木薯渣飼用價(jià)值及研究現(xiàn)狀

劉 維，勵(lì) 飛，聶 勇

（湖南九鼎動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究院有限公司，長(zhǎng)沙 410007）

木薯又稱(chēng)樹(shù)薯、樹(shù)番薯，大戟科，木薯屬，是該屬中唯一的栽培種，其塊根富含淀粉，被譽(yù)為“地下糧倉(cāng)”和“淀粉之王”，也是世界3大薯類(lèi)（馬鈴薯、木薯、甘薯）作物之一[1]。木薯的原產(chǎn)地在巴西，目前廣泛栽培于世界各地的熱帶地區(qū)，中國(guó)于19世紀(jì)20年代引種栽培，在我國(guó)主要分布于廣西壯族自治區(qū)、廣東省以及海南省等地，其中以廣東省和廣西壯族自治區(qū)的栽培面積最大。

木薯渣是木薯經(jīng)過(guò)加工提取淀粉后剩下的腳料混合物，主要是由木薯的外皮、內(nèi)部的薄壁組織和大部分有毒的氰苷類(lèi)物質(zhì)組成[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年我國(guó)木薯經(jīng)過(guò)加工產(chǎn)生的木薯渣可達(dá)150萬(wàn)t，這些木薯渣中包含有大量的纖維素以及少量的蛋白質(zhì)等[3]。目前，我國(guó)對(duì)木薯渣的利用相對(duì)較少，造成大量的木薯渣被廢棄，廢棄的木薯渣不僅是資源的浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。

1 木薯渣的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

1.1 木薯渣的營(yíng)養(yǎng)成分分析

木薯渣中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，主要以碳水化合物為主，其中無(wú)氮浸出物含量＞60%，但是其粗脂肪和粗蛋白質(zhì)含量極低[4]。由于木薯渣中粗灰分和粗纖維含量較高，對(duì)動(dòng)物適口性和采食量具有很大的影響。同時(shí)，新鮮木薯淀粉渣含水量達(dá)70%～80%，導(dǎo)致了新鮮木薯渣的不耐貯存、不易運(yùn)輸，并且極容易滋生霉菌，腐敗變質(zhì)[5]。冀鳳杰等分別對(duì)來(lái)自海南省4個(gè)木薯淀粉廠和廣西壯族自治區(qū)2個(gè)木薯淀粉廠的木薯渣營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)附表[6]。

1.2 木薯渣的抗?fàn)I養(yǎng)因子分析

木薯渣中含有亞麻仁苦苷，在酶或者弱酸的作用下分解出氫氰酸，是木薯渣中最為主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子。氫氰酸是一種有毒物質(zhì)能夠嚴(yán)重影響動(dòng)物機(jī)體，其主要的毒副作用來(lái)源于氰離子，氰離子能夠抑制組織細(xì)胞內(nèi)的多種酶活性，如琥珀酸脫氫酶、過(guò)氧化物酶、脫羧酶及細(xì)胞色素氧化酶等。在這眾多的酶中，細(xì)胞色素酶對(duì)氰化物最為敏感，在機(jī)體中氰離子與細(xì)胞色素氧化酶中的三價(jià)鐵結(jié)合，阻止其還原成二價(jià)鐵，傳遞電子的氧化過(guò)程中斷，血液中的氧無(wú)法被組織細(xì)胞利用造成內(nèi)窒息[7-8]。

附表 木薯渣主要營(yíng)養(yǎng)成分

氫氰酸在一定低濃度下能夠依靠機(jī)體自身的機(jī)制除去其毒性或者減弱毒性，木薯渣中的氫氰酸也可以通過(guò)煮沸、烘烤、酸解、干燥、青貯和微生物發(fā)酵等方法降低其含量[9-11]。李曉春采用水煮、烘干、曬干和浸水4種方法對(duì)木薯進(jìn)行脫毒，結(jié)果表明，水煮法效果最佳，水煮20 min木薯塊莖脫毒率達(dá)75.31%，其次是烘干8 h脫毒率62%，曬干4 d脫毒率57.83%，浸水效果最差，浸水3 d脫毒率43.15%[12]。馮愛(ài)娟等利用重組畢赤酵母菌發(fā)酵木薯進(jìn)行脫氰，其木薯中氫氰酸脫除率高達(dá)95%，是目前已知微生物法脫毒最佳方法[13]。在使用木薯渣作為動(dòng)物日糧中，可以通過(guò)添加蛋氨酸、硫代硫酸鈉以及VB12等降低木薯渣中氫氰酸的毒性。

