農(nóng)副產(chǎn)物飼料化在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

荊學(xué)毅，禹愛兵，喬 鑫，李煒月，鄒 雪，程雨菲，洪 亮

（1.天津農(nóng)學(xué)院 動物科學(xué)與動物醫(yī)學(xué)學(xué)院天津市農(nóng)業(yè)動物繁育與健康養(yǎng)殖重點實驗室，天津 300392；2.天津市綠色生態(tài)飼料重點實驗室，天津 301800）

農(nóng)副產(chǎn)物是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的廢棄物和具有一定營養(yǎng)價值和商品價值的產(chǎn)物[1]。由于我國地域廣闊，農(nóng)業(yè)資源豐富，農(nóng)產(chǎn)品種類繁多，因此在農(nóng)產(chǎn)品加工過程中會產(chǎn)出大量的副產(chǎn)物。目前，人們未完全認(rèn)識到農(nóng)副產(chǎn)物所蘊(yùn)含的潛在價值，同時我國的飼料化工藝設(shè)備落后，導(dǎo)致農(nóng)副產(chǎn)物深度利用率低，營養(yǎng)成分未能得到完全開發(fā)。此外，廢棄副產(chǎn)物的隨意排放處理對我國的生態(tài)環(huán)境、人類健康及可持續(xù)化農(nóng)業(yè)的發(fā)展都有一定的危害。采用一定的方法將農(nóng)副產(chǎn)物進(jìn)行加工處理，根據(jù)動物的生長需求添加恰當(dāng)?shù)霓r(nóng)副產(chǎn)物，在一定程度上能夠緩解我國飼料原料短缺局面和價格高昂等問題，也可以緩解因農(nóng)副產(chǎn)物的不合理排放造成的環(huán)境問題。

1 農(nóng)副產(chǎn)物的分類

農(nóng)副產(chǎn)物可以按其來源分為植物性農(nóng)副產(chǎn)物和動物性農(nóng)副產(chǎn)物2 類。植物性農(nóng)副產(chǎn)物主要包括經(jīng)濟(jì)作物類副產(chǎn)物、食品加工類副產(chǎn)物、蔬菜類副產(chǎn)物、水果類副產(chǎn)物；動物性農(nóng)副產(chǎn)物主要包括畜禽產(chǎn)品加工副產(chǎn)物、水產(chǎn)品副產(chǎn)物[2]。這些農(nóng)副產(chǎn)物的化學(xué)組成復(fù)雜，不同種類、品種或同品種不同部位的成分均存在差異。因此，在深入開發(fā)和利用農(nóng)副產(chǎn)物時需要針對其特性進(jìn)行科學(xué)的分類和分析。

2 植物性農(nóng)副產(chǎn)物在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

植物性農(nóng)副產(chǎn)物以植物的籽實、枝葉、根莖以及收獲后剩余的秸稈、果殼、果皮及榨汁后剩余的料渣為代表，這些副產(chǎn)物含有豐富的營養(yǎng)價值，如粗纖維、鈣、鉀、鎂等礦物質(zhì)以及類黃酮、類胡蘿卜素、酒石酸、酚類物質(zhì)、多糖、黃酮和花青素等[3-6]。它們是動物所需營養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)來源，并有極高的資源再利用價值。

2.1 經(jīng)濟(jì)作物類副產(chǎn)物

經(jīng)濟(jì)作物類副產(chǎn)物種類多樣，主要包括莖葉類（如作物秸稈、花生秧、竹葉以及竹筍等）、糟渣類（如甘薯渣、甘蔗渣、番茄渣和茶葉渣等）、餅粕類（如棕櫚仁粕、甜菜粕和菜籽粕）等[7]。

我國農(nóng)作物秸稈資源豐富，種類多樣，每年可生產(chǎn)上億噸的秸稈。在飼料中添加植物纖維已成為降低飼養(yǎng)成本的常見做法，而農(nóng)作物秸稈中粗纖維含量豐富（30%～40%），并含有豐富的氮、鐵、磷等微量元素。相關(guān)研究報道，稻草秸稈中粗蛋白質(zhì)含量為5.1%，小麥秸稈為4.1%，玉米秸稈為9.8%，是尚未充分開發(fā)利用的反芻動物粗飼料資源[8]。通過利用青貯、微貯、揉搓絲化、發(fā)酵及壓塊等處理技術(shù)，把秸稈轉(zhuǎn)化為飼料供給動物食用，能增加飼料適口性，提高動物采食量，同時可明顯提高生產(chǎn)性能[9]。例如，于明等將玉米秸稈進(jìn)行微貯和氨化后飼喂遼寧絨山羊后，提高了玉米秸稈粗蛋白含量，降低纖維性物質(zhì)含量；提高了遼寧絨山羊營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率，改善了生長性能[10]。

