發(fā)酵構樹的營養(yǎng)特性及其在畜禽生產上的應用研究進展

王 琳，趙 智，張 麗，付 琳，周 鵬，王高富，曾俊鑫，董賢文*

（1.重慶市畜牧科學院，重慶榮昌 402460；2.重慶市山羊工程技術研究中心，重慶榮昌 402460；3.中共重慶市委黨校 經濟管理教研部，重慶400041；4.四川省巴中市巴州區(qū)動物檢疫中心，四川巴中 636601）

我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展導致飼料缺口日益增大。目前，我國重要優(yōu)質蛋白質飼料來源大豆和苜蓿多依賴于國外進口，致使我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)成本不斷攀升，養(yǎng)殖利潤空間進一步壓縮。飼料資源短缺引起的人畜爭糧矛盾已成為我國養(yǎng)殖業(yè)高速發(fā)展的重大瓶頸問題。因此，開發(fā)新型優(yōu)質蛋白質飼料迫在眉睫。構樹因其高蛋白質含量特性而成為飼料與營養(yǎng)研究領域的關注焦點。國家農業(yè)農村部已于2018年將構樹正式納入《飼料原料目錄》，并列為重點非糧蛋白質飼料資源。然而，研究發(fā)現(xiàn)構樹因含有抗營養(yǎng)因子，對畜禽養(yǎng)殖具有負面影響，但通過生物發(fā)酵技術可以提升構樹的飼用性能。因此，本文就構樹營養(yǎng)特性、發(fā)酵技術及其在畜禽中的應用作一綜述，以期為構樹運用于緩解我國優(yōu)質蛋白質飼料資源緊缺問題，提升畜禽養(yǎng)殖效益提供技術參考。

1 構樹的飼用營養(yǎng)特性

構樹屬于?？茦嫎鋵?、多年生落葉闊葉喬木，具有耐干旱、抗貧瘠、耐鹽堿和適應性強等特性，在我國廣泛分布。構樹枝條眾多，葉片豐富，一年可收獲多茬次，產量高，鮮草平均畝產量達7000 kg以上（宋博等，2020）。構樹嫩枝和葉中粗蛋白質、鈣和微量元素含量較高，粗纖維含量適中，具有較高營養(yǎng)價值。目前研究發(fā)現(xiàn)不同省份來源的構樹葉干物質營養(yǎng)成分均值為粗蛋白質22.5%、粗纖維12.7%、鈣3.12%、磷0.54%；而構樹嫩枝葉干物質營養(yǎng)成分均值粗蛋白質16.99%、粗纖維25.12%、鈣1.58%、磷0.37%（左鑫等，2018；沈世華等，2016）。研究發(fā)現(xiàn)雜交構樹具有更高營養(yǎng)水平，雜交構樹干物質中粗蛋白質含量為23%～26%、粗纖維為15.6%、鈣為3.35%～4.62%、磷為1.05%、鐵為247 mg/kg（王勇生等，2021；屠焰等，2009；孫建昌等，2006）。同時構樹中的活性成分和抑菌成分被研究證明具有改善畜產品質量，增強機體免疫力和抗病力的功能（王勇生等，2021）。因此，就其營養(yǎng)特性而言，可作為優(yōu)質蛋白質飼料資源應用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)中。

但是，全株構樹含有枝干和葉片，枝干中含有大量的纖維素和木質素，以全株直接飼喂適口性差，并且不利于蛋白質、活性物質等優(yōu)質營養(yǎng)素的吸收利用，尤其對單胃動物影響較大。研究表明，構樹直接飼喂將會降低營養(yǎng)物質消化吸收率（陶興無，2005）。將構樹制成粉末，畜禽食用后容易刺激口腔黏膜，引起咳嗽，對生產性能無改善作用（蔡玉等，2019）。另外，有報道顯示，構樹粉一旦添加比例過高會對畜禽產生負面作用，消化不良、肝臟損傷，甚至中毒（張興等，2019；楊青春等，2014；吳健平等，2010；趙峰等，2006）。反芻動物方面，梁春宇等（2020）在泌乳前期荷斯坦奶牛日糧中添加14%（風干基礎）的雜交構樹，試驗牛出現(xiàn)挑食現(xiàn)象，并且干物質采食量、產奶量和營養(yǎng)物質表觀消化率顯著降低。因此，構樹直接飼喂并不能很好體現(xiàn)其營養(yǎng)價值，對構樹進行有效的加工處理，提高其飼用價值，才能真正實現(xiàn)構樹替代其他蛋白原料的初衷。

