蛋糕是以小麦粉为主要原料,以酵母、鸡蛋、油脂、糖、盐等为辅料,加水制成面团,经过分割、成形、醒发、焙烤、冷却等一系列过程加工而成的焙烤食品[21]。面包和蛋糕含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、少量维生素及钙、钾、镁、锌等,口味多样[22],有利于畜禽的消化、吸收。
表3是某品牌的面包和蛋糕类别,可以看出,面包、蛋糕的能量一般在15 MJ/kg 以上,碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪的含量平均分别在55%、7%、30%左右。面包、蛋糕原料中含有大量的鲜鸡蛋、葡萄糖、白砂糖、乳粉、乳清粉等优质蛋白和脂肪来源,这些广泛及不同来源的蛋白和脂肪可以为动物提供均衡的营养。
表3 糕点类的分类及其主要营养成分
Niwa 等[23]为了研究面包副产物的利用效果,将含有面包副产物(40%、76%、90%)的日粮饲喂生长肥育猪,结果发现其体内饱和脂肪酸高于对照组,而屠宰率、背膘和肉色并没有显著差异。Kumar 等[24]将不同比例的面包副产物(0%、25%、50%、66%)添加到饲料中饲喂生长肥育猪,发现面包副产物在日粮中的添加量不超过50%时不影响生产性能。Sirtori 等[25]验证了面包副产物替代部分玉米饲喂肥育猪的可行性,试验结果表明,添加面包副产物组有更高水平的日增重、背膘厚和内部脂肪沉积。由于面包是以小麦粉为主要原料,熟化后其适口性高于玉米粉,因此可以较多地替代玉米粉而不会对畜禽造成不利影响。Niwa 等[23]的研究中甚至达到了90%的替代量,未来100%的替代可能也是可行的。如果有进一步研究,在不同阶段以及其它畜禽中都可以达到规模化替代的效果,那么就可以节省大量的玉米原料和养殖成本。
奶粉是以新鲜牛奶或羊奶为原料,用冷冻或加热的方法,除去乳中的水分,干燥后添加适量的维生素、矿物质等加工而成代替母乳的产品[26]。奶粉中富含乳糖、半乳糖、脂肪以及容易被畜禽消化吸收的优质蛋白质,并且钙磷比例合适,更有利于畜禽的吸收,适口性较好,有一定的香甜味[27],可以增加畜禽的采食量。
表4是某品牌的奶粉类别,可以看出,奶粉的能量一般在18 MJ/kg 左右,碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪的含量平均分别在45%、25%、20%左右,脱脂奶粉的脂肪含量,一般为1%~2%。当仔猪出现断奶应激无法正常采食时,可用临期奶粉兑水进行饲喂,从而达到不错的饲养效果,保证猪只的健康生长。
表4 奶粉的分类及其主要营养成分
由于奶粉的成本比较高,一般在哺乳仔猪或断奶仔猪中使用较多。Zijlstra 等[28]通过给早期断奶仔猪饲喂代乳粉和教槽料发现,用代乳粉组增加了20%的体增重,体成分结果显示蛋白质和脂肪含量分别增加了10%和17%,并且改善了肠道绒毛形态。布仁等[29]采用乳皇牌奶粉饲喂哺乳仔猪,发现用奶粉组提高了体增重和成活率,并且减少了发病率。叶良宏等[30]进行了配方奶粉对僵弱猪饲用效果的试验,发现添加奶粉组可以提高僵弱猪的日增重、降低死亡率。并且饮用配方奶的猪只精神状态、活动量、毛皮光亮程度都显著高于对照组。这说明奶粉的替代效果是比较全面和有效的,如果临期奶粉的价格能低于肥育猪饲料中的蛋白源,那么把临期奶粉应用于肥育猪的饲料中也是一种不错的选择。
鸡蛋是日常生活中常见的食物,可作为一种优质的动物蛋白。而鸡蛋粉是指新鲜鸡蛋经过剥壳、分离、过滤、均质、杀菌、喷雾干燥而制成的粉状产品[31]。鸡蛋粉按照不同的产品类别可以分为蛋白粉、蛋黄粉和全蛋粉。鸡蛋粉的营养物质丰富,其中全蛋粉含有约50%的蛋白质、30%以上的脂肪以及较多的氨基酸、维生素和微量元素[32]。鸡蛋粉能改善饲料产品的色、香、味,能够提高畜禽的采食量,因此鸡蛋粉可以作为一种高质量的蛋白饲料替代品。