將油菜秸稈和微生物一同發(fā)酵，可以提高其中粗蛋白的含量，降低纖維素的含量，改善油菜秸稈的營養(yǎng)價值，還能提高山羊瘤胃中粗蛋白和酸性洗滌纖維（ADF）的消化率[11-12]。使用益生菌對大豆秸稈進(jìn)行發(fā)酵，可以降低大豆秸稈中粗纖維、抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，抑制脲酶的活性，提高粗蛋白、干物質(zhì)、ADF 和中性洗滌纖維（NDF）的瘤胃降解率[13]。不同原料加工處理產(chǎn)生的餅粕，所含營養(yǎng)物質(zhì)也不盡一致，因此，根據(jù)所需替代動物飼糧中的不同成分可以帶來經(jīng)濟(jì)有效的結(jié)果。例如，用甜菜粕來代替反芻動物日糧中的部分或全部谷物類飼糧，對奶牛的生長性能和生產(chǎn)性能沒有影響[14]，卻能降低奶牛發(fā)生熱應(yīng)激的概率，提高產(chǎn)奶量和牛奶中乳蛋白的含量[15]。在羊的飼料中添加甜菜粕，能夠提高羔羊的平均日增重和采食量，改善肉品質(zhì)，降低養(yǎng)殖成本[16-17]。

2.2 食品加工類副產(chǎn)物

在我國食品工業(yè)化背景下，每年會產(chǎn)生大量的食品加工類副產(chǎn)物，包括玉米黃漿、醬糟、木薯渣、酒糟等。這些副產(chǎn)物一般要占農(nóng)產(chǎn)品總質(zhì)量的20%左右，有些甚至高達(dá)50%以上[18]。由于存在營養(yǎng)缺陷、適口性差等原因，這些副產(chǎn)物不可直接用作畜禽飼料，但可通過青貯、發(fā)酵等技術(shù)方法以彌補(bǔ)此類副產(chǎn)物作為畜禽飼料的缺陷。例如，王志文等在哺乳母豬日糧中用4%的發(fā)酵木薯渣替代麩皮，提高哺乳母豬的采食量、仔豬平均日增重率和斷奶窩增重率[19]。

酒糟是由玉米、麥及高粱等釀酒后剩余的殘渣，其中含有大量的水、粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、未能發(fā)酵完全的淀粉、有機(jī)酸、小分子氨基酸、維生素以及其他微量元素，可作為飼料原料用于禽畜養(yǎng)殖中[20]。張大城等在日糧中添加4%白酒糟釀酒酵母培養(yǎng)物可顯著提高斷奶仔豬平均日增重，降低肝臟指數(shù)，改善腸道免疫功能，保護(hù)腸道結(jié)構(gòu)完整性[21]。曹廣等采用不同比例的發(fā)酵酒糟蛋白替代育肥牛的蛋白質(zhì)飼糧，發(fā)現(xiàn)5.5%的添加比例，增加了育肥牛瘤胃纖維降解相關(guān)細(xì)菌豐度來提高纖維的消化，促進(jìn)瘤胃中短鏈脂肪酸（SCFAs）的生成，提高育肥牛的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率[22]。對酒糟進(jìn)行不同方法的發(fā)酵處理后飼喂給動物，可以提高蛋雞的生產(chǎn)性能、改善腸道菌群結(jié)構(gòu)、提高蛋品質(zhì)[23]，有利于反芻動物瘤胃微生物的發(fā)酵[24]，促進(jìn)動物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，促進(jìn)動物生長[25]。

