茶渣在畜禽飼料中的利用及研究現(xiàn)狀

黃 藩，劉 飛，王 云

（四川省農業(yè)科學院茶葉研究所，成都 610066）

茶葉是以茶樹的新梢嫩芽為原料，以多種加工工藝制作的具有不同色、香、味、形的產品。茶樹鮮葉中富含茶多酚、氨基酸、蛋白質、咖啡堿及維生素C等有益于人體健康的成分[1-2]。我國是茶葉的故鄉(xiāng)，也是茶葉生產大國，2017年我國茶樹種植面積達305.9萬hm2，茶葉產量252萬t。隨著人們生活水平提高，人們對生活品質及身體健康的關注加速了茶產品的生產與加工。然而，在茶飲料及茶保健品等深加工產品的生產過程中，產生了大量的茶渣，但沒有處理茶渣的較好方法，多是作為垃圾被直接露天堆砌或掩埋，不僅造成資源浪費，而且還會對局域生態(tài)環(huán)境造成污染[3]。目前，我國飼料嚴重短缺，每年從國外進口大量大豆，魚粉等蛋白質飼料以及玉米等能量飼料。發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)成為當下研究的熱點，倡導充分利用牧草、農副產品、輕工業(yè)副產品等非糧飼料，來緩解糧食供求矛盾[4]。而茶渣作為茶產品的副產物完全可以作為優(yōu)質的飼料來源，且茶渣特有的多種有效成分具有常規(guī)飼料沒有的特殊功能，對動物生產與營養(yǎng)代謝有很好的促進作用。同時開發(fā)茶渣這類的非常規(guī)飼料，是緩解飼料資源不足、降低畜禽飼養(yǎng)成本、提高經(jīng)濟效益的重要途徑。

1 茶渣的來源與有效成分

目前國內的茶葉深加工產品主要集中在制作速溶茶、茶飲料及保健品等。從茶葉中提取目標成分后，深加工后產生的茶渣絕大部分被直接廢棄。由于茶葉深加工設備條件限制，提取工藝較為粗放，茶渣中仍含有較多的營養(yǎng)成分和藥用成分，包括粗蛋白質、粗脂肪、粗纖維、多糖、茶多酚、茶皂素、維生素、礦物質等。例如，茶葉中蛋白質含量約占干物質總量的15%～30%，但只有1%～2%的蛋白質為水溶性蛋白質，其他均為非水溶性蛋白質，因此制作速溶茶等只能利用約1%的水溶性蛋白質，剩余蛋白質殘留在茶渣中被浪費[5]。鄭清梅等以綠茶、鐵觀音、紅茶、普洱等4類茶及其相應的茶渣為試驗材料進行測定得到，4類茶渣的茶多酚含量為4.2%～10.1%，游離氨基酸含量為1.1%～1.4%，粗纖維含量為13.0%～19.0%，粗蛋白質含量為26.0%～35.0%，粗脂肪含量為1.5%～4.5%，總灰分為3.3%～4.7%[6]。另有研究表明，茶渣中含有礦物質8%～9%、粗纖維16%～18%、蛋白質18%～28%、易提取物和含氮物質60%、茶多酚1%～2%、咖啡堿0.1%～0.3%、賴氨酸1.5%～2.0%[7-8]。大量的粗蛋白質、碳水化合物、膳食纖維、茶多酚、茶皂素及其他養(yǎng)分殘留在茶渣中，有較高的利用價值。劉姝等研究表明，飼料中以茶渣為主要原料，通過木霉、曲霉等組成的復合菌在一定的環(huán)境中發(fā)酵后，制成的茶渣飼料其營養(yǎng)成分為粗蛋白含量17.9%、粗纖維20%～30%、脂肪0.3%、果膠3%～5%，可以作為仔豬飼料的蛋白質原料[9]。

