張 慧 , 魏 來 , 劉正亞 , 伍璋健 , 王春維 ,2, 趙勝軍 ,2, 任 瑩 ,2*
(1.武漢輕工大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢430023;2.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料安全湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北武漢430023)
白酒糟是釀造白酒后的副產(chǎn)物,我國(guó)每年會(huì)因?yàn)獒勗彀拙贫a(chǎn)生大量的白酒糟。據(jù)報(bào)道,我國(guó)2013年上半年白酒產(chǎn)量近600萬千升,同時(shí)產(chǎn)生約2000萬t白酒糟(王曉力,2013)。但由于白酒糟含有較多水分、pH較低、容易腐爛變質(zhì)、在貯藏和運(yùn)輸上有較大的困難,且白酒糟含有50%左右難于消化的稻殼,直接飼喂不利于動(dòng)物消化(張博潤(rùn)等,1997)。大量白酒糟資源往往被白酒生產(chǎn)企業(yè)隨意丟棄,在造成資源浪費(fèi)的同時(shí)還帶來了環(huán)境污染問題。白酒糟也可經(jīng)微生物發(fā)酵作為青貯飼料或生產(chǎn)菌體蛋白飼料 (高路,2014)。近年來,有一些關(guān)于采用微生物發(fā)酵處理酒糟的報(bào)道發(fā)現(xiàn),白酒糟經(jīng)發(fā)酵后能提高粗蛋白質(zhì)含量,降低粗纖維,且發(fā)酵還提高了飼料適口性(梅書棋等,2002)。有研究報(bào)道,發(fā)酵白酒糟的消化能、代謝能和氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率雖然都低于豆粕,考慮其性價(jià)比,仍具有較高的飼用價(jià)值,可作為一種蛋白質(zhì)飼料原料用于養(yǎng)豬生產(chǎn)(陳穎等,2013)。白酒糟中還含有脂肪、鈣、磷等營(yíng)養(yǎng)成分及豐富的發(fā)酵產(chǎn)物,如酵母和活性因子等(Woodworth 等,2001)。 蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸含量也非常高(張靜,2014)。給牛飼喂一定量的白酒糟能使其安臥和反芻,可有效促進(jìn)育肥,縮短育肥周期,提高肉牛出欄率(高穎等,2010)。試驗(yàn)研究中常用的發(fā)酵微生物有酵母、白地霉、青霉、米曲菌、黑曲菌等。本試驗(yàn)研究以白酒糟為原料,用6%的發(fā)酵白酒糟代替部分玉米、麩皮、豆粕等日糧原料,以黑曲霉、枯草芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌為發(fā)酵菌種,黑曲霉、枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌比例為 2∶1∶1,菌種接種量 12%,在 37℃左右厭氧發(fā)酵60 h,通過測(cè)定發(fā)酵白酒糟干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗纖維的降解率,評(píng)定發(fā)酵白酒糟的實(shí)際應(yīng)用效果,為白酒糟的開發(fā)和應(yīng)用提供相應(yīng)的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
1.1 試驗(yàn)材料及儀器 鮮白酒糟,取自洋河酒廠。發(fā)酵白酒糟:以白酒糟為原料,黑曲霉、枯草芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌為發(fā)酵菌種,黑曲霉、枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌比例為 2∶1∶1,在菌種接種量12%、發(fā)酵時(shí)間60 h、發(fā)酵溫度為37℃的條件下發(fā)酵。干白酒糟和發(fā)酵白酒糟營(yíng)養(yǎng)成分見表1。胃蛋白酶(P7000,Sigma);胰蛋白酶(P1750,Sigma);數(shù)顯恒溫水浴鍋:SHA-B型,江蘇金壇市富華儀器有限公司生產(chǎn);LRH-250型生化培養(yǎng)箱:上海一恒科技有限公司;AR-2140電子分析天平:奧豪斯儀器(上海)有限公司。
表1 白酒糟和發(fā)酵白酒糟營(yíng)養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))%