2 發(fā)酵對構樹營養(yǎng)成分的影響

通過對構樹進行發(fā)酵處理，可改變其組織及分子結構，有利于改善其理化特性，提升適口性，增強畜禽對其的消化吸收率，提高其飼用價值。

2.1 單獨青貯發(fā)酵 青貯發(fā)酵是鮮草飼料最為常規(guī)便利的存貯與利用方式。郝陽毅等（2020）以1.6 m高的雜交構樹“科構101”為材料，研究了不同留茬高度（20、35、50 cm）對構樹青貯發(fā)酵品質影響。結果表明，罐裝青貯45 d后pH、氨態(tài)氮、乳酸、丙酸和丁酸含量在各組之間差異不顯著（P＞0.05），留茬高度為35 cm有利于產生更多乙酸、丙酸和總揮發(fā)性脂肪酸。該試驗中，單寧含量在青貯以后顯著增加，其原因可能是本發(fā)酵條件下單寧不易分解，而其他營養(yǎng)成分被分解，從而導致構樹中單寧相對含量上升。但是，構樹單獨青貯，從多人的試驗內容可以發(fā)現(xiàn)（付錦濤等，2020；付錦濤等，2019；張敬中等，2019；司丙文等，2018），青貯后中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）和粗蛋白質（CP）占干物質含量與青貯前相比，數(shù)據上下波動，NDF、ADF沒有下降的趨勢，CP也沒有上升的趨勢。即沒有達到改善構樹飼用價值的目標，表明構樹原料不適宜單獨青貯發(fā)酵處理。

2.2 混合青貯發(fā)酵 青貯發(fā)酵品質的重要影響因素是原料的可溶性碳水化合物和水分的含量。當原料本身可溶性碳水化合物或（和）水分的含量達不到調制優(yōu)質青貯料的要求時，通過適當添加其他原料對可溶性碳水化合物或者水分含量進行調節(jié)，在生產中是一種高效、快捷的操作手段。混合青貯屬于特種青貯方法之一。針對構樹葉及嫩枝條水分和粗蛋白質含量高、可溶性碳水化合物含量少等特點，添加水分含量少、可溶性碳水化合物含量高的一種或多種原料進行混合青貯，可顯著提高發(fā)酵后的品質。

朱琳等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，在鮮構樹葉青貯原料中添加菠蘿皮能顯著降低青貯料pH，增加乳酸含量，占鮮構樹葉最高劑量（20%）添加組青貯發(fā)酵品質最好。不足之處是氨態(tài)氮含量并未隨菠蘿皮的添加而顯著降低，可能是因為原料的緩沖能值較高，使得青貯初期pH降低緩慢，對蛋白質分解的有害菌活性未能有效抑制。付錦濤等（2019）以株高100 cm、留茬高度15～20 cm構樹和稻草為原料，按照不同的鮮重質量比混合調制青貯飼料，進行常溫發(fā)酵。結果顯示，青貯飼料pH隨發(fā)酵時間延長而呈下降趨勢，而乳酸含量呈上升趨勢；綜合V-Score值、pH及營養(yǎng)成分含量等評價指標，構樹與稻草鮮重9：1、發(fā)酵60 d的處理效果最好。張敬中等（2019）在60%含水量的雜交構樹青貯原料中添加玉米粉青貯60 d，研究發(fā)現(xiàn)混合青貯料中NDF和ADF含量與玉米添加量成反比，玉米粉添加有利于提高可溶性碳水化合物和乳酸含量，態(tài)氮占總氮比例顯著降低；綜合發(fā)酵品質評定，10%玉米粉添加量效果最佳。因此，在構樹青貯過程中，通過添加其他物料進行混合青貯，可進一步提升構樹的青貯品質，提高構樹的飼用價值。