2.3 蔬菜類副產(chǎn)物

蔬菜中營養(yǎng)物質(zhì)有糖類、蛋白質(zhì)、粗纖維、脂質(zhì)類物質(zhì)等，平均占干物質(zhì)的70%左右[26]。蔬菜類副產(chǎn)物是指蔬菜生產(chǎn)及產(chǎn)品收獲、貯存、運輸、銷售與加工處理過程中被丟棄的無商品價值的廢棄物，包括根、莖、葉、爛果及尾菜等[27]。據(jù)世界糧農(nóng)組織報道，蔬菜從生產(chǎn)到利用有將近40%的尾菜折損，蔬菜類副產(chǎn)物加工成飼料的方法主要包括生物發(fā)酵、干燥、浸泡、烘干、壓縮等。其中，生物發(fā)酵是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方法，通過生物發(fā)酵等方式將尾菜加工成易吸收消化、適口性良好的飼料，顯然是一種理想的變廢為寶的方法[26-28]。蔬菜尾菜的適口性好，其中含有豐富的膳食纖維、維生素和礦物質(zhì)，以及花青素、黃酮等活性成分[29-30]，是一種很好的飼料原料。藍(lán)婧婷等發(fā)現(xiàn)在豬飼糧添加一定比例的尾菜發(fā)酵飼料，能促進(jìn)豬腸道健康發(fā)育，增加腸道微生物群豐度及多樣性，提高免疫力，降低保育豬的腹瀉率，提高生長性能[31]。在綿羊日糧中添加尾菜發(fā)酵飼料可提高其生長性能、屠宰性能及肉品質(zhì)[32]。利用不同工藝對尾菜進(jìn)行處理、優(yōu)化工藝過程，生產(chǎn)尾菜青貯飼料，確保得到尾菜青貯可以高品質(zhì)保存[33]。牛荇洲用制備的尾菜青貯飼料代替玉米青貯飼料飼喂羊，對羊的育肥沒有顯著影響，提高了藏羊育肥的經(jīng)濟(jì)效益[34]。

2.4 水果類副產(chǎn)物

據(jù)最新出版的《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒（2022）》和國家統(tǒng)計局的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021 年我國水果總產(chǎn)量達(dá)29 970.20 萬t[35]，導(dǎo)致水果副產(chǎn)物的數(shù)量也高達(dá)上億噸。有研究報道利用微波輔助提取、超臨界萃取、膜分離技術(shù)等高新技術(shù)從水果類副產(chǎn)物中提取生物活性成分，能夠提高提取率，減少有效成分的損失。此外，根據(jù)提取物的不同特性，可以開發(fā)新型動物飼料添加劑，那么水果類副產(chǎn)物的利用途徑將得到進(jìn)一步擴(kuò)展。

葡萄是目前世界上種植最多的水果之一，在工業(yè)釀酒中，會產(chǎn)生大量工業(yè)廢水、葡萄枝、葡萄果肉或葡萄渣、酒糟、廢濾餅、葡萄汁等副產(chǎn)物，而在這些副產(chǎn)物中含有膳食纖維、葡萄籽油、白藜蘆醇、花色苷、黃酮醇類物質(zhì)、兒茶素類、原花色素等多種功能性成分[36-37]。研究表明，這些功能性成分可以用于動物飼料的添加，提高畜禽生產(chǎn)性能和健康情況。田躍等在肉雞日糧中添加200 mg/kg 葡萄籽原花青素，明顯提高了肉雞的平均日增重，降低料重比，改善了動物機(jī)體的免疫能力，從而提高肉仔雞養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益[38]。程新東等的研究發(fā)現(xiàn)，給灘羊分別飼喂含有4%和8%葡萄渣的飼糧，可以改善灘羊胃腸道形態(tài)和消化酶活性，而不會影響其生長性能[39]。Nallathambi等發(fā)現(xiàn)葡萄籽提取物原花青素通過清除脂多糖誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）產(chǎn)生和線粒體超氧化物產(chǎn)生，并上調(diào)抗氧化酶基因表達(dá)，來發(fā)揮其有益作用，從而減少氧化應(yīng)激、增加上皮屏障完整性和減少腸道炎癥[40]。

石榴皮中含有豐富的多酚類物質(zhì)，其中安石榴苷是其主要成分，具有較好的抗氧化性能[41]。Akuru 等發(fā)現(xiàn)石榴果皮提取物在體外表現(xiàn)出清除自由基和還原Fe3+的抗氧化活性，并且可在人張氏肝細(xì)胞和大鼠肝臟中劑量依賴性地防止氧化壓力引起的脂質(zhì)過氧化增加和谷胱甘肽的減少，驗證了石榴果皮是一種有潛力的功能性營養(yǎng)物質(zhì)和抗氧化劑來源，可用作畜禽飼料添加劑[42]。柑橘加工后會產(chǎn)生大量的皮渣副產(chǎn)物，其主要成分有皮（約占總質(zhì)量的40%～50%）、種子、橘絡(luò)和殘余果肉等，這些副產(chǎn)物含有豐富的碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)以及脂肪、蛋白質(zhì)等[43]。Zeng 等研究結(jié)果表明，柑橘多甲氧基黃酮的提取物可有效改善高脂飲食誘導(dǎo)的代謝綜合征并緩解腸道菌群失調(diào)，證實了柑橘多甲氧基黃酮的提取物依賴腸道微生物群而起到保護(hù)作用，因此柑橘多甲氧基黃酮的提取物可用作益生元，成為新型的畜禽飼料添加劑[44]。敖·德古里那等的研究結(jié)果表明，干燥柑橘皮渣可以替代部分玉米飼料，對斷奶羔羊的生長性能、血清營養(yǎng)及脂類代謝指標(biāo)等均無顯著影響，證實了橘皮渣可替代飼糧中部分玉米，節(jié)省玉米資源[45]。

