白酒糟飼料化開發利用及其對貴州石漠化地區的啟示

陳 洋 ， 熊康寧 ，2 ， 池永寬 ，2， 肖 華 ，2， 陳 滸 ，2

（1.貴州師范大學喀斯特研究院，貴州貴陽 550001；2.貴州省喀斯特山地生態環境省部共建國家重點實驗培育基地，貴州貴陽550001）

貴州是我國喀斯特地貌發育最典型、最復雜、景觀類型最豐富的地區，喀斯特出露面積接近11萬km2，占全省國土面積的62%。脆弱的生態環境加上人口壓力大等自然與歷史原因， 使得貴州石漠化問題嚴重（王元素，2015）。 已有研究表明，加強草地建設， 推進草食畜牧業的快速發展能夠有效治理喀斯特地區的石漠化問題， 實現農民增收（許留興等，2015；張浩等，2012；李馨等，2011；楊振海，2008；張自和，2006）。然而，貴州天然草地營養品質低且不均衡，分布零散，分布海拔較高，難以有效利用（皇甫江云等，2009）；而全省人工種草及改良草地面積又僅占天然草場面積的3.42%，優良牧草少， 導致草地品質整體較差 （郭文等，2017；張錦華等，2010）。由于缺乏足夠的草地面積和飼料基地的支撐， 僅依靠天然和人工草地已無法滿足當前種草養畜及治理石漠化的需要， 飼料缺乏已成為制約貴州喀斯特石漠化地區發展草地畜牧業的重要因素。

我國白酒釀造歷史悠久，每年白酒產量巨大，白酒糟產量居全球首位，2016 年全國白酒糟產量為4075.2 t （袁鑫，2017）。雖然我國擁有豐富的酒糟資源， 但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，2013），貴州更是飼料蛋白資源嚴重缺乏的大省。 白酒糟富含蛋白質、氨基酸、粗纖維等營養物質，非常適合作為反芻動物飼料資源開發利用， 對白酒糟資源的飼料化開發， 可在一定程度上緩解貴州飼料缺乏的狀況。但長期以來，由于對白酒糟資源缺乏足夠重視，加之加工技術的滯后，貴州豐富的白酒糟資源未能得到有效地開發利用， 大部分白酒糟就地堆積，既占用空間，其酸性糟液也對環境造成了嚴重污染。 本文綜述了貴州喀斯特地區白酒糟資源的利用價值， 針對白酒糟資源開發利用過程中存在的問題，提出了相應的解決對策，以期為貴州喀斯特石漠化地區草地畜牧業的健康發展和生態環境建設提供參考。

1 白酒糟資源的利用價值

1.1 營養價值 白酒糟是用高粱、玉米、大麥等淀粉含量高的谷物釀酒后產生的廢棄物， 蛋白質、脂肪、粗纖維及維生素含量高，富含多種氨基酸和生長因子，能促進消化吸收，是理想的低成本優質畜禽飼料資源（周招洪等，2018）。 酒糟中的營養成分除來自糖化、 發酵不徹底的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，如嘌呤、嘧啶、類脂化合物、酶類等，這是一般谷物所無法比擬的，干白酒糟主要營養成分見表1 及表2（謝正軍等，2014）。

表1 白酒糟常規營養成分含量 %

表2 氨基酸組成平均值 %

徐建等（2012）對四川9 種白酒糟主要營養成分分析表明其營養價值較高。將白酒糟與《中國飼料成分及營養價值表（2013 年第24 版）》能量飼料的營養價值的比較發現， 白酒糟比玉米的粗蛋白質、粗灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、鈣和總磷高；比豆粕的粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物、粗灰分、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維高；比紫花苜蓿的粗脂肪、粗灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和總磷高（中國飼料成分及營養價值表，2013），詳見表3。 此外，袁頡等（2012）還對醬香型白酒酒糟的主要營養成分進行了分析， 發現其蛋白質含量略高于一般固態白酒糟，其余成分則相差不大，說明盛產醬香型白酒的喀斯特地區的白酒糟更具飼料開發利用價值。

