廖云琼,康永刚,昌莉丽
(徐州生物工程职业技术学院,江苏 徐州 221006)
近年来,我国养殖业发展迅速,受国际市场的影响,蛋白质饲料原料的价格大幅上涨,其中豆粕价格已突破5 500元/吨,导致养殖成本增加[1]。为保障我国畜牧业健康发展,稳固饲料原料供应,需大力落实农业农村部关于“提效减量、开源替代”的任务部署[2],深入实施饲用豆粕减量替代行动,以缓解对进口豆粕的依赖程度及蛋白饲料紧缺的现实问题[3]。
目前替代豆粕的原料主要有棉籽粕、菜籽粕、花生粕、酒糟、玉米干酒糟及其可溶物等[4],优先考虑使用菜籽粕、棉籽粕、酒糟等常规饲料[5]。酒糟是玉米、麦及高粱等作物在酿酒过程中产生的剩余产物[6],年产量已超2 000万吨,具有营养丰富、价格低廉等特点。新鲜白酒糟直接饲喂会引起动物营养不良、消化不良、甚至酒精中毒[7],还易造成瘤胃胀气、酸中毒[8],因此,为了提高白酒糟的利用率及安全性,对白酒糟进行微生物发酵处理。通过发酵,既能提高粗蛋白质含量、降低粗纤维含量、改善氨基酸组成[9],又能降解酒糟内的有害物质[10]、改善酒糟品质[11],能促进和维持动物肠道菌群平衡[12]。本文将从发酵白酒糟的营养成分、发酵工艺及在动物生长、免疫、肠道健康的影响进行综述,旨在为饲用豆粕减量替代行动的深入实施提供参考。
发酵白酒糟含有丰富的营养物质,其养分含量因酿酒原料和酿造工艺不同而呈现较大差异[13]。由表1可知,经微生物发酵后,能够有效提高白酒糟粗蛋白质含量,降低粗纤维含量,其他营养成分也有不同程度的变化,这可能与选用的菌种和发酵工艺参数不同有关。也有研究发现,白酒糟发酵后,还会产生脂肪酸、纤维素酶、维生素、蛋白酶和生物活性等物质[14-16],从而进一步提高白酒糟的消化利用率。综上可知,白酒糟经发酵后营养物质含量丰富,是一种优质的饲料资源,但在饲喂动物时,应根据动物营养需求并结合发酵白酒糟营养成分含量确定其替代比例。
表1 发酵白酒糟常规营养成分含量(干物质基础)
白酒糟中因含有大量的粗纤维,难以被动物消化利用,因此,需要借助微生物发酵工艺来改善白酒糟的营养成分。发酵工艺参数是决定发酵品质好坏的重要因素[26],其中发酵温度、pH值、发酵时间和接种量均会影响白酒糟的发酵效果[27]。目前针对白酒糟发酵工艺的研究较多,且主要采用固态发酵技术将白酒糟加工成蛋白质饲料,这样既节约了饲料资源,又提高了白酒糟的利用率[28]。由表2可知,白酒糟的发酵温度一般控制在30 ℃,发酵时间大多选择2~3 d,而接种量和菌种比例随着酒糟类型和菌种的不同发生了较大变化。还有研究发现,王霄霄等[29]利用青贮原理将白酒糟与甜高粱秸秆混合发酵后,能够显著提高发酵品质和营养价值,较好地解决了高粱秸秆营养价值低、鲜酒糟保存困难等问题。范恩帝等[30]利用酿酒酵母、产朊假丝酵母、植物乳杆菌等复合益生菌对白酒糟和麸皮混合发酵,当麸皮添加量为10%时,粗蛋白质含量最高,添加20%麸皮时,粗纤维含量显著降低。从上述研究可以看出,不同的白酒糟在优化的条件下发酵,均能有效改善白酒糟的发酵品质,这对于白酒糟作为豆粕部分替代品具有重要的意义。但在实际白酒糟发酵过程中应考虑菌种的类型、发酵的温度、发酵的时间及接种量。
表2 白酒糟的发酵工艺
