茶渣在畜禽飼料中的應用及思考

◆作者：許晴 張永亮 孫加節(jié) 習欠云 陳婷

◆單位：廣東省動物營養(yǎng)調控重點實驗室，國家生豬種業(yè)工程技術中心，動物科學學院，華南農業(yè)大學

茶，目前已被奉為世界三大飲料之一。根據(jù)國際茶葉委員會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年世界茶葉產量達到615萬噸，十年間茶葉產量增長了185.1萬噸。而我國作為世界上主要的茶葉生產國和出口國，2019年茶園面積達4597.87萬畝，年產干毛茶279.34萬噸，遠超其他國家。隨著現(xiàn)制茶飲的不斷發(fā)展，茶產量仍舊呈上升趨勢。茶葉年消費量的不斷增加和茶葉行業(yè)深加工技術的發(fā)展，產生了大量的廢棄茶渣。由調查得知，中國每年至少產生16萬噸的茶渣。其中少量的茶渣會轉化為肥料，但絕大多數(shù)會采取掩埋或焚燒處理，污染環(huán)境的同時，也造成了資源的浪費。故茶渣資源化利用問題亟待解決。

同時，國內面臨著蛋白質飼料短缺的問題。2011年，我國飼料產量就已超越美國成為世界第一，即使是在非洲豬瘟和國際貿易形式變化的影響下，2019年飼料產量雖有所下降，但總產量仍有2.28億噸，其中豆粕和魚粉等原料嚴重依賴國外進口，且價格不斷攀升。根據(jù)趙亮等（2006）報道，種植業(yè)需提供飼料中的粗蛋白6000萬噸才能達到全國人均每日攝入動物蛋白25克的較低水平，而我國飼料蛋白自給率不足50%。尹杰等（2019）表示我國2017年大豆需求量為11079萬噸，但國內產量不足1500萬噸，2020年我國進口大豆就首次超過一億噸。且根據(jù)聯(lián)合國糧農組織的報道，全球糧價居高，糧食形勢不容樂觀。而飼料原料的短缺在一定程度上限制了我國飼料行業(yè)及畜牧業(yè)的發(fā)展，因此尋求非常規(guī)飼料資源成為目前一大研究要點。

基于蛋白質原料短缺、人畜爭糧、“受制于人”的飼料行業(yè)大背景和茶渣產量豐富且有待尋求資源化利用途徑的小背景，茶渣作為飼料的開發(fā)利用逐漸受到人們的關注。本文針對茶渣營養(yǎng)成分及其在畜禽飼料方面的應用進行總結，期望為茶渣的資源化利用提供參考依據(jù)。

1 茶渣成分及應用

茶渣中含有較豐富的營養(yǎng)物質，有利于飼料的開發(fā)利用。鄭清梅等（2015）對綠茶、鐵觀音、紅茶和普洱茶經茶葉深加工生產速溶茶精華后產生的茶渣進行成分分析，其中含有4.2%~10.1%的茶多酚、1.11%~1.37%的游離氨基酸、13.0%~19.0%的粗纖維、26.0%~35.0%的粗蛋白、1.5%~4.5%的粗脂肪和3.3%~4.7%的粗灰分。Diky Ramdani等（2013）對浸提后的紅茶和綠茶檢測得出的粗蛋白含量與鄭清梅等的結果相類似。此外，茶渣中還有含量差異較大的酚類、單寧和皂苷，也存在較為豐富的微量元素及咖啡堿。據(jù)報道，茶渣的粗蛋白含量不低于優(yōu)質牧草，且粗纖維含量較低，可被劃為國際與國內飼料分類體系中的蛋白質飼料的范疇?？梢姡柙臓I養(yǎng)物質豐富，可投入到畜禽飼喂中。在研究過程中，人們發(fā)現(xiàn)茶渣中的活性成分對動物有一定正向積極作用，如抗氧化作用、抗菌作用，且與其營養(yǎng)成分、活性成分及含量密切相關。

