菠蘿渣和甘蔗渣在動物飼糧中的應(yīng)用

葛影影 何國戈 鄭經(jīng)成 胡克科 別又才

廣東省清遠(yuǎn)市農(nóng)業(yè)科技推廣服務(wù)中心，廣東清遠(yuǎn)511500

我國華南地區(qū)熱帶果品資源豐富，其中菠蘿和甘蔗產(chǎn)量大、養(yǎng)分豐富，是優(yōu)質(zhì)的動物飼糧資源。但因鮮渣儲存難度大、運輸成本高且含有不同的抗?fàn)I養(yǎng)成分，直接影響果渣的飼喂適口性。據(jù)國內(nèi)外研究報道，利用微生物發(fā)酵方式能夠有效降解菠蘿渣和甘蔗渣中的抗?fàn)I養(yǎng)成分，改善飼喂?fàn)I養(yǎng)價值，提高飼料利用率。另外，發(fā)酵菠蘿渣或甘蔗渣用作動物飼糧可以提高動物生產(chǎn)性能，改善肉品質(zhì)，減少疾病發(fā)生率，降低養(yǎng)殖成本。為此，本文針對菠蘿渣和甘蔗渣的營養(yǎng)特性、微生物發(fā)酵及其在動物飼糧中的應(yīng)用進行綜述，旨在為果渣資源在動物生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用和進一步開發(fā)提供參考和指導(dǎo)。

1 菠蘿渣

1.1 菠蘿渣的營養(yǎng)特性

菠蘿（pineapple），別稱鳳梨，原產(chǎn)自美洲熱帶地區(qū)，是廣東地區(qū)常見、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的四大熱帶果品之一。 近年來，我國菠蘿產(chǎn)量一直呈平穩(wěn)增長趨勢，菠蘿栽培種植主要集中在華南地區(qū)，尤其是廣東徐聞。據(jù)統(tǒng)計，2019年度我國菠蘿總產(chǎn)出量達(dá)171.88 萬t。菠蘿渣（pineapple residues）主要是指壓榨果汁、加工果醬、罐頭、果脯或果酒后剩下的菠蘿果皮和殘余果肉，約占整個鮮果總量的50%～60%。菠蘿果肉香甜爽脆，富含糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和多種維生素等多種組分。另外，菠蘿葉渣作為果實收獲后的農(nóng)副產(chǎn)品資源，含有植物蛋白、葡萄糖、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，也可作為菠蘿渣使用。菠蘿果渣和果肉中的檸檬酸和總糖含量較接近，但粗蛋白和粗灰分含量明顯高于果肉。菠蘿渣養(yǎng)分含量因品種、加工利用方式等存在一定差異性。菠蘿渣養(yǎng)分豐富，其中無氮浸出物（NFE）為43.72%～47.02%，粗蛋白（CP）為7.48%～7.72%，粗脂肪（EE）為2.37%～2.43%，粗纖維（CF）為26.69%～28.71%，粗灰分（ASH）為5.32%～5.54%，鈣（Ca）為0.54%，磷（P）為0.06%[1-2]。此外，果渣中還含有膳食纖維和果膠木質(zhì)素等可利用養(yǎng)分。

槲皮素為菠蘿渣中的重要活性成分，具有抗氧化和止咳平喘等生理和藥理調(diào)節(jié)功能[3]。菠蘿渣中的主要抗?fàn)I養(yǎng)成分為菠蘿蛋白酶，它直接影響飼用適口性，降低動物對飼料的消化利用率，影響動物的健康生長和生產(chǎn)性能。因此，通過開發(fā)菠蘿渣微生物發(fā)酵飼料，一方面可以提高菠蘿渣粗蛋白水平和飼用適口性，改善其飼用價值。另一方面，可以替代部分飼糧飼喂動物，節(jié)約養(yǎng)殖成本，提高經(jīng)濟價值。另外，還可以有效解決菠蘿渣儲存難、運輸成本高的問題，明顯提高其社會和生態(tài)效益。

