糟渣类饲料的开发现状和在动物生产中的应用

钟荣珍 房 义

我国是一个人口大国，到2030年粮食的总需求量约为7.43亿吨，而近年来，由于耕地面积的减少，我国粮食产量呈现下降的趋势。我国也是世界第一畜牧、水产养殖大国，据农业部畜牧业司估测，2006年全国肉类总产量达7980万吨，禽蛋产量达2940万吨，奶类产量3290万吨。同时，我国也是一个农业大国，随着农业的发展，农副产品加工的废弃物也不断增加，如饼粕、酒糟、甜菜渣、蔗渣、废糖蜜、食品工业下脚料等数量巨大。其中除豆饼用作高蛋白饲料部分、酒糟常用于反刍动物能量饲料、农副产品加工废物作为造纸的原料外，大部分副产品没有得到充分利用。专家预测，随着畜牧业的发展，到2010年、2020年、2030年，我国粮食原料需求的38%、43%、50%将用作饲料。可以说21世纪的中国粮食问题，实际上是解决养殖业所需的饲料粮问题。自20世纪40年代以来，对农产品固体废弃糟渣进行无害化、资源化利用的技术一直是国内外广大科技工作者竞相开展的重大科研课题。

1 我国糟渣资源情况

我国糟渣资源丰富，种类多，数量大。仅酿造、淀粉、酿酒、生物农药、果品加工每年可生产糟渣约一亿吨，是一种可利用的宝贵再生资源。例如，我国有丰富的薯类资源，我国作为世界上最大的马铃薯种植生产国，总产量占世界总产量的20%左右，达6000万吨，我国木薯年产550万吨，而且在西部地区均有很大发展空间。据统计，2005年我国红薯种植面积为1.5亿亩左右，年产量约1.8亿吨，其中主要分布在湖南、湖北、四川、河南等地区。红薯淀粉废渣是红薯分离淀粉后的下脚料，约占鲜薯重量的75%，仅湖南省目前就有上百家红薯淀粉加工企业。我国酱渣、醋渣资源量更大，但由于长期未解决含盐量高等问题，工业利用率低。通过应用新型高效低成本微生物发酵技术及干燥技术，将能对糟渣类饲料资源的开发起到一定的促进作用。

糟渣主要包括酒糟、酱油糟、醋糟、淀粉工业下脚料、糖蜜、甜菜渣、甘蔗渣、淀粉渣、菌渣等。其中菌渣、啤酒酵母等可作为蛋白质饲料；酒糟、甜菜渣、淀粉渣等可作为能量饲料；纤维含量高的甜菜粕、甘蔗渣等可作为反刍动物的饲料，而糖蜜可发酵生产赖氨酸，淀粉渣还可以用来生产单细胞蛋白。

糟渣大多是提取了原料中的碳水化合物后剩余的多水分的残渣物质，除了水分含量较高（70%～90%）之外，还含有一定的粗纤维、粗蛋白质、粗脂肪等，而无氮浸出物含量较低，其粗蛋白质约占糟渣物质的20%～40%，属于蛋白质饲料范畴。虽然糟渣中粗纤维含量较高，多在10%～20%，蔗渣高达50%～60%，但其各种营养物质的消化率与其它原料相似，若按干物质计算，糟渣的能量价值与糠麸相类似。例如，酒糟的蛋白质含量为13%～22%。其缺点是粗纤维含量较高，在13%～34%。玉米淀粉渣风干样含粗蛋白约12%，粗纤维约11.5%；甜菜渣含粗蛋白9.2%～12.6%，粗纤维16.7%～23.3%；甘蔗渣约含粗蛋白1%～2%，而粗纤维高达50%左右。