1.1 茶渣中蛋白質與氨基酸

周紹遷等（2019）報道茶葉中含有20%~30%的蛋白質，除去1%~2%的水溶性蛋白質，大部分是非水溶性蛋白質，所以無論是家常沏泡，還是工業(yè)提取、食品深加工，茶葉中的蛋白質利用率極低，茶渣中殘留的蛋白質含量較高。而茶渣蛋白質中有動物營養(yǎng)所需的氨基酸組分，含有17種氨基酸，包含8種必需氨基酸，占水解氨基酸總量的38.82%~41.47%，以谷氨酸、亮氨酸含量最高。研究顯示，茶渣中含有一種特殊的氨基酸———L-茶氨酸，是谷氨酸的天然類似物，大部分是在茶樹中發(fā)現(xiàn)的。它在機體內代謝生物活性較高，可以減少梭狀芽胞桿菌等有害微生物，促進乳桿菌等有益細菌的生長，對腸道微生態(tài)的菌群平衡有積極作用。陸晨等（2012）以雞蛋蛋白所含氨基酸比例為參考評價茶蛋白的營養(yǎng)價值，結果顯示茶蛋白的氨基酸評分要優(yōu)于大豆蛋白質，提示茶渣蛋白是茶渣加工利用作為畜禽飼料的有利條件，可以彌補玉米-豆粕型飼料中部分氨基酸不足的缺陷，而針對茶渣蛋白的研究有利于茶渣的高效再利用。然而，茶渣蛋白的體外消化性要低于大豆蛋白，在飼料利用時會受到消化性的限制，因此，茶渣蛋白的利用還需進一步的研究。

1.2 茶渣中茶多酚

茶多酚是從茶葉及其副產品中提取的最主要的生物活性物質，是黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等30多種多酚類物質的總稱，在茶渣中的含量十分豐富。茶多酚在早年已被證實是天然抗氧化劑，兼具內源性與外源性，不僅能夠利用自身的結構特性清除自由基，緩解氧化應激，還能調節(jié)機體內與抗氧化相關的因素，如激素、抗氧化酶、相關轉錄因子等。茶多酚不僅僅局限于氧化應激，還有降血脂、減少脂肪沉積、抗癌、抗病毒、調節(jié)免疫等多種功能。

從應用方面來看，茶多酚能在不同畜禽中發(fā)揮不同的作用，如茶多酚降低豬肉的滴水損失，改善肉色肉質；能調節(jié)雞肉的體脂沉積代謝，提高蛋雞產蛋性能；從源頭上減少奶牛泌乳早期的內質網應激的不利因素。這為茶渣的開發(fā)畜禽飼料的可利用性提供了強有力的支撐。雖然目前關于茶多酚的功效介紹已較為普遍，但茶多酚的作用機理及對畜禽各方面生產性能的影響尚在研究階段。飼料開發(fā)過程中茶多酚的配比以及畜禽的應用尚需進一步的思考和探索。

1.3 茶渣中茶皂素

茶皂素是一種五環(huán)三萜類糖苷的植物提取物，其結構使其成為天然非離子型表面活性劑，在體內體外均具有顯著的抗菌活性，具有降血脂、抗氧化、抑菌、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗病毒、抑制瘤胃損傷等生理功能。此外，茶皂素的抗菌活性對動物免疫機能有增強作用，使其成為新型、高效、天然抗生素制劑的有力候補者。然而，茶皂素又苦又辣，適口性差，UEDA等（1998）報道在來航雞的基礎日糧中添加0.5%對雞體重的增加、飼料攝入和料重比有不利影響，會抑制飼料的攝入。所以未來研究中，如何提高適口性以及劑量范圍的確定，都是開發(fā)飼料及飼料添加劑的一大重點。

2 茶渣在畜禽上的應用方式

2.1 作為飼料添加劑

目前，茶渣在飼料中的應用大多是直接添加或提取其中的有效成分，作為飼料添加劑添加到日糧中。

在蛋雞方面，許月英等（2010）就紅茶末對淮南麻黃雞進行研究，發(fā)現(xiàn)茶渣能增強抗氧化能力，減緩細胞衰老，并提高種蛋受精率、雛雞初生重，且健雛率可達99%以上；但與此同時，也有降低受精蛋孵化率的趨勢。吳慧敏等對蛋雞進行研究，發(fā)現(xiàn)2%的茶渣可以提高產蛋量和平均蛋重，減少破損率，減低蛋中氮固醇含量，還能影響蛋黃質構，改善口感。許月英等（2010）也觀察到茶渣對蛋黃著色有一定促進作用，且卵磷脂含量也會隨之增加，卵磷脂減緩衰老、增強記憶力的作用使該蛋產品更能受到消費者青睞。劉旭升等（2015）發(fā)現(xiàn)使用2%綠茶粉可顯著提高雞肉中的維生素E含量，并提高肌苷酸含量，對雞肉起到提鮮的作用?？梢?，茶渣對蛋雞產蛋性能和肉蛋品質均有提高，既提高生產性能，又促進消費欲望，說明茶渣有作為禽類飼料資源的潛力。

