水果渣發(fā)酵產(chǎn)物的化學(xué)成分、體外瘤胃發(fā)酵及飼用價值

呂 芳，李文紅

（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)，河北石家莊 050091）

水果副產(chǎn)品可作為替代飼料資源，具有提高經(jīng)濟(jì)效益，防止環(huán)境污染的優(yōu)點。葡萄渣是葡萄果實的果皮、種子和莖干在葡萄酒或果汁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘留物。雖然世界上許多地區(qū)都生產(chǎn)大量的葡萄渣，但其大多被當(dāng)作廢物處理。柿子皮是柿子干生產(chǎn)的副產(chǎn)品，柿子干是我國一種常見的加工水果。用于制作干果的柿子大部分都有強(qiáng)烈的澀味，大部分果皮作為廢物被丟棄，由于這些水果副產(chǎn)品通常被認(rèn)為是一種潛在的環(huán)境污染物，因此，解決這一問題的另一種方法是將其作為動物飼料資源來充分利用，這不僅可以緩解環(huán)境污染壓力，同時也可以降低飼料成本。葡萄渣和柿子皮具有作為反芻動物飼料原料的潛力，但這些原料含有單寧等酚類化合物（趙棟等，2014；陳美紅等，2009）。單寧在反芻動物營養(yǎng)方面既有優(yōu)勢也有劣勢，這取決于單寧的濃度、化學(xué)結(jié)構(gòu)及動物種類、生理狀態(tài)和飼糧組成等其他因素（Makkar，2003）。單寧可以結(jié)合蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和碳水化合物，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)的利用，同時單寧的苦澀味也會影響飼料適口性（劉秀麗，2013）。但由于柿子皮和葡萄渣的水分含量較高，因此，將這些副產(chǎn)品進(jìn)行青貯雖然在發(fā)酵過程中會損失碳水化物，但可以提高其保藏性（公美玲，2013）。青貯過程也可能影響單寧含量及其活性，因為Alipour和Rouzbehan（2007）研究發(fā)現(xiàn)，青貯葡萄渣降低了單寧含量，但對瘤胃發(fā)酵有負(fù)面影響。此外，柿子果實中的單寧在青貯過程中微生物發(fā)酵會產(chǎn)生CO2和乙醇，因此，青貯處理也會影響其中單寧的性質(zhì)。在本研究中，我們將柿子皮和葡萄渣進(jìn)行青貯發(fā)酵，評估水果渣（柿子皮和葡萄渣）發(fā)酵后的化學(xué)成分變化、體外瘤胃發(fā)酵指標(biāo)，并研究發(fā)酵產(chǎn)物對肉牛生長和屠宰性能的影響。

1 材料與方法

1.1 原料準(zhǔn)備將采集的新鮮柿子皮和葡萄渣分為3份保存在聚乙烯袋中，并進(jìn)行嚴(yán)密的熱密封，參考Lv等（2018）的描述，在相同室溫下青貯4周，然后將樣品干燥，-20℃保存直到分析。

1.2 青貯原料化學(xué)成分及體外瘤胃發(fā)酵將收集的青貯樣品粉碎過篩后，參考Fitri等（2020）的方法測定青貯前后柿子皮和葡萄渣的常規(guī)化學(xué)成分及酚類物質(zhì)（單寧和酚類）。將干燥后的樣品分為3個重復(fù)，通過瘤胃瘺管取早晨飼后4 h肉牛瘤胃液，將收集的瘤胃液用四層紗布過濾，以1∶2的比例與緩沖溶液混合后，在水浴中保持39℃，同時用CO2連續(xù)沖洗。之后參考拜彬強(qiáng)等（2015）的方法分析瘤胃發(fā)酵指標(biāo)。

1.3 飼養(yǎng)試驗將體重接近的20頭荷斯坦肉牛隨機(jī)分為2組，分別飼喂添加10%的青貯柿子皮或葡萄渣的全混合日糧，每組5個重復(fù)，每個重復(fù)2頭牛，飼養(yǎng)試驗為期18周。

1.4 統(tǒng)計分析試驗數(shù)據(jù)采用SPSS軟件單因素方差分析模型進(jìn)行分析，采用T檢驗進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯前后水果渣化學(xué)成分分析由表1可知，青貯前，葡萄渣的粗灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、中性洗滌纖維、不溶性酚類及不溶性單寧含量均顯著高于柿子皮（P＜0.05），而可溶性酚類含量顯著低于柿子皮（P＜0.05）。青貯后，葡萄渣粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、可溶性酚類和可溶性單寧含量顯著高于柿子皮（P＜0.05），不溶性酚類和不溶性單寧含量顯著低于柿子皮（P＜0.05）。青貯前后葡萄渣和柿子皮的水分含量無顯著差異（P＞0.05）。