2 糟渣饲料化处理方法

2.1 糟渣饲料化处理的特点

① 糟渣含水率高，通常可达30%～80%，啤酒糟高达80%以上，作为配合饲料的原料，必须具有高效的脱水和烘干设备，并保证营养成分损失少或不受损失，产品不被污染。

②易粘结，糟渣中淀粉在烘干时结成团，将使干燥难度加大。

③ 物理形状差异大，有片状、粒状、糊状等多种形态。

④ 酸碱性差异大，有的偏酸、有的偏碱，如曲酒糟的pH值为3.3，偏酸性，对畜禽肠道pH值影响较大。

⑤部分糟渣仍含有抗营养因子，简单的加工工艺无法去除，如豆渣中含有抗胰蛋白酶。

2.2 糟渣饲料化处理方法

目前我国对糟渣的处理除极少量的用新鲜糟渣直接饲喂和发酵后再干燥成饲料原料外，多采用脱水、干燥、粉碎制成配合饲料原料。目前，糟渣的利用方法大致有下面3类：

①蛋白质含量在20%以上，可直接作精饲料的糟渣，往往不需另加处理，即可直接经过粉碎、干燥，制成粉状的高蛋白质精料，作蛋白质的添加剂使用。

②蛋白质含量在20%以下，粗纤维含量较高，可直接作粗饲料的糟渣，经筛选、干燥、粉碎后，做成饲料填充料，按配合比例适当地加入营养添加剂及粘合剂制成粉状和颗粒状的预混饲料出售。

③不能直接饲喂的纤维素及半纤维素较高的糟渣,则需开展综合利用，需先经加酸、加温水解成单糖,再经微生物发酵制成糖化饲料或单细胞蛋白饲料。

2.2.1 脱水干燥法

干燥糟渣类饲料必须采用一定的设备，如带式真空吸滤机、卧式离心机等进行直接脱水干燥，可以脱去60%～70%的水分。目前常用下列几种机型进行连续干燥：高速搅拌干燥机、气流干燥机、流化床干燥机、转子干燥机、管束干燥机。高速搅拌干燥机适用面最广，几乎适用于各种糟渣类物料如酒精糟、白酒糟、啤酒糟、味精菌体、青霉素菌体、醋渣等。

①适合于小型厂的干燥工艺

该工艺主要由干燥部分和粉碎部分组成。湿糟渣经斗式提升机进入螺旋输送机，再进入滚筒式干燥机。直火式热风炉产生的高温热空气在风机作用下，被吸入烘干机内与湿糟渣产生湿热交换，使糟渣水分降低，温度升高。糟渣烘干后经烘干机卸料口卸出，经提升、磁选、粉碎后，输送至成品口打包。该工艺的特点是工艺路线短、设备投资少、劳动强度低，适合于以干燥酒糟为主的小型烘干厂使用。

②适合于大型厂的干燥工艺

糟渣的干燥过程是按等速降水阶段和降速降水阶段进行的。两个干燥阶段对于干燥介质温度、料层薄厚等工艺参数的要求是不同的。在第一台糟渣烘干机内，物料处于等速降水阶段，工艺上采用较高温度的干燥介质并适当降低料层厚度，使物料在短时间内强制性地大量脱水，提高热效率，并防止物料升温过高；在第二台糟渣烘干机内，物料已进入降速降水干燥阶段，这时为了保证得到较高的排湿湿度、降低能耗和防止糟渣被烘焦烘糊，要适当降低干燥介质的温度，增厚物料层的厚度。

③适合于淀粉含量高的干燥工艺

为了解决糟渣中的淀粉在烘干后糊化粘结的问题，经工艺试验发现，淀粉含量高的糟渣在脱去一部分水分，特别是壳体部分的水分大部分被除去后，便不易再粘结。因此，在干燥工艺中设置了两级干燥。第一级干燥采用输送带运动而被烘物料不动的带式烘干机，经它处理后，糟渣中壳体部分水分已大部分被除去，糟渣呈较松散的状态，再输入第二级烘干机。这段干燥过程采用干燥效率很高的糟渣烘干机，使糟渣迅速除去大量水分，烘干至水分含量在13%以下。采用该套工艺的能耗较前两种均高，但产品品质好，经济上是合算的。

