啤酒糟在養(yǎng)豬應(yīng)用上的研究進(jìn)展

黃 健，鄧 紅，劉作華

(1.重慶市畜牧科學(xué)院，重慶 榮昌 402460；2.農(nóng)業(yè)部養(yǎng)豬科學(xué)重點(diǎn)實驗室，重慶 榮昌 402460；3.養(yǎng)豬科學(xué)重慶市市級重點(diǎn)實驗室，重慶 榮昌 402460)

0 引言

啤酒糟是啤酒工業(yè)副產(chǎn)品，是以大麥或青稞等為主要原料，輔以部分淀粉質(zhì)原料(如玉米、大米、小麥)，并添加酵母、啤酒花、糖類和水等，經(jīng)發(fā)酵提取籽實中可溶性碳水化合物后的殘渣，主要由原料的皮殼、葉芽、不溶性蛋白質(zhì)、半纖維素、脂肪、酶、維生素、灰分及少量未分解的淀粉和未洗出的可溶性浸出物等組成。目前中國已經(jīng)是世界啤酒產(chǎn)銷量最大的國家，2013年中國啤酒產(chǎn)量達(dá)到歷史高點(diǎn)，達(dá)4 982.8萬t，之后連年減少，2020年產(chǎn)量為3 411.1萬t。每生產(chǎn)1 t啤酒大約產(chǎn)生1/4 t的鮮啤酒糟，1/12 t的風(fēng)干啤酒糟。處理好啤酒糟是啤酒工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切要求，處理不好不僅浪費(fèi)資源，還會嚴(yán)重污染環(huán)境。

1 啤酒糟的營養(yǎng)特性

啤酒糟的主要成分隨啤酒生產(chǎn)用料和加工工藝等不同而存在差異，在制作動物飼料配方時最好根據(jù)實際測定值進(jìn)行配方計算。風(fēng)干啤酒糟中粗蛋白含量達(dá)20%以上，所含中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)比白酒糟、葡萄渣、甜菜渣、小麥秸稈等粗飼料相對較低，必需氨基酸，維生素及礦物質(zhì)種類與含量豐富，因此啤酒糟作為飼料原料有較好的開發(fā)前景[1-2]。中國飼料營養(yǎng)價值表(2008年)顯示，大麥釀造啤酒糟在風(fēng)干后含干物質(zhì)為88%，其中粗蛋白質(zhì)為24.3%，粗纖維為13.4%，鈣為0.32%，總磷為0.42%，豬消化能為9.42 kJ/kg，賴氨酸為0.72%，蛋氨酸為0.52%，蘇氨酸為0.81%，色氨酸為0.28%。由于啤酒糟中含有一定量的酒精成分，且粗纖維水平較高，影響日糧養(yǎng)分的消化吸收。因此，要注意其在日糧中的添加比例不宜過高，同時要注意能量和必需氨基酸的平衡。

2 啤酒糟作豬飼料的利用方式和效果

2.1 鮮用

鮮啤酒糟水分一般在70%以上，且不宜長途運(yùn)輸和保存，適宜在啤酒廠周邊養(yǎng)殖場使用。能否做到良好貯存是鮮啤酒糟利用的關(guān)鍵。未使用完的鮮啤酒糟最好利用厭氧青貯法密閉儲存[3]。王紅英在杜長大豬30～60 kg階段日糧中添加30%鮮啤酒糟，在60～110 kg階段添加40%鮮啤酒糟，對日增重沒有顯著影響[4]。黃健等研究表明，在長榮豬20～50 kg階段日糧中添加60%鮮啤酒糟，在50～90 kg階段添加70%鮮啤酒糟，對生產(chǎn)性能沒有顯著影響[5]。

2.2 風(fēng)干使用

啤酒糟風(fēng)干后保存方便、可長途運(yùn)輸和適宜配合飼料。但啤酒糟烘干工藝復(fù)雜，耗能高，污染環(huán)境，且高溫會破壞啤酒糟中的維生素、有益微生物和氨基酸等而影響其應(yīng)用效果[3]。駱先虎等用64頭45 kg生長豬試驗30 d研究鮮啤酒糟和干啤酒糟的飼養(yǎng)效果。結(jié)果：豬日增重鮮用高于干用17.5%(P<0.05)，飼料轉(zhuǎn)化效率提高6.3%(P<0.01)，且鮮啤酒糟適口性更佳，鮮啤酒糟使用效果顯著優(yōu)于干啤酒糟。