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選擇28頭體況相近,來源一致的健康育肥豬[平均體重(52.57±1.61)kg],按體重相近原則隨機(jī)分為4組,每組7個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1頭豬,試驗(yàn)期為27 d。4個(gè)處理組分別為對(duì)照組、Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組。與對(duì)照組相比,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組分別用6%的發(fā)酵白酒糟代替了一部分玉米、麥麩、全脂米糠、豆粕等原料,但具體配方有一定差異,詳見表2。
1.3 試驗(yàn)日糧 將發(fā)酵白酒糟作為生長(zhǎng)育肥豬的飼料原料,按6%比例替代基礎(chǔ)日糧中的不同原料。按照NRC2012豬的營(yíng)養(yǎng)需求標(biāo)準(zhǔn)配制豬的試驗(yàn)日糧。日糧配方及營(yíng)養(yǎng)水平見表2。
1.4 飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)期間進(jìn)行統(tǒng)一驅(qū)蟲、消毒,保證豬舍清潔衛(wèi)生。疾病的防治與保健按豬場(chǎng)正規(guī)流程進(jìn)行。試驗(yàn)豬自由采食、飲水。記錄每日采食量,舍溫控制在20~28℃。在試驗(yàn)期間中出現(xiàn)嚴(yán)重疾病的豬及時(shí)挑選出來,記錄挑選時(shí)的重量與試驗(yàn)天數(shù),以便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。
1.5 測(cè)定方法及指標(biāo) 體外消化發(fā)酵白酒糟:采用胃蛋白酶—胰酶二步法模擬體內(nèi)消化 (彭建,2000)。模擬胃液消化(胃蛋白酶):稱取5 g待測(cè)樣品于250 mL三角瓶中,加入500 mg胃蛋白酶、50 mL 0.1 moL HCl/54 mmoL NaCl溶液,保鮮膜封口,在40℃恒溫水浴搖床中,120 r/min,消化1 h。胃蛋白酶消化后,用2.5 mL 2.0 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0,再加入20 mL 0.1 mol/L的磷酸緩沖液(含0.05%的疊氮鈉)使pH穩(wěn)定。加入含有50 mg胰蛋白酶的緩沖液1 mL,保鮮膜封口,40℃恒溫水浴搖床中120 r/min消化6 h。消化結(jié)束后,在消化殘?jiān)屑尤? mL 20%磺基水楊酸,室溫放置30 min,抽濾。最終,將殘?jiān)B同已知重量的濾紙置于105℃烘箱中烘干至恒重,稱重,測(cè)定殘?jiān)械母晌镔|(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗纖維的含量,計(jì)算干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗纖維的降解率。計(jì)算公式如下:
表2 生長(zhǎng)育肥豬試驗(yàn)日糧配方及營(yíng)養(yǎng)水平
干物質(zhì)降解率/%=(樣品重量-濾渣樣品重)/樣品重量×100;
蛋白質(zhì)降解率/%=[(樣品重量×樣品粗蛋白質(zhì)%)-(濾渣樣品重×濾渣粗蛋白質(zhì)%)]/(樣品重量×粗蛋白質(zhì)%)×100;
粗纖維降解率/%=[(樣品重量×樣品粗纖維%)-(濾渣樣品重×濾渣粗纖維%)]/(樣品重量×粗纖維%)×100。
育肥豬生長(zhǎng)性能:在預(yù)飼期結(jié)束后,正式試驗(yàn)開始第1天和試驗(yàn)第27天的上午8點(diǎn)對(duì)所有試驗(yàn)豬進(jìn)行稱重,提前12 h斷料以保證空腹,并詳細(xì)記錄每日采食量。測(cè)定指標(biāo)如下:(1)平均日采食量;(2)平均日增重;(3)料重比;(4)錢肉比。
1.6 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)用Microsoft Excel進(jìn)行初步整理,采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析和Duncan多重比較,結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示,以P<0.05為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)。
2.1 發(fā)酵白酒糟的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 如表3所示,體外消化試驗(yàn)的結(jié)果表明,發(fā)酵白酒糟干物質(zhì)、蛋白質(zhì)及粗纖維的消化率均高于未發(fā)酵的白酒糟。白酒糟干物質(zhì)消化率為37.8%,蛋白質(zhì)消化率為57.8%,粗纖維消化率為14.8%;發(fā)酵白酒糟干物質(zhì)消化率達(dá)到42.1%,粗蛋白質(zhì)消化率達(dá)到64.3%,粗纖維消化率達(dá)到20.9%,分別比未發(fā)酵的白酒糟提高了11.4%、11.3%和40.7%。
