木薯渣的飼用價(jià)值及其在反芻動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用

■王洪榮 皮 宇 王夢芝 李華偉 陳 青 孫麗莎

（揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009）

木薯（Cassava）是世界三大薯類（馬鈴薯、木薯、 甘薯）之一，有“地下糧倉”、“特用作物”和“淀粉之王”的譽(yù)稱。在我國，木薯廣泛分布于廣西、海南、廣東等省區(qū)，作為一種非糧食作物已成為中國第六大熱帶作物[1]。木薯渣（Cassava Residues，CR）是木薯加工淀粉、酒精等產(chǎn)品之后的下腳料，主要由木薯外部褐色的皮、內(nèi)部的薄壁組織組成。在我國每年加工木薯淀粉所產(chǎn)生的木薯渣產(chǎn)量大約有30萬噸，以及加工酒精等其他產(chǎn)品的木薯渣總計(jì)達(dá)150萬噸左右[2]。大量的木薯渣如果不加以利用，不僅造成資源浪費(fèi)，而且還會(huì)對生態(tài)環(huán)境造成污染，其所含的廢水還會(huì)對植被、土壤造成破壞，腐爛過程中產(chǎn)生的毒氣還會(huì)污染大氣，進(jìn)一步給人和動(dòng)物的健康帶來危害。木薯渣營養(yǎng)成分豐富，經(jīng)加工處理后可作為良好的木薯渣飼料，不但可以緩解現(xiàn)今飼料資源緊缺的狀況，而且還可降低飼料成本，提高養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又可減輕環(huán)境污染，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。本文就木薯的營養(yǎng)成分及抗?fàn)I養(yǎng)特性、木薯渣的飼用價(jià)值以及木薯資源在反芻動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用做一綜述。

1 木薯的營養(yǎng)成分

木薯的營養(yǎng)成分豐富，其中尤以淀粉含量最多，木薯塊根中含有30%的淀粉，木薯干中含有70%的淀粉[3]。在干物質(zhì)基礎(chǔ)上，大部分木薯中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、粗灰分和無氮浸出物含量范圍分別為1.9%～3.5%、0.5%～1.5%、2.0%～4.5%、2.0%～4.2%、90%～92%，而鈣和磷的含量范圍分別為0.13%～0.32%和0.06%～0.10%[4]。對于木薯的營養(yǎng)成分，不同地區(qū)、不同品種的木薯營養(yǎng)成分也有所差異。

表1列出了不同時(shí)期、不同地區(qū)進(jìn)行的一些研究中各品種木薯的營養(yǎng)成分，表2列出了木薯中部分氨基酸成分，均以干物質(zhì)為基礎(chǔ)。

表1 不同地區(qū)木薯的常規(guī)營養(yǎng)成分（%）

表2 木薯中部分氨基酸營養(yǎng)成分（%）

2 木薯的抗?fàn)I養(yǎng)特性

木薯中的抗?fàn)I養(yǎng)因子主要有氫氰酸、單寧和植酸。氫氰酸來源于木薯中的亞麻苦甙（氰甙毒素）在酶或弱酸作用下分解產(chǎn)生。氫氰酸中的氰離子成分起主要毒副作用，它能夠抑制組織細(xì)胞內(nèi)酶的活性，如脫羧酶、細(xì)胞色素氧化酶、過氧化物酶、乳酸脫氫酶及琥珀酸脫氫酶等，氰離子還能迅速結(jié)合氧化型細(xì)胞色素氧化酶中的三價(jià)鐵，中斷后者還原為二價(jià)鐵所發(fā)生的電子傳遞過程，最終使組織細(xì)胞因不能利用血液中的氧而造成內(nèi)窒息[13-14]。