2.3 微生物和酶制劑發(fā)酵 在構樹原料中添加微生物或（和）酶制劑進行發(fā)酵處理，亦屬于特種青貯發(fā)酵方法，目的是進一步提升構樹青貯發(fā)酵品質。張玉琳等（2021）以株高1.5 m的雜交構樹為原材料，研究了低劑量乳酸菌（1×105CFU/g）對構樹青貯品質的影響。結果顯示，添加乳酸處理能顯著（P<0.05）降低全株雜交構樹青貯料的p H、ADF含量和好氧細菌數(shù)量；增加乳酸含量、乳酸菌數(shù)量和有機物消化率，并在開包后有效減緩pH的上升。司丙文等（2018）以株高1.6 m（留茬高度為15～20 cm）雜交構樹為材料，研究了糖蜜、酶菌復合制劑和防腐劑對其青貯發(fā)酵60 d后品質的影響。結果顯示三種物質對發(fā)酵品質和營養(yǎng)價值均有明顯的改善，其中，霉菌復合制劑+糖蜜組和防腐劑組具有較低的pH，青貯品質好，并更有利于長期儲存。吳長榮等（2021）在雜交構樹嫩枝葉晾曬、切短、加4%糖蜜的基礎上，分別添加纖維素酶（CE）、乳酸菌（LB）和甲酸（FA）進行發(fā)酵。結果表明，混合青貯均不同程度提高了營養(yǎng)成分含量和發(fā)酵品質，蛋白質降解量顯著降低；各組構樹發(fā)酵飼料的綜合營養(yǎng)價值從高到低依次為LB組＞CE組＞FA組＞CK組。黃媛等（2021）以株高1.8 m、刈割留茬高度30 cm的雜交構樹為材料，在添加糖蜜的基礎上分別添加乳酸菌、纖維素酶、乳酸菌＋纖維素酶進行袋裝（500 g）青貯60 d。結果表明，各添加組干物質、粗蛋白質、乳酸含量顯著增加（P＜0.05）；ADF、NDF、pH顯著降低（P＜0.05）；各組有氧穩(wěn)定性均較好；微生物組成和豐度顯著變化，有害微生物的數(shù)量減少。張秀江等（2020）在風干構樹葉粉料中接種枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌和釀酒酵母復合菌。研究發(fā)現(xiàn)混合發(fā)酵后粗蛋白質和酸溶蛋白的含量分別提高35.23%和70.88%，NDF、ADF、酸性洗滌木質素（ADL）、單寧的含量分別降低25.00%、34.59%、18.53%、85.95%，營養(yǎng)價值顯著改善。以上研究表明，通過添加微生物制劑或酶制劑進行構樹發(fā)酵處理之后，飼用價值都有不同程度的提高。

3 發(fā)酵構樹在畜禽養(yǎng)殖中的應用效果

近年來，國內對發(fā)酵構樹在各類畜禽日糧中的應用進行了不少的研究，但在添加劑量、應用方法和效果方面尚存在諸多差異，因此有必要進一步進行梳理。

3.1 發(fā)酵構樹在養(yǎng)豬生產上的應用效果 鄧銘等（2021）設計消化能、粗蛋白質、總磷、鈣含量基本一致而發(fā)酵構樹含量不同的四種飼糧，研究發(fā)酵構樹飼喂25 d對35日齡斷奶仔豬的影響。結果表明發(fā)酵構樹添加組仔豬腹瀉率、粗蛋白質、粗脂肪、鈣和磷表觀消化率均顯著降低（P＜0.05），各組間料重比、日采食量、日增重，血清生化指標差異不顯著（P＞0.05），但6%的替代比例效果最佳；而生長性能未明顯改善，這可能與飼喂時間短有關。發(fā)酵構樹在仔豬日糧中的適宜添加量和飼喂效果需進一步試驗。有資料報道，斷奶仔豬日糧中添加構樹葉提取物，可以提高仔豬的生長性能和抗氧化能力，增強免疫功能和抗病能力，減少腹瀉的發(fā)生，減少豬的細菌菌落數(shù)量和腸道發(fā)酵（Chen等，2020；Hashemi，2011）。

