西南喀斯特地區白酒糟飼料化開發利用關鍵技術研究

池永寬， 熊康寧*， 宋淑珍， 王元素

（1.貴州師范大學喀斯特研究院/國家喀斯特石漠化防治工程技術研究中心，貴州貴陽 550001；2.貴州省飼草飼料工作站，貴州貴陽 550001）

西南喀斯特地區山地丘陵占國土面積的90%左右，是我國14個集中連片特困地區之一。目前大部分坡耕地用于種植玉米、馬鈴薯等糧食作物，極易導致水土流失，產生石漠化（熊康寧等，2011）。而種植牧草、種植飼用植物，不僅可提高植被覆蓋度，減少對土壤的擾動，而且有利于水土保持和生態建設，發展草食畜牧業，促進農民增收與產業結構調整 （Chi等，2016）。但受高原氣候環境影響喀斯特地區冬春飼草供給不足，嚴重制約了養殖業的發展，石漠化治理成果難以鞏固。白酒是西南喀斯特地區的傳統飲料，白酒生產過程中發酵的谷物中蒸出酒精或酒精飲料后所剩余的殘渣稱為酒糟或丟糟（distiller’s grains），酒糟是白酒行業最大的副產物 （Sha等2017；Liu等，2016）。酒糟的主要營養成分有蛋白質、氨基酸、纖維素、脂肪、維生素以及核黃素、硫胺素、生長素、膽堿、核糖核酸等微量元素（彭忠利等，2016；王曉力等，2013）。 2014年我國白酒產量達到1200多萬t，白酒酒糟年產量超過1億t（左上春等，2016），其中西南地區是我國重要的酒糟生產地。雖然我國有上億t的酒糟資源，但是仍是一個飼料蛋白資源嚴重短缺的大國，每年需從國外進口數以千萬噸計的豆粕、魚粉等以填補國內蛋白質市場的不足（王曉力等，2013）。在歐美、日本等發達國家，酒糟飼料化加工率達到85%以上，國內與之大相徑庭。

在傳統白酒工業中，白酒糟通常都是以低廉的價格作為飼料出售，直接飼喂畜禽。白酒糟含有一定量的酒精，牛食后安靜趴臥和反芻，可以有效地促進育肥、縮短育肥周期，提高肉牛的出欄率。但是由于白酒糟含有大量不易被動物消化吸收的谷殼類纖維（約占濕重20%），作為飼料直接喂養效果欠佳。由于其含水量高 （60%～65%），酸度高，易腐敗變質，不能長期保存和運輸，大部分就地堆積，既占用空間，又因其中的酸性糟液而對空氣和地表水造成嚴重的環境污染（王曉力等，2013），因此，急需科學地將白酒糟飼料化開發利用。在西南喀斯特地區，特別是飼草短缺的冬春季，養殖業如何充分利用酒糟資源，如何提高其營養價值，使之成為高效的蛋白飼料，已成為國內眾多學者關注的熱點，對生態畜牧業可持續發展具有重要的社會經濟價值與實踐價值。

1 白酒糟的營養成分

酒糟是高粱、小麥、糯米等糧食生產白酒后的副產品，富含蛋白質、脂肪、維生素、纖維素以及各種微量元素等，是具備飼喂牲畜的優良飼料。袁頡等（2012）對醬香型白酒糟的分析表明，除酒糟中蛋白質含量比一般固態白酒酒糟含量略高外，其余成分相差不大，粗淀粉10%～13%，粗蛋白質14.3%～21.8%，無氮浸出物41.7% ～45.8%，粗灰分3.9% ～15.1%，說明喀斯特地區最廣泛的醬香型白酒酒糟更具有飼料開發利用價值。此外，1 kg白酒糟中含維生素A 6250 mg、維生素 B279 mg、維生素 C 375 mg、維生素 PP 4199.2 mg，煙酰胺 1826.9 mg等，營養價值豐富，表1為酒糟與部分糧食的有效成分對比（王肇穎等，2004）。