1.2 飼用價值 鮮白酒糟具有濃郁的醇香，水分及纖維素含量高，可直接進行飼喂，對于牛羊等反芻動物來說最為適合（謝正軍等，2014）。 研究表明，在動物飼糧中補飼一定比例的酒糟有提高動物干物質采食量、平均日增重、飼料轉化率，降低料重比，改善血漿生化指標的作用，從而可達到降低飼養成本，提高經濟效益的目的（楊春紅等，2016； 袁鑫等，2015；Ham 等，1994；Cozzi等，1994）。王建等（2018）利用白酒糟替代部分青貯飼料飼喂肉羊試驗表明，白酒糟最多可以替代70%的青貯料，且對6 月齡育肥肉羊的生長性能無不利影響； 白酒糟替代青貯育肥肉羊時，用50%白酒糟替代青貯料對肉羊的育肥效果最好；張興會等（2008）在肉牛的短期快速育肥過程中，日糧配方中加入適當比例的白酒糟發現，既可節省大量的能量飼料，又不影響其增重速度、效果以及肉的品質。 王永昌等（1996）用含鮮白酒糟30%和50%兩種比例的飼料飼喂育肥豬發現，添加50%鮮酒糟具有良好的經濟效益，每頭豬可節約飼料成本 70 ～ 100 元。 此外，田璐等（2017）、楊艷紅等（2016）、謝曉 紅等（2012）、章雙杰等（2011）、何勝強等（2010）分別在雞、鴨、鵝、兔的日糧中添加或替代一定比例的白酒糟，試驗證明白酒糟能夠促進禽類和單胃動物的生長發育、改善肉的品質、提高飼料的吸收轉化率，從而提高生產性能。

表3 白酒糟與部分飼料作物營養價值對比分析 %

1.3 生態價值與經濟價值 目前貴州省石漠化土地面積已達32480 km2， 約占全省土地面積的18.44%（張冬青等，2006）。 石漠化問題使得牲畜生長環境惡劣，飼草料供給不足，特別是在冬春枯草季節，常出現牲畜掉膘現象，給該地區畜牧業的健康可持續發展帶來嚴峻挑戰。 而白酒糟營養豐富，飼用價值高且不受季節變化的影響，可作為飼草資源的補充，減輕該地區由于飼料缺乏，而采取過度放牧、 砍伐等不合理利用方式所導致的生態環境壓力（王曉力，2013）。 因此，科學合理地將白酒糟資源飼料化開發利用不僅可以避免白酒糟資源的浪費， 也可以最大限度地減少其對環境的污染， 對促進貴州畜牧業的快速發展具有重要意義（池永寬等，2018）。 此外，白酒糟可部分替代常規飼料，縮短育肥周期，降低飼養成本，帶動相關產業的發展，形成產業鏈，促進當地就業，實現居民增收（楊艷紅，2016），具有重要的經濟價值。

2 喀斯特石漠化地區白酒糟飼料化開發利用存在的問題及解決對策

2.1 喀斯特石漠化地區白酒糟飼料化開發利用存在的問題

2.1.1 白酒糟自身的局限 鮮白酒糟水分含量高、 酸度大， 特別是在夏季溫度過高或存儲不當時，極易腐敗變質，使其長期貯存和保鮮運輸成為一大難題（王曉力，2013）。同時其含有大量谷殼類纖維，未經分離難以為牲畜消化吸收（池永寬等，2018）。 此外白酒糟中還含有乙醇等有毒有害物質， 如果大量或長時間飼喂則會對牲畜的消化系統、 生殖系統及機體對礦質元素的吸收產生不利影響，甚至會導致其死亡。白酒糟腐敗變質時會產生多種游離酸， 這些酸性物質會使日糧和血液中鈣轉化為難溶性鈣鹽，影響牲畜對鈣的吸收，對幼畜生長發育不利，中老年畜則出現骨質疏松、行走困難等問題（鄭玉海等，2015；劉玲梅等，2014；曾波，2009；汪善鋒等，2003）。