2.3 發(fā)酵啤酒糟應(yīng)用

用啤酒糟制作生物發(fā)酵飼料是近年來啤酒糟應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。啤酒糟與其他含水量少的飼料(如麥夫，菜粕，棉粕)合理配比，添加適宜的青貯添加劑后混合發(fā)酵處理，既能解決啤酒糟含水分高的問題，又能合理利用其他飼料資源。啤酒糟發(fā)酵能產(chǎn)生大量有益微生物、菌體蛋白質(zhì)、小肽、酶和維生素等有益因子，同時分解破壞其中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，因此能大大地提升啤酒糟的營養(yǎng)價值和利用效果[3]。

1)發(fā)酵啤酒糟采用的菌種、酶及工藝參數(shù)。目前啤酒糟發(fā)酵菌種成功應(yīng)用的主要有布氏乳桿菌[7]、里氏木霉[8]、康氏木霉[9]、黑曲霉[8-9]、釀酒酵母[8]等，由單菌發(fā)展到多菌并與酶制劑混合使用。

丁良等[7](2016年)評價了布氏乳桿菌和雙乙酸鈉對西藏啤酒糟全混合日糧(TMR)發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，各試驗組均獲得了較高的乳酸含量，較低的氨態(tài)氮/總氮和微量的丁酸，發(fā)酵品質(zhì)良好；添加0.5%的雙乙酸鈉提高了乳酸含量，降低了pH值、氨態(tài)氮/總氮和丁酸含量(P<0.05)，同時提高了干物質(zhì)回收率(P<0.05)，對粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量無顯著影響；布氏乳桿菌處理組降低了乳酸、粗蛋白含量和干物質(zhì)回收率(P<0.05)，提高了pH值和氨態(tài)氮/總氮值(P<0.05)；在有氧暴露14 d內(nèi)，pH緩慢上升，且溫度未超過環(huán)境溫度2℃，顯示有較高的有氧穩(wěn)定性；添加布氏乳桿菌和雙乙酸鈉均在不同程度上降低了霉菌和酵母菌數(shù)量，對啤酒糟TMR有氧穩(wěn)定性有積極的改善效果，其中雙乙酸鈉的效果優(yōu)于布氏乳桿菌。

楊光瑞等(2016年)采用三菌混合探究了以啤酒糟和葡萄渣混合底物固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料的工藝條件。結(jié)果表明，啤酒糟與葡萄渣以7:3比例混合的發(fā)酵基質(zhì)，初始含水量為65%，在里氏木霉、黑曲霉、釀酒酵母配比為1:1:1，5%的接種量，30℃發(fā)酵60 h后，發(fā)酵產(chǎn)物粗蛋白含量34.32%，伴有淡淡的酸香，電鏡掃描顯示纖維素分子無定形區(qū)消失，伴有大量酵母分布在飼料表面[8]。

賓冬梅等[9](2015年)在啤酒糟發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶的條件優(yōu)化研究中發(fā)現(xiàn)，黑曲霉在20%的接種量，料水比1：1.5，溫度34℃條件下發(fā)酵3 d，纖維素酶活為706.4 nkat；康氏木霉在同等條件下發(fā)酵，纖維素酶活為459.2 nkat；混菌發(fā)酵中黑曲霉與木霉比6：4，20%的接種量，料水比1：0.5，在32℃下培養(yǎng)3 d，纖維素酶活為812.4 nkat。黃河清濤等(2016年)以啤酒糟為主要原料，采用二次多菌種混合固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料。結(jié)果表明，黑曲霉在其最適宜條件下單菌發(fā)酵后粗纖維為5.90%；康氏木霉在其最適宜條件下單菌發(fā)酵后的粗纖維為6.10%；混菌發(fā)酵時混菌20%的接種量(黑曲霉與康氏木霉比6：4)、料水比1：2，30℃下培養(yǎng)3 d，測得發(fā)酵后纖維素含量為4.40%[10]。賓冬梅等(2016年)在以黑曲霉和木霉雙菌一次發(fā)酵啤酒糟后，再添加啤酒酵母與枯草芽孢桿菌進(jìn)行二次混菌發(fā)酵，得到最佳條件為：溫度35℃，16.26%的接種量，酵母菌和枯草芽孢桿比5：1，添加3.46%的硫酸銨，2%的尿素，發(fā)酵4 d后產(chǎn)物粗蛋白質(zhì)含量為38.11%[11]。賓冬梅等(2017年)以飼料酵母和枯草芽孢桿菌進(jìn)行二次混菌發(fā)酵，最佳條件為：溫度33.73℃，16.51%的接種量，酵母菌和枯草芽孢桿菌比5：1，添加5%的硫酸銨，2%的尿素，發(fā)酵4 d后產(chǎn)物粗蛋白質(zhì)含量升高到43.38%。以上結(jié)果表明，通過二次混菌發(fā)酵效果比單菌種單次發(fā)酵效果更好，能顯著提高發(fā)酵啤酒糟粗蛋白含量，降解纖維素效果更多，所產(chǎn)生的纖維素酶活性也更高[12]。