木薯渣中含有大量的粗纖維，直接用于動(dòng)物日糧會(huì)影響飼料的適口性，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)難以進(jìn)行消化吸收[14]。所以，尋找合適的方法對(duì)木薯渣中纖維素的降解，提高利用率顯得尤為重要。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)纖維素的降解研究最多是采用微生物降解的方法，通過(guò)使用真菌或者細(xì)菌對(duì)木薯渣進(jìn)行發(fā)酵，從而達(dá)到降低木薯渣中的纖維素和改善木薯渣在動(dòng)物日糧中的適口性[15-16]。湯小朋等通過(guò)黑曲霉固態(tài)發(fā)酵木薯渣，木薯渣中粗纖維含量由22.26%下降至17.71%，同時(shí)其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到了提高[17]。

2 木薯渣作為動(dòng)物飼料的研究現(xiàn)狀

面對(duì)日益緊張的飼料原料問(wèn)題，開(kāi)發(fā)木薯渣作為動(dòng)物飼料原料，不僅可以緩解原料短缺問(wèn)題，降低飼料成本，還能解決木薯渣資源浪費(fèi)與其帶來(lái)的環(huán)境污染，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的合理利用。

2.1 木薯渣在豬日糧中的研究

木薯渣含有較為豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，作為豬飼料原料具有較好的飼用價(jià)值。大多數(shù)的研究者都是通過(guò)對(duì)木薯渣進(jìn)行微生物發(fā)酵的方法消除木薯渣的抗?fàn)I養(yǎng)因子，在豬日糧中添加一定比例的發(fā)酵木薯渣進(jìn)行飼喂[18-19]。廖曉光等研究了以木薯渣為原料，采用包括高產(chǎn)纖維素酶的工程菌在內(nèi)的多種微生物混合發(fā)酵而生產(chǎn)出的一種新型微生物飼料對(duì)桂科商品豬生長(zhǎng)性能的影響，在桂科商品豬日糧中添加不同比例的木薯渣飼料進(jìn)行飼喂，其試驗(yàn)結(jié)果表明，在日糧中添加木薯渣生物飼料2%商品豬的日增重提高了21.52%、屠宰率提高5.8%，且每千克增重成本降低了8.38%（P＞0.05）[20]。周曉容等在育肥豬日糧中分別添加新鮮發(fā)酵木薯渣17.9%、35.8%、53.7%，試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)組1、2對(duì)豬生產(chǎn)性能內(nèi)沒(méi)有顯著影響，在單位增重飼料成本上節(jié)約了0.9元和0.7元，但是繼續(xù)增加木薯渣含量將影響豬的生產(chǎn)性能[21]。劉傳都通過(guò)研究把發(fā)酵后木薯渣配合成全價(jià)料飼喂豬是完全可行的，產(chǎn)品的適口性較好，豬只并未出現(xiàn)厭食情況，飼喂發(fā)酵后木薯渣和飼喂正常的飼料對(duì)豬日增重、飼料轉(zhuǎn)化率無(wú)明顯差異[22]。但是，直接添加未經(jīng)過(guò)處理的木薯渣代替部分豬日糧，會(huì)對(duì)豬生長(zhǎng)產(chǎn)生不利后果。吳端欽等在生長(zhǎng)育肥豬的日糧中，通過(guò)添加不同比例的木薯渣來(lái)代替基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)結(jié)果表明木薯渣的添加比例增加豬的平均日增重降低[23]。

2.2 木薯渣在家禽日糧中的研究

不少學(xué)者對(duì)木薯渣添加在家禽日糧中也進(jìn)行了相關(guān)研究。張芬芬等在22～49日齡仔鵝日糧中添加不同比例的木薯渣進(jìn)行飼喂，研究其對(duì)仔鵝生長(zhǎng)性能、屠宰性能及內(nèi)臟器官發(fā)育的影響，結(jié)果表明，日糧中添加木薯渣顯著提高了仔鵝的平均日采食量和平均日增重，最佳的添加水平為12.4%，日糧中添加木薯渣顯著降低了仔鵝的肌胃指數(shù)和十二指腸的相對(duì)重量，當(dāng)日糧中添加水平為17.9%，增重成本降低百分比最大[24]。于向春等在文昌雞日糧中添加由40%米曲霉、20%枯草芽孢桿菌和40%釀酒酵母組成的復(fù)合菌劑發(fā)酵的木薯渣15%，代替9%的玉米粉、3%的花生粉和3%的麩皮進(jìn)行飼喂，結(jié)果表明，能夠使得文昌雞具有較好的增重效果和經(jīng)濟(jì)效益[25]。