菠蘿渣是指菠蘿經(jīng)榨汁，加工果醬、罐頭、果酒及果脯后剩下的部分，占整個鮮果總量的一半以上[46]。因加工工藝和品種的不同，菠蘿渣中的營養(yǎng)成分也存在一定的差異。菠蘿渣中含有粗蛋白、粗脂肪、粗纖維以及鈣、磷、鐵等元素[47]。研究發(fā)現(xiàn)將菠蘿渣進(jìn)行發(fā)酵，可以改變其適口性，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子水平。用菌酶協(xié)同的方式發(fā)酵后的菠蘿渣青貯料替代玉米淀粉料或?qū)⑵渲苯犹砑拥絼游镲暭Z中，并不影響動物的生長性能，但可以降低飼料成本[48-49]；同時，可以增加反芻動物瘤胃優(yōu)勢菌群的豐度，改善其腸道菌群組成，從而促進(jìn)動物體的健康生長[50]。

以上研究證實了水果類副產(chǎn)物中含有豐富的營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，是十分優(yōu)質(zhì)的天然活性化合物來源，如果將其開發(fā)為飼料及飼料添加劑，具有廣闊的市場前景。

3 動物性農(nóng)副產(chǎn)物在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

動物性副產(chǎn)物是指畜禽屠宰、加工過程中產(chǎn)生的剩余物質(zhì)，如魚粉、肉骨粉、羽毛粉等，富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，是重要的動物性飼料原料來源。這些副產(chǎn)物中含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，是重要的動物性飼料原料來源。

在我國畜牧業(yè)高速發(fā)展的背景下，飼料原料供需矛盾日益突出，蛋白質(zhì)飼料的缺口越來越大，每年有上萬噸的動物性下腳料產(chǎn)生，但利用率極低，造成極大的浪費[51]。同時，我國是一個動物性蛋白飼料極缺的國家，每年都要耗費巨資進(jìn)口近十萬噸肉骨粉和百萬噸魚粉。因此，利用動物性農(nóng)副產(chǎn)物加工成蛋白質(zhì)飼料，是一種有效的緩解蛋白質(zhì)飼料短缺、降低養(yǎng)殖成本、創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益的途徑[52]。

3.1 畜禽產(chǎn)品加工副產(chǎn)物

畜禽產(chǎn)品加工副產(chǎn)物包括各種畜、禽的下腳料、肉屑、肉皮、家禽羽毛、牲畜鮮血等，是豐富的動物性蛋白飼料來源。卞宇豪等研究發(fā)現(xiàn)，用發(fā)酵豆粕和肉骨粉替代大口黑鱸飼料中的魚粉，對大口黑鱸的生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)利用率和腸道健康等無顯著影響，證實了發(fā)酵豆粕和肉骨粉可以有效替代魚粉，并降低養(yǎng)殖成本[53]。此外，在肉雞飼糧中添加不同比例肉骨粉，可以顯著改善肉雞的生長性能和屠宰后的胴體特性[54]。

羽毛中粗蛋白質(zhì)含量可達(dá)80%～85%，含硫氨基酸的含量居所有天然飼料之首，纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的含量均居前列[55]。有研究表明，在肉雞飼糧中添加膨化羽毛粉或酶解羽毛粉可以降低料重比、提高蛋白氨基酸的表觀消化率和屠宰率、降低血清尿素氮和血氨水平[56-57]。

禽類蛋殼是畜禽優(yōu)質(zhì)礦物質(zhì)飼料原料，烘干后的蛋殼粉可作為鈣源飼料。崔海燕證實了在日糧中添加5%～10%蛋殼粉可以提高肉雞血清抗氧化指標(biāo)和胸腺相對質(zhì)量，降低肝臟相對質(zhì)量[58]。江丹莉等研究表明蛋殼粉少量替代石粉可促進(jìn)蛋鴨鈣吸收代謝和蛋殼鈣沉積，提高平均蛋質(zhì)量，改善蛋品質(zhì)[59]。