2.2 發(fā)酵白酒糟對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能的影響 如表4所示,對(duì)照組、Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組育肥豬初體重均無顯著差異。與對(duì)照組相比,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組育肥豬平均日采食量都無顯著差異(P>0.05)。但Ⅰ組育肥豬平均日采食量比對(duì)照組提高了14.12%;Ⅲ組育肥豬平均日采食量比對(duì)照組提高了16.47%;Ⅱ組平均日采食量比對(duì)照組降低了6.47%。與對(duì)照組相比,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ育肥豬平均日增重都無顯著差異(P>0.05)。但Ⅰ組育肥豬平均日增重比對(duì)照組提高了19.05%;Ⅲ組育肥豬平均日增重比對(duì)照組提高了22.22%,而Ⅱ組則降低了17.46%。與對(duì)照組相比,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組育肥豬平均料肉比都無顯著差異(P>0.05)。但Ⅰ組和Ⅲ組育肥豬平均料肉比分別降低了7.5%和9.64%;與對(duì)照組相比,Ⅱ組平均料肉比提高了10%。
表4 發(fā)酵白酒糟飼料對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能的影響
2.3 經(jīng)濟(jì)效益 由表5所示,與對(duì)照組相比,Ⅰ組日糧飼喂育肥豬能節(jié)約成本0.53元/kg;Ⅲ組日糧飼喂育肥豬能節(jié)約成本0.33元/kg;Ⅱ組不但沒有節(jié)約成本,還提高了0.79元/kg的飼料成本。
表5 發(fā)酵白酒糟飼料對(duì)育肥豬經(jīng)濟(jì)效益的影響
3.1 體外消化評(píng)價(jià)發(fā)酵白酒糟的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 消化率是動(dòng)物從食物中所消化吸收的部分占總攝入量的百分比,是評(píng)價(jià)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一個(gè)重要的指標(biāo)(黃滄海,2006)。消化率的研究方法主要有體內(nèi)消化法和體外消化法。體內(nèi)消化法經(jīng)濟(jì)成本較高、費(fèi)力、效率低,且還有可比性和重演性差的缺點(diǎn),應(yīng)用時(shí)有許多限制條件(陳亮等,2011)。體外消化法則相對(duì)簡(jiǎn)單,快速,重演性好。胃蛋白酶—胰酶兩步體外消化法是目前公認(rèn)的一種較好的測(cè)定蛋白質(zhì)消化率的方法(梁明等,2013)。
目前鮮見文獻(xiàn)報(bào)道關(guān)于發(fā)酵前后白酒糟消化率的比較試驗(yàn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明,白酒糟經(jīng)過發(fā)酵后其干物質(zhì)消化率提高了11.4%,粗蛋白質(zhì)消化率提高了11.3%,粗纖維消化率提高了40.7%,說明白酒糟經(jīng)發(fā)酵處理后能提高動(dòng)物對(duì)其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。單胃動(dòng)物體外消化模擬技術(shù)在操作的簡(jiǎn)便性和模擬結(jié)果的科學(xué)合理性方面均有很大的優(yōu)勢(shì),在科研和實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用,但仍不能完全取代體內(nèi)消化試驗(yàn),其數(shù)據(jù)只能作為參考。發(fā)酵白酒糟在體內(nèi)的利用情況還有待于進(jìn)一步研究。
