基于大曲白酒糟固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)新型微生態(tài)功能飼料添加劑的研究

■徐麗萍閔 勇

(1.四川化工職業(yè)技術(shù)學院，四川瀘州646005；2.瀘州漢基生物工程有限公司，四川瀘州646000)

降低飼料成本、提高養(yǎng)殖效益是養(yǎng)殖業(yè)普遍關注的問題。飼用微生態(tài)制品因其安全、高效、多功能等特點，越來越受到國內(nèi)外飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的重視。

酵母培養(yǎng)物（yeast culture，簡稱YC）是一種含有酵母菌賴以生長的培養(yǎng)基接種酵母經(jīng)生物轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)品。含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、消化酶、促生長因子和較齊全的氨基酸組成，是集營養(yǎng)與保健為一體的新型微生態(tài)功能飼料添加劑?；钚愿山湍?、酵母培養(yǎng)物、酵母提取物、酵母細胞壁等都是我國農(nóng)業(yè)部《飼料添加劑品種目錄》（2008）所允許使用的飼料添加劑[1]。

我國是一個產(chǎn)酒大國，每年全國的廢酒糟產(chǎn)量極其可觀，大量的廢酒糟作為廢棄物既污染環(huán)境，又造成了極大的浪費。利用我國白酒糟資源豐富的優(yōu)勢，開發(fā)以白酒糟為基質(zhì)的酵母培養(yǎng)物飼料產(chǎn)品，價格低廉，變廢為寶，具有巨大的經(jīng)濟效益、顯著的社會效益和深遠的環(huán)境效益[2]。

1 白酒干酒糟的成分組成

大曲白酒糟中含有豐富的蛋白質(zhì)、纖維素、脂肪、無機元素、維生素等營養(yǎng)成分，但是由于釀造白酒時選用的原料種類、摻加輔助料種類與發(fā)酵過程都千差萬別，因此，白酒槽的營養(yǎng)價值也有較大的差別。不同香型、不同酒廠的白酒酒糟成分有所差異，同一酒廠不同時期的酒糟成分有所不同；另外，同一酒糟不同的預處理方法所測得的酒糟成分也會不同[3]。白酒酒糟中主要成分的平均組成及含量見表1。

表1 白酒酒糟中主要成分含量（%）

從表1的成分組成看出，白酒干酒糟中含有豐富的粗蛋白和粗纖維及較高的無氮浸出物（NFE），無論是直接加工成飼料還是發(fā)酵轉(zhuǎn)化飼料蛋白都是可行的。和常規(guī)飼料原料相比，白酒糟中的粗蛋白比玉米和麥麩高，粗脂肪含量比玉米高而與麥麩相近，另外鈣和磷含量也比較高[3-4]。

將白酒鮮酒糟直接用作飼料或經(jīng)簡單的干燥、粉碎處理后進行動物飼喂是目前比較常見的做法。其優(yōu)點是方法簡單、技術(shù)要求低，成本低廉，但是由于新鮮的酒糟中含有殘存的酒精，若未經(jīng)處理直接飼喂動物會引起酒精中毒。動物主要表現(xiàn)為興奮不安、心律不齊、呼吸困難、體溫偏低、腹瀉、腹痛、共濟失調(diào)、腸臌氣、食欲廢絕、結(jié)膜發(fā)紺、四肢麻痹等癥狀[5]。另外，若酒糟存放時間過長，特別是高溫季節(jié)時，酒糟易發(fā)生酸變或霉變，產(chǎn)生大量的游離酸（醋酸、乳酸、酪酸）、雜醇油（正丙醇、異丙醇、異戊醇）、醛類、黃曲霉毒素等有毒物質(zhì)。

因此，最好的做法是通過發(fā)酵后進一步分解纖維素等物質(zhì)生產(chǎn)品質(zhì)更高的飼料蛋白。

2 以白酒糟為基質(zhì)進行固體發(fā)酵的工藝流程

白酒糟固體發(fā)酵生產(chǎn)酵母功能飼料的工藝流程如圖1所示[6-9]。

3 酵母培養(yǎng)物的營養(yǎng)特征

3.1 感官性質(zhì)

白酒糟酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品為黃棕色至灰褐色粉狀物，無結(jié)塊、無潮解，具有酵母發(fā)酵香味，無異味、無雜物。

3.2 基本理化指標

白酒糟酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品的基本理化指標如表2所示。從表2中可以看出，產(chǎn)品各項理化指標均符合標準，尤其是蛋白質(zhì)含量較高[9-12]。