在豬養(yǎng)殖方面，何夢曉（2017）在仔豬日糧中添加1%~2%的夏秋茶葉粉，發(fā)現(xiàn)其能促進有益菌生長，并阻礙有害菌或致病菌的定植，調節(jié)腸道菌群，降低仔豬腹瀉率，還能調節(jié)脂肪代謝。馬幫軍等（2015）提出飼喂1%~3%的茶粉可降低豬肉內膽固醇的沉積，提高豬體免疫力，但也明確指出茶粉含量過高會導致肉品質的下降，且茶渣中的咖啡因可能會使動物異常興奮。徐瑞等（2017）、楊紅初等（2010）在育肥豬日糧中添加茶渣及茶末，劑量分別為2%和10~40g/kg，均發(fā)現(xiàn)茶渣能提高日增重，縮短豬的上市時間，在減少飼料成本、增加飼料利用率的同時，改善肉品質，提高經濟收益。陳偉等（2014）針對2%茶渣飼喂的豬肉進行研究發(fā)現(xiàn)其水分含量高，肉色穩(wěn)定，紋理清晰，且肉質風味較高，可符合消費者的需求。綜上，茶渣對豬的應用可涉及到腸道菌群健康、脂肪代謝調節(jié)、畜體自身免疫、商品品質等方面的改善，但對添加劑量與使用效果需進一步的確定。

從有效成分和茶渣的飼喂研究報道可知，茶渣可作為飼料原料投入使用，但茶渣中茶皂素等成分可能影響飼料的適口性，降低畜禽采食量，某些茶中還可能存有咖啡因等興奮類物質，故在飼糧中的添加量普遍較低，多不超過2%，這與茶渣投入大規(guī)模資源化利用的初衷不相符。同時，在畜禽生產中直接添加未經任何加工方式的茶渣，是否會造成茶種植時的農藥蓄積尚未有詳細報道。因此，需尋求其他的應用方式來有效提高茶渣在飼糧中的利用率。

2.2 發(fā)酵處理

為了提高茶渣的利用率，人們提出了對茶渣進行發(fā)酵處理，常用青貯發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵兩種方式。

茶渣通常添加輔料進行混合青貯，Huili等（2014）認為青貯適合保存高水分的茶渣，并報道了發(fā)酵良好的青貯茶渣能保存更多的兒茶素，從而保留茶渣的抗氧化性能。經發(fā)酵后的茶渣營養(yǎng)物質為大麥的80%，且蛋白質在青貯期間穩(wěn)定存在，對于反芻動物而言，能更好地進行消化吸收。其報道還指出，青貯茶渣的高蛋白質含量、氮消化率和氮保留率等特征，表明了它具備作為蛋白質補充劑的潛力，實際生產應用中添加量可達日糧干物質的20%，大大提高了茶渣的利用率。而朱飛等（2018）指出，茶渣占比85%，麥麩占比15%，加入100mg/kg的乳酸菌制劑，室溫下青貯45d，能顯著影響茶渣中干物質、粗蛋白、粗灰分、酸性洗滌纖維，從而獲得品質優(yōu)良的青貯茶渣飼料。Kondo M等（2007，2014）研究發(fā)現(xiàn)，對畜禽而言，無論是替代日糧中的部分苜?；蚨蛊苫蚴歉鼡Q發(fā)酵茶渣品種，對干物質、粗蛋白和中性洗滌纖維的表觀消化率都沒有顯著的差異。但Kondo M等（2007）也明確指出青貯茶渣存在適口性差，可能減少畜禽采食量的問題。

