果渣發(fā)酵飼料的應(yīng)用現(xiàn)狀和研究進(jìn)展

田航飛，孫汝江，張 豪，崔 賢，楊同榮，叢 磊*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙臺研究院，山東 煙臺 264032；2.威海市文登區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村事務(wù)服務(wù)中心，山東 威海 264400）

我國飼料資源日益緊張，人畜爭糧問題嚴(yán)重，開發(fā)一類非常規(guī)飼料資源顯得尤為重要。我國是全球水果的主產(chǎn)國之一，2020年水果總產(chǎn)量達(dá)28692萬 t［1］。果渣是水果經(jīng)過榨汁、生產(chǎn)罐頭等過程得到的副產(chǎn)品，主要成分有果漿、果核、果皮等，由于水果的生產(chǎn)加工方式是季節(jié)性加工，果渣大量集中產(chǎn)出，是一類豐富的可開發(fā)利用的廢棄資源。

近年來，開發(fā)果渣飼料的方式增多，既可以緩解果渣填埋造成的環(huán)境污染，也可以為畜禽飼養(yǎng)提供其他來源。利用果渣生產(chǎn)飼料主要有3種方式：即簡單處理（鮮果渣或果渣干粉）、鮮渣青貯以及利用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)菌體蛋白飼料［2-9］。采用發(fā)酵果渣飼喂家畜既可減少果渣資源的浪費，又可以為畜禽養(yǎng)殖提供非常規(guī)的綠色飼料資源。適當(dāng)添加發(fā)酵果渣于畜禽日糧中可以改善畜禽幼體的腸胃功能，促進(jìn)其腸胃的消化吸收，還可以增加成年畜禽的采食量和日增重，提高部分產(chǎn)蛋家禽和產(chǎn)奶畜禽的蛋奶品質(zhì)。近年來有研究表明，在畜禽飲食中加入葡萄渣還可以減少活性氮和甲烷排放［10-12］。本文綜合國內(nèi)外的相關(guān)研究，對常見果渣的主要營養(yǎng)成分、果渣飼料化生產(chǎn)的處理方式及其在畜禽飼喂中的具體作用進(jìn)行了綜述，以期為發(fā)酵果渣在畜禽生產(chǎn)中的實際應(yīng)用提供參考。

1 常見果渣中的主要營養(yǎng)成分

目前，我國水果種植面積及產(chǎn)量位列前三的是柑橘、蘋果和葡萄［1］，深加工后產(chǎn)生的果渣量大，并且具有較好的適口性，經(jīng)微生物發(fā)酵后，果渣中的蛋白質(zhì)含量、氨基酸含量和益生菌活性明顯提高，抗?fàn)I養(yǎng)因子含量減少，飼料化利用率提高［2］。此外，也有相關(guān)研究將甘蔗和沙棘果作為發(fā)酵原料，而以其他水果作為發(fā)酵飼料的研究極少。

由表1和表2可知，不同類型果渣在粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪、鈣、磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及礦物質(zhì)元素的含量水平上有一定差異。其中，柑橘渣中粗纖維與其他果渣相比含量較少，說明適口性更好［3-7］；蘋果渣中粗灰分和鈣的含量較少，而粗纖維含量高，適宜飼喂瘤胃中微生物發(fā)酵能力強(qiáng)的反芻家畜，此外，蘋果渣含較多蘋果多酚，可以有效清除畜禽體內(nèi)的自由基，預(yù)防畜禽衰老過程中的病癥［13-16］；葡萄渣中含有較多的磷、鉀和鐵［6，17-19］，用作飼料時有利于動物骨骼系統(tǒng)的發(fā)育；沙棘渣中的粗脂肪和粗蛋白質(zhì)含量較高，飼用價值高，且硒含量較高，有利于提高畜禽的免疫力［20-24］；甘蔗渣中粗纖維含量最多，粗脂肪及磷的含量少，適口性差，處理復(fù)雜，但其有利于緩解畜禽便秘［25-29］。

表1 果渣主要營養(yǎng)成分（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

表2 果渣礦物質(zhì)元素含量（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

此外，果渣中的天然單寧可以有效控制其血糖的升高，為魚類攝入高糖飼料提供可能，能有效緩解飼料蛋白質(zhì)資源的緊張［30］。果渣中還含有多種維生素、天然色素、不飽和脂肪酸、有機(jī)酸以及黃酮類等活性物質(zhì)，在畜禽的生理調(diào)節(jié)、免疫、繁殖以及抗氧化等方面都發(fā)揮著積極的作用，果渣飼料在畜禽飼養(yǎng)中的應(yīng)用潛力巨大。

