不同添加劑對(duì)白酒糟發(fā)酵飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響研究

孫亞楠，李 梅，路力榕，任雨薇，李瑞春，潘立超，任海偉

（蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州 730050）

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，飼料資源短缺已成為我國(guó)飼料行業(yè)的突出問(wèn)題[1]。因蛋白飼料資源嚴(yán)重短缺，我國(guó)每年都需進(jìn)口數(shù)千萬(wàn)噸豆粕和魚(yú)粉等蛋白飼料資源來(lái)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的不足[2]。中國(guó)有悠久的白酒釀造歷史，是白酒生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，酒糟產(chǎn)量居世界首位[2-3]。研究表明，白酒糟中富含糯米、大米、高粱、玉米等多種組分，且含有蛋白質(zhì)、脂肪、微量元素及無(wú)氮浸出物等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。白酒糟所含營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)牲畜的生長(zhǎng)和發(fā)育十分有利，作為蛋白質(zhì)飼料源正逐步走向成熟。近年來(lái)，利用功能微生物發(fā)酵酒糟，生產(chǎn)酒糟蛋白飼料已成為研究熱點(diǎn)。如王玉瑋等[4]以白酒糟為主要原料，添加里氏木霉發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)經(jīng)添加5 %里氏木霉發(fā)酵后，酒糟飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值顯著提高。賴(lài)玉城[5]以醬香型固態(tài)白酒的丟糟為材料，采用二階段酒糟混菌固態(tài)發(fā)酵工藝技術(shù)生產(chǎn)酒糟蛋白飼料，發(fā)現(xiàn)經(jīng)處理后飼料的粗蛋白含量為29.31 %，有效提高了酒糟中的蛋白含量。

因此，本實(shí)驗(yàn)探究8 種不同的添加劑對(duì)酒糟飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響，通過(guò)對(duì)纖維素、粗脂肪、總糖、灰分、粗蛋白和氨基酸等成分的對(duì)比，評(píng)估不同添加劑對(duì)發(fā)酵酒糟飼料的影響，從而選擇最合適的添加劑。經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存之后期待酒糟飼料的某些指標(biāo)得以改善，提高酒糟飼料中有效成分的含量，為酒糟飼料的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)與支撐，做到物盡其用。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

原料：本研究采用的酒糟原料來(lái)自于金徽酒股份有限公司。

儀器與設(shè)備：UV-5200 型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司；HH-4 數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海亞榮生化儀器廠；臺(tái)式離心機(jī)TG-16，長(zhǎng)沙黃泰儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

分別取一定量的鮮酒糟原料，加入里氏木霉（Trichodermareesei）、植物乳酸桿菌（Lactobacillus）、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、黑曲霉孢子粉(Auricularia auricula)、產(chǎn)朊假絲酵母（Candida utilis）、植酸酶、纖維素酶、華芬酶，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，填裝入青貯容器中后密封，再進(jìn)行青貯發(fā)酵（時(shí)間設(shè)定為8 個(gè)月），8 種添加劑分別設(shè)置了3 個(gè)不同的濃度梯度，分別是3%、5%、8%。各種添加劑的名稱(chēng)及編碼如表1所示。

表1 添加劑的名稱(chēng)及編碼

發(fā)酵完成后，將一部分鮮酒糟在105 ℃條件下干燥至恒重，粉碎過(guò)40 目篩，測(cè)定營(yíng)養(yǎng)組分和氨基酸等相關(guān)指標(biāo)；另一部分在離心管中加入5 g 鮮酒糟及35 mL 蒸餾水，浸提1 h，4000 r/min 條件下離心10 min，取上清液，測(cè)定總糖含量。

1.3 酒糟化學(xué)成分的測(cè)定

總糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法；粗脂肪含量測(cè)定采用索氏抽提法；灰分含量測(cè)定采用干法灰化法；粗蛋白含量測(cè)定采用凱氏定氮法；淀粉含量測(cè)定采用GB/T 5009.9—2008；氨基酸含量的測(cè)定采用氨基酸自動(dòng)分析儀法；乳酸、葡萄糖以及乙醇含量的測(cè)定采用SBA-40X 生物傳感分析儀。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒糟飼料基本成分含量的分析