3.3 脂肪酸組成

白酒糟酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品中脂肪酸種類及其含量的測定結(jié)果如表3所示。從表3中可以看出，產(chǎn)品中的脂肪酸主要以不飽和脂肪酸為主，其含量占總脂肪酸含量的78%以上[9-12]。

圖1 白酒糟固體發(fā)酵生產(chǎn)酵母功能飼料的工藝流程

表2 白酒糟酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品基本理化指標

表3 酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品中脂肪酸種類及其含量

3.4 氨基酸組成

白酒糟酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品中氨基酸種類及其含量的測定結(jié)果如表4所示。從表4中可以看出，產(chǎn)品中含16種氨基酸，其中谷氨酸含量占總含量的28.64%，且氨基酸組成較為均衡，基本上是全價的，完全能滿足動物的生長需求[9-12]。

表4 酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品中氨基酸種類及其含量（%）

3.5 小肽分子量分布分析

研究者認為，蛋白質(zhì)在消化道中的消化終產(chǎn)物大部分往往是小肽而不是游離氨基酸(FAA)。小肽能完整地通過腸黏膜細胞進入體循環(huán)，具有轉(zhuǎn)運速度快、耗能低、載體不易飽和等優(yōu)點，且各種肽之間轉(zhuǎn)運無競爭性與抑制性。根據(jù)這些研究結(jié)果，可以確定小肽是一種更優(yōu)質(zhì)的氮源。

酵母培養(yǎng)物中小肽分子量分布試驗采用AKTA purifier 100蛋白質(zhì)純化儀（安瑪西亞，瑞典）完成。

試驗方法：將預溶脹的SuperdexTM 75層析柱用pH值7.0的50 mmol/l的磷酸緩沖液平衡過夜。樣液于12 000 r/min離心10 min，取上清液0.5 ml上樣測定，并用pH值4.5 50 mmol/l的醋酸緩沖液洗脫，洗脫速度為0.5 ml/min，采用OD280nm測定洗脫液吸光值。分子量標準品為牛血清白蛋白(Mr 67 000 Da)、卵清蛋白(Mr 43 000 Da)、核糖核酸酶A(Mr 13 700 Da)、蛋白酶抑制劑(Mr 6 512 Da)、維生素B12(Mr 1 355 Da)、胞嘧啶核苷(Mr 243 Da)。標準圖譜和分子量標準曲線分別如圖2、圖3所示。

圖2 G75標準品凝膠層析圖譜

圖3 分子量標準曲線

白酒糟酵母培養(yǎng)物可溶性蛋白經(jīng)凝膠過濾色譜分析后，洗脫曲線如圖4所示。白酒糟在發(fā)酵和酵母水解的過程中，蛋白酶將大分子的酒糟蛋白質(zhì)和酵母蛋白分解成為分子量相對較小的蛋白和多肽。蛋白洗脫體積從7.5 ml到30.0 ml，主峰出現(xiàn)在17.10 ml，分子量大小約為2 200 Da，20個氨基酸殘基，占蛋白總量95%以上。其余組分為游離氨基酸和具有不飽和雙鍵結(jié)構(gòu)的雜質(zhì)。

圖4 白酒糟酵母培養(yǎng)物浸提液洗脫曲線

3.6 酵母自溶率分析

酵母菌體具有堅固的細胞壁，若不經(jīng)破壁直接用作飼料，則消化率低，適口性差。自溶的酵母細胞既改善了飼料的適口性，有利于消化吸收，同時還含有豐富的多肽核苷酸、氨基酸、VB1、VB2、VB6、VB12、尼克酸、葉酸、泛酸、微量元素、生物素等，亦可增強動物的免疫能力。白酒糟酵母培養(yǎng)物利用復合破壁酶對其進行細胞自溶處理，自溶率達到90%以上[12](見表5)。

表5 酵母細胞數(shù)指標

4 酵母培養(yǎng)物在反芻動物飼喂中的應用

4.1 白酒糟酵母培養(yǎng)物應用于肉牛飼喂（試驗數(shù)據(jù)來自于瀘州漢基生物工程有限公司）

本試驗是在全混合日糧（Total Mixed Ration，TMR）中，試驗組用30%白酒糟酵母培養(yǎng)物（以下簡稱YC）替代部分精補料，其他精粗飼料不變，研究其對肉牛的增重影響[13-15]。