2 果渣飼料化的處理方式

果渣可以經(jīng)不同處理成為畜牧飼料，包括制備干粉、鮮渣青貯及微生物發(fā)酵為菌體蛋白飼料等［2-9，31-33］。

2.1 非發(fā)酵處理

新鮮果渣帶有果香，可提高適口性，但存放時間短，其蛋白質(zhì)和氨基酸含量較低，粗纖維含量較高，pH值偏低，但單寧含量又較高，會抑制微生物的生長活動［34］，影響畜禽對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。因此，可將鮮果渣堿中和后粉碎處理，制成果渣干粉，方便貯存與運輸。缺點在于處理成本較高，果渣干粉易霉變，其粗蛋白與真蛋白以及一些微量元素含量偏低（表1），一般僅作為飼料添加劑或者代替麩皮與玉米作為飼料原料［31］。

2.2 發(fā)酵處理

2.2.1 青貯發(fā)酵 果渣青貯發(fā)酵是將晾曬或擠壓水分后的鮮果渣壓實堆在密閉環(huán)境內(nèi)，在厭氧條件下發(fā)酵。優(yōu)點在于既可以保持果渣良好的適口性，又能改善其營養(yǎng)成分，但要嚴(yán)格規(guī)范青貯技術(shù)，以免產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)。此外，已有研究表明，在青貯發(fā)酵時，植物乳桿菌可在0.12 g/mL NaCl的培養(yǎng)基中生長，耐鹽能力強(qiáng)，在發(fā)酵液中乳酸相對含量最高，達(dá)95.40%，可有效應(yīng)用于果渣青貯飼料添加劑的制備［32］。

2.2.2 菌體蛋白飼料 利用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)菌體蛋白飼料的工藝包括液態(tài)深層發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵，我國目前以固態(tài)發(fā)酵研究為主。固態(tài)發(fā)酵的優(yōu)點在于果渣同其他原料與微生物混合發(fā)酵后，果酸、果膠質(zhì)、淀粉等物質(zhì)被降解為易被畜禽消化吸收的小分子物質(zhì)和大量菌體蛋白，能有效平衡氨基酸組成，提高益生菌數(shù)量，降低纖維素及半纖維素含量，抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)降解，從而提高果渣的營養(yǎng)價值和畜禽的消化吸收率［35-38］。其缺點在于果渣發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料需要選用適宜的多種菌種混配進(jìn)行接種繁殖，多菌種之間的微觀互作復(fù)雜且會顯著增加生產(chǎn)成本，不利于飼料生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化。此外，由于菌種種類和配比、果渣種類和比例、溫濕度、發(fā)酵時長等各項可變條件存在，以及不同畜禽對飼料營養(yǎng)成分的需求不同，目前尚未明確某一果渣的最優(yōu)發(fā)酵工藝。已有研究在控制不同變量的情況下，給出相對最優(yōu)解（表3）。

表3 果渣菌體蛋白飼料的相對最優(yōu)發(fā)酵方式

3 發(fā)酵果渣在主要畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

發(fā)酵飼料在畜禽飼養(yǎng)中應(yīng)用廣泛，適當(dāng)添加對不同生長階段的畜禽均有益處，其可以改善畜禽幼體的腸胃功能，降低腹瀉等疾病的發(fā)病率，提高免疫力和消化吸收能力，還可以增加成年畜禽的采食量和日增重，提升產(chǎn)蛋家禽和產(chǎn)奶畜禽的蛋奶品質(zhì)。

3.1 發(fā)酵果渣在家畜養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1.1 發(fā)酵果渣在反芻家畜養(yǎng)殖中的應(yīng)用 反芻家畜瘤胃中微生物發(fā)酵能力強(qiáng)，能夠消化粗纖維含量較高的發(fā)酵果渣飼料，因此，發(fā)酵果渣在牛羊等反芻家畜中研究應(yīng)用較為廣泛，適口性良好。

從發(fā)酵果渣飼喂羔羊和犢牛的研究［39-41］中發(fā)現(xiàn)，在麥稈混合飼料中添加30%的青貯柑橘渣飼喂羔羊，會提高羊肉的系水力，使羔羊肌肉構(gòu)象更加優(yōu)良；添加8%的風(fēng)干發(fā)酵蘋果渣至羔羊日糧，可提高其屠宰率和凈肉率；添加5%的發(fā)酵蘋果渣于犢牛日糧，有益于犢牛的消化吸收，提高其日增重。已有研究表明幼年反芻畜禽可很好地適應(yīng)發(fā)酵飼料的添加，研究者可以繼續(xù)嘗試添加發(fā)酵葡萄渣等飼喂羔羊及犢牛，也可考慮適當(dāng)提高發(fā)酵蘋果渣的添加比例。