1.2 菠蘿渣的微生物發(fā)酵

菠蘿渣（pineapple residues）為微生物發(fā)酵提供豐富優(yōu)質(zhì)的碳源，利用微生物發(fā)酵技術(shù)可以提高其營養(yǎng)和飼用價值。黃曉亮等[4]分別利用適量酵母菌和復(fù)合酶制劑進行菠蘿渣發(fā)酵試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對菠蘿渣青貯飼料外觀性狀及青貯品質(zhì)無影響，但青貯發(fā)酵菠蘿渣中無氮浸出物含量較發(fā)酵前分別提高了3.33% 和7.13%，粗纖維水平分別降低了10.26% 和21.43%。同時發(fā)現(xiàn)，使用適量氨水可以改善菠蘿渣青貯料的顏色和氣味，使粗蛋白水平提高了9.04%。梁耀開等[5]研究指出，根霉和產(chǎn)朊假絲酵母菌最佳接種比例6∶4，接種量10%，料水比例3∶7，此發(fā)酵條件下CP 含量增幅最大。吳征敏[6]研究表明，在菠蘿渣原料中添加0.6 g/kg 纖維素酶，青貯菠蘿渣乳酸（LA）提高了18.53%、CP 含量提高了17.21%，菠蘿渣中添加0.025 g/kg 乳酸菌青貯，其發(fā)酵產(chǎn)物CP 提高了26.85% ，其發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價值均得到改善。陳間美等[7]研究指出，綠色木霉和產(chǎn)朊假絲酵母用作優(yōu)勢發(fā)酵菌種，經(jīng)試驗優(yōu)化表明，最佳發(fā)酵條件為30 ℃、接種量10%、料液比1∶3，此條件下連續(xù)發(fā)酵4 d，發(fā)現(xiàn)混合發(fā)酵后產(chǎn)物的粗蛋白含量為20.27%，且發(fā)酵后芳香氣味較濃。這為日后生產(chǎn)菌體蛋白飼料提供有利的發(fā)酵技術(shù)參考依據(jù)。

1.3 菠蘿渣在動物飼糧中的應(yīng)用

1）在反芻動物飼糧中的應(yīng)用。因菠蘿渣粗纖維含量高，并含有抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致直接飼喂適口性差，存在動物采食量降低、飼糧養(yǎng)分消化利用率不理想等問題。許多研究表明，菠蘿渣發(fā)酵飼料在動物飼糧中的應(yīng)用較普遍且效果明顯。研究發(fā)現(xiàn)，將20%菠蘿渣發(fā)酵培養(yǎng)物替代部分青貯玉米秸稈飼喂奶牛，奶牛采食量和干物質(zhì)攝入量提高了17.7%和26.39%，奶牛日產(chǎn)奶量和乳脂率提高了27.79%和3.26%[8]。這可能是發(fā)酵培養(yǎng)后菠蘿渣飼料適口性提升，促進動物食欲和采食量的增加，有效提高飼料消化利用率以及提高乳品產(chǎn)量和質(zhì)量。鄺哲師等[9]利用發(fā)酵菠蘿渣替代部分精料飼喂奶牛發(fā)現(xiàn)，對奶牛血清葡萄糖、膽固醇、甘油三酯等生化指標(biāo)無影響，可見在保證動物正常生長情況下可以使用發(fā)酵菠蘿渣替代部分精料以提高養(yǎng)殖效益。Gowda 等[10]利用62%菠蘿渣青貯料替代玉米青貯料并與部分精料混均后飼喂綿羊，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不影響綿羊的體重、料肉比、營養(yǎng)物質(zhì)代謝和血清生化指標(biāo)值，但可以有效降低養(yǎng)羊飼料成本。吳征敏[6]研究指出，用纖維素酶和乳酸菌發(fā)酵后的青貯菠蘿渣飼喂雷州黑山羊，對瘤胃正常發(fā)酵消化功能無影響且增加了瘤胃優(yōu)勢菌群種類的豐度，促進瘤胃內(nèi)有益微生物的生長繁殖，從而改善山羊腸道菌群結(jié)構(gòu)和促進機體健康生長。Acaina 等[11]研究表明，使用青貯菠蘿渣替代象草飼喂羔羊，對羔羊的胴體產(chǎn)量和非胴體成分無不良影響，并指出菠蘿副產(chǎn)物青貯飼料替代象草具有可行性。

2）在其它動物飼糧中的應(yīng)用。HAN 等[12]利用青貯處理后不同添加水平的菠蘿葉渣飼喂生長育肥豬，發(fā)現(xiàn)育肥豬的日增重增加、料肉比降低，提高養(yǎng)殖經(jīng)濟效益，改善肉品質(zhì)，其中以4%添加量飼喂效果最佳。呂慶芳等[13]研究表明，菠蘿皮渣養(yǎng)分含量豐富，貴妃雞日糧中以2.5%添加量為宜，不影響其生長性能和屠宰性能指標(biāo)。Chandler 等[14]利用菠蘿渣生產(chǎn)的菠蘿蛋白酶連續(xù)10 d 飼喂仔豬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，適量菠蘿蛋白酶可以顯著降低仔豬腹瀉發(fā)生率，提高仔豬日增重。