表1 酒糟與部分糧食有效成分對比%

白酒糟中的營養成分除來自糖化、發酵不徹底余留部分原料殘余物外，主要來自菌體及其新陳代謝產物和菌體自溶物，同時發酵過程中還產生酵母菌、活性肽、有機酸和一些生物活性因子，如嘧啶、嘌呤、酶類、類脂化合物等，這是一般糧食所不能比擬的。蛋白質是生命的物質基礎，而動物對蛋白質的需求本質上是對氨基酸的需求，因此飼料中氨基酸的種類和含量是衡量其質量高低的一項重要指標 （余有貴等，2007），白酒糟含有8種必需氨基酸和10種非必需氨基酸（表 2）（王肇穎等，2004），可以滿足動物的基本營養需求。

表2 干白酒糟氨基酸含量表%

2 鮮白酒糟直接飼喂優缺點

鮮白酒糟雖具有濃郁的醇香味，但由于水分高達60%左右，酸度較高pH約為4，且粗纖維含量較高（以干基計約20%左右），因此如果直接作為飼料，只能飼喂對飼料營養要求較低，特別是對纖維要求不高的動物，最適合的飼喂對象是牛、羊等反芻動物，也可以在草魚飼料和生長育肥豬以及肉雞、肉鴨、肉鵝中部分添加，以代替部分飼料原料，節約成本（田璐等，2017；謝正軍等，2014）。Warner等（2011）研究表明，飼喂酒糟的母牛體況條件更好，對母牛的繁殖能力和小牛的生長發育無不良影響。但也有研究表明，當酒糟飼喂斷奶仔豬酒糟添加量超過200 g/kg時，會顯著降低斷奶仔豬的生長性能 （Avelar等，2010）。Ananda等（2010）利用法夫酵母和擲孢酵母酵酒糟，將酒糟中蝦青素和胡蘿卜素的含量提高了2倍，從而為生產高附加值的動物飼料提供了途徑。但直接飼喂也存在貯存困難，若管理不當，極易霉變（Arenas等 2016；Stepanik 等 2007），因此，直接飼喂鮮酒糟要根據牲畜具體情況進行選擇（表 3）。

3 鮮白酒糟飼料化利用的關鍵技術

3.1 烘干分離谷殼技術 烘干分離谷殼技術是一種簡單快捷的生產酒糟飼料的技術方法。由于酒糟中部分谷殼，如稻殼的粗纖維含量相當高，若不將酒糟中的稻殼分離出來直接干燥，雖然生產工藝較為簡單，但卻極大地影響了飼料的品質，所以必須設法去除酒糟中的稻殼，再進一步通過烘干制成粉狀或顆粒狀的飼料。最常用的方法是先烘干，再篩分出谷殼，然后再粉碎制成飼料。酒糟烘干宜采用二級分段干燥的工藝組合（圖1），一級干燥酒糟水分由65%降到35%左右；二級干燥將水分由35%降至12%，即可安全貯存。一級干燥時酒糟含水量高，為防止酒糟結團，加強受熱面，宜選擇攪拌氣流干燥機或旋片式干燥機，高溫（500℃）烘干。二級干燥屬于低溫延時緩慢干燥階段，低溫（200℃）有利于減少養分損失，烘干設備采用熱管管束干燥機。

表3 鮮白酒糟直接飼喂優缺點

圖1 鮮酒糟烘干分離谷殼改進流程圖

通過機械分離技術將谷殼分離出去，烘干后制成的酒糟飼料品質較分離前顯著提高。經分析，除色氨酸未檢出和非必需氨基酸谷氨酸下降外，其余16種氨基酸含量均有顯著提高（表4）。對篩分后酒糟滅菌，添加板藍根、金蕎麥等天然抗疫性物質，通過攪拌粉碎，可以顯著酒糟飼料的飼喂價值與牲畜健康水平。此法雖然可以有效解決木質素對牲畜的適口性問題，但也將部分可利用的纖維素、半纖維素和維生素等營養成分浪費掉，且干燥耗能高，增加了飼料開發成本。