宋博等（2020）研究了低蛋白質飼糧中添加構樹全株發(fā)酵飼料對三元雜交育肥豬生長性能、胴體性狀和肉品質的影響。結果表明，與正常蛋白水平（16%）組相比，添加10%構樹全株發(fā)酵飼料的低蛋白質飼糧（13%）對育肥豬的生長速度、免疫力、肝臟健康指標、能量和蛋白質代謝情況無負面影響；可降低血清尿素氮含量和平均背膘厚，并可提高肌肉中游離氨基酸和肌內脂肪含量，從而改善肉的風味和營養(yǎng)價值，且其飼喂效果優(yōu)于未發(fā)酵的構樹全株干粉。李海新（2010）用米酒曲發(fā)酵處理的構樹葉飼喂60 kg杜×長×大三元雜交豬，結果表明日糧添加10%～15%發(fā)酵構樹葉對生長豬增重無不良影響；當發(fā)酵構樹葉添加比例達到20%，生長豬平均日增重顯著降低；發(fā)酵構樹葉添加組，生長豬料重比有增加的趨勢；添加10%的發(fā)酵構樹葉可顯著降低背膘厚度，顯著提高肌肉中游離氨基酸和谷氨酸鈉含量，對肉色亦有一定改善作用。張興等（2019）用兩種來源不同的發(fā)酵構樹飼喂湘沙商品豬，對生長性能無顯著影響，但能顯著提高肌內脂肪、氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量，改善肌肉品質和風味。兩種發(fā)酵構樹營養(yǎng)成分有較大的差異，盡管配合飼料營養(yǎng)成分基本一致，兩者的飼喂效果仍然有差異，這表明發(fā)酵構樹營養(yǎng)成分含量對育肥豬的生產性能影響較大。李華麗等（2021）用以上相同來源的發(fā)酵構樹和日糧配比飼喂相同的湘沙豬，提高了湘沙豬背最長肌的肌苷酸合成酶活性，降低了丙二醛（MDA）含量。由于兩種發(fā)酵構樹粗蛋白質、粗脂肪含量的差異，導致了兩個試驗組之間脂肪酸酶活性和脂肪轉運酶活性含量差異顯著。彭海龍等（2018）研究表明，添加構樹發(fā)酵飼料可提高飼料適口性，提高生豬采食量，同時具有降低試驗豬背膘厚度和增加眼肌面積的趨勢。陶興無等（2006）用經乳酸菌發(fā)酵構樹葉替代20%日糧飼喂生長豬，結果表明，生長性能和飼料報酬均得到了改善，而飼喂未經發(fā)酵處理的構樹葉對照組，采食量有所提高，但全期的平均日增重反而降低。林萌萌等（2019）用不同比例的全株發(fā)酵雜交構樹替代蛋白飼料飼喂長大二元雜交育肥豬，結果表明，添加量越高，育肥豬生長性能越差，建議添加量應控制在3%以下。上述研究結果的差異可能與構樹全株的發(fā)酵工藝（如發(fā)酵劑的選擇和發(fā)酵條件等）不同有關。