3.2 發(fā)酵白酒糟對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能的影響 研究表明,采用微生物發(fā)酵白酒糟能夠改善其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,提高其中粗蛋白質(zhì)含量,降低粗纖維含量,并能改善適口性,因此能夠提高其飼用價(jià)值(孫東偉等,2010)。研究發(fā)現(xiàn)酒糟養(yǎng)豬具有增重快、瘦肉率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)(喬家運(yùn)等,2013)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,與對(duì)照組飼料相比,試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組都添加了6%的白酒糟代替了一部分玉米、麥麩、豆粕或米糠等飼料原料。用I組和Ⅲ組飼料配方飼喂育肥豬,提高了育肥豬的日增重水平和采食量,并且降低了料肉比。這可能是由于添加一定量(6%)的白酒糟,可以改善日糧的適口性,提高了育肥豬采食的積極性,并提高日增重,降低料肉比。但是并不是所有6%的添加比例的配方有改善動(dòng)物生產(chǎn)性能的作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明,飼喂Ⅱ組降低了育肥豬日采食量和日增重,并且提高了育肥豬料肉比的值,說明飼喂Ⅱ組降低了育肥豬的生產(chǎn)性能。其主要原因是在I組和Ⅲ組發(fā)酵白酒糟主要替代了纖維類飼料原料,而Ⅱ組的發(fā)酵白酒糟主要替代了玉米,從而導(dǎo)致采食量降低,能量攝入不足,日增重降低。
許多文獻(xiàn)就白酒糟的不同添加劑量進(jìn)行了研究,如喬家運(yùn)等(2013)研究報(bào)道用釀酒酵母和嗜熱鏈球菌固態(tài)發(fā)酵白酒糟并以40%的比例添加到麥麩主輔料中,用這種輔料以10%的添加比例添加到育肥豬日糧中,提高了育肥豬的日增重。蘇希孟等 (2008)對(duì)飼料中添加不同比例的白酒糟(10%、15%、20%、25%)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)飼料中添加10%~15%的發(fā)酵酒糟能提高飼料適口性,對(duì)豬生長(zhǎng)及增重效果明顯,提高了飼料報(bào)酬和瘦肉型豬飼養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。朱權(quán)等(2009)在育肥豬上的研究表明,添加10%的白酒糟代替一部分基礎(chǔ)日糧飼料時(shí),能一定程度上提高育肥豬生長(zhǎng)性能,降低生產(chǎn)成本,但白酒糟添加劑量最多不能超過20%。方園等(2014)研究表明,在4~10周齡三穗鴨日糧中添加10%發(fā)酵白酒糟代替部分配合飼料,對(duì)其生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率無明顯影響,但添加15%和20%的發(fā)酵白酒糟則顯著降低了三穗鴨的生產(chǎn)性能和飼料轉(zhuǎn)化率。
3.3 經(jīng)濟(jì)效益 經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果表明,Ⅰ和Ⅲ組的配方添加6%的發(fā)酵白酒糟能節(jié)約飼糧成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,每千克分別節(jié)約了0.53元和0.33元。如果按育肥階段長(zhǎng)100 kg體重計(jì)算(從體重25 kg開始至125 kg體重出欄),那么用Ⅰ和Ⅲ組日糧每頭豬將分別節(jié)省53元和33元。如果一個(gè)年出欄30000頭育肥豬 (母豬存欄1500頭)的豬場(chǎng),那么用Ⅰ和Ⅲ組日糧豬場(chǎng)一年將分別多賺159萬和99萬元,經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。因此,Ⅰ和Ⅲ組的配方有非常好的應(yīng)用前景和顯著的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。在日糧中按合適的配方添加一定比例(6%)的發(fā)酵白酒糟,不僅能將廢棄的白酒糟變廢為寶,減少環(huán)境污染,而且還能降低動(dòng)物的飼料使用成本,對(duì)動(dòng)物的養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益影響巨大。
發(fā)酵白酒糟在40℃恒溫體外消化裝置下持續(xù)消化6 h后消化最完全,此時(shí)干物質(zhì)消化率為42.12%,蛋白質(zhì)消化率為64.29%,粗纖維消化率為20.86%,說明經(jīng)發(fā)酵處理后白酒糟能提高動(dòng)物對(duì)其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。用6%的發(fā)酵白酒糟代替以纖維類為主的飼料原料,可提高育肥豬生長(zhǎng)性能,增加經(jīng)濟(jì)效益。但在配方中發(fā)酵白酒糟不可過多替代玉米等能量飼料原料。