不同添加劑對白酒糟發酵飼料營養價值的影響研究

孫亞楠，李 梅，路力榕，任雨薇，李瑞春，潘立超，任海偉

（蘭州理工大學生命科學與工程學院，甘肅蘭州 730050）

隨著畜禽養殖業的快速發展，飼料資源短缺已成為我國飼料行業的突出問題[1]。因蛋白飼料資源嚴重短缺，我國每年都需進口數千萬噸豆粕和魚粉等蛋白飼料資源來填補國內市場的不足[2]。中國有悠久的白酒釀造歷史，是白酒生產和消費大國，酒糟產量居世界首位[2-3]。研究表明，白酒糟中富含糯米、大米、高粱、玉米等多種組分，且含有蛋白質、脂肪、微量元素及無氮浸出物等多種營養物質。白酒糟所含營養成分對牲畜的生長和發育十分有利，作為蛋白質飼料源正逐步走向成熟。近年來，利用功能微生物發酵酒糟，生產酒糟蛋白飼料已成為研究熱點。如王玉瑋等[4]以白酒糟為主要原料，添加里氏木霉發酵，發現經添加5 %里氏木霉發酵后，酒糟飼料營養價值顯著提高。賴玉城[5]以醬香型固態白酒的丟糟為材料，采用二階段酒糟混菌固態發酵工藝技術生產酒糟蛋白飼料，發現經處理后飼料的粗蛋白含量為29.31 %，有效提高了酒糟中的蛋白含量。

因此，本實驗探究8 種不同的添加劑對酒糟飼料營養價值的影響，通過對纖維素、粗脂肪、總糖、灰分、粗蛋白和氨基酸等成分的對比，評估不同添加劑對發酵酒糟飼料的影響，從而選擇最合適的添加劑。經過儲存之后期待酒糟飼料的某些指標得以改善，提高酒糟飼料中有效成分的含量，為酒糟飼料的進一步開發提供理論基礎與支撐，做到物盡其用。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

原料：本研究采用的酒糟原料來自于金徽酒股份有限公司。

儀器與設備：UV-5200 型紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司；HH-4 數顯恒溫水浴鍋，上海亞榮生化儀器廠；臺式離心機TG-16，長沙黃泰儀器有限公司。

1.2 實驗方法

分別取一定量的鮮酒糟原料，加入里氏木霉（Trichodermareesei）、植物乳酸桿菌（Lactobacillus）、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、黑曲霉孢子粉(Auricularia auricula)、產朊假絲酵母（Candida utilis）、植酸酶、纖維素酶、華芬酶，充分攪拌使其混合均勻，填裝入青貯容器中后密封，再進行青貯發酵（時間設定為8 個月），8 種添加劑分別設置了3 個不同的濃度梯度，分別是3%、5%、8%。各種添加劑的名稱及編碼如表1所示。

表1 添加劑的名稱及編碼

發酵完成后，將一部分鮮酒糟在105 ℃條件下干燥至恒重，粉碎過40 目篩，測定營養組分和氨基酸等相關指標；另一部分在離心管中加入5 g 鮮酒糟及35 mL 蒸餾水，浸提1 h，4000 r/min 條件下離心10 min，取上清液，測定總糖含量。

1.3 酒糟化學成分的測定

總糖含量測定采用蒽酮比色法；粗脂肪含量測定采用索氏抽提法；灰分含量測定采用干法灰化法；粗蛋白含量測定采用凱氏定氮法；淀粉含量測定采用GB/T 5009.9—2008；氨基酸含量的測定采用氨基酸自動分析儀法；乳酸、葡萄糖以及乙醇含量的測定采用SBA-40X 生物傳感分析儀。

2 結果與分析

2.1 酒糟飼料基本成分含量的分析

2.1.1 添加劑對酒糟發酵過程中粗蛋白的影響

蛋白質含量是飼料中的一個極其重要的指標。不同添加劑對酒糟發酵過程中氮含量的影響如圖1 所示。和空白對照相比，經添加劑處理后酒糟飼料的粗蛋白含量發生了明顯變化。經8 %產朊假絲酵母處理的酒糟飼料中粗蛋白含量最高，達到23.82 %；經8 %植酸酶處理的酒糟飼料中粗蛋白含量最低，僅為9.45 %；經5 %里氏木霉、5 %釀酒酵母、5%黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中粗蛋白的含量也較高，達到20%以上。其中經8%的產朊假絲酵母處理的酒糟飼料中含有的粗蛋白含量與《中國飼料成分及營養價值表》推薦的含量最為接近。