2.2.2 发酵法

广义的发酵是指微生物在无氧条件下通过呼吸作用等代谢过程，分解底物，产生我们所需要特定产物的过程。狭义的发酵是指生物以内源的有机物作为呼吸作用中氢的受体的呼吸作用方式。工业上把利用微生物生产产品的过程叫做发酵。发酵需要原料和条件，前者包括有机物，厌氧或兼性厌氧微生物。发酵所用的菌种很多，酵母是比较常用的一种；后者包括适合微生物生长和发酵的温度、pH值、氧气含量及养分等。采用发酵法处理糟渣类原料，可以改善糟渣的营养价值或直接用来生产高蛋白饲料添加剂。

发酵处理糟渣的应用效果有很多报道。肖少香（2007）[1]通过对豆渣发酵过程中豆渣含水量、接种量、培养时间、pH值与温度等最适条件的研究表明：采用毛霉在豆渣含水量为70%、pH值为6、接种量为10%、温度为28℃条件下发酵培养3 d时发酵效果最佳，豆渣中蛋白质得到有效分解，NH3-N的含量显著提高，由发酵前的0.031%增至0.130%。所得发酵产物烘干后色泽为深棕黄色或褐色，颜色均匀，并具有发酵豆渣特有的香味。黄健等（2007）[2]用黑曲霉发酵柑橘皮渣生产柠檬酸是切实可行的，并且柠檬酸的产量与发酵液中的启动剂含量、刺激剂、特定金属离子以及发酵温度、发酵时间都有着密切关系。赵凤敏等(2006)[3]以马铃薯淀粉生产中的废渣为主要原料，利用筛选出的糖化菌种和高蛋白菌种组成的双菌发酵体系，对马铃薯薯渣固态发酵生产蛋白饲料的发酵工艺进行研究，确定了发酵培养基的最佳组成与配比为硫酸铵添加量1.5%、尿素添加量1.5%、菌种T-1接种量5%、菌种D-1接种量20%。结果表明，发酵产品氨基酸种类齐全，维生素B1、维生素B2含量相对于原料均有明显增加，黄曲霉毒素B1、硒、汞、铅、砷等重金属元素的测定结果符合《饲料卫生标准》。

3 制糖工业副产品饲料

制糖工业副产品用作饲料的主要是甜菜渣、甘蔗渣和糖蜜。利用蔗渣糖蜜作饲料，国外开发研究得比较早，已有较长的历史，并进行了许多的研究工作，而且发展也比较快。我国对蔗渣糖蜜饲料的研究起步较晚，1985年才由原轻工业部甘蔗糖业科学研究所（即现在的广州甘蔗糖业研究所）首次以蔗渣、糖蜜和尿素为原料，与深圳光明农场协作，成功研制“光1号”饲料，用于养牛。之后制糖工业副产物饲料进入快速发展阶段。

3.1 甜菜渣

甜菜渣是甜菜制糖的主要副产品之一。干甜菜渣约含水分13.2%，粗蛋白质7.1～9.6%，粗脂肪0.8%，无氮浸出物57%，NDF约含32.9%～41.1%，Ca为0.77%～1.36%，P 为 0.05%～0.08%(Arosemena等，1995)[4]，是一种宝贵的资源。新鲜的甜菜渣可以直接饲喂给猪、牛、羊，方法简单、节约饲料成本。相关应用报道较多，其营养功能和作用主要有：改善畜禽生产性能、调控瘤胃发酵、促进幼畜胃肠道的发育等。