王瑞等(2019年)在發(fā)酵啤酒糟試驗中添加15.0%的血粉、發(fā)酵溫度30℃、接種2.0%的酵母菌、發(fā)酵5 d，獲得的發(fā)酵物蛋白質(zhì)含量為50.36%，比初始樣蛋白質(zhì)提升75.53%。利用酵母菌及乳酸菌混合發(fā)酵時，先接種1.0%的乳酸菌發(fā)酵2 d，再接種1.0%酵母菌繼續(xù)發(fā)酵至7 d時，產(chǎn)物蛋白質(zhì)含量達(dá)到59.27%，比初始樣蛋白質(zhì)提高106.59%。說明利用上述2種發(fā)酵方式均能得到良好的蛋白質(zhì)飼料，且混菌發(fā)酵效果更好[13]。

蔡國林等(2015年)研究了啤酒糟經(jīng)系列處理制備蛋白飼料的方法。首先將啤酒糟粉碎后過60目篩，篩下物粗蛋白含量達(dá)到38.8%，粗纖維含量降低到1.89%，然后對篩下物球磨，之后再用纖維素酶、木聚糖酶和蛋白酶混合酶解和產(chǎn)朊假絲酵母JX-09固態(tài)發(fā)酵。結(jié)果：發(fā)酵產(chǎn)物粗蛋白質(zhì)含量達(dá)到45.17%，比啤酒糟原樣提高59.6%，多肽含量從0.68%提高到5.21%，體外蛋白質(zhì)消化率從53.7%提高到61.8%，水解氨基酸為42.18%，比啤酒糟原樣提高60%，必需氨基酸總量為17.3%，比啤酒糟原樣提高60%，粗纖維含量為1.66%，比啤酒糟原樣降低89%[14]。曲亮璠等(2020年)研究了用纖維素酶降解啤酒糟中的纖維素，獲得最佳工藝條件為：初始pH值為6.0，纖維素酶添加量為2.5%，酶解時間4 h后酶解液中還原糖含量達(dá)到3.65 mg/mL[15]。

2)發(fā)酵啤酒糟養(yǎng)豬效果。鄔蘇曉等(2018年)用復(fù)合酶制劑和益生菌發(fā)酵啤酒糟，以75頭體重30.0±5.0 kg梅花豬為試驗對象，分別在日糧中添加20%、30%、40%和50%的發(fā)酵啤酒糟(以干物質(zhì)計算)，試驗期60 d。結(jié)果：添加40%的發(fā)酵啤酒糟能顯著提高豬日增重和飼料報酬，并能有效控制腹瀉和糞臭，降低豬的飼養(yǎng)成本[16]。蔡俊等(2005年)試驗表明，發(fā)酵啤酒糟完全可以部分替代豆粕[17]。陳云(2007年)采用蛋白酶和復(fù)合纖維素酶水解啤酒糟，然后將干燥的酶解啤酒糟替代部分蛋白質(zhì)飼料飼喂25 kg的生長豬60 d。結(jié)果表明，啤酒糟經(jīng)酶解后營養(yǎng)組成顯著改善，取代部分蛋白質(zhì)飼料不影響生長豬的生產(chǎn)性能[18]。蔣載陽等(2019年)用發(fā)酵豆粕、發(fā)酵啤酒糟、發(fā)酵果渣3種發(fā)酵飼料，分別替代玉米—豆粕型日糧中部分玉米、豆粕和玉米皮，可顯著提高哺乳母豬血清免疫球蛋白(IgG)水平，顯著降低母豬斷奶后的發(fā)情間隔，在一定程度上改善母豬的生產(chǎn)性能，提高養(yǎng)分表觀消化率[19]。

3 存在的問題和展望

啤酒糟雖然是一種釀酒廢棄物，但其營養(yǎng)成分是一種很好的飼料資源。由于啤酒糟產(chǎn)出集中，不易保存，干燥不僅成本高還破壞其中的營養(yǎng)物質(zhì)，因此作為發(fā)酵飼料是其最好的利用方式，更利于啤酒糟的保存和價值提升。但在啤酒糟發(fā)酵應(yīng)用研究上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如用于發(fā)酵的菌種種類、接種量、菌種之間的協(xié)同作用、適宜的輔助性物料(如酶、氮源、碳源等)、發(fā)酵的適宜條件和工藝、發(fā)酵后處理、工業(yè)化生產(chǎn)專用設(shè)備設(shè)施等，還需要進(jìn)行大量資金的投入和科技攻關(guān)。