表1 青貯前后水果渣的化學(xué)成分分析

2.2 水果渣發(fā)酵產(chǎn)物的體外瘤胃發(fā)酵指標(biāo)由表2可知，青貯柿子皮和青貯葡萄渣瘤胃體外發(fā)酵的氣體總量、揮發(fā)性脂肪酸總量、丁酸、異丁酸和異戊酸濃度均無顯著差異（P＞0.05）。青貯葡萄糖渣瘤胃體外發(fā)酵的pH、氨氮、乙酸、甲烷產(chǎn)量及乙酸與丙酸比值均顯著高于青貯柿子皮（P＜0.05），但青貯柿子皮瘤胃體外發(fā)酵的丙酸濃度顯著高于青貯葡萄渣（P＜0.05）。

表2 水果渣發(fā)酵產(chǎn)物的體外瘤胃發(fā)酵指標(biāo)

2.3 水果渣發(fā)酵產(chǎn)物對肉牛生長和屠宰性能的影響由表3可知，在全混合日糧中添加10%青貯柿子皮或葡萄渣對肉牛末重、采食量、胴體重和屠宰率的影響均無顯著差異（P＞0.05）。青貯柿子皮組肉牛平均日增重較青貯葡萄渣組顯著提高6.61%（P＜0.05），但青貯葡萄渣組肉牛的料重比較青貯柿子皮組顯著提高7.13%（P＜0.05）。

表3 水果渣發(fā)酵產(chǎn)物對肉牛生長和屠宰性能的影響

3 討論

本研究使用的副產(chǎn)品的主要化學(xué)成分均在Fitri等（2020）研究范圍內(nèi)，但本試驗柿子皮的可溶性單寧含量高于Liu等（2018）的報道結(jié)果。這些差異可能是由于水果種類不同、種植地點自然環(huán)境、收獲方法或單寧提取方法不同造成的。雖然青貯過程中柿子皮的中性洗滌纖維含量有所增加，但仍低于葡萄渣組。青貯4周后，柿子皮中可溶性和不溶性單寧含量變化顯著。此外，單寧-纖維復(fù)合物的形成也可能是不溶性單寧增加的原因，因為青貯柿子皮的中性洗滌纖維含量有所增加。

柿子皮與葡萄渣在青貯過程中單寧不溶反應(yīng)的差異可能與青貯中單寧結(jié)構(gòu)和/或乙醇含量有關(guān)，因為單寧蛋白通過疏水作用和氫鍵結(jié)合導(dǎo)致單寧沉淀，其中單寧-蛋白結(jié)合對單寧沉淀的影響受聚合度的影響，聚合度高的單寧具有更高的沉淀能力（Watrelot和 Norton，2020）。此外，較高的乙醇濃度降低了單寧-蛋白質(zhì)結(jié)合的形成，作者推測，青貯柿子皮中乙醇含量較低，這可能是柿子皮青貯過程中不溶性單寧含量增加，葡萄渣可溶性單寧含量不變的原因。

與新鮮副產(chǎn)品相比，青貯這些副產(chǎn)品的氣體產(chǎn)量更低。青貯處理的低氣體產(chǎn)量反映了樣品非纖維碳水化合物含量。青貯柿子皮體外瘤胃發(fā)酵氨氮和乙酸濃度顯著低于葡萄渣，而氣體產(chǎn)量相似，因為總揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量與體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣量呈正相關(guān)。揮發(fā)性脂肪酸比例的差異可能與副產(chǎn)物的碳水化合物組成有關(guān)，因為柿子皮中非纖維碳水化合物含量較高，且通過青貯降低了其含量，這可能是柿子皮中丙酸含量升高的原因（Getachew等，2000）。青貯過程對兩組水果副產(chǎn)物的異丁酸和異戊酸濃度無顯著影響，由于瘤胃內(nèi)異丁酸或異戊酸來源于瘤胃微生物降解，副產(chǎn)物中單寧與蛋白質(zhì)的結(jié)合可能會保護(hù)微生物的蛋白質(zhì)水解，降低體外瘤胃液中異酸濃度（Bhatta等，2009）。

氨氮是蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)降解的主要終產(chǎn)物，單寧與蛋白質(zhì)的結(jié)合降低了它們在瘤胃中的降解性，同時單寧還可與瘤胃內(nèi)的微生物酶相互作用，從而降低微生物活性。甲烷是由瘤胃內(nèi)碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生的，這可能導(dǎo)致能源損失，并導(dǎo)致溫室氣體效應(yīng)。以往研究報道，單寧可以通過其抗原生動物的活性直接或間接地抑制甲烷生成（Bhatta等，2009）。這表明副產(chǎn)物中的單寧能抑制甲烷的產(chǎn)生，其中青貯柿子皮的效果最好。

4 結(jié)論

青貯處理改善了柿子皮和葡萄渣碳水化合物和單寧濃度，盡管柿子皮在青貯過程中單寧的不溶性降低了其對瘤胃發(fā)酵性能的抑制作用，但其具有抑制蛋白質(zhì)降解和甲烷產(chǎn)生的能力。同時，與青貯葡萄渣相比，全混合日糧補(bǔ)充10%青貯柿子皮可改善肉牛日增重和飼料效率。