3.1.1 对生产性能、畜产品品质的影响

甜菜渣的特点是非淀粉多糖含量高，木质素含量低，在非淀粉多糖中，纤维素、半纤维素和果胶起着重要作用，而且，甜菜渣的NDF和ADF消化率高于常规的谷物饲粮（Haaksma.,1994）[5]，一些天然牧草中的戊聚糖决定着纤维的消化率，而甜菜渣纤维的高消化率却归因于树胶醛糖（Fadel等，2000）[6]。对于猪来讲，尤其是成年猪，大肠中碳水化合物的消化率越高，就意味着产生更多的挥发酸供给机体能量，还可以调控肠道发酵。将这些非常规的高纤维日粮应用于养猪，是降低成本的途径之一 (Leterme等，2005；2006)[7-8]。Scipioni等(1991)[9]给猪饲喂甜菜渣，喂量为1/2 DMI，结果表明：试验猪喜爱采食甜菜渣，食欲良好；试验猪背最长肌中多不饱和脂肪酸含量高于没有采食甜菜渣的猪，升高的原因是油酸含量升高；甜菜渣有益于胃肠道的发育。Cabiddu等(2006)报道[10]，与饲喂以玉米为主的精料相比，春季的绵羊饲喂甜菜渣会提高产奶量、乳脂量和羊奶中共轭亚油酸的含量，在冬季甜菜渣组的乳蛋白量低于玉米精料。

3.1.2 对畜禽消化机能的影响

甜菜渣的营养价值和饲喂效果相当于玉米。高品质纤维含量高的牧草或饲粮有助于提高饲料利用率，是反刍动物的优良能量饲料。甜菜渣纤维可以调控瘤胃发酵，维持瘤胃菌群平衡，提高微生物蛋白质的产量。早期的研究表明，对于泌乳奶牛，甜菜渣的饲用价值相当于大麦（Ronning 等，1962）[11]。 Kercher等(1992)报道[12]，饲喂苜蓿干草和湿甜菜渣与饲喂苜蓿干草和玉米的孕期奶牛和绵羊相比，体重的变化没有差异。Sanson(1993)[13]对比了在基础日粮中添加不同水平的玉米或甜菜渣对于羔羊的饲喂效果。对照组的基础日粮只有豆粕、麸皮、矿物质和维生素、干草，结果表明：饲喂玉米组的总DMI降低，而甜菜渣组的总DMI不受影响；有趣的是饲喂甜菜渣没有像玉米那样提高DM的消化率，但是却提高了干草的消化率。Anguita（2007）[14]比较了精细玉米（对照组）、粗糙玉米、甜菜渣（日粮DM的8%）、小麦麸对生长猪采食量和消化机能的影响。结果表明，粗糙玉米和甜菜渣都提高了后肠道消化物量，甜菜渣组降低后肠道食糜的氨氮浓度和短链脂肪酸的含量。虽然所有试验猪的采食量都低于对照组，但饲料转化率都高于对照组。可见，甜菜渣可以作为生长猪能量饲料来源。

3.2 甘蔗渣（Suger Cane Pulp）

甘蔗渣是一种粗纤维和木质素含量高而消化率低的粗饲料，目前我国年产蔗渣量很高，但目前大量的蔗渣主要作造纸原料，其次作燃料或被废弃而造成极大的浪费。国外早在20世纪60年代就开始研究和开发甘蔗渣用于饲料工业，我国在80年代也有学者研究制作蔗渣颗粒饲料，但推广较为缓慢，其主要原因是缺少有效的加工处理和评估蔗渣饲用价值的方法。到目前为止，生产中有效利用蔗渣的加工方法有以下几种。