對于育肥階段的牛羊而言，發(fā)酵果渣的添加能明顯提高肉羊及育肥牛的日增重和消化率，固態(tài)發(fā)酵啤酒糟和葡萄渣復(fù)合蛋白飼料可以100%代替基礎(chǔ)日糧飼喂肉羊及肉牛［42］。Muhammad等［43］研究表明，最高可添加12%酵母發(fā)酵柑橘果肉于公牛日糧中，對牛瘤胃消化動力和營養(yǎng)素消化率沒有任何不良影響。陳伯祥等［44］研究表明，在精糧中添加15%發(fā)酵蘋果渣可提高肉羊血清中胰島素與生長素的含量，促進(jìn)肉羊生長發(fā)育。其他發(fā)酵飼料，如青貯甘蔗尾等，對生長水牛的能量代謝、養(yǎng)分消化以及血液生化指標(biāo)均無不良影響，與青貯玉米秸稈組合飼喂可有效提高生長水牛的生長性能［45］。Rodríguez-Muela等［46］研究表明，在育肥羊的日糧中添加10.91%的發(fā)酵蘋果渣可提高動物血漿的抗氧化活性，并刺激其乳頭的生長。此外，由于果渣的低能量（木質(zhì)素水平）和高濃縮單寧水平，發(fā)酵葡萄果渣飼喂公牛的每日 CH4輸出量降低14%（P=0.01）［12］；由于含有多酚化合物，飼喂葡萄渣（GP）可以通過限制尿氮排泄和活性氮排放的方式改變牛的氮（N）利用率［11］。

對于泌乳牛羊而言，在日糧中添加青貯蘋果渣代替50%的玉米青貯料飼喂奶山羊，在不影響其身體機(jī)能的情況下，可以明顯提高其采食量和產(chǎn)奶量，降低飼料成本［47］。Andrea等［48］研究表明，日糧中添加干葡萄皮渣會提高牛奶和奶酪的營養(yǎng)參數(shù)，增加亞油酸、反異油酸、瘤胃酸和總n-6脂肪酸等的濃度，由于發(fā)酵葡萄渣中存在成分變化，部分研究者認(rèn)為在日糧中添加發(fā)酵果渣盡管可有效減少飼養(yǎng)成本，但并不能使泌乳品質(zhì)提升［49］。

綜上可知，自幼年起，在反芻家畜日糧中添加5%～30%的發(fā)酵果渣可提高其消化吸收能力和日增重，改善體尺指標(biāo)。添加發(fā)酵果渣飼喂泌乳牛羊，可有效降低飼料成本。

3.1.2 發(fā)酵果渣在豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用 在飼喂不同生長發(fā)育階段的豬時，均可添加發(fā)酵果渣于日糧，但由于仔豬腸胃發(fā)育不完善，添加量一般控制在5%左右，在飼喂生長豬和育肥豬時，可將添加量逐漸調(diào)整至10%～30%。

在仔豬生長時期，可以添加發(fā)酵果渣作為部分飼糧。王國軍等［50-51］研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬日糧中添加6%的益生菌發(fā)酵蘋果渣可有效促進(jìn)機(jī)體對飼料中粗蛋白和粗脂肪的利用，仔豬血清中Ig A、IL-4、和IL-6的含量增高，腸道大腸桿菌的數(shù)量下降，芽孢桿菌和乳酸桿菌的含量上升，還可以有效緩解斷奶應(yīng)激引起的綜合癥；Kafantaris等［52］研究發(fā)現(xiàn)，青貯葡萄皮渣添加到仔豬（僅用母乳喂養(yǎng)20 d）的飼料中，仔豬腸膜損傷減少，在仔豬出生的第35天和第50天，其糞便腸桿菌科的數(shù)量顯著減少，且部分測試豬組織中GSH、H2O2的分解活性均顯著增加，有利于防止氧化應(yīng)激對脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的損害。