表5是鸡蛋粉的分类及其主要营养成分,可以得知,全蛋粉的能量在25 MJ/kg 左右,碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪的含量分别约占5%、45%、40%;蛋黄粉的能量在28 MJ/kg 左右,碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪的含量分别约占4%、35%、55%;蛋白粉的能量在15 MJ/kg 左右,碳水化合物、粗蛋白的含量分别约占8%、80%,粗脂肪含量极低,约为1%。而一颗普通鸡蛋重约50 g,含碳水化合物0.6 g、蛋白质6~7 g、脂肪5~6 g,且每千克鸡蛋所含热量为6.2 MJ。因此,与鸡蛋相比,鸡蛋粉的优势显而易见,其不仅营养物质含量更为丰富,而且保质期长,更便于运输、贮存和使用,所以鸡蛋粉越来越受到消费者的喜爱。
表5 鸡蛋粉的分类及其主要营养成分
鸡蛋粉作为一种蛋白饲料的替代品在猪中的应用较为广泛。陈福华等[33]用1%的活性蛋粉替代5%的血浆蛋白粉教槽料,研究其对仔猪生长性能的影响,发现活性蛋粉组有利于提高仔猪的生长性能且降低仔猪腹泻率。张玺等[34]用4%毛鸡蛋替代鱼粉饲喂肉猪,发现其对肉猪的采食量、日增重和饲料利用率均无不良影响,但是可以降低饲料成本,说明鸡蛋粉可作为一种有效的蛋白饲料替代品。Han等[35]研究了3%蛋黄粉对断奶仔猪的影响,发现与对照组相比,饲喂3%蛋黄粉饮食的猪腹泻发生率较低,粪便中的大肠杆菌数量较少,十二指肠黏膜形态得到改善,同时炎症反应和肠道通透性也有所降低。邹君彪[36]分别用0%、25%、50%、75%和100%比例的鸡蛋粉替代日粮的血浆蛋白粉来探讨其对断奶仔猪腹泻率、生长性能、养分表观消化率、免疫功能的影响,发现25%的添加量最合适,当添加量超过75%时,仔猪的采食量和日增重反而会下降。在家禽方面,Al-Harthi 等[37]将不同方法加工的鸡蛋粉分别以0%、3.5%和7.0%的添加量饲喂3~41日龄肉仔鸡,发现3.5%或7%的鸡蛋粉显著提高了日增重和饲料转化效率。可以看出鸡蛋粉营养物质充分,价格便宜,还能提高畜禽的饲料转化效率以及消化率,在其他饲料蛋白源价高或缺乏的条件下,利用鸡蛋粉充当饲料蛋白源也是一种趋势。
临期食品资源收集后的加工与检测也是十分重要且关键的环节,因为这关系临期食品能否进入规模化生产以及合格使用。上述临期食品类原料一般按品类进行细分,统一收集后到厂经分类、留样、检查合格后方可进入下一道工序。然后进行破碎、混合、半成品检测、粉碎、包装、成品再次检测(具体步骤如图1)。在生产过程中进行随机抽样检测,保证成品指标在设计范围内[38]。
图1 临期食品加工与检测的流程
每批原料都经过国标湿法检测,根据原料类型和脂肪含量进行分类,保证产品外观、气味、性状和指标的稳定统一。同时每批原料和成品进行留样,保存3 个月以便追溯。严格执行品控流程,把好质量关,从而保证每一批原料和产品的安全、稳定和优质[39]。
目前,临期食品在畜禽饲料中的应用越来越得到大家的关注。一是“新冠肺炎疫情”的暴发使得很多实体店没有营业,导致大量食品滞销,这可能会造成更多食品成为临期食品,如果没有及时处理好这么庞大数量的临期食品,就会造成巨大的食品资源浪费。二是关税的增加,不少饲料原料面临着涨价,导致养殖成本也在升高。特别是目前养猪行业更是进入了大亏损时期,如果能够降低饲料的成本,也有助于养殖业的稳定和发展。因此把临期食品应用于畜禽饲料中,不仅能够减少食品资源的浪费,而且还能在一定程度上降低饲料的成本,是一种大环境下的双赢选择,也是未来畜牧业发展的趋势!
同时,临期食品的应用也存在以下几个问题:1)开发使用方式不完善;2)国家或政府没有出台相应的标准;3)饲料中添加量处于尝试阶段。因此目前临期食品在饲料中的应用范围并不是很广泛,只有饼干粉、巧克力、甜糕、奶粉和鸡蛋粉等较为常见的食品进行过相关的试验研究,更多的食品还没有被研究过。随着时间的发展,这些问题肯定都会被一一解决。有理由相信,未来在政府—科研单位—企业的共同努力和研发下,临期食品资源在畜禽饲料中的应用会越来越广泛,也会在一定程度上推动我国畜牧业的发展和进步。