2.1.2 技術條件及理論限制 由于白酒糟水分含量高且含有大量不易于被動物消化吸收的谷殼類纖維， 直接飼喂效果欠佳， 因此需要對其進行脫殼、去水、粉碎等加工處理。 而傳統的加工技術方法（表4）如擠壓分離法等，又多存在分離率低、工藝復雜、養分損失大、生產成本高等缺點（汪善鋒等，2003），制約了白酒糟飼料化加工產業的發展。美國等早在20 世紀60 ～70 年代，就對白酒糟飼料化加工技術方面進行了大量研究， 而我國在這方面的研究起步相對較晚， 與國際先進水平存在較大差距。近年來，雖然我國在此方面已取得較大發展， 但由于機械加工的酒糟對其原有營養成分提升不大且在水分烘干過程中因耗能過大導致其生產成本居高不下， 據報道其生產成本高達500元/t，因此一直未能形成規模化生產能力。 此外，當前國內學術界對白酒糟資源飼料化開發利用的研究多集中于白酒糟營養成分的分析（周招洪等，2018；謝正軍等，2014）與評價（付洋洋等，2018；李倩等，2018；徐建，2011；薄玉琨等，2011），不同比例下的白酒糟飼喂效果對比分析 （田璐等，2017；楊艷紅，2016；張興會等，2008），白酒糟對育肥牲畜生產性能影響 （王倫學等，2016； 馮堂超等，2015；陳洪雷，2011；周福等，2009）等方面，僅有部分學者對白酒糟的飼料化開發利用中的關鍵技術如烘干脫殼技術（汪善鋒等，2003）、青貯技術（趙碧剛，2008）、微生物發酵技術（張玉誠等，2016；宋善丹等，2015；張博潤等，1997）等進行了探究。 但對白酒糟中乙醇等有害化學物質對牲畜的毒性作用及如何有效降解這些有害物質， 減輕不利影響的研究相對較少。

表4 白酒糟飼料化傳統加工技術方法

2.1.3 地域條件的限制 喀斯特石漠化地域由于地理環境和生境破碎、地理單元小而多，導致飼用草灌無法實現大面積種植， 制約了該地區草地畜牧業的規模化發展（郭文等，2016）。因而該地區的畜牧業多以家庭為生產單位，小而分散的特點，給白酒糟飼料的集中供應造成了困難。同時，養殖業的分散化降低了區域內對于白酒糟飼料的總體需求量， 使得白酒糟飼料化加工因缺乏足夠的訂單量而無法實現規模化生產， 在一定程度上抬高了其生產成本。此外，貴州省土壤大多呈現出酸性土壤和鈣質土壤鑲嵌分布的格局， 喀斯特分布區域中的巖石、 水和土壤中都含有較高的鈣 （李陽兵等，2004；袁道先等，1988）。 而作為釀酒原料的糧食作物在其生長過程中， 其根系必然會從土壤和地下水中吸收大量的鈣元素， 這會造成白酒糟中鈣元素含量過高，導致鈣磷比例失調，直接飼喂會影響牲畜的正常發育。

2.2 解決對策

2.2.1 克服自身局限 鮮白酒糟具有多水、高酸、易腐、粗纖維含量高等特性，一方面給其貯存、加工、運輸帶來不便；另一方面，其長期直接或大量飼喂也會對牲畜健康生長產生不利影響。 因此有效降低白酒糟水分及粗纖維含量，平衡酸堿度，減少乙醇等有毒物質含量，是實現白酒糟飼料化及有效應用于養殖產業的先決條件。 有研究表明，通過運用烘干分離谷殼技術、白酒糟青貯技術、微生物發酵技術等關鍵技術（張慧等，2019），可實現上述目標并滿足其長期貯存和營養品質提升的需要。

烘干分離谷殼法是指先利用干燥機對鮮白酒糟進行干燥以降低其水分含量， 再利用篩分機篩分出谷殼， 最后再用粉碎機對余下物質進行粉碎的一種加工方法（圖1）。 夏先林等（2002）將烘干的白酒糟通過不同的分離方法即通過一級（20 目篩分）和二級（一級基礎上再40 目篩分）進行脫殼處理發現，其粗纖維含量明顯降低（20.5%、8.4%、18.4%），粗蛋白質含量顯著提高（14.9%、17.2%、18.4%）。