2 茶渣在動物生長中的作用

2.1 提高抗氧化能力

動物機體因為與外界的持續(xù)接觸，包括呼吸（氧化反應）、外界污染、放射線照射等因素不斷在體內產生自由基，自由基或氧化劑會將細胞和組織分解，影響代謝功能，并引發(fā)疾病。而茶渣中含有的生物類黃酮、茶多酚、氨基酸等是天然的抗氧化物質，能有效抑制自由基的氧化反應，可以直接作用于自由基或間接消耗易生成自由基的物質[10]。日本研究人員利用茶葉渣作飼料來改善肉用仔雞肉質的試驗結果表明，仔雞肌肉中維生素E含量增加220%～240%，維生素A含量增加120%～140%，而且引起氧化變性的過氧化脂質的含量降低了25%，且肉質更佳鮮嫩[11]。劉旭升等在肉雞飼料中添加綠茶粉2%，可以明顯提高雞肉中肌苷酸含量，增加肉質鮮味；同時也增加了雞肉中維生素E的含量，有效減緩肉品中脂質的氧化，有利于肉品的貯藏[12]。

研究表明，茶多酚的抗氧化活性分別是VE的180%，VC的493%，能降低氧自由基和脂類自由基含量及過氧亞硝基的氧化活性，能有效防止油脂氧化，從而提高飼料中油脂的可利用率，并延長飼料的保質期，因此在飼糧中添加茶多酚能夠提高畜禽抗氧化能力[13]。蔡海瑩等在豬的日糧中添加茶多酚，發(fā)現(xiàn)可以提高豬肌肉的抗氧化水平，提高豬肉品質[14-15]。兒茶素是茶多酚中的重要組分。在熱應激環(huán)境下，家禽體內產生的大量自由基與多不飽和脂肪酸作用造成脂質過氧化，家禽日糧中添加茶多酚及其相關組分（EGCG）等，能有效緩解熱應激帶來的不良效果。李樺等在熱應激狀態(tài)下肉雞飲水中添加茶多酚進行試驗，發(fā)現(xiàn)茶多酚可有效降低胸肌內細胞脂質過氧化程度，從而改善肌肉品質；同時也能增加熱應激狀態(tài)下肉雞的食欲[16]。Tuzcu等發(fā)現(xiàn)給處于熱應激狀態(tài)下的鵪鶉飼喂添加EGCG的日糧，隨著EGCG水平的增加，鵪鶉的采食量、活重以及飼喂效率也成線性增加趨勢，并且血清中的VA、VE和、VC濃度也隨之增加[17]。同時，在對L-茶氨酸的研究同樣發(fā)現(xiàn)L-茶氨酸也具有非常明顯抗氧化作用[18]。趙立娜等對茶渣蛋白提取及抗氧化作用的研究表明茶渣蛋白多肽復合物具有很高的安全性及較強的抗氧化作用，并具有取代合成抗氧化劑的潛力[19]。因此，茶渣可以作為飼糧和畜禽機體抗氧化物質的重要來源。

2.2 增強免疫力

免疫系統(tǒng)是機體執(zhí)行免疫應答及免疫功能的重要系統(tǒng)，是防衛(wèi)病原體入侵最有效的武器，其能發(fā)現(xiàn)并清除異物、外來病原微生物等引起內環(huán)境波動的因素。免疫力的強弱將直接決定動物發(fā)病率、死亡率及生產性能的好壞，而茶渣中多種成分均能增強機體免疫力。茶渣中含有茶多酚1%～2%、咖啡堿0.1%～0.3%，這些物質能夠為動物提供很好的免疫保健作用[20]。其中咖啡堿具有興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用，提高肝臟對物質的代謝能力，增強血液循環(huán)，強心利尿，刺激胃液的分泌，從而增進食欲，幫助消化，促進動物的生長。文慧等通過對黃羽肉雞的研究表明，L-茶氨酸能夠提高其生長前期腸道sIgA，后期血清IL-2及全期血清INF-γ含量，增強其機體免疫功能[21]。Bukowski等研究表明，L-茶氨酸可以調節(jié)機體免疫細胞功能，增強人機體的免疫反應，降低流感等疾病的發(fā)生[22]。李永義等研究表明，茶多酚可以活化T細胞，促進T細胞向Th細胞分化，提高外源抗原的免疫應答能力，參與細胞免疫，介導超敏反應性炎癥，刺激B細胞增殖分化為漿細胞并產生抗體，提高血清IgA、IgM、IgG含量，參與體液免疫。同時，茶多酚參與調控某些癌基因或抑癌基因的表達，誘導癌細胞凋亡[23]。許月英等在淮南麻黃雞的日糧中添加紅茶末，研究表明，添加紅茶末對公雞的血清超氧化物歧化酶（SOD）沒有明顯影響，但對MDA有降低作用，表明紅茶末能夠提高機體抗氧化能力[24]。馬幫軍研究表明，豬日糧中添加茶粉2%可以顯著提高血液低密度脂蛋白水平和γ-球蛋白含量，提高豬機體免疫力[25]。劉旭升在白羽肉雞的飼料中添加綠茶粉，飼喂后發(fā)現(xiàn)肉雞血清中免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、球蛋白（GLB）、血清總蛋白（STP）、白蛋白（ALB）含量均顯著升高；血脂含量降低，這些指標表明肉雞機體免疫性得到了改善[26]。甚至有報道認為綠茶粉末有可能成為飼料中良好的抗生素替代品[27]。