對于育肥豬和生長豬而言，適量發(fā)酵果渣添加飼喂幾乎無不良影響，且略有促進(jìn)作用。趙子惠等［53］研究表明，當(dāng)發(fā)酵蘋果渣添加量為10%時，育肥豬平均日增重達(dá)到727.17 g/d，血清中T4和Ig G水平極顯著增高，育肥豬的免疫力提高；Chandran等［54］研究發(fā)現(xiàn)，在豬日糧中添加固態(tài)發(fā)酵蘋果渣，試驗豬攝入食物轉(zhuǎn)化效率提高一倍。Verónica等［55］研究表明，在豬日糧中加入青貯柑橘果肉不會影響豬的養(yǎng)分消化率和胴體產(chǎn)量，還會減少其糞便中的乳酸桿菌數(shù)量。

綜上說明，在豬日糧中添加適量發(fā)酵果渣可以明顯改善其腸道環(huán)境，避免仔豬斷奶應(yīng)激引發(fā)病癥，提高其免疫力和消化吸收能力。

3.2 發(fā)酵果渣在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

已有研究發(fā)現(xiàn)，采用發(fā)酵果渣飼喂幼雛未見顯著優(yōu)勢，飼喂成年家禽可以顯著提高其屠宰性能和生產(chǎn)性能。

對于肉鴨、肉雞、肉鵝而言，廖云瓊等［56］研究表明，采用4%和6%的發(fā)酵蘋果渣飼喂櫻桃谷肉鴨，均可促進(jìn)其生長發(fā)育，提早更換羽毛，但影響不顯著；隋麗等［57］研究表明，在飼糧中添加6%～8%的發(fā)酵葡萄籽粕可以提高12周齡鵝的平均日增重，改善其屠宰性能，也提高了五龍鵝對CP、EE、Ca、P、CF、NDF和ADF的利用率；Nardoia等［58］研究表明，在維持雞肉的氧化穩(wěn)定性方面，飼糧中按60 g/kg的劑量添加葡萄皮與補(bǔ)充維生素E一樣有效。

對于蛋雞而言，王艷華等［24］研究表明，在蛋雞日糧中添加4%的發(fā)酵沙棘果渣時，日產(chǎn)蛋率最高，蛋黃色澤提高，破損軟蛋率下降；廖天江［59］研究表明，在飼養(yǎng)日糧中添加不同比例發(fā)酵沙棘籽渣飼養(yǎng)36羽270日齡蛋雞六周后，蛋雞產(chǎn)蛋率和飼料轉(zhuǎn)化率均有所提高。

綜上表明，可從幼雛一周齡開始添加5%左右的發(fā)酵果渣進(jìn)行飼喂，可以有效提高其生長發(fā)育性能和產(chǎn)蛋品質(zhì)。

4 果渣發(fā)酵飼料的生產(chǎn)問題

不同方法進(jìn)行的發(fā)酵果渣加工處理研究以及飼喂研究多處于試驗階段，實際大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用較少，難點在于：第一，果渣品質(zhì)不同。果渣營養(yǎng)成分差異性顯著，不同生長環(huán)境和栽培管理措施下，同一種水果的營養(yǎng)成分不相同，難以制定統(tǒng)一的規(guī)范化發(fā)酵生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)；第二，最佳發(fā)酵工藝難以明確。發(fā)酵飼料產(chǎn)品的穩(wěn)定性不高，多菌種混合發(fā)酵的流程不同，發(fā)酵果渣飼料的營養(yǎng)特性也不相同，發(fā)酵工藝仍在摸索階段；第三，相關(guān)機(jī)理不明確。采用不同菌種發(fā)酵不同果渣飼料，用在飼喂不同畜禽的機(jī)理研究未明確，很難根據(jù)畜禽生長發(fā)育情況明確發(fā)酵果渣的使用種類和比例。

5 結(jié)語

發(fā)酵果渣適合飼喂大多數(shù)畜禽，具體飼喂比例需要根據(jù)果渣類型、畜禽種類、畜禽生長階段來決定。一般日糧中適當(dāng)添加添加5%～10%的發(fā)酵果渣，對牛、羊、豬、雞、鴨、鵝等常見畜禽的生長發(fā)育均有良好的影響，實際應(yīng)用中可采取分階段、逐漸遞增的方式添加發(fā)酵果渣，以保證畜禽品質(zhì)，最大程度降低飼養(yǎng)成本。此外，發(fā)酵果渣生產(chǎn)和實際應(yīng)用中還存在很多不確定性，后續(xù)研究重點應(yīng)放在規(guī)范果渣發(fā)酵飼料的果渣處理標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)酵工藝和工廠化生產(chǎn)流程上，嘗試在大規(guī)模養(yǎng)殖場系統(tǒng)性飼喂畜禽發(fā)酵果渣，在大樣本下明確發(fā)酵果渣的顯著優(yōu)勢。