圖1 添加劑對酒糟發酵過程中粗蛋白的影響

2.1.2 不同添加劑對酒糟發酵過程中粗脂肪含量的影響

不同添加劑對酒糟發酵過程中粗脂肪含量的影響如圖2 所示。和空白對照相比，經添加劑處理后的酒糟飼料粗脂肪含量發生了明顯變化。經5%產黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中粗脂肪含量最高，達到19.78%，經5%植物乳酸桿菌處理的酒糟飼料中粗脂肪含量最低，僅為4.23 %，經8 %的黑曲霉孢子粉、3 %的纖維素酶、8 %的釀酒酵母、3 %的產朊假絲酵母、3 %的黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中粗脂肪的含量也較高，達到10%以上，經5 %植酸酶處理的酒糟飼料中粗脂肪含量也較低在5%以下。其中經8%的黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中含有的粗脂肪含量與《中國飼料成分及營養價值表》推薦的含量最為接近。

圖2 不同添加劑對酒糟發酵過程中粗脂肪含量的影響

2.1.3 不同添加劑對酒糟發酵過程中灰分含量的影響

在高溫狀態時，物料會發生很多的物理和化學變化，最終有機物質揮發，而殘留的物質即為灰分（無機鹽和氧化物等無機物質）。飼料中的粗灰分主要有鈣、磷、鈉、氯、鎂、鐵、硫、碘、錳、銅、鈷、鋅等[10]。礦物質是構成牲畜組織、骨骼、器官等的重要物質，特別是鈣和磷是構成牙齒、骨骼等的主要成分。牲畜飼料中的礦物質缺乏或鈣磷比例不足會導致軟骨病，甚至癱瘓。

不同的添加劑對酒糟發酵過程中粗灰分含量的影響如圖3 所示。和空白對照相比，添加劑處理后的酒糟飼料中，粗灰分含量發生顯著變化。如圖3 所示，經5 %植酸酶處理的酒糟飼料中粗灰分的含量最高，達到25.71%，經3%黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中粗灰分含量最低，僅為4.45 %，經8 %植酸酶、8 %纖維素酶處理的酒糟飼料中粗灰分的含量也較高，達到20 %以上。其中酒糟飼料粗灰分的含量偏高，是因為所采用的酒糟原料沒有經過去除酒糟中的谷殼這一步驟,也有可能是因為灰化不完全。

圖3 不同添加劑對酒糟發酵過程中灰分含量的影響

2.1.4 不同添加劑對酒糟發酵過程中總糖含量的影響

在評估酒糟飼料中不同添加劑對其營養價值影響的實驗中，飼料的總糖含量如圖4 所示，其分為兩部分，固體總糖（經過干燥粉碎之后的飼料）和液體總糖（濕態的飼料）。和空白對照相比，經某種特定添加劑處理后的酒糟飼料，其總糖含量明顯變化。如圖4 所示，干燥粉碎之后的飼料中經過4 %的植酸酶處理后含有的總糖最高，達到4.85 %，經3 %華芬酶處理的酒糟飼料總糖含量最低，僅為1.04%。而在濕的酒糟飼料中，經過5%釀酒酵母處理的酒糟飼料總糖含量最高為0.13%，而原料中含量僅有0.02 %。濕態飼料含有的總糖含量明顯很低。

圖4 不同添加劑對酒糟發酵過程中總糖含量的影響

2.1.5 不同添加劑對酒糟發酵過程中碳水化合物含量的影響

碳水化合物是飼料的主要組成成分，約占飼料的70 %，是牲畜攝入熱量的主要來源。碳水化合物是活細胞結構的基本組成部分，也是主要的能量供應者，它們在調節細胞活動方面具有重要功能。

在評估酒糟飼料中不同添加劑對其營養價值影響的實驗中，飼料的碳水化合物含量如圖5 所示。和空白對照相比，經某種特定添加劑處理后的酒糟飼料，其碳水化合物含量明顯變化。但總體來說，碳水化合物的含量變化不大。從圖5 可以看出，經冷凍處理的酒糟原料中碳水化合物含量最高，高達70.33%，經5%黑曲霉孢子粉處理的酒糟飼料中碳水化合物含量最低，僅為46.95 %。可以得出結論，在酒糟飼料的貯存過程中，碳水化合物的含量逐漸減少，而減少幅度的大小則與添加劑的種類以及含量有關。

圖5 不同添加劑對酒糟發酵過程中碳水化合物含量的影響

2.1.6 不同添加劑對酒糟發酵過程中淀粉含量的影響

淀粉含量是飼料的另一個重要指標，是碳水化合物的一部分。在評估酒糟飼料中不同添加劑對其營養價值影響的實驗中，酒糟飼料的淀粉含量如圖6 所示。和空白對照相比，經某種特定添加劑處理后的酒糟飼料，其淀粉含量明顯變化。如圖6 所示，經冷凍的酒糟飼料中（即沒有經過添加劑處理也沒有貯存的酒糟飼料）淀粉含量最高，達到22.95%，經8%釀酒酵母處理的酒糟飼料中淀粉含量最低，僅為9.55 %。同《中國飼料成分及營養價值表》給出的數值（DDGS 中淀粉含量為26.7%、鮮啤酒糟中淀粉為11.50%）比較，經8%里氏木霉處理的酒糟飼料與鮮酒糟中淀粉含量相近，經8%釀酒酵母處理的酒糟飼料中淀粉的含量與DDGS 的含量相近。可以得出結論：酒糟在貯存保藏過程中，淀粉的含量會變少，而減少率則與是否有添加劑、添加劑的類型和數量有關。

