西南喀斯特地區(qū)白酒糟飼料化開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)研究

池永寬， 熊康寧*， 宋淑珍， 王元素

（1.貴州師范大學(xué)喀斯特研究院/國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽 550001；2.貴州省飼草飼料工作站，貴州貴陽 550001）

西南喀斯特地區(qū)山地丘陵占國土面積的90%左右，是我國14個集中連片特困地區(qū)之一。目前大部分坡耕地用于種植玉米、馬鈴薯等糧食作物，極易導(dǎo)致水土流失，產(chǎn)生石漠化（熊康寧等，2011）。而種植牧草、種植飼用植物，不僅可提高植被覆蓋度，減少對土壤的擾動，而且有利于水土保持和生態(tài)建設(shè)，發(fā)展草食畜牧業(yè)，促進農(nóng)民增收與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 （Chi等，2016）。但受高原氣候環(huán)境影響喀斯特地區(qū)冬春飼草供給不足，嚴重制約了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，石漠化治理成果難以鞏固。白酒是西南喀斯特地區(qū)的傳統(tǒng)飲料，白酒生產(chǎn)過程中發(fā)酵的谷物中蒸出酒精或酒精飲料后所剩余的殘渣稱為酒糟或丟糟（distiller’s grains），酒糟是白酒行業(yè)最大的副產(chǎn)物 （Sha等2017；Liu等，2016）。酒糟的主要營養(yǎng)成分有蛋白質(zhì)、氨基酸、纖維素、脂肪、維生素以及核黃素、硫胺素、生長素、膽堿、核糖核酸等微量元素（彭忠利等，2016；王曉力等，2013）。 2014年我國白酒產(chǎn)量達到1200多萬t，白酒酒糟年產(chǎn)量超過1億t（左上春等，2016），其中西南地區(qū)是我國重要的酒糟生產(chǎn)地。雖然我國有上億t的酒糟資源，但是仍是一個飼料蛋白資源嚴重短缺的大國，每年需從國外進口數(shù)以千萬噸計的豆粕、魚粉等以填補國內(nèi)蛋白質(zhì)市場的不足（王曉力等，2013）。在歐美、日本等發(fā)達國家，酒糟飼料化加工率達到85%以上，國內(nèi)與之大相徑庭。

在傳統(tǒng)白酒工業(yè)中，白酒糟通常都是以低廉的價格作為飼料出售，直接飼喂畜禽。白酒糟含有一定量的酒精，牛食后安靜趴臥和反芻，可以有效地促進育肥、縮短育肥周期，提高肉牛的出欄率。但是由于白酒糟含有大量不易被動物消化吸收的谷殼類纖維（約占濕重20%），作為飼料直接喂養(yǎng)效果欠佳。由于其含水量高 （60%～65%），酸度高，易腐敗變質(zhì)，不能長期保存和運輸，大部分就地堆積，既占用空間，又因其中的酸性糟液而對空氣和地表水造成嚴重的環(huán)境污染（王曉力等，2013），因此，急需科學(xué)地將白酒糟飼料化開發(fā)利用。在西南喀斯特地區(qū)，特別是飼草短缺的冬春季，養(yǎng)殖業(yè)如何充分利用酒糟資源，如何提高其營養(yǎng)價值，使之成為高效的蛋白飼料，已成為國內(nèi)眾多學(xué)者關(guān)注的熱點，對生態(tài)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的社會經(jīng)濟價值與實踐價值。

1 白酒糟的營養(yǎng)成分

酒糟是高粱、小麥、糯米等糧食生產(chǎn)白酒后的副產(chǎn)品，富含蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、纖維素以及各種微量元素等，是具備飼喂牲畜的優(yōu)良飼料。袁頡等（2012）對醬香型白酒糟的分析表明，除酒糟中蛋白質(zhì)含量比一般固態(tài)白酒酒糟含量略高外，其余成分相差不大，粗淀粉10%～13%，粗蛋白質(zhì)14.3%～21.8%，無氮浸出物41.7% ～45.8%，粗灰分3.9% ～15.1%，說明喀斯特地區(qū)最廣泛的醬香型白酒酒糟更具有飼料開發(fā)利用價值。此外，1 kg白酒糟中含維生素A 6250 mg、維生素 B279 mg、維生素 C 375 mg、維生素 PP 4199.2 mg，煙酰胺 1826.9 mg等，營養(yǎng)價值豐富，表1為酒糟與部分糧食的有效成分對比（王肇穎等，2004）。

表1 酒糟與部分糧食有效成分對比%

白酒糟中的營養(yǎng)成分除來自糖化、發(fā)酵不徹底余留部分原料殘余物外，主要來自菌體及其新陳代謝產(chǎn)物和菌體自溶物，同時發(fā)酵過程中還產(chǎn)生酵母菌、活性肽、有機酸和一些生物活性因子，如嘧啶、嘌呤、酶類、類脂化合物等，這是一般糧食所不能比擬的。蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，而動物對蛋白質(zhì)的需求本質(zhì)上是對氨基酸的需求，因此飼料中氨基酸的種類和含量是衡量其質(zhì)量高低的一項重要指標(biāo) （余有貴等，2007），白酒糟含有8種必需氨基酸和10種非必需氨基酸（表 2）（王肇穎等，2004），可以滿足動物的基本營養(yǎng)需求。