2.3 改善營養(yǎng)物質消化

茶渣中含有茶多酚、茶氨酸、茶多糖等多種營養(yǎng)因子，茶多酚具有與蛋白質結合的能力，對蛋白質有一定保護作用，可以抑制腸道致病菌，同時又不傷害有益菌的繁衍，有整腸的功能，對淀粉消化性有改善作用。杜淑霞等研究表明，茶多酚會降低蛋白質離體消化率[28]。營養(yǎng)物質消化率是決定飼糧價值和利用率重要指標，而關于茶成分與營養(yǎng)物質代謝的研究較少，也不盡相同，潘發(fā)明等則認為飼糧中添加茶渣比例過高，會影響適口性，降低綿羊采食量，但不會影響營養(yǎng)物質消化率[29]。呂忠蕾等研究表明，飼糧中添加茶多酚能提高黃牛粗蛋白質和中性洗滌纖維消化率[30]。周紹遷等研究表明，經(jīng)風味蛋白酶酶解后，制備的茶渣蛋白水解物，將其作為飼料添加劑添加到小豬飼料中，當添加量為0.5%～1.0%時，可以改善豬的機體免疫能力以及提高胰臟和十二指腸中的消化酶活性[31]。茶渣對營養(yǎng)物質消化率的影響受飼糧營養(yǎng)成分含量等多種因素影響，有待進一步研究。

2.4 提高生長性能

獲得較高的生產性能是畜禽生產的最終目的，而大多數(shù)茶成分均有提高生產性能的作用。大量試驗表明茶渣中的茶多酚可以提高雞的生產性能。王妍琪等研究表明，日糧中添加茶多酚可以顯著提高肉雞生產性能[32]。曹兵海等研究表明，茶多酚能提高肉仔雞的采食量和日增重，對4～6周齡肉雞的生產性能有促進作用[33]。劉曉華等也得到相同結論[34]。李衛(wèi)春等研究表明，在21日齡艾維茵肉雞的日糧中添加茶多酚200和400 mg·kg-1，可以改善肉雞的生產性能[35]。徐曉娟等在青腳麻雞日糧中添加茶多酚，麻雞的平均體重、平均日增重與飼料轉化率顯著提高（P＜0.05）[36]。除了在日糧中直接添加茶多酚，將茶多酚0.06%與VC 0.1%協(xié)同添加到肉雞日糧中可以提高肉雞血清中SOD活性，谷胱甘肽轉移酶（GSH-Px）活性，降低丙二醛（MDA）含量，提高肉雞生長性能[37]。而在雛雞飼料中直接摻廢茶5%、10%和15%，飼養(yǎng)8周，也可提高雛雞增重[38]。研究表明，茶制品添加進雞的日糧中，也得到類似結論。徐雨晴等將茶樹鮮葉磨碎，直接添加在日糧中飼喂肉雞，發(fā)現(xiàn)能夠顯著增加肉雞體重，并提高采食量，改善肉雞的生產性能，同時提高屠宰性能，具有較好的飼養(yǎng)效果[39]。閆天龍等在蛋雞飼料中添加茶末研究表明，隨著茶末添加量的增加，蛋黃色澤越來越深，茶末對蛋黃中的膽固醇和VE有極顯著影響，對蛋黃中的VA有顯著影響；茶末最佳添加量在1.0%～1.5%，且各項蛋黃質構指標優(yōu)于對照組[40]。其他研究表明，除了茶渣中的茶多酚，多種氨基酸、多糖、脂類、纖維素等物質添加進日糧中，都對蛋雞的營養(yǎng)和保健起到良好的作用[41-42]。