3.2.1 化学法处理蔗渣及其应用效果

甘蔗渣一般不能直接用作反刍动物饲料，国外大量研究证实碱处理蔗渣效果较好。毛华明等（2000）[15]为了提高甘蔗渣的营养价值，探讨了尿素、Ca(OH)2和NaOH不同化学处理组合对甘蔗渣营养价值的影响。甘蔗渣经尿素、Ca(OH)2和NaOH处理后，ADF、NDF和木质素均有不同程度的下降，并明显提高体外干物质的消化率，其中尿素的作用较小，Ca(OH)2作用次之，以NaOH的效果最好，当NaOH用量为80 g/kg DM时，甘蔗渣营养价值可达中等羊草的水平。谢勇等（2002）[16]将甘蔗渣经碱化（尤以 7%NaOH）与复合处理后，不仅提高了其营养物质的降解率，还使蔗渣降解速度加快，在消化道的存留时间缩短，从而相对提高了蔗渣的采食量。郭望山等（2006）[17]用质量分数为0、2%、4%、6%和8%的氢氧化钙溶液处理甘蔗渣后,其NDF、ADF和木质素含量随Ca(OH)2浓度的增加而逐渐降低,干物质和细胞壁消化率大幅度提高。虽然在加8%Ca(OH)2比例下处理甘蔗渣降低纤维组分和改善瘤胃发酵参数的效果最好，但以提高瘤胃干物质和细胞壁消化率为衡量指标，结合数学模型计算发现，处理甘蔗渣的Ca(OH)2添加水平在5.1%～6.5%范围内提高营养价值的幅度最大。甘蔗渣除了直接饲喂以外，还可以制成颗粒饲料或是与一些辅助原料一起加工成舔砖。祁红霞（2006）[18]用由尿素、糖稀、小麦粉、麦麸、脱毒菜籽饼、膨润土、加碘食盐、苜蓿草粉、亚硒酸钠、芝麻粕粉等配方组成的尿素糖浆营养舔砖补饲牦牛和藏羊，增重显著提高，增加了经济效益。

3.2.2 物理法处理蔗渣及其应用效果

物理法处理蔗渣主要是通过有效脱水干燥，制成干粉或颗粒饲料。澳大利亚的Dr Druce Batstone提出以下工艺流程，可将含水量高达70%的蔗渣脱水干燥到12%含水量，并将蔗渣产品命名为“cow candy”。通过干燥后的蔗渣几乎可以保留了新鲜蔗渣的大部分营养成分，且产品易于运输和保存。

陈传村等（1994）[19]将 10 kg干蔗渣粉或 10 kg草粉与50 kg基础日粮混合后饲喂肉兔，结果两组的日增重和饲料报酬相当。对于盛产甘蔗的地方，蔗渣价格低于草粉,可以作为肉兔的饲料来源,这样既可以解决青粗饲料紧缺的问题,又有利于集约化养兔的生产。

3.2.3 生物法处理蔗渣及其应用

在古巴，在富含无机氮的甘蔗渣上，栽培丝状真菌来部分水解蔗渣、固定“发酵”，生产蛋白质。在经30～36 h生长之后，得到一种以真菌菌丝体形成的禽蛋白质12%的饲料。日本用多种微生物共生发酵甘蔗渣，能使纤维素降低60%，粗蛋白质和粗脂肪提高几倍，用来喂奶牛，日产奶量可提高30%以上；用废糖蜜发酵制得的赖氨酸作添加剂，加入量为总饲料量的0.2%,用这种饲料喂猪,可使猪日增重增加0.2～0.3 kg，喂蛋鸡，其产蛋量可提高15%。

3.3 糖蜜

3.3.1 糖蜜的物理性质及概况

糖蜜是以甘蔗、甜菜等为原料的制糖业的副产品，由于技术及成本等原因从糖蜜中继续提取糖已不再经济，糖蜜的主要成分是糖，并含有蛋白质、天然矿物质和维生素等多种营养成分。它是一种深褐色、粘稠状的液体，流动性极差，含糖量一般在42%～50%。糖蜜作为一种快速发酵的能量饲料，与淀粉、脂肪等其它类能量原料相比，具有消化吸收快、适口性好、富含矿物质及维生素B的特点，是畜禽的一种优良的能量饲料来源。国外糖蜜主要应用于饲料工业，而我国在饲料工业中应用非常少，主要原因是它的作用还未被饲料企业尤其是中小企业广泛了解，且涉及贮存、运输及添加等条件的限制。近年来，畜牧业的发展极大地提高了对能量饲料的需求，农副产品和工业下脚料成为节粮型养殖的主要饲料来源，因此糖蜜的应用进入快速发展阶段。