氫氰酸被機(jī)體吸收后，大部分氰離子會(huì)在硫氰酸酶的催化下，結(jié)合體內(nèi)的硫氨基酸、硫代硫酸鹽等硫供體，形成低毒的硫氰酸鹽，隨尿液排出體外；少部分氰離子可轉(zhuǎn)化為氰化氫或分解為氨氣和二氧化碳，隨呼吸作用排出體外；還有很少部分的氰離子進(jìn)入肝臟，在肝臟中結(jié)合葡萄糖醛酸形成低毒的腈類隨尿液排出。此外，氰離子也可形成氰鈷胺參與維生素B12的代謝。一般情況下，機(jī)體存在的氫氰酸濃度較低，通過以上各種代謝途徑可以除去其毒性或使毒性減弱[15-16]。

木薯中的氫氰酸含量依品種、處理方法、部位不同等因素有所差異，我國木薯鮮塊和鮮葉的氫氰酸含量分別為58～163 mg/kg、100～300 mg/kg[17]；而國外普通木薯皮粉的氫氰酸含量約為48.4 mg/kg[18]。歐盟規(guī)定用于飼料的進(jìn)口木薯塊和木薯顆粒中氫氰酸的最大允許量為100 mg/kg[19]。我國飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB13078-2001）中規(guī)定，木薯干中氫氰酸最大允許量為100 mg/kg，其中在豬和雞的配合飼料和濃縮飼料中最大允許量為50 mg/kg。因此，在使用木薯作為動(dòng)物飼料時(shí)，有必要采取一些措施來降低其氫氰酸含量，使其含量降至安全值。一方面，可以采用脫皮、煮沸、蒸汽、烘烤、酸解和干燥等一系列處理過程來降低氫氰酸含量；研究表明分別采用曬干、烘干、水煮和青貯方法對東莞紅尾和印尼黃心兩個(gè)品種的木薯葉及塊根進(jìn)行處理，氫氰酸的去除率分別為95%、90%、68%、35%[17]。另一方面，可以在日糧中添加使用木薯的同時(shí)，添加硫代硫酸鈉、蛋氨酸、維生素B12等營養(yǎng)物質(zhì)以及補(bǔ)充碘元素來降低氫氰酸毒性[20]；Tewe等研究發(fā)現(xiàn)，在添加足夠的蛋白質(zhì)（特別是蛋氨酸）和碘元素的前提下，飼喂氫氰酸含量為100 mg/kg的甘薯塊不會(huì)對動(dòng)物的生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響[19]。

植酸作為一種很強(qiáng)的螯合物能與鈣、鋅等金屬離子形成機(jī)體難以吸收利用的絡(luò)合物，從而降低此類元素的生物利用率。又因植酸中富含磷，而動(dòng)物對植酸磷的利用率很低，多數(shù)植酸磷隨糞便排出體外，進(jìn)而會(huì)被微生物分解釋放到環(huán)境中，易造成水體富營養(yǎng)化，給環(huán)境帶來極大的負(fù)面影響。單寧是一種多元酚化合物，有苦澀味，會(huì)影響飼料適口性[21]。木薯葉中的多酚化合物和植酸還能通過與蛋白質(zhì)結(jié)合形成不消化的蛋白質(zhì)絡(luò)合物，或直接對酶的活性產(chǎn)生影響，使其營養(yǎng)價(jià)值顯著降低[22-23]。

3 木薯渣的飼用價(jià)值及其在動(dòng)物飼喂中應(yīng)注意的問題

3.1 木薯渣的飼用價(jià)值

木薯經(jīng)過加工生產(chǎn)成為淀粉和酒精后所剩下來的下腳料的混合物叫做木薯渣。木薯渣粗纖維含量高，碳水化合物含量高，微量元素、礦物質(zhì)和氨基酸含量豐富，但是蛋白質(zhì)含量低，是一種來源廣泛、價(jià)格低廉的能量飼料[24]。

胡忠澤等[25]采用常規(guī)分析和原子吸收分光光度計(jì)等現(xiàn)代化先進(jìn)儀器相結(jié)合，對木薯渣的營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了分析。吳世林等[26]對木薯渣中部分氨基酸成分（以干物質(zhì)為基礎(chǔ)）進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見表3、表4。