3.2 白酒糟青貯技術 白酒糟青貯是利用白酒糟與空氣隔絕的厭氧條件，產生有機酸，使乳酸菌大量繁殖，將酒糟中的淀粉和可溶性糖變成乳糖，當乳酸積累到一定濃度后，便會抑制霉菌和腐敗菌生長，這樣可使含水量較高的酒糟保存其營養成分，使殘留的乙醇揮發掉，從而使酒糟能長時間保存。有報道推薦鮮酒糟與秕谷或其他碾碎粗料按比例混合進行青貯為宜。飼喂前用石灰水中和酸即可。青貯的白酒糟可保存酒糟中原有的營養成分，提高了其飼用價值（趙碧剛，2008；汪善鋒等，2003）。

表4 白酒糟烘干分離谷殼后氨基酸含量變化%

混合青貯可以提升白酒糟營養價值。添加玉米粉后的甜高粱秸稈酒糟具有良好的青貯品質，顯著優于單獨青貯甜高粱秸稈酒糟，以8%添加效果最好，使得甜高粱秸稈的酒糟營養價值有所改善，粗蛋白質、中性洗滌纖維和粗纖維的瘤胃降解率也顯著提高（蔣紅琴等，2017）。鮮酒糟與秕谷或其他碾碎粗料混合進行青貯，混合比例為3∶1為宜，含水量在70%左右，飼喂青貯酒糟時，加1∶1.4小蘇打中和其中的酸（汪善鋒等，2003），效果較好。王鳴剛等（2017）通過對纖維素酶處理后酒糟青貯飼料中的粗蛋白質、脂肪、總糖、淀粉等基本成分含量、木質纖維組分含量及酒糟青貯發酵品質的比較分析，結合酒糟青貯發酵后氨基酸組分分析，得出3%纖維素酶取得的青貯效果相對最好（表5），氨基酸差異較為明顯。

3.3 微生物發酵技術 微生物發酵技術是提高白酒糟營養品質，發展生物高蛋白飼料的重要技術措施。通過將微生物接種到酒糟原料進行發酵，可以提高蛋白質含量和蛋白質消化率、改善口感、脫毒以及改變氨基酸組成，使蛋白質飼料更安全、營養組成更合理、更易被牲畜利用（劉華南等，2015；蔡皓等，2000）。國外學者利用厭氧發酵，使白酒糟木質素和纖維素降解率分別接近 40%和 60%（Ezeonu，1996）。 王玉紅等（2002）利用熱帶假絲酵母等生產出了單細胞高蛋白飼料和活性菌體飼料。

表5 纖維素酶處理對酒糟青貯飼料氨基酸的影響%

3.3.1 協同發酵提升酒糟品質 通過黑曲霉、白地霉、米曲霉、熱帶假絲酵母、產朊假絲酵母混合協同發酵，將酒糟的外源蛋白氮轉化為菌體蛋白，蛋白質含量相比酒糟單純發酵顯著提升（劉軍等，2009）。 牛廣杰（2010）根據微生物生長周期原理（Smirnova等，2000），設定發酵時間為60 h，發酵起始pH 6.5，麩皮酒糟投料比為1∶1.5，接種量在 4%，溶氧條件為60 g/500 mL，硫酸銨添加量0.5%條件下發酵生產菌體蛋白可以提高丟糟的營養水平，改善飼料的口感，便于動物吸收。也有研究表明白地霉菌可以酒糟蛋白飼料，康寧木霉菌可以有效降解纖維素，赤霉菌可以生產生長素（李政一，2003）。

3.3.2 白酒糟制備多酶益生菌飼料 選擇產甘露聚糖酶枯草芽孢桿菌L-1、產植酸酶枯草芽孢桿菌L-2、產木聚糖酶YB-5、乳酸片球菌Rp制備多酶益生菌飼料的生產菌種。通過單因素和正交試驗最終確定最佳底物干基，多酶益生菌飼料中益生菌活菌數為（1.97±0.09）×1011cfu/g，甘露聚糖、木聚糖酶、植酸酶、蛋白酶、淀粉酶酶活分別為 （11.62±0.26、15.30±0.36、16.37±0.16、15.27±0.16、19.37±0.33）U/g。 在生產多酶益生菌飼料的同時，充分利用了白酒酒糟當中的營養成分，為白酒酒糟的高附加值利用提供了可行的途徑（表 6）（周凱等，2016；吳明霞等，2012）。