2 甘蔗渣

2.1 甘蔗渣的營養(yǎng)特性

甘蔗（Saccharum officinarum）是一年或多年生草本植物，原產(chǎn)于印度，具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強等特點。我國的甘蔗生產(chǎn)量居于世界第三，據(jù)統(tǒng)計2019年我國甘蔗產(chǎn)量為7 300 萬t。甘蔗渣是農(nóng)業(yè)和工業(yè)加工或收獲副產(chǎn)物，主要是指甘蔗加工榨果汁或制糖業(yè)的下腳料，其營養(yǎng)成分難以被動物消化，通過氨化和微生物發(fā)酵處理后可以有效解決動物對其養(yǎng)分消化吸收難的問題，以生產(chǎn)增值產(chǎn)品。甘蔗渣干物質(zhì)含量95.1%、CP2.43%、EE0.69%、CF44.7%、ASH2.19%、Ca 0.33%、P 0.08%[15]。此外，甘蔗皮木質(zhì)素和纖維素含量高，病蟲害發(fā)生少，農(nóng)藥殘留量較低，飼用安全性相對較高。甘蔗渣主要養(yǎng)分含量因品種、產(chǎn)地和收獲時間不同而存在差異。蔗渣中富含黃酮、多酚、苷類和有機酸等活性成分，主要包括漢黃芩苷、新橙皮糖苷、迷迭香酸、綠原酸等，具有抑菌、抗氧化、抗應(yīng)激等重要生理功能[16]。

2.2 甘蔗渣的微生物發(fā)酵

郭婷婷等[17]研究指出，黑曲霉單菌發(fā)酵終產(chǎn)物的CP 和多酚含量高于產(chǎn)朊假絲酵母，但其CF 含量則低于產(chǎn)朊假絲酵母。當(dāng)利用混合雙菌發(fā)酵時，發(fā)酵接種比例為1∶1，CP 含量提高了36.22%，CF 降低了7.30%，多酚含量提高了324.3%。結(jié)果顯示，混合雙菌的發(fā)酵效果優(yōu)于單菌。有研究報道，將甘蔗渣接種乳酸菌復(fù)合系LBC-8 進行發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)合系菌群為主要優(yōu)勢菌群，可促進乳酸菌等有益菌數(shù)量增殖，提高甘蔗渣微生物發(fā)酵飼料品質(zhì)[18]。張和平[19]研究指出甘蔗渣的最優(yōu)發(fā)酵條件為料液比例1∶3，30 ℃下發(fā)酵30 d，白腐菌和黑曲霉接種比例4∶1，可降解蔗渣木質(zhì)纖維素含量，改善飼料適口性。Mojtaba 等[20]通過體內(nèi)和體外試驗數(shù)據(jù)證實了利用假單胞菌生物發(fā)酵處理甘蔗渣可以用作反芻動物飼料替代粗飼料的來源，且發(fā)現(xiàn)發(fā)酵甘蔗渣在反芻飼料推廣和應(yīng)用中具有較大生產(chǎn)潛力。Sama?di等[21]采用先氨化后發(fā)酵的工藝開展甘蔗渣質(zhì)量評估和體外消化率試驗，結(jié)果表明，不同培養(yǎng)時間顯著影響粗蛋白含量變化。另外，將含可溶性碳水化合物10%的西米粉添加到哈茨木霉發(fā)酵的甘蔗渣中，對體外干物質(zhì)消化率和體外有機物消化率有顯著影響，對發(fā)酵pH值無影響。

2.3 甘蔗渣在動物飼糧中的應(yīng)用

反芻動物因自身特殊的消化生理結(jié)構(gòu)對粗纖維具有較強的消化吸收能力，故甘蔗渣作為粗飼料在反芻動物飼糧中的應(yīng)用較多，而在其他動物飼糧中的應(yīng)用也有少量研究報道。