表2 干白酒糟氨基酸含量表%

2 鮮白酒糟直接飼喂優(yōu)缺點

鮮白酒糟雖具有濃郁的醇香味，但由于水分高達60%左右，酸度較高pH約為4，且粗纖維含量較高（以干基計約20%左右），因此如果直接作為飼料，只能飼喂對飼料營養(yǎng)要求較低，特別是對纖維要求不高的動物，最適合的飼喂對象是牛、羊等反芻動物，也可以在草魚飼料和生長育肥豬以及肉雞、肉鴨、肉鵝中部分添加，以代替部分飼料原料，節(jié)約成本（田璐等，2017；謝正軍等，2014）。Warner等（2011）研究表明，飼喂酒糟的母牛體況條件更好，對母牛的繁殖能力和小牛的生長發(fā)育無不良影響。但也有研究表明，當(dāng)酒糟飼喂斷奶仔豬酒糟添加量超過200 g/kg時，會顯著降低斷奶仔豬的生長性能 （Avelar等，2010）。Ananda等（2010）利用法夫酵母和擲孢酵母酵酒糟，將酒糟中蝦青素和胡蘿卜素的含量提高了2倍，從而為生產(chǎn)高附加值的動物飼料提供了途徑。但直接飼喂也存在貯存困難，若管理不當(dāng)，極易霉變（Arenas等 2016；Stepanik 等 2007），因此，直接飼喂鮮酒糟要根據(jù)牲畜具體情況進行選擇（表 3）。

3 鮮白酒糟飼料化利用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 烘干分離谷殼技術(shù) 烘干分離谷殼技術(shù)是一種簡單快捷的生產(chǎn)酒糟飼料的技術(shù)方法。由于酒糟中部分谷殼，如稻殼的粗纖維含量相當(dāng)高，若不將酒糟中的稻殼分離出來直接干燥，雖然生產(chǎn)工藝較為簡單，但卻極大地影響了飼料的品質(zhì)，所以必須設(shè)法去除酒糟中的稻殼，再進一步通過烘干制成粉狀或顆粒狀的飼料。最常用的方法是先烘干，再篩分出谷殼，然后再粉碎制成飼料。酒糟烘干宜采用二級分段干燥的工藝組合（圖1），一級干燥酒糟水分由65%降到35%左右；二級干燥將水分由35%降至12%，即可安全貯存。一級干燥時酒糟含水量高，為防止酒糟結(jié)團，加強受熱面，宜選擇攪拌氣流干燥機或旋片式干燥機，高溫（500℃）烘干。二級干燥屬于低溫延時緩慢干燥階段，低溫（200℃）有利于減少養(yǎng)分損失，烘干設(shè)備采用熱管管束干燥機。

表3 鮮白酒糟直接飼喂優(yōu)缺點

圖1 鮮酒糟烘干分離谷殼改進流程圖

通過機械分離技術(shù)將谷殼分離出去，烘干后制成的酒糟飼料品質(zhì)較分離前顯著提高。經(jīng)分析，除色氨酸未檢出和非必需氨基酸谷氨酸下降外，其余16種氨基酸含量均有顯著提高（表4）。對篩分后酒糟滅菌，添加板藍根、金蕎麥等天然抗疫性物質(zhì)，通過攪拌粉碎，可以顯著酒糟飼料的飼喂價值與牲畜健康水平。此法雖然可以有效解決木質(zhì)素對牲畜的適口性問題，但也將部分可利用的纖維素、半纖維素和維生素等營養(yǎng)成分浪費掉，且干燥耗能高，增加了飼料開發(fā)成本。

3.2 白酒糟青貯技術(shù) 白酒糟青貯是利用白酒糟與空氣隔絕的厭氧條件，產(chǎn)生有機酸，使乳酸菌大量繁殖，將酒糟中的淀粉和可溶性糖變成乳糖，當(dāng)乳酸積累到一定濃度后，便會抑制霉菌和腐敗菌生長，這樣可使含水量較高的酒糟保存其營養(yǎng)成分，使殘留的乙醇揮發(fā)掉，從而使酒糟能長時間保存。有報道推薦鮮酒糟與秕谷或其他碾碎粗料按比例混合進行青貯為宜。飼喂前用石灰水中和酸即可。青貯的白酒糟可保存酒糟中原有的營養(yǎng)成分，提高了其飼用價值（趙碧剛，2008；汪善鋒等，2003）。