李玉蓮等（2019）用20%發(fā)酵構樹+80%基礎日糧飼喂妊娠后期大白母豬，飼喂期限為妊娠85 d至仔豬21 d斷奶。結果表明，發(fā)酵構樹極顯著地提高了哺乳仔豬的斷奶窩重（P＜0.01），降低了母豬飼料成本，對母豬的繁殖性能無不良影響。焦祖帥（2018）用4%的構樹葉粉+96%基礎日糧飼喂長大經產母豬，飼喂階段是從上一個產仔周期斷奶前10 d至下一個產仔周期21日齡斷奶，共計158 d。結果顯示，妊娠期蛋白質消化率提高4.18%，顯著（P＜0.05）高于飼喂100%基礎日糧的對照組；對母豬妊娠期的便秘情況有所改善；斷奶后7 d母豬發(fā)情率提高了7.54%；并且可縮短產程時間，改善斷奶母豬體況。

發(fā)酵構樹在豬上的應用效果，主要集中在生長育肥豬的應用研究上，仔豬、能繁母豬上的研究較少。以上試驗結果表明，飼糧中添加一定比例的發(fā)酵構樹，對仔豬和育肥豬的生長性能無顯著影響，但能改善育肥豬肌肉營養(yǎng)價值和風味，提高機體健康指標；以現(xiàn)有報道的資料來看，構樹葉無論發(fā)酵與否，對繁殖母豬的生產性能均有改善作用。

3.2 發(fā)酵構樹在家禽上的應用效果 陶振陽等（2021）用不同比例發(fā)酵構樹飼料替代蛋雞產蛋后期飼糧中部分玉米和豆粕，結果表明，對蛋品質和腸道組織形態(tài)無顯著影響；4.5%替代比例可顯著降低產蛋量，3.0%替代比例效果最佳。李艷芝等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，在蛋雞日糧中添加1.5%～2%發(fā)酵構樹葉，可顯著增加蛋重及改善由于低溫引起的產蛋率下降問題，還可明顯提高蛋殼的相對重量。吳健平等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加2%～6%的發(fā)酵構樹飼喂良鳳花肉雞，提高了血清中白蛋白含量，利于蛋白質合成；對其營養(yǎng)成分表觀消化率、生產性能和胴體品質均無顯著影響。熊羅英等（2016、2012）在日糧中添加3.75%～6.75%發(fā)酵構樹葉飼喂肉仔雞試驗，研究發(fā)現(xiàn)，相對于未發(fā)酵構樹葉，發(fā)酵構樹葉對肉仔雞代謝和生產性能的不良影響較??；肉仔雞的腹脂率、皮脂厚、肌間脂肪寬度降低，肉仔雞的胴體品質和風味得到顯著改善。熊羅英等（2010）在三黃雞的飼糧中添加5%由光合細菌、真菌、放線菌發(fā)酵的構樹葉飼料，研究發(fā)現(xiàn)添加構樹葉提高了三黃雞對磷的表觀消化率；同時添加5%經復合酶發(fā)酵的構樹葉，三黃雞對粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪和磷的表觀消化率分別提高6.53%、1.01%、2.68%和7.95%。黃炎坤等（2020）利用25%的青貯構樹葉代替等量的稻糠飼喂皖西白鵝，結果表明，對鵝的產蛋性能無負面影響，同時顯著提高了鵝蛋的蛋黃顏色。