3.3.2 糖蜜在畜禽养殖中的应用

糖蜜用于反刍动物有多种饲喂方法，可以直接舔食或草上饲喂，但最好是做成营养舔砖，这样糖蜜不仅作为有效的能量类原料，而且还是一种很好的粘结剂及口味调节剂，在补充精料中如果含有口味差的原料，糖蜜亦可以用来遮掩不良口味，以保证牲畜的正常采食量。舔砖尤为适用于粗放条件下“低精料长周期”的饲养模式，被畜牧学家称为“牛羊巧克力”。

糖蜜对于反刍动物来说,一个根本的作用就是促进瘤胃的消化能力。糖蜜是一种快速发酵的能量饲料,可以优化瘤胃微生物的菌群生长和瘤胃代谢。直接饲喂糖蜜应该掌握适宜的添加量。王新峰等(2005)[20]报道，奶牛日粮中添加糖蜜水平以600 g较为适宜，可显著提高荷斯坦奶牛产奶量，同时可一定程度提高乳蛋白、乳脂率和 SNF。 李振（2006）[21]报道，奶山羊舔食尿素糖蜜舔砖可提高日粮中氮的沉积率和粗纤维的消化率。王尚荣（2007）[22]给杂交公牛补饲50 d尿素糖蜜型饲料舔砖后，试验牛日增重比没有补饲的牛提高62.2%，经济效益显著提高。提高的原因可能是非蛋白氮尿素与可溶性糖蜜按一定比例配合使用，为瘤胃微生物安全合理地利用非蛋白氮创造了有利的条件，促进了瘤胃微生物的生长，增加了菌体蛋白的合成，从而促进了动物机体的生长发育。在养羊业中，糖蜜的应用也很广泛。王新峰等（2006）[23]试验表明，4%的糖蜜能够促进绵羊瘤胃微生物充分利用瘤胃中的有机酸和NH3-N，进而引起采食后0～4 h内pH值偏高，而NH3-N浓度偏低的现象。因此，饲料中添加4%糖蜜可以给绵羊提供能量，同时可促进瘤胃微生物对瘤胃中有机酸和NH3-N的利用。制成糖蜜舔砖同样可以补充羊的营养需要。Liu等（2001）[24]在母羊日粮中添加糖蜜发酵的喷雾干燥渣后，显著提高了日粮DM、OM、N 的消化率。丁利军等（2003）[25]用复合营养舔砖饲喂4月龄海门山羊，显著提高了山羊的日增重。可见，糖蜜配合一定辅料制成的舔砖用于养羊生产经济可行。

3.3.3 糖蜜在畜禽饲料工业中的应用

甘蔗糖蜜含有丰富的、适宜酵母生长的营养成分，是发酵生产酵母的良好原料，许多国家已将微生物发酵技术逐步应用到饲料工业生产上。利用甘蔗糖蜜生产蛋白质饲料酵母极具开发潜力。甘蔗糖蜜发酵培养蛋白质饲料酵母的最适浓度为10°Bx，以蔗叶粉和糖蜜为发酵原料，利用绿色木霉与产朊假丝酵母混菌发酵生产蛋白饲料，饲料中的粗蛋白含量达到19.35%，营养价值较高，且发酵后还带有甘蔗和糖蜜的芳香味及微甜的口感，蔗叶原来的粗糙感也有所降低，适口性较发酵前有较大改观（何海燕，2007）[26]。

4 结语

我们提倡环保，提倡变“废”为宝，但在畜牧养殖业快速发展的过去的几十年里，我们在一定程度上忽略了这一点，以至于出现“人畜争粮”的情况，如果我们能将糟渣类饲料科学合理的利用，畜牧生产将更好地为人们生活服务。当然，在众多农副产品中，糟渣类只是其中一种，还有饼粕类、秸秆类、麸皮类等等，希望本文能抛砖引玉，大家共同促进我国农业和畜牧业协调发展。

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