1）在反芻動物飼糧中的應(yīng)用。Menezes 等[22]研究指出，相比直接青貯甘蔗渣，經(jīng)堿化處理后的青貯甘蔗渣飼料能夠顯著提高肉牛的日增重和采食量，且不影響屠宰后的肉品質(zhì)，使用效果良好。代正陽[23]利用青貯甘蔗渣替代50%稻草飼喂肉牛，發(fā)現(xiàn)可以促進肉牛育肥效果，但對肉牛瘤胃發(fā)酵特性和血清生化指標(biāo)無不良影響，在生產(chǎn)中為獲得更好的日增重和飼料報酬可以適當(dāng)使用青貯甘蔗渣替代飼喂日糧。馮定遠(yuǎn)等[24]在奶牛日糧中添加堿化處理后的甘蔗渣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在維持日糧營養(yǎng)平衡的條件下可以代替部分干草和玉米青貯以及少量精料的使用量。此外，對奶牛的采食量和產(chǎn)奶量以及飼料養(yǎng)分消化率無不良影響。蟻細(xì)苗等[25]利用膨化甘蔗渣替代玉米秸稈青貯料飼喂肉牛，發(fā)現(xiàn)肉牛的采食量和日增重均增加。其中，平均日增重提高了36.7%，飼料成本降低了28.8%。韓志金等[26]在奶牛飼糧中添加45%、50%、55%和60%甘蔗渣，對照組與添加組間的干物質(zhì)采食量和采食時間無顯著差異，兩組間的養(yǎng)分表觀消化率存在顯著差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高添加量的甘蔗渣也能夠降低奶牛泌乳量，為保證奶牛良好的泌乳水平，濃縮料中的添加量以45%～50%為宜。

2）在其它動物飼糧中的應(yīng)用。李夕[27]利用添加甘蔗渣的日糧飼喂肉雞，可顯著提高肉雞對淀粉的消化率，且粗玉米粉顆粒料和添加2%甘蔗渣可以有效促進養(yǎng)分消化利用率。單洪偉等[28]在凡納濱對蝦養(yǎng)殖過程中添加甘蔗渣發(fā)現(xiàn)，甘蔗渣對水質(zhì)中氮循環(huán)菌體的生長起誘導(dǎo)作用，并促進浮游微生物大量增殖，且適宜添加量對對蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)量和存活率并無影響，添加0.5～1 kg/m2甘蔗渣對對蝦養(yǎng)殖水環(huán)境具有直接改善功能。龐少華[29]研究報道，在凡納濱對蝦養(yǎng)殖水體中聯(lián)合使用芽孢桿菌和甘蔗渣可以提高對蝦產(chǎn)量和存活率，降低餌料系數(shù)，降低養(yǎng)蝦飼料成本，具有較好的養(yǎng)殖應(yīng)用效果。

3 小結(jié)與展望

近年來，關(guān)于常見果渣類非常規(guī)飼料資源的開發(fā)利用已成為飼料行業(yè)研究的熱點方向之一，在果渣發(fā)酵飼料產(chǎn)品開發(fā)與動物飼糧應(yīng)用方面取得一定成效。但在多種動物飼糧中的研究和推廣應(yīng)用還存在一些問題：1）以菠蘿渣和甘蔗渣等為主的果渣具有種植季節(jié)性和地區(qū)的限制性，只能就地取材加工利用，難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)廣泛化和規(guī)?；l(fā)展。2）對果渣含有的毒害物質(zhì)檢測和去除技術(shù)不夠精準(zhǔn)、高效。3）果渣類發(fā)酵飼料產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測和評價標(biāo)準(zhǔn)還不夠健全。4）果渣發(fā)酵優(yōu)勢菌菌株種類豐富性不夠，發(fā)酵工藝還有待提高，操作簡單且價格實惠的發(fā)酵微生物替代品相對缺乏。5）果渣類飼糧在不同生產(chǎn)方向、不同種類動物上的飼喂試驗不夠全面。因此，今后的研究和推廣應(yīng)用工作應(yīng)重視以下幾個方面：1）豐富發(fā)酵微生物菌種類型，優(yōu)化發(fā)酵工藝條件，開發(fā)微生物酶等發(fā)酵替代品。2）開發(fā)高效的原料毒素和抗?fàn)I養(yǎng)因子檢測和去除技術(shù)。3）制定果渣類發(fā)酵飼料產(chǎn)品質(zhì)量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品使用的安全性和可行性。4）擴大果渣類飼糧在不同生產(chǎn)方向和不同動物種類中的飼喂應(yīng)用，從營養(yǎng)物質(zhì)代謝、血清生化指標(biāo)、疾病發(fā)生率等多方面驗證飼喂效果。