固態(tài)發(fā)酵茶渣是目前研究的熱點，大多是以茶渣為主原料，添加氮源及其他物質作為輔料，采用微生物進行發(fā)酵。朱飛等（2018）選用黑曲霉菌進行單菌種發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)以5%的玉米粉作為輔料可顯著減低茶渣中的單寧含量，且黑曲霉在減少單寧含量的同時能夠提高茶渣中的粗蛋白含量，不產生酸性氣味的同時改善了適口性，經過發(fā)酵后，茶渣中的各有效成分顯著提高，單寧、中性及酸性洗滌纖維顯著下降。而張楠等（2009）提出采用單一菌種進行發(fā)酵，其效果弱于混合菌種發(fā)酵。劉姝等（2001）選用木霉和曲霉發(fā)酵茶渣，使得料中的粗蛋白含量超過23%，滿足仔豬配合飼料中的粗蛋白需要量。倪星虹（2011）則選用黑曲霉和酵母菌，以尿素作為輔料，將茶渣中的蛋白質含量提升到29.84%。胡桂萍等（2017）認為多菌種聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵茶渣生產出的茶飼料，營養(yǎng)豐富且適口性高，可以作為全價飼料，以乳桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌和米曲菌混合發(fā)酵，參考經濟成本等因素選用了豆粕作為輔料，發(fā)酵產物蛋白質含量高達29.49%。而Ding,X等（2020）選用枯草芽孢桿菌、黑曲霉及釀酒酵母三種菌種發(fā)酵后，各營養(yǎng)成分均有所提高，還發(fā)現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵的茶渣飼料可以提高育肥豬的營養(yǎng)物質消化率和消化酶活性，改善育肥豬的生產性能，提高豬肉品質。冉雷等（2019）的實驗也證實固態(tài)發(fā)酵后的茶渣能替換日糧中20%的精補料，從而提高肉羊的抗氧化能力和免疫性能。

綜上，經微生物發(fā)酵處理后的茶渣在營養(yǎng)成分方面均有所提升，對于不易吸收的粗纖維、單寧等起到一定的改善作用，飼料中的添加含量也可達20%左右，較直接飼喂有明顯提高。無論是畜禽生產應用，還是茶渣的資源化利用，都是一個較優(yōu)選。但微生物發(fā)酵處理茶渣還有一定的研究空間，茶渣之間質量的參差可能造成發(fā)酵產物品質上的差異，而發(fā)酵菌種、發(fā)酵時間和發(fā)酵輔料等選擇的差異，會在一定程度上影響茶渣的利用成本，直接影響畜牧企業(yè)對茶渣的選擇利用。我國幅員遼闊，在不同地區(qū)，茶葉的生產、茶的加工處理方式、所得茶渣的品質都不可避免地存在較大差異，在茶渣處理時還有茶渣存放時間及處理方式的差異，這就會間接影響到茶渣投入使用的成本、效果以及應用的安全，且針對不同畜禽，仍需要大量實際的生產數(shù)據(jù)進行規(guī)范化、標準化處理，才能使茶渣在飼糧中得到廣泛應用，減少資源浪費，故茶渣飼糧化應用還有很長一條路要走。

3 總結及展望

綜上所述，茶渣對于畜禽生產性能及產品品質，有著一定的促進作用，能夠提高畜禽抗氧化能力，增強免疫性能，提高肉品質，且無殘留、無毒害、無副作用。但現(xiàn)有的應用方式仍存在不足，如直接飼喂存在適口性差、茶葉蛋白難消化、消納量少等問題，提取有效成分成本高昂、無法量產及提取后殘渣處理的問題，青貯發(fā)酵中多酚含量減少、適口性差的問題和固態(tài)發(fā)酵中各發(fā)酵條件的設計以及輔料成本等問題。

結合上述問題，茶渣在畜禽領域應用方面，未來研究方向建議從提高茶渣的適口性、改善茶葉蛋白品質、平衡飼料營養(yǎng)和減少應用成本等方面進行優(yōu)化，以達到茶渣的高效利用，使其成為一種新型的綠色、環(huán)保、無污染的替抗飼料，如通過茶渣飼喂黑水虻將茶渣轉化為畜禽飼糧等。劉瑜彬等（2017）利用中藥渣飼喂黑水虻，其料重比優(yōu)于糞便，且飼喂的黑水虻蛋白質和脂肪含量豐富，營養(yǎng)指標均符合國家飼料衛(wèi)生標準，可以應用到生產實踐中。故可考慮將茶渣或發(fā)酵茶渣通過其他生物類手段進行轉化，提高其營養(yǎng)物質及有效成分的轉化率，真正實現(xiàn)將茶渣以高效、安全、綠色、環(huán)保的方式應用到畜牧生產實踐中，開發(fā)一種新型的飼料資源，以節(jié)約飼料原料。

參考文獻：（略）