綜上所述，發(fā)酵構樹能在一定程度提高家禽機體免疫機能、抗病能力和生產性能，在家禽日糧中少劑量添加，能節(jié)省常規(guī)飼料原料。

3.3 發(fā)酵構樹在反芻動物上的應用效果 梁春宇等（2020）添加不同比例雜交構樹青貯料飼喂泌乳前期奶牛發(fā)現(xiàn)，當添加比例為7%時，對奶牛的生產性能、采食量和養(yǎng)分表觀消化率無明顯影響。但添加比例達到或超過14%時會顯著降低其產奶量、采食量和養(yǎng)分表觀消化率。Si等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，在奶牛日糧中添加構樹發(fā)酵飼料，能顯著提高奶牛血清中的免疫球蛋白A（lgA）、免疫球蛋白G（lgG）和免疫球蛋白M（lgM）的含量，表明構樹發(fā)酵飼料的具有改善奶牛免疫機能的潛力。蘇應玉等（2018）在奶?；A日糧中添加發(fā)酵構樹發(fā)現(xiàn)，不同添加比例的發(fā)酵構樹對奶牛的日均產奶量均有不同程度的提高，12%添加量奶牛的產奶量最高。夏敏等（2020）用酵母菌、乳酸菌和纖維素酶發(fā)酵的構樹替代基礎日糧中30%的酒糟飼喂西門塔爾牛×本地黃牛雜交牛，結果表明，試驗牛的干物質日采食量和平均日增重顯著（P＜0.05）高于對照組，對其屠宰性能和肉品質無不良影響。陳光吉等（2021）用不同比例全株雜交構樹青貯料替代全株玉米青貯料飼喂務川黑牛，牛平均日增重、瘤胃微生物蛋白量、肌肉多不飽和脂肪酸含量顯著（P＜0.05）提高，料重比、胴體脂肪率降低。宋柏螈等（2020）在全混合日糧的基礎上添加構樹枝條單一原料發(fā)酵飼料飼喂荷斯坦奶牛發(fā)現(xiàn)，8%和12%的添加量可改善乳成分、提高乳清抗氧化功能。司丙文等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，在杜泊×小尾寒羊雜交肉羊飼料日糧中添加不同比例的雜交構樹青貯飼料能夠提高肉羊的生長性能、免疫力、抗氧化能力及背最長肌中的n-3PUFA含量，促進肉羊健康。同時可以改善羊肉脂肪酸的構成，以45%添加量的效果最顯著。林萌萌等（2018）用單獨青貯的雜交構樹替代薩寒雜交肉羊全混合日糧中的蛋白原料（胡麻粕，配合比例0.25%）和青貯玉米秸稈，替代量分別占青貯玉米的10%、30%、50%。結果顯示，隨著青貯雜交構樹添加量的增加，單位增重糞污排放量有增加趨勢，DM、CP、NDF和EE的消化率有降低趨勢，以上指標及ADF、磷消化率與對照組差異不顯著（P＞0.05）。該試驗羊全混合日糧中粗飼料的含量達97.5%，纖維含量偏高，粗蛋白質、消化能偏低，導致養(yǎng)分消化率降低。

Xiong等（2021）用不同比例的雜交構樹青貯料飼喂45日齡斷奶湖羊。結果顯示，青貯料占全混合日糧高劑量（30%、40%）處理組湖羊的生產性能和肌肉脂肪酸含量提高，瘤胃微生物豐度顯著增加，肌肉不飽和脂肪酸的含量增加，40%處理組背長肌C20:5n-3脂肪酸高于其他組。王智（2021）試驗表明，雜交構樹發(fā)酵飼料可提高奶山羊的采食量和產奶量，以10%添加效果最佳。

以上試驗報道表明，發(fā)酵構樹可作為牛羊反芻動物的優(yōu)質蛋白資源利用，以緩解牧草蛋白資源緊缺的問題以及對苜蓿、豆粕原料的依賴。

4 總結與展望

經過發(fā)酵處理，能明顯降低構樹中抗營養(yǎng)因子的負面效應，突顯其飼用價值，從而增強其在家畜日糧中的應用。發(fā)酵處理過程中，應注意構樹種植區(qū)域、構樹刈割時期、構樹品種、輔料特性及種類和發(fā)酵菌種不同導致的發(fā)酵效果差異。應用方面，發(fā)酵構樹對豬和家禽的生產性能無顯著提高作用，但可顯著改善其機體免疫功能和肉品質，且多以低劑量使用為好；反芻動物方面，發(fā)酵構樹可顯著改善牛羊的生產性能、產品質量和免疫功能，且牛羊可耐受高劑量構樹飼喂。目前，應進一步加大構樹發(fā)酵和飼用方面的技術研究，建立規(guī)范的發(fā)酵工藝標準和家畜飼喂標準，充分發(fā)揮構樹高蛋白質含量特性，緩解人畜爭糧矛盾，助推我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展。