发酵白酒糟中富含的营养成分能够满足动物生长发育的需要。目前发酵白酒糟在牛、猪、禽生产中的研究较多,对动物的增重、增产起到良好的促进作用。有研究发现,利用发酵白酒糟替代部分基础饲粮并不影响育肥猪的生长性能,且添加5%发酵酒糟可显著增加平均日增重,降低料重比[42]。王雪祯[43]研究发现,饲喂4%的发酵白酒糟增加了牦牛的平均日增重,这可能与发酵酒糟适口性的改善能提高采食量,粗纤维含量降低能提高饲粮利用率等有关,也有可能是因为发酵白酒糟中含有的香气物质如乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯等能提高动物的采食量[44];但当添加量为6%时,平均日增重出现下降,说明发酵白酒糟不宜添加过量。由表3可知,大量的研究也证实了饲喂发酵白酒糟能提高牛、猪、禽的生长性能,但在饲喂时要严格控制发酵白酒糟的添加量。还有研究发现将白酒糟与大麦混合发酵饲喂延边牛[45],其生长性能有提高的趋势;同时也可以替代豆粕,在部分替代豆粕的情况下生长性能也能得到改善[46]。除此之外,李军涛等[47]在草鱼饲粮中添加酒糟酵母培养物,能够显著加快草鱼的生长速度,提高饲料的利用率。综上,发酵白酒糟饲喂畜禽,具有促进动物生长、提高生产性能的作用。
表3 发酵白酒糟对动物生长发育的影响
动物机体免疫力与免疫器官的发育状况直接相关,通常用胸腺指数、脾脏指数和法氏囊指数等指标来反映机体免疫水平高低;免疫活性分子含量也能反映机体免疫应答水平的强弱[61-62],常用免疫球蛋白A、G、M含量来评价机体免疫功能的强弱[63-64]。有研究发现,酒糟直接饲喂会对免疫器官造成损伤,而经过微生物发酵后,能有效提高其安全性,增强机体的免疫功能[60]。由表4可知,白酒糟发酵后饲喂动物,均能对动物免疫球蛋白和免疫器官指数产生积极的作用。而郑荷花[24]等研究认为,饲粮中添加混菌发酵或菌酶协同发酵酒糟麸皮混合物,肉鸡的脾脏指数、胸腺指数及法氏囊指数均无显著影响,这可能与发酵菌种、添加量有关。还有研究发现,饲粮中添加10%~20%汾酒酒糟,可提高肉兔的部分免疫因子水平,增强肉兔免疫力[65]。综上可知,饲喂发酵白酒糟,能够促进动物机体免疫器官的发育和IgG、IgA及IgM的生成,具有增强动物机体免疫力的作用。
表4 发酵白酒糟对动物机体免疫力的影响
小肠是动物消化吸收的主要场所,其正常功能与肠道的长度、绒毛高度、隐窝深度及肠道菌群平衡等因素有关[66-67]。因发酵酒糟中富含微生物菌群和小肽、有机酸等多种促生长因子[57],可促进肠道蠕动和消化液分泌,维持动物肠道微生态平衡,从而改善动物消化道吸收功能。阮栋等[55]在饲粮中添加4%发酵酒糟饲喂蛋鸭,与饲喂发酵混合饲料比较,蛋鸭的肠道消化酶活性增加。田璐[53]在饲粮中添加30%发酵白酒糟饲喂樱桃谷肉鸭,肉鸭的十二指肠、空肠相对重量及空肠隐窝深度显著提高,这可能与发酵物中含有的益生菌及其次生代谢物有关,两者均能抑制肠道有害菌繁殖,维持肠道生态平衡,从而促进了肠道的发育[68-69]。此外,Tiwari等[70]利用体外模型,研究发现大麦啤酒糟等6种纤维饲料可能发挥与菊粉相当的益生元作用,从而影响了胃肠道微生物菌群。大量研究表明,发酵白酒糟可提高肠道消化酶的活性,调节肠道菌群平衡,具有促进动物肠道健康的作用(见表5)。
表5 发酵白酒糟对动物肠道健康的影响
综上所述,发酵白酒糟具有较高的饲用价值。将发酵白酒糟作为饲料原料或蛋白质饲料的替代品应用于动物生产中,既能提高动物的生长性能、机体免疫力和肠道健康,又能解决蛋白质饲料原料价格昂贵和资源不足的问题,符合我国深入实施饲用豆粕减量替代行动规划。目前,发酵白酒糟的应用研究仍处于初级阶段,一是由于白酒糟来源广、种类多、发酵工艺不同,导致发酵白酒糟营养成分差异较大;二是发酵白酒糟应用于猪、禽生产上的应用较少,且不同饲养对象、不同饲养阶段的添加量皆不相同,导致难以确定统一的饲喂标准,因此,需要深入研究白酒糟的营养成分含量及最适添加比例,加大白酒糟在猪禽动物生产中的应用。