表6 白酒糟發酵生產蛋白質飼料工藝措施

4 白酒糟促進喀斯特畜牧業發展的思考

糧改飼是我國農業與畜牧業協調發展促進農業供給側改革，實現貧困地區加快脫貧的重大戰略決策。地域特色資源酒糟飼料化利用是糧改飼戰略的重要補充手段。酒糟資源飼料化利用是西南喀斯特地區乃至全國急需解決的問題。西南喀斯特地區年產白酒糟達數千萬噸，目前主要利用方式是直接飼喂牲畜，利用效率低，對環境極易造成污染。根據喀斯特地區冬春家畜飼料缺乏的現狀，而此期間正是酒糟生產季節，將酒糟資源飼料化利用可以有效緩解家畜養殖中的飼料問題。通過分離谷殼、青貯、微生物發酵等多種技術手段可制取高效蛋白質酒糟飼料。這對彌補喀斯特冬春飼草供給不足，減少環境壓力與經濟成本的有效措施，對鞏固石漠化治理成果，促進西南地區畜牧業結構向“節糧型”轉變具有重要意義。

[1]蔡皓，余曉斌.多菌種發酵生物活性蛋白飼料的發酵研究[J].糧食與飼料工業，2000，6：32 ～ 34.

[2]付善飛，許曉暉，師曉爽，等.酒糟沼氣化利用的基礎研發[J].化工學報，2014，65（5）：1913 ～ 1919.

[3]郭素環，周碧君，文明，等.白酒糟發酵菌種組合的篩選[J].飼料工業，2012，33（15）：17 ～ 21.

[4]蔣紅琴，李十中，仉磊，等.甜高粱秸稈酒糟的青貯保存效果及其瘤胃降解特性研究[J].飼料工業，2017，38（11）：31 ～ 35.

[5]李政一.白酒糟綜合利用研究[J].食品科學技術學報，2003，21（1）：9 ～ 13.

[6]劉華南，彭忠利，張正帆，等.微生物發酵白酒糟生產蛋白飼料的研究進展[J].飼料研究，2015，3：32 ～ 36.

[7]劉軍，牛廣杰，孫東偉.混合菌種協同發酵酒糟生產菌體飼料蛋白的研究[J].釀酒科技，2009，9：116 ～ 118.

[8]陸娟，李炎，木魁.白酒糟固態發酵生產蛋白飼料條件的優化[J].阜陽師范學院學報（自科版)，2014，31（1）：46 ～ 48.

[9]牛廣杰，劉軍，孫東偉.白酒丟糟生產菌體蛋白飼料的研究[J].釀酒，2010，37（2）：28 ～ 30.

[10]彭忠利，郭春華，吳小燕，等.微生態白酒糟對肉羊生產性能和日糧養分表觀消化率的影響[J].中國飼料，2016，10：23～26.

[11]田璐，李曉存，周定方，等.雞、鴨、鵝對白酒糟和發酵白酒糟能量利用的比較研究[J].動物營養學報，2017，29（7）：2423 ～ 2430.

[12]吳明霞，陳錫雄.響應面法優化發酵工藝生產蛋白質飼料[J].中國飼料，2012，20：28 ～ 29.

[13]汪善鋒，陳安國.白酒糟資源的開發利用途徑[J].飼料工業，2003，24（5）：43 ～ 46.

[14]王鳴剛，李夢玉，任海偉，等.纖維素酶對鮮酒糟青貯飼料營養價值的影響[J].釀酒科技，2017，8：116 ～ 120，123.

[15]王曉力.白酒糟生產高蛋白飼料研究進展及前景[J].中獸醫醫藥雜志，2013，32（6）：34 ～ 36.

[16]王玉紅，丁重陽，章克昌，等.以濃醪酒糟為基質的發酵生產單細胞蛋白的工藝條件的優化[J].釀酒，2002，5：44～46.