表3 木薯渣中的常規(guī)營養(yǎng)成分

表4 木薯渣中部分氨基酸含量（%）

3.2 飼喂木薯渣應(yīng)注意的問題及解決方法

未經(jīng)過處理的鮮木薯渣含水量約為80%～90%，并且還含有可溶性的營養(yǎng)物質(zhì)，這就為微生物的滋生提供了有利條件，在這種情況下鮮木薯渣在1～2 d內(nèi)會(huì)被黃曲霉毒素污染變成黃色或黑色，動(dòng)物采食后常引起中毒。又因?yàn)槟臼碓掷w維較多，導(dǎo)致其適口性較差。目前，較為經(jīng)濟(jì)快捷的處理方法是將木薯渣先沉降后進(jìn)行機(jī)械脫水，再經(jīng)過干燥直接用于生產(chǎn)配合飼料；隨著生物技術(shù)的發(fā)展，用木薯渣發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料，成為現(xiàn)在研究和利用木薯渣飼料原料的熱點(diǎn)。Hang在木薯渣中接種產(chǎn)朊假絲酵母進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，結(jié)果木薯渣中蛋白質(zhì)、煙酸、泛酸、VB1和VB2含量分別提高了2.5、3.4、10、1.2、1.5倍，在一定程度上提高了木薯渣的營養(yǎng)成分[27]。瑞典的Sorigona公司將產(chǎn)朊假絲酵母和肋狀擬內(nèi)孢霉混合用于發(fā)酵木薯渣，得到的產(chǎn)品中含產(chǎn)朊假絲酵母和肋狀擬內(nèi)孢霉比例分別為98%和2%，蛋白質(zhì)平均含量為30%。法國也有學(xué)者利用固態(tài)發(fā)酵法

來研究以木薯為原料，用黑曲霉發(fā)酵處理30 h，可以使木薯蛋白質(zhì)含量由2%提高到20%[28]。我國在這方面的研究同樣獲得了成功。廣東微生物研究所分別以木薯粉渣和玉米淀粉渣為原料，采用雙菌協(xié)生配伍敞開式固體發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)4320菌體蛋白飼料，可以使蛋白質(zhì)含量由6%～8%提高到18%～24%。另外，對木薯渣進(jìn)行青貯處理同樣可以解決木薯渣飼用中無法克服的一些問題。黃金華等[29]研究發(fā)現(xiàn)在木薯渣青貯的過程中，先單獨(dú)使用黑曲霉發(fā)酵48 h后再接入植物乳酸菌進(jìn)行貯存效果最好，粗蛋白和真蛋白含量分別增加了76.27%和36.11%。馬靜靜等[30]在木薯渣接種乳酸菌復(fù)合系SFC-2的同時(shí)添加蔗糖來提高木薯渣中乳酸的積累，進(jìn)而改善了木薯渣的飼用適口性和飼料轉(zhuǎn)化率。艾必燕等[31]以黑曲霉、綠色木霉和根霉R2，確定了木薯渣發(fā)酵的適宜條件，進(jìn)一步優(yōu)化了木薯渣發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白飼料的工藝。

4 木薯渣在反芻動(dòng)物生產(chǎn)上的利用

由于反芻動(dòng)物對粗纖維能夠更好地消化吸收，所以木薯渣在反芻動(dòng)物生產(chǎn)上應(yīng)用較多。有研究報(bào)道了木薯渣可以替代傳統(tǒng)的能量飼料原料運(yùn)用到反芻動(dòng)物營養(yǎng)上，并且可以起到類似的效果[32]。近些年，木薯渣作為飼料資源在肉牛、奶牛以及羊生產(chǎn)上的應(yīng)用研究較多。