2.1.1 添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中粗蛋白的影響

蛋白質(zhì)含量是飼料中的一個(gè)極其重要的指標(biāo)。不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中氮含量的影響如圖1 所示。和空白對(duì)照相比，經(jīng)添加劑處理后酒糟飼料的粗蛋白含量發(fā)生了明顯變化。經(jīng)8 %產(chǎn)朊假絲酵母處理的酒糟飼料中粗蛋白含量最高，達(dá)到23.82 %；經(jīng)8 %植酸酶處理的酒糟飼料中粗蛋白含量最低，僅為9.45 %；經(jīng)5 %里氏木霉、5 %釀酒酵母、5%黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中粗蛋白的含量也較高，達(dá)到20%以上。其中經(jīng)8%的產(chǎn)朊假絲酵母處理的酒糟飼料中含有的粗蛋白含量與《中國(guó)飼料成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表》推薦的含量最為接近。

圖1 添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中粗蛋白的影響

2.1.2 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中粗脂肪含量的影響

不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中粗脂肪含量的影響如圖2 所示。和空白對(duì)照相比，經(jīng)添加劑處理后的酒糟飼料粗脂肪含量發(fā)生了明顯變化。經(jīng)5%產(chǎn)黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中粗脂肪含量最高，達(dá)到19.78%，經(jīng)5%植物乳酸桿菌處理的酒糟飼料中粗脂肪含量最低，僅為4.23 %，經(jīng)8 %的黑曲霉孢子粉、3 %的纖維素酶、8 %的釀酒酵母、3 %的產(chǎn)朊假絲酵母、3 %的黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中粗脂肪的含量也較高，達(dá)到10%以上，經(jīng)5 %植酸酶處理的酒糟飼料中粗脂肪含量也較低在5%以下。其中經(jīng)8%的黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中含有的粗脂肪含量與《中國(guó)飼料成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表》推薦的含量最為接近。

圖2 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中粗脂肪含量的影響

2.1.3 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中灰分含量的影響

在高溫狀態(tài)時(shí)，物料會(huì)發(fā)生很多的物理和化學(xué)變化，最終有機(jī)物質(zhì)揮發(fā)，而殘留的物質(zhì)即為灰分（無(wú)機(jī)鹽和氧化物等無(wú)機(jī)物質(zhì)）。飼料中的粗灰分主要有鈣、磷、鈉、氯、鎂、鐵、硫、碘、錳、銅、鈷、鋅等[10]。礦物質(zhì)是構(gòu)成牲畜組織、骨骼、器官等的重要物質(zhì)，特別是鈣和磷是構(gòu)成牙齒、骨骼等的主要成分。牲畜飼料中的礦物質(zhì)缺乏或鈣磷比例不足會(huì)導(dǎo)致軟骨病，甚至癱瘓。

不同的添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中粗灰分含量的影響如圖3 所示。和空白對(duì)照相比，添加劑處理后的酒糟飼料中，粗灰分含量發(fā)生顯著變化。如圖3 所示，經(jīng)5 %植酸酶處理的酒糟飼料中粗灰分的含量最高，達(dá)到25.71%，經(jīng)3%黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中粗灰分含量最低，僅為4.45 %，經(jīng)8 %植酸酶、8 %纖維素酶處理的酒糟飼料中粗灰分的含量也較高，達(dá)到20 %以上。其中酒糟飼料粗灰分的含量偏高，是因?yàn)樗捎玫木圃阍蠜](méi)有經(jīng)過(guò)去除酒糟中的谷殼這一步驟,也有可能是因?yàn)榛一煌耆?/p>