[17]王肇穎，肖敏.白酒酒糟的綜合利用及其發展前景[J].釀酒科技，2004，1：65 ～ 67.

[18]謝正軍，曹鏡明，萬建華，等.白酒糟飼用價值分析與應用探討[J].飼料工業，2014，35（12）：51 ～ 53.

[19]熊康寧，陳永畢，陳滸，等.點石成金:貴州石漠化治理技術與模式[M].貴陽:貴州科技出版社，2011.

[20]徐建，陳代文，毛倩，等.白酒糟的營養價值評定[J].中國畜牧雜志，2012， 48（7）：47 ～ 50.

[21]余有貴，曾傳廣，賀建華.白酒糟開發蛋白質飼料的研究進展[J].中國飼料，2007，1：12 ～ 15.

[22]易弋，黎婭，李偉華，等.利用白酒糟生產蛋白飼料的研究[J].飼料研究，2009，12：27 ～ 29.

[23]袁頡，邱樹毅，彭正東，等.固態白酒生產酒糟的資源化利用研究進展[J].釀酒科技，2012，5：88 ～ 91.

[24]趙碧剛.白腐真菌發酵降解白酒糟木質素的研究：[碩士學位論文][D].四川雅安：四川農業大學，2008.

[25]周凱，徐慧，劉建軍.白酒酒糟制備多酶益生菌飼料發酵工藝研究[J].飼料工業，2016，37（12）： 42 ～ 46.

[26]左上春，楊海泉，鄒偉.白酒酒糟資源化利用研究進展[J].食品工業，2016，37（1）：246 ～ 249.

[27]AnandaN，VadlaniP V.Production and optimization of carotenoid-enriched dried distiller’s grains with solubles by Phaffia rhodozyma and Sporobolomyces roseus fermentation of whole stillage[J].Jounal of Industrial Microbiology & Biotechnology，2010，37（11）： 1183 ～ 1192.

[28]Arenas-Cárdenas P，López-López A，Moeller-Chávez G E，et al.Current pretreatments of lignocellulosic residues in the production of bioethanol[J].Waste and Biomass Valorization，2016，8（1）： 161 ～181.

[29]Avelar E，Jha R，Beltranena E，et al.The effect of feeding wheat distillers dried grain with solubles on growth performance and nutrient digestibility in weaned pigs[J].Animal Feed Science and Technology，2010，160（1 ～ 2）： 73 ～ 77.

[30]Chi Y K，Xiong K N，Zhang Z Z.Research on photosynthetic interannual dynamics of gramineous forage in the karst rocky desertification regions of South China[J].Oxidation Communications，2016，39（3）： 2476 ～ 2496.

[31]Ezeonu F C，Okaka A N C.Process kinetics and digestion efficiency of anaerobic batch fermentation of brewer's spent grains（BSG)[J].Process Biochemistry，1996，31（1）：7 ～ 12.

[32]Liu K.Chemical composition of distillers grains，a review[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2011，59（5）： 1508 ～ 1526.

[33]Sha S，Chen S，Qian M，et al.Characterization of the typical potent odorants in Chinese roasted sesame-like flavor type liquor by headspace solid phase microextraction-aroma extract dilution analysis，with special emphasis on sulfur-containing odorants[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2017，65 （1）： 123 ～131.

[34]Smirnova I E，Mikrobioli V，Moin R K，et al.Mixed cultures of cellulolytic bacteria and yeasts for preparation of feed protein based on plant waste material [J].Vestn S-kh Nauki Kaz （Russian)，2000，6：62 ～ 63.

[35]Stepanik T，Kost D，Nowicki T，et al.Effects of electron beam irradiation on deoxynivalenol levels in distillers dried grain and solubles and in production intermediates[J].Food Additives&Contaminants，2007，24（9）： 1001 ～ 1006.

[36]Warner J M，Martin J L，Hall Z C，et al.The effects of supplementing beef cows grazing cornstalk residue with a dried distillers grain based cube on cow and calf performance[J].Professional Animal Scientist，2011，27（6）： 540 ～ 546.