試驗時間：2014年12月1日～2015年1月28日，試驗期59 d。

試驗地點：四川省瀘州市方山某牧場。

試驗設計：共選擇肉牛20頭，按體況相近的原則，分為試驗和對照共2組。

試驗結(jié)果見表6。由表6可知，酵母培養(yǎng)物能夠為動物瘤胃中的纖維分解菌提供豐富的營養(yǎng)源，并因此提高動物對粗飼料的消化能力。酵母培養(yǎng)物添加可增加牧牛隨意采食量，可提高肉牛體重達28.6%[16]。

表6 YC應用于瀘州某牧場肉牛飼喂的試驗結(jié)果

4.2 酵母培養(yǎng)物應用于肉羊飼喂（試驗數(shù)據(jù)來自于瀘州漢基生物工程有限公司）

試驗基地采用圈舍喂養(yǎng)方式，每天飼喂3次，飼料以玉米秸稈為主，輔以水稻秸稈等，此外平均每只羊每天早上補飼約0.4 kg精料，自由飲水[14]。

試驗時間：2014年9月13日～2014年10月27日，共計45 d。

試驗地點：四川省簡陽市某種羊培育基地。

試驗設計：本試驗共選擇100只山羊，其中包括80只波爾山羊，20只小尾寒羊，50只試驗組，50只對照組，分為三組試驗，各組羊只的大小及體況基本一致。

組一：包括60只波爾山羊育肥羊，30只作為試驗組，30只作為對照組。

組二：包括20只波爾山羊成年母羊，10只作為試驗組，10只作為對照組。

組三：包括20只小尾寒羊，10只作為試驗組，10只作為對照組。

試驗組：

1～5 d：替代12%精料，5 d共需酵母培養(yǎng)物：50只×0.4 kg×5 d×12%=12 kg；

6～10 d：替代18%精料，5 d共需：50只×0.4 kg×5 d×18%=18 kg；

11～45 d：替代24%精料，35 d共需：50只×0.4 kg×35 d×24%=168 kg。

除此之外，其他與對照組相同。

試驗前后，對照組均進行稱重（早上飼喂前），同時觀察膘情、毛色、糞便及羊舍氨氣等情況，常規(guī)飼喂。

試驗前后，試驗組的毛色較對照組更加順滑有光澤，其他如膘情、糞便、氨氣等則無明顯差異。

試驗結(jié)果見表7。由表7可知，酵母培養(yǎng)物添加可增加肉羊的體重達3.74 kg，并改善肉羊的健康狀況。

表7 YC應用于簡陽某基地種羊飼喂的試驗結(jié)果

國內(nèi)外大量的應用實踐表明，在相同飼養(yǎng)條件和營養(yǎng)水平下，日糧中添加適量酵母培養(yǎng)物具有以下優(yōu)勢：①促進瘤胃微生物增殖，改善腸道微生態(tài)環(huán)境，緩解動物的生理應激和環(huán)境應激；②提高粗、精料的消化利用率，預防慢性酸中毒；③提高機體免疫力，改善反芻動物體況，降低乳房炎發(fā)病率，緩解熱應激；④降低產(chǎn)后代謝病的發(fā)病率，減少腹瀉，促進幼齡反芻動物提早采食；⑤改善飼料的適口性，提高動物生長速度，降低養(yǎng)殖成本；⑥抑制飼料中霉菌的生長，減輕黃曲霉毒素對動物的危害，減少動物腸道疾病的發(fā)生[16-18]。

5 結(jié)論及展望

以白酒糟為基質(zhì)進行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)的新型微生態(tài)功能飼料添加劑能優(yōu)化飼料的營養(yǎng)價值，應用于反芻動物上，可顯著促進動物生長，提高飼料利用率和生產(chǎn)性能。本項目的實施，不僅可以促進廢棄物資源的轉(zhuǎn)化增值，提高其利用率，減少其對環(huán)境的污染，而且有助于推動優(yōu)質(zhì)生物飼料添加劑在養(yǎng)殖業(yè)中的普及應用，節(jié)約糧食資源，促進節(jié)糧型飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。若將我國白酒糟全部轉(zhuǎn)化，可生產(chǎn)白酒糟酵母培養(yǎng)物飼料產(chǎn)品1 000萬噸以上，可為我國節(jié)約耕地面積2 000萬畝以上，將對我國耕地緊張的狀況起到一定緩解作用，符合我國“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”兩型社會建設要求。