圖1 烘干分離谷殼法流程示意圖

白酒糟青貯法是指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，將白酒糟中的可溶性糖轉化為乳糖， 從而抑制霉菌等有害菌的生長，并使殘留的酒精發揮掉，最終使得白酒糟及其所含營養成分得以長期保存的一種加工方法。有研究指出，在鮮白酒糟中加入一定比例的秕谷或其他碾碎粗料進行混合青貯， 其青貯效果要優于單獨青貯，營養價值提升更明顯。蔣紅琴等（2017）通過混合青貯試驗證明了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%的比例添加效果最好； 添加玉米粉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（表5）。

表5 甜高粱秸稈鮮酒糟及添加3 種比例玉米粉青貯后化學組成分析 %

微生物發酵技術是指在酒糟中接種微生物進行發酵，提高蛋白質等營養物質含量，改善口感、脫毒、氨基酸含量，使蛋白質飼料更安全，營養組成更合理， 更易被牲畜消化吸收的一種加工方法（圖2）。 張慧等（2019）用發酵白酒糟進行飼豬試驗，結果表明，發酵白酒糟在40 ℃恒溫體外消化裝置下持續消化6 h 后消化最完全， 此時干物質消化率為42.12%，蛋白質消化率為64.29%，粗纖維消化率為20.86%，說明經發酵處理后白酒糟能提高動物對其營養物質的消化吸收。 用6%的發酵白酒糟代替以纖維類為主的飼料原料， 可提高育肥豬生長性能，增加經濟效益。

圖2 微生物發酵技術流程示意圖

2.2.2 實現白酒糟飼料化 白酒糟飼料化是指將白酒糟資源制成飼料供給草食牲畜食用， 通過動物體內一系列復雜的物理及化學反應將其轉為畜產品以滿足人類日常生活的需要， 其核心在于物質和能量的轉化率， 效率的高低主要取決于飼料本身品質的好壞以及動物對其消化吸收利用能力。 當前，白酒糟資源的管理和利用較為粗放，或就地堆積或直接廢棄或直接飼喂牲畜， 既占用了空間，也污染了環境，沒有實現其資源效益的最大化。 對此，應立足于區域發展的本底環境，依托并改進現有白酒糟飼料化加工技術， 重點解決加工過程存在的突出問題， 從而有效實現白酒糟資源向飼料的轉化， 發揮其在草地畜牧業中的重要作用，最終達到鞏固石漠化治理成果的目的。

2.2.3 構建飼料加工中心 為解決喀斯特石漠化地區由于養殖分散而導致的白酒糟飼料難以集中供應及規模化生產的難題，進一步加快石漠化地區畜牧業的發展及白酒糟飼料化加工產業發展的進程，在石漠化地區構建以白酒糟為原料的飼料加工中心是行之有效的解決辦法。該飼料加工中心是基于“政府+企業+農戶”合作基礎之上的一種互利共贏的飼料化產業模式。首先由政府牽頭并向飼料加工企業提供一定數額的補貼；其次企業負責收購白酒糟原料并進行飼料化加工，從而向養殖戶提供低價飼料；最后養殖戶則可以在飼料加工中心以較低價格購買飼料或向其提供相應的原料換取一定比例的飼料（郭文等，2016）。 該模式不僅會使得養殖成本大大降低，同時也有助于當地畜牧業和飼料加工產業的快速發展（圖3）。

圖3 白酒糟飼料加工中心的技術路線

3 白酒糟資源開發利用對石漠化地區發展草地畜牧業的啟示

貴州擁有豐富的白酒糟資源， 充分認識當前白酒糟飼料化開發利用過程中的不足， 利用政策優勢，加大資金投入，強化基礎理論研究，重點突破其飼料化加工過程中的技術難題， 克服不利因素的影響。同時立足區域實際，通過對白酒糟資源的飼料化開發利用，擴大飼料的來源，緩解由于飼草料缺乏而導致的人畜爭地的矛盾， 減輕天然及人工草地的載畜壓力。因此，發展以白酒糟為主的非常規飼料加工業， 科學合理地開發和利用白酒糟資源， 在白酒糟營養價值和飼喂效果評價研究的基礎上， 加大對白酒糟飼料化開發利用中的關鍵技術、 乙醇等有毒物質的毒性作用及如何降解這些有毒物質并減輕其所帶來的不利影響的研究，不但能夠擴大飼料的來源，而且有利于促進當地經濟的發展，實現區域的可持續發展，鞏固石漠化的治理成果，最終實現石漠化的綜合治理。