4.1 在肉牛上的利用

木薯渣可作為一種廉價(jià)的能量飼料進(jìn)行開發(fā)利用，而木薯莖葉能彌補(bǔ)木薯渣的蛋白不足。南方產(chǎn)木薯的地區(qū)，木薯渣、木薯莖葉的產(chǎn)出超過當(dāng)?shù)仞B(yǎng)牛的需要量，對于中原、北方地區(qū)以及南方非木薯產(chǎn)區(qū)肉牛養(yǎng)殖場，面臨著飼料用糧價(jià)格不斷上漲，尋求能夠成規(guī)?；a(chǎn)出的飼料用糧替代產(chǎn)品，木薯渣是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，相比較于傳統(tǒng)飼料用糧養(yǎng)殖節(jié)約成本約50%[33]。

木薯渣作為能量添補(bǔ)飼料直接運(yùn)用在肉牛飼養(yǎng)過程中，其添加量及補(bǔ)飼方式是其關(guān)鍵技術(shù)。張吉鹍等[34]研究結(jié)果表明，木薯渣（CR）作為能量添補(bǔ)飼料，用于西本雜牛的補(bǔ)飼時(shí)，可以通過改變補(bǔ)飼方式與增加飼喂次數(shù)，來調(diào)控CR的瘤胃降解率，使得日糧的能氮能夠同步利用與苜蓿干草（AH）有相似的效果，從而可提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。同年，張吉鹍等[35]也采用不同補(bǔ)飼方式飼喂木薯渣對混合粗飼料的江西省本地黃牛增重的影響研究，研究表明CR作為能量添補(bǔ)飼料，用于本地黃牛補(bǔ)飼時(shí)，同樣可以通過改變補(bǔ)飼方式與增加飼喂次數(shù)，來調(diào)控CR的瘤胃降解速率，使得能氮能夠同步利用與稻草與苜?；旌洗诛暳系南嗨?。唐春梅等[36]用低比例的木薯渣替代麥麩，能降低夏季肥育牛飼養(yǎng)的增重成本，提高養(yǎng)殖效益，替代量占精料的7%～14%以內(nèi)為宜。劉建勇等[37]以木薯渣為基礎(chǔ)日糧、補(bǔ)給3.0 kg精料，育肥肉牛增重效果好，平均日增重超出1 000 g，且牛肉品質(zhì)也較好；牛肉和脂肪顏色正常，處于最好等級區(qū)間。

木薯渣經(jīng)過微生物發(fā)酵后，其蛋白質(zhì)水平及其它營養(yǎng)成分會(huì)得以提高，適口性得以改善。發(fā)酵木薯渣的利用方式成為木薯渣飼料化的一個(gè)趨勢。黃雅莉等[38]利用人工瘤胃體外產(chǎn)氣法研究發(fā)酵木薯渣替代不同比例的玉米秸稈對水牛體外瘤胃發(fā)酵特性的影響。結(jié)果說明發(fā)酵木薯渣在替代25%～50%的玉米秸稈時(shí)（風(fēng)干基礎(chǔ)），可以提高微生物蛋白質(zhì)濃度、揮發(fā)性脂肪酸濃度，對體外瘤胃發(fā)酵特性起到一定的改善作用。同年，黃雅莉等[39]又對發(fā)酵木薯渣替代象草，啤酒糟替代豆粕的飼糧組合對水牛體外瘤胃發(fā)酵特性的影響進(jìn)行了研究，來確定發(fā)酵木薯渣作為飼糧替代象草的最佳比例。研究結(jié)果表明啤酒糟替代25%豆粕，發(fā)酵木薯渣替代25%象草作為水牛飼糧的組合是最優(yōu)的飼糧組合。黃雅莉等[40]進(jìn)一步研究了發(fā)酵木薯渣替代象草對體外瘤胃發(fā)酵和甲烷產(chǎn)量的影響，結(jié)果最終說明了發(fā)酵木薯渣在25%水平下替代象草對體外發(fā)酵特性和甲烷產(chǎn)量無顯著影響（P＞0.05），以25%的替代水平最優(yōu)。蔡永權(quán)等[41]探索以青貯木薯渣為主飼料肥育肉牛的技術(shù)模式，結(jié)果顯示以青貯木薯渣為主，日添加精料2 kg飼喂的牛，平均日增重為0.951 kg。