對于家畜的研究也有類似報道，李永義等和林智等研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加茶多酚可以提高豬生產性能和肉品質[23,43]。孫克年等研究表明，在日糧中添加茶渣3%，豬日增重提高4.7%和飼料利用率提高8.5%，表明茶渣添加在日糧中確實對豬生長性能有促進作用[44]。但馬幫軍研究表明，豬日糧中添加茶粉1%～3%會降低豬的平均日增重；同時可以顯著降低豬背膘厚度，減少脂肪在豬胴體中的沉積，符合日前消費者對于飲食上“降三高”的需求[25]。

3 茶渣飼料資源開發(fā)存在的問題

目前，茶及副產品對畜禽作用的研究仍集中在茶中單一有效成分對畜禽生產影響，而茶和茶渣的飼用價值研究甚少，茶渣在動物生長的開發(fā)和運用還相當滯后。出現(xiàn)這樣現(xiàn)象的原因，是我國長期依賴糧食飼料，對茶渣這類非常規(guī)飼料的開發(fā)缺乏重視；茶渣產生途徑和添加步驟不同，其成分差距較大，無法對茶渣的營養(yǎng)和功能效果做出統(tǒng)一評價。例如，茶渣中含有的茶皂素、纖維素等含量導致了飼料的適口性較差，可能會引起畜禽的采食量下降。Ueda等研究表明，導致畜禽采食量下降不僅是由于茶皂素的適口性差，還取決于茶皂素添加的階段[45]。岳龍等研究“水酶法”茶渣在生長育肥豬上的飼喂效果后，建議進一步降低水酶法茶渣中茶皂素含量（1%）[46]。在設計飼料配方時，茶渣的適宜添加量還有待確定，添加過多或過少，均可能導致生產性能的下降，類似結論在其他茶類飼料研究中已有報道。然后，茶渣在飼料中添加使用，需要先通過理化或微生物發(fā)酵，使得茶渣中的纖維素、蛋白質、氨基酸、茶多酚等營養(yǎng)成分發(fā)生相應變化，以滿足禽畜的營養(yǎng)需要，而發(fā)酵控制的一系列技術難題現(xiàn)在缺乏系統(tǒng)的理論研究。Xu等用綠茶粉10%替代閹割羊全混合日糧中的谷物成分，其發(fā)酵條件為低pH、低氨氮、高乳酸、發(fā)酵120 d[47]。胡桂萍等研究通過多菌種聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵茶渣生產茶渣飼料，蛋白質含量明顯提高，且營養(yǎng)更加豐富合理，飼料的適口性好[48]。

同時茶葉及茶渣的吸附性還可用于家畜解毒、飼料除霉、圈欄或畜禽加工廢水的除臭等，這些特點在生產實踐中的應用還有待推廣[49-50]。因此，需要引起對茶渣這類非常規(guī)飼料的開發(fā)的重視，進一步對茶渣的飼用效果進行研究，深度了解其生理生化作用，才能將茶渣大規(guī)模應用于飼料資源[51-53]。

4 小結

茶渣富含的茶多酚、茶氨酸等多種有效成分，對動物抗氧化性能、免疫機能、營養(yǎng)物質消化代謝和生長性能均有促進作用，是高效的飼料來源之一，茶渣作為茶加工企業(yè)的低價副產物將會成為飼料的新來源[54-58]。而茶渣飼料資源開發(fā)的研究不足也直接影響飼料企業(yè)對茶渣的認識，制約茶渣在飼料作為資源的應用，茶渣的有效利用還需要通過對其功效進一步證明加以實現(xiàn)。