2.3 木薯渣在反芻動(dòng)物日糧中的研究

木薯渣中粗纖維含量較高，單胃動(dòng)物消化吸收比較困難，然而反芻動(dòng)物能夠很好的吸收利用。研究表明木薯渣添加在反芻動(dòng)物的日糧中起到了較好的飼養(yǎng)效果[26-28]。盧珍蘭等在黑山羊基礎(chǔ)日糧中添加不同比例的發(fā)酵木薯渣，研究其對(duì)黑山羊生產(chǎn)性能、血清生化指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益的影響，結(jié)果表明，添加木薯渣20%試驗(yàn)組的育肥羊平均日增重和平均日采食量分別提高了44.29%和8.09%，添加木薯渣20%和30%的試驗(yàn)組料重比分別降低了25.08%和20.96%以及發(fā)病率降低了28.86%和24.59%，血清生化指標(biāo)試驗(yàn)組與對(duì)照組無(wú)顯著性差異，經(jīng)濟(jì)效益上也分別提高了68.28%和51.86%，通過(guò)試驗(yàn)得出在育肥黑山羊日糧中添加20%發(fā)酵木薯渣效果最佳[29]。蔡永權(quán)等研究以青貯木薯渣為主飼料育肥肉牛，結(jié)果表明，在以青貯木薯渣為主日添加精料2 kg飼喂的肉牛，平均日增重0.951 kg[30]。?

2.4 木薯渣其他動(dòng)物日糧中的研究

邵樂(lè)等通過(guò)研究在32只90日齡的健康新西蘭肉兔日糧中添加木薯渣，結(jié)果表明，試驗(yàn)組生產(chǎn)性能比對(duì)照組，日增重提高19.7%（P＜0.05）、料重比提高0.3%（P＞0.05）及腹瀉率增加1.6%（P＞0.05）；粗蛋白質(zhì)和粗纖維試驗(yàn)組比對(duì)照組分別高11.8%（P＜0.01）、5.8%（P＜0.05）；飼料成本上試驗(yàn)組比對(duì)照組降低了0.33元·kg-1，且平均每kg增重成本降低11.3%[31]。

3 結(jié)束與展望

中國(guó)是畜禽養(yǎng)殖大國(guó)，其中生豬養(yǎng)殖位居世界第一。中國(guó)糧食年產(chǎn)量6億t，約50%的糧食用于畜牧養(yǎng)殖飼料中，由于飼料原料的缺乏，中國(guó)每年都需要進(jìn)口大量的飼料原料[32]。木薯渣作為工業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物，來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉，在動(dòng)物日糧中的研究應(yīng)用具有較好的表現(xiàn)，可以用來(lái)代替部分常規(guī)飼料從而緩解由于飼料原料缺乏帶來(lái)的糧食問(wèn)題。

由于木薯渣中含有的氫氰酸和大量粗纖維等抗?fàn)I養(yǎng)因子，在一定程度上限制其在動(dòng)物飼料中應(yīng)用。為解決這一問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外眾多的學(xué)者多采用微生物發(fā)酵的方法對(duì)木薯渣進(jìn)行處理。微生物發(fā)酵處理木薯渣可以消除氫氰酸和降低粗纖維含量從而增加了木薯渣的安全性和適口性，通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生菌體蛋白提高了木薯渣營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但是目前大多數(shù)發(fā)酵技術(shù)只是停留在試驗(yàn)階段，并未形成大規(guī)模的生產(chǎn)與應(yīng)用，所以還需要進(jìn)一步研究發(fā)酵工藝和技術(shù)指標(biāo)，使得發(fā)酵木薯渣真正在動(dòng)物飼料中廣泛應(yīng)用。

近年來(lái)，木薯渣同時(shí)也被眾多學(xué)者在其他領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)研究。例如，趙曉峰等利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇以木薯渣為原料探索其制備乙醇，工藝過(guò)程，結(jié)果表明，采用同步糖化共發(fā)酵工藝比同步糖化分開(kāi)發(fā)酵工藝，乙醇相對(duì)原料產(chǎn)率提高了28.04%[33]。王林闖等研究木薯渣復(fù)合基質(zhì)在辣椒育苗上的應(yīng)用，結(jié)果表明，在最佳的基質(zhì)配方上辣椒出苗率為93.6%，葉綠素含量比對(duì)照組提高了38.0%，株高和莖粗均顯著高于對(duì)照組[34]。作為菇類(lèi)栽培培養(yǎng)基，進(jìn)行食用菌的栽培研究[35-36]。通過(guò)厭氧發(fā)酵木薯渣生產(chǎn)沼氣[37]。作為工業(yè)原料發(fā)酵生產(chǎn)酸類(lèi)化學(xué)產(chǎn)品等[38]。

合理開(kāi)發(fā)和利用木薯渣資源，有助于改善由木薯渣隨意廢棄帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)可以為木薯加工廠、養(yǎng)殖戶(hù)和農(nóng)戶(hù)等帶來(lái)較好經(jīng)濟(jì)效益。