4.2 在奶牛上的利用

黃雅莉等研究了用木薯渣代替象草飼喂奶水牛的效果，結(jié)果顯示牛乳中乳蛋白率、乳脂率、總固形物、非脂固形物的含量試驗(yàn)組（啤酒糟替代精料中50%豆粕，木薯渣替代粗料中12.5%象草的飼糧）顯著高于對照組，分別比對照組提高了5.72%、11.78%、6.85%、4.11%(P＜0.05)。乳脂脂肪酸C16∶0和C16∶1試驗(yàn)組顯著高于對照組，分別比對照組提高了28%、30.84%（P＜0.05）。結(jié)果提示啤酒糟替代精料中的50%豆粕，木薯渣替代粗料中12.5%的象草飼糧組合可顯著提高乳蛋白率、乳脂率、總固體物、非脂固形物和各項(xiàng)乳脂脂肪酸的含量，改善奶水牛的乳品質(zhì)[42]。莫慧誠[43]對木薯渣添加在奶牛日糧中對奶牛產(chǎn)奶量和奶品質(zhì)的影響進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)?zāi)膛Ｈ占Z中添加5 kg木薯渣代替苜蓿干草對試驗(yàn)?zāi)膛．a(chǎn)奶量和乳成分無影響，利用木薯渣替代苜蓿甘草不僅可以為奶牛提供大量粗纖維飼料，而且還能降低奶牛養(yǎng)殖成本。

4.3 在羊上的利用

在西非，木薯渣經(jīng)過木霉真菌發(fā)酵后喂養(yǎng)西非矮山羊，山羊的繁育與未飼喂發(fā)酵木薯渣組沒有顯著差異，但是山羊的采食量和生長速率得到提高，奶山羊的產(chǎn)奶量和奶品質(zhì)都有顯著的提高(P＜0.05)，說明木薯渣經(jīng)過微生物有效降解后，提高了飼料的利用率[44]。張吉鹍等[45]把木薯渣（CR）作為能量添補(bǔ)飼料，可以通過改變補(bǔ)飼方式與增加飼喂次數(shù)，用于山羊木薯干草（CH）基礎(chǔ)粗飼料補(bǔ)飼，來調(diào)控CR的瘤胃降解速率，使之與CH的相似，使得能氮能夠同步利用，從而提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。張蓮英等[46]對用木薯渣替代部分精料飼喂圈養(yǎng)山羊的可行性進(jìn)行了探索，采用不同比例的木薯渣替代部分精料來飼喂，測定在圈養(yǎng)環(huán)境下山羊體增重、經(jīng)濟(jì)效益等。經(jīng)過90 d的試驗(yàn)，結(jié)果顯示飼料中木薯渣與精料的混合比例為2∶1時(shí)較為合理，綜合效益較好。

5 前景展望

木薯渣作為工業(yè)生產(chǎn)中的下腳料，其價(jià)格低廉、營養(yǎng)價(jià)值豐富，將其飼料化具有可行性、發(fā)展前景廣闊，但是在畜牧生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中還存在一些有待解決的問題。為了能夠更好的利用木薯渣這種非常規(guī)飼料資源，今后還需進(jìn)一步完善木薯渣飼料批量生產(chǎn)的工藝和流程。首先要聯(lián)合淀粉或酒精加工廠和飼料加工企業(yè)來共同處理解決木薯渣的保鮮及貯存問題；其次還有待研發(fā)出高效節(jié)能專用干燥設(shè)備，來解決木薯渣的干燥問題；另外還需要研究出對木薯渣進(jìn)一步加工處理的方法，如青貯處理、微生物發(fā)酵等處理方法來提高木薯渣的飼用價(jià)值；最后還需進(jìn)一步研究在反芻動(dòng)物生產(chǎn)上木薯渣適宜的添加比例、飼喂方式以及在其他動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用，為木薯渣飼料資源在畜牧業(yè)的推廣應(yīng)用提供理論參考。