圖3 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中灰分含量的影響

2.1.4 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中總糖含量的影響

在評(píng)估酒糟飼料中不同添加劑對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響的實(shí)驗(yàn)中，飼料的總糖含量如圖4 所示，其分為兩部分，固體總糖（經(jīng)過(guò)干燥粉碎之后的飼料）和液體總糖（濕態(tài)的飼料）。和空白對(duì)照相比，經(jīng)某種特定添加劑處理后的酒糟飼料，其總糖含量明顯變化。如圖4 所示，干燥粉碎之后的飼料中經(jīng)過(guò)4 %的植酸酶處理后含有的總糖最高，達(dá)到4.85 %，經(jīng)3 %華芬酶處理的酒糟飼料總糖含量最低，僅為1.04%。而在濕的酒糟飼料中，經(jīng)過(guò)5%釀酒酵母處理的酒糟飼料總糖含量最高為0.13%，而原料中含量?jī)H有0.02 %。濕態(tài)飼料含有的總糖含量明顯很低。

圖4 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中總糖含量的影響

2.1.5 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中碳水化合物含量的影響

碳水化合物是飼料的主要組成成分，約占飼料的70 %，是牲畜攝入熱量的主要來(lái)源。碳水化合物是活細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本組成部分，也是主要的能量供應(yīng)者，它們?cè)谡{(diào)節(jié)細(xì)胞活動(dòng)方面具有重要功能。

在評(píng)估酒糟飼料中不同添加劑對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響的實(shí)驗(yàn)中，飼料的碳水化合物含量如圖5 所示。和空白對(duì)照相比，經(jīng)某種特定添加劑處理后的酒糟飼料，其碳水化合物含量明顯變化。但總體來(lái)說(shuō)，碳水化合物的含量變化不大。從圖5 可以看出，經(jīng)冷凍處理的酒糟原料中碳水化合物含量最高，高達(dá)70.33%，經(jīng)5%黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中碳水化合物含量最低，僅為46.95 %。可以得出結(jié)論，在酒糟飼料的貯存過(guò)程中，碳水化合物的含量逐漸減少，而減少幅度的大小則與添加劑的種類(lèi)以及含量有關(guān)。

圖5 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中碳水化合物含量的影響

2.1.6 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中淀粉含量的影響

淀粉含量是飼料的另一個(gè)重要指標(biāo)，是碳水化合物的一部分。在評(píng)估酒糟飼料中不同添加劑對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響的實(shí)驗(yàn)中，酒糟飼料的淀粉含量如圖6 所示。和空白對(duì)照相比，經(jīng)某種特定添加劑處理后的酒糟飼料，其淀粉含量明顯變化。如圖6 所示，經(jīng)冷凍的酒糟飼料中（即沒(méi)有經(jīng)過(guò)添加劑處理也沒(méi)有貯存的酒糟飼料）淀粉含量最高，達(dá)到22.95%，經(jīng)8%釀酒酵母處理的酒糟飼料中淀粉含量最低，僅為9.55 %。同《中國(guó)飼料成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表》給出的數(shù)值（DDGS 中淀粉含量為26.7%、鮮啤酒糟中淀粉為11.50%）比較，經(jīng)8%里氏木霉處理的酒糟飼料與鮮酒糟中淀粉含量相近，經(jīng)8%釀酒酵母處理的酒糟飼料中淀粉的含量與DDGS 的含量相近?？梢缘贸鼋Y(jié)論：酒糟在貯存保藏過(guò)程中，淀粉的含量會(huì)變少，而減少率則與是否有添加劑、添加劑的類(lèi)型和數(shù)量有關(guān)。

圖6 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中淀粉含量的影響

2.2 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中纖維素含量的影響

纖維素含量是表征酒糟飼料中粗纖維含量的重要指標(biāo)，在評(píng)估酒糟飼料中不同添加劑對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響的實(shí)驗(yàn)中，飼料的纖維素相關(guān)含量如圖7所示。和空白對(duì)照相比，經(jīng)某種特定添加劑處理后的酒糟飼料，其纖維素含量明顯變化。如圖7 所示，經(jīng)過(guò)8%里氏木霉處理的酒糟飼料中纖維素的含量最高，達(dá)到37.93%，經(jīng)過(guò)5%植酸酶處理的酒糟飼料中纖維素含量最低，僅為8.72%。