表4 白酒糟烘干分離谷殼后氨基酸含量變化%

混合青貯可以提升白酒糟營養(yǎng)價值。添加玉米粉后的甜高粱秸稈酒糟具有良好的青貯品質(zhì)，顯著優(yōu)于單獨青貯甜高粱秸稈酒糟，以8%添加效果最好，使得甜高粱秸稈的酒糟營養(yǎng)價值有所改善，粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維和粗纖維的瘤胃降解率也顯著提高（蔣紅琴等，2017）。鮮酒糟與秕谷或其他碾碎粗料混合進行青貯，混合比例為3∶1為宜，含水量在70%左右，飼喂青貯酒糟時，加1∶1.4小蘇打中和其中的酸（汪善鋒等，2003），效果較好。王鳴剛等（2017）通過對纖維素酶處理后酒糟青貯飼料中的粗蛋白質(zhì)、脂肪、總糖、淀粉等基本成分含量、木質(zhì)纖維組分含量及酒糟青貯發(fā)酵品質(zhì)的比較分析，結(jié)合酒糟青貯發(fā)酵后氨基酸組分分析，得出3%纖維素酶取得的青貯效果相對最好（表5），氨基酸差異較為明顯。

3.3 微生物發(fā)酵技術(shù) 微生物發(fā)酵技術(shù)是提高白酒糟營養(yǎng)品質(zhì)，發(fā)展生物高蛋白飼料的重要技術(shù)措施。通過將微生物接種到酒糟原料進行發(fā)酵，可以提高蛋白質(zhì)含量和蛋白質(zhì)消化率、改善口感、脫毒以及改變氨基酸組成，使蛋白質(zhì)飼料更安全、營養(yǎng)組成更合理、更易被牲畜利用（劉華南等，2015；蔡皓等，2000）。國外學(xué)者利用厭氧發(fā)酵，使白酒糟木質(zhì)素和纖維素降解率分別接近 40%和 60%（Ezeonu，1996）。 王玉紅等（2002）利用熱帶假絲酵母等生產(chǎn)出了單細胞高蛋白飼料和活性菌體飼料。

表5 纖維素酶處理對酒糟青貯飼料氨基酸的影響%

3.3.1 協(xié)同發(fā)酵提升酒糟品質(zhì) 通過黑曲霉、白地霉、米曲霉、熱帶假絲酵母、產(chǎn)朊假絲酵母混合協(xié)同發(fā)酵，將酒糟的外源蛋白氮轉(zhuǎn)化為菌體蛋白，蛋白質(zhì)含量相比酒糟單純發(fā)酵顯著提升（劉軍等，2009）。 牛廣杰（2010）根據(jù)微生物生長周期原理（Smirnova等，2000），設(shè)定發(fā)酵時間為60 h，發(fā)酵起始pH 6.5，麩皮酒糟投料比為1∶1.5，接種量在 4%，溶氧條件為60 g/500 mL，硫酸銨添加量0.5%條件下發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白可以提高丟糟的營養(yǎng)水平，改善飼料的口感，便于動物吸收。也有研究表明白地霉菌可以酒糟蛋白飼料，康寧木霉菌可以有效降解纖維素，赤霉菌可以生產(chǎn)生長素（李政一，2003）。

3.3.2 白酒糟制備多酶益生菌飼料 選擇產(chǎn)甘露聚糖酶枯草芽孢桿菌L-1、產(chǎn)植酸酶枯草芽孢桿菌L-2、產(chǎn)木聚糖酶YB-5、乳酸片球菌Rp制備多酶益生菌飼料的生產(chǎn)菌種。通過單因素和正交試驗最終確定最佳底物干基，多酶益生菌飼料中益生菌活菌數(shù)為（1.97±0.09）×1011cfu/g，甘露聚糖、木聚糖酶、植酸酶、蛋白酶、淀粉酶酶活分別為 （11.62±0.26、15.30±0.36、16.37±0.16、15.27±0.16、19.37±0.33）U/g。 在生產(chǎn)多酶益生菌飼料的同時，充分利用了白酒酒糟當(dāng)中的營養(yǎng)成分，為白酒酒糟的高附加值利用提供了可行的途徑（表 6）（周凱等，2016；吳明霞等，2012）。

表6 白酒糟發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料工藝措施

4 白酒糟促進喀斯特畜牧業(yè)發(fā)展的思考

糧改飼是我國農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展促進農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革，實現(xiàn)貧困地區(qū)加快脫貧的重大戰(zhàn)略決策。地域特色資源酒糟飼料化利用是糧改飼戰(zhàn)略的重要補充手段。酒糟資源飼料化利用是西南喀斯特地區(qū)乃至全國急需解決的問題。西南喀斯特地區(qū)年產(chǎn)白酒糟達數(shù)千萬噸，目前主要利用方式是直接飼喂牲畜，利用效率低，對環(huán)境極易造成污染。根據(jù)喀斯特地區(qū)冬春家畜飼料缺乏的現(xiàn)狀，而此期間正是酒糟生產(chǎn)季節(jié)，將酒糟資源飼料化利用可以有效緩解家畜養(yǎng)殖中的飼料問題。通過分離谷殼、青貯、微生物發(fā)酵等多種技術(shù)手段可制取高效蛋白質(zhì)酒糟飼料。這對彌補喀斯特冬春飼草供給不足，減少環(huán)境壓力與經(jīng)濟成本的有效措施，對鞏固石漠化治理成果，促進西南地區(qū)畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)向“節(jié)糧型”轉(zhuǎn)變具有重要意義。

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