動物血液中含有許多營養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)、維生素、糖類和脂類等，還含有酶、激素等動物生長所必需的物質(zhì)，是飼料行業(yè)的優(yōu)質(zhì)動物蛋白源[60]。王瑞等將啤酒生產(chǎn)中的副產(chǎn)物麥糟與廢酵母和禽畜血液2 種副產(chǎn)物混合發(fā)酵后，飼料中的蛋白含量提高了近1 倍[61]。SIHED 等研究結(jié)果表明，在日糧中添加噴霧干燥豬血漿可以提高肉雞的生長性能以及日糧中蛋白質(zhì)和能量的利用率，對腸道功能不會產(chǎn)生影響[62]。

3.2 水產(chǎn)品副產(chǎn)物

我國擁有豐富的海洋資源，隨著市場對水產(chǎn)品需求的不斷增加，除天然捕撈外，人工養(yǎng)殖規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，而在水產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生了大量下腳料。這些下腳料是指在加工過程中產(chǎn)生的廢料及一些邊角料，如魚頭、皮、骨、內(nèi)臟、蝦頭、殼等[63]。這些副產(chǎn)物中含有蛋白質(zhì)、甲殼質(zhì)、脂肪酸、類胡蘿卜素和可提取的礦物質(zhì)等化合物，具有極高的飼用價值[64]。

海參的主要食用部位為海參體壁，因而在海參加工過程中會產(chǎn)生大量的海參內(nèi)臟副產(chǎn)物如海參腸、海參卵[65]。相關(guān)研究表明海參內(nèi)臟含有多種活性成分，具有抗腫瘤、抗氧化、降血脂等作用[66]。采用不同方法從海參內(nèi)臟中提取出不同的物質(zhì)可以有效清除動物體內(nèi)應(yīng)激產(chǎn)生的多種自由基，提高動物的抗氧化能力，減輕動物發(fā)生氧化應(yīng)激的概率[67-68]。

我國是小龍蝦的消耗大國，每年會產(chǎn)生大量的蝦頭、蝦殼、蝦尾等富含蝦青素和甲殼素等高經(jīng)濟(jì)價值成分的下腳料。此外，這些副產(chǎn)物還含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、鈣等成分可作為蛋白源補(bǔ)充或者鈣源供動物食用。據(jù)研究報道，在食品中甲殼素可作增稠劑、抗氧化劑和抗菌劑[69]，蝦青素具有抗氧化、抗炎、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功能；此外，小龍蝦副產(chǎn)物蛋白質(zhì)中必需氨基酸占50%左右，與牛奶蛋白粉和酪蛋白中的必需氨基酸含量相似[70]。小龍蝦多肽還具有一定的抗氧化能力，可以抵御動物機(jī)體氧化損傷[71]。可見, 小龍蝦副產(chǎn)物是優(yōu)質(zhì)的動物飼料添加劑來源[72-74]。

4 總結(jié)與展望

目前農(nóng)副產(chǎn)物飼料化主要面對營養(yǎng)缺陷、適口性差，甚至含有毒有害物質(zhì)等問題。因此,采用恰當(dāng)?shù)姆椒ǎㄎ锢矸ǎ焊芍啤⑶袛唷⒎鬯椤⒔荨褐频龋换瘜W(xué)法：氨化處理、氧化處理、酸貯等；生物法：青貯、微貯、酶解等）及綜合使用等來滿足不同動物對營養(yǎng)的需求，提高適口性，減少抗?fàn)I養(yǎng)因子，針對性開發(fā)農(nóng)副產(chǎn)物中的營養(yǎng)成分，是將農(nóng)副產(chǎn)物飼料化的關(guān)鍵[75]。

為實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)、現(xiàn)代化發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)正在向深加工模式轉(zhuǎn)變，在龐大的人口基數(shù)下，人畜爭糧、環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)峻。因此，種植、畜牧及食品加工等行業(yè)資源合理化應(yīng)用是目前急需解決的問題。農(nóng)副產(chǎn)物飼料化，是結(jié)合多行業(yè)、多領(lǐng)域的綜合性開發(fā)策略，而完善整個產(chǎn)業(yè)加工體系、確立成熟的工藝流程、降低開發(fā)成本是農(nóng)副產(chǎn)物飼料化現(xiàn)在面臨的主要問題。目前我國大部分農(nóng)副產(chǎn)物綜合利用率低，產(chǎn)業(yè)鏈不完善，潛在價值沒有被充分開發(fā)，所以農(nóng)副產(chǎn)物飼料化具有廣闊的行業(yè)前景，有望為畜禽生產(chǎn)提供更豐富、更多樣化的飼料來源，促進(jìn)畜禽產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。