圖7 不同添加劑對(duì)酒糟發(fā)酵過(guò)程中纖維素含量的影響

2.3 不同添加劑處理的酒糟飼料的氨基酸組成

蛋白質(zhì)是由多種氨基酸組成的復(fù)雜大分子化合物，是牲畜生長(zhǎng)和發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。一些必需氨基酸缺乏時(shí)，將會(huì)引起畜禽生長(zhǎng)停滯，畜體虛弱。由于飼料種類(lèi)不同，氨基酸的種類(lèi)、數(shù)量及結(jié)合狀態(tài)也不同，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也有差別。

不同添加劑處理的酒糟飼料的氨基酸組成如表2 所示。酒糟飼料中共17 種氨基酸被檢測(cè)出(色氨酸因在水解過(guò)程中被破壞而沒(méi)有被測(cè)量出)，其中包括7 種必需氨基酸、10 種非必需氨基酸。經(jīng)8 %產(chǎn)朊假絲酵母處理的酒糟飼料中EAA 總量最大，其次為經(jīng)過(guò)5 %里氏木霉處理的酒糟飼料；經(jīng)8%產(chǎn)朊假絲酵母處理的酒糟飼料中含有的氨基酸總量最多，達(dá)到18.50%；經(jīng)8%里氏木霉處理的酒糟飼料中含有的氨基酸總量最少，僅為11.07%。

表2 酒糟飼料的氨基酸組成及含量 (%)

續(xù)表2 酒糟飼料的氨基酸組成及含量 (%)

由表3 可知，Glu 在酒糟飼料中含量最高，為3.450 %；而氨基酸含量最低的是Arg，僅為0.144 %。變異系數(shù)最高的是Lys，達(dá)到45.594 %，說(shuō)明酒糟飼料被不同添加劑處理時(shí)，Lys 差異最為明顯。His、Ile、Met 的變異系數(shù)相對(duì)也較大，說(shuō)明差異較明顯；其他氨基酸差異變化較小。

表3 酒糟蛋白氨基酸分析 (%)

由表4 可以看出，經(jīng)24 種添加劑處理過(guò)的酒糟飼料中，EAA 與AA 的比值略高于WHO/FAO 的推薦模式，變化范圍為33.66 %～40.78 %，EAA 平均占AA 的37.29 %。與WHO/FAO 推薦模式必需氨基酸的含量相比，24種添加劑處理的酒糟蛋白的第一限制氨基酸為Met 和Cys，氨基酸評(píng)分為5.52，其中Lys 的氨基酸評(píng)分是6.82，與WHO/FAO 推薦模式的指數(shù)最接近。

表4 酒糟蛋白的氨基酸評(píng)分 (%)

3 結(jié)論

就干物質(zhì)方面考慮，損耗較少的組是：A-1 組、A-2 組、C 組（包括C-1 組、C-2 組、C-3 組）、D-1組、D-2 組、E-1 組、E-3 組、F-1 組、F-3 組、G-1 組、H-1 組、H-3 組；就蛋白質(zhì)考慮，與原料相比，蛋白含量有所提高的組是：A-2、A-3、B-1、B-2、B-3、D-2、D-3、E-2、F-2、G-2、G-3；就氨基酸考慮，處理效果高于其平均效果的組是：A-2、B-1、B-3、C-1、C-2、C-3、D-2、D-3、E-2、E-3、F-2、G-2、H-1；就碳水化合物方面考慮，效果較好的組是：A-1、A-2、A-3、B-1、B-2、B-3、C-1、D-1、D-2、D-3、E-1、E-3、F-1、F-3G；在總糖方面考慮，效果良好的組是：A-2、D-2、D-3、F-1、F-3、I；就纖維素方面考慮，效果較好的組是A-3、B-2、B-3、E-2、B-1、G-3、D-2、D-1、H-3。綜合以上各個(gè)指標(biāo)綜合考慮，認(rèn)為D-2 組（5 %產(chǎn)朊假絲酵母組）取得的效果最好。