圖6 不同添加劑對酒糟發酵過程中淀粉含量的影響

2.2 不同添加劑對酒糟發酵過程中纖維素含量的影響

纖維素含量是表征酒糟飼料中粗纖維含量的重要指標，在評估酒糟飼料中不同添加劑對其營養價值影響的實驗中，飼料的纖維素相關含量如圖7所示。和空白對照相比，經某種特定添加劑處理后的酒糟飼料，其纖維素含量明顯變化。如圖7 所示，經過8%里氏木霉處理的酒糟飼料中纖維素的含量最高，達到37.93%，經過5%植酸酶處理的酒糟飼料中纖維素含量最低，僅為8.72%。

圖7 不同添加劑對酒糟發酵過程中纖維素含量的影響

2.3 不同添加劑處理的酒糟飼料的氨基酸組成

蛋白質是由多種氨基酸組成的復雜大分子化合物，是牲畜生長和發育所必需的營養物質。一些必需氨基酸缺乏時，將會引起畜禽生長停滯，畜體虛弱。由于飼料種類不同，氨基酸的種類、數量及結合狀態也不同，其營養價值也有差別。

不同添加劑處理的酒糟飼料的氨基酸組成如表2 所示。酒糟飼料中共17 種氨基酸被檢測出(色氨酸因在水解過程中被破壞而沒有被測量出)，其中包括7 種必需氨基酸、10 種非必需氨基酸。經8 %產朊假絲酵母處理的酒糟飼料中EAA 總量最大，其次為經過5 %里氏木霉處理的酒糟飼料；經8%產朊假絲酵母處理的酒糟飼料中含有的氨基酸總量最多，達到18.50%；經8%里氏木霉處理的酒糟飼料中含有的氨基酸總量最少，僅為11.07%。

表2 酒糟飼料的氨基酸組成及含量 (%)

續表2 酒糟飼料的氨基酸組成及含量 (%)

由表3 可知，Glu 在酒糟飼料中含量最高，為3.450 %；而氨基酸含量最低的是Arg，僅為0.144 %。變異系數最高的是Lys，達到45.594 %，說明酒糟飼料被不同添加劑處理時，Lys 差異最為明顯。His、Ile、Met 的變異系數相對也較大，說明差異較明顯；其他氨基酸差異變化較小。

表3 酒糟蛋白氨基酸分析 (%)

由表4 可以看出，經24 種添加劑處理過的酒糟飼料中，EAA 與AA 的比值略高于WHO/FAO 的推薦模式，變化范圍為33.66 %～40.78 %，EAA 平均占AA 的37.29 %。與WHO/FAO 推薦模式必需氨基酸的含量相比，24種添加劑處理的酒糟蛋白的第一限制氨基酸為Met 和Cys，氨基酸評分為5.52，其中Lys 的氨基酸評分是6.82，與WHO/FAO 推薦模式的指數最接近。

表4 酒糟蛋白的氨基酸評分 (%)

3 結論

就干物質方面考慮，損耗較少的組是：A-1 組、A-2 組、C 組（包括C-1 組、C-2 組、C-3 組）、D-1組、D-2 組、E-1 組、E-3 組、F-1 組、F-3 組、G-1 組、H-1 組、H-3 組；就蛋白質考慮，與原料相比，蛋白含量有所提高的組是：A-2、A-3、B-1、B-2、B-3、D-2、D-3、E-2、F-2、G-2、G-3；就氨基酸考慮，處理效果高于其平均效果的組是：A-2、B-1、B-3、C-1、C-2、C-3、D-2、D-3、E-2、E-3、F-2、G-2、H-1；就碳水化合物方面考慮，效果較好的組是：A-1、A-2、A-3、B-1、B-2、B-3、C-1、D-1、D-2、D-3、E-1、E-3、F-1、F-3G；在總糖方面考慮，效果良好的組是：A-2、D-2、D-3、F-1、F-3、I；就纖維素方面考慮，效果較好的組是A-3、B-2、B-3、E-2、B-1、G-3、D-2、D-1、H-3。綜合以上各個指標綜合考慮，認為D-2 組（5 %產朊假絲酵母組）取得的效果最好。