非常规原料在饲料中应用的研究进展

2015-01-26孙瑞健米海峰潘化祥卞世保吴业阳文远红

中国饲料 2015年17期

孙瑞健，米海峰，潘化祥，卞世保，吴业阳，文远红

（通威股份技术中心，四川成都 610041）

20世纪70年代中期以来，我国养殖业的高速发展极大地提升了对饲料的需求，并有力拉动了饲料工业的发展和进步。在未来较长的时期内，随着人们对养殖品需求的持续增长，养殖业将进一步得以发展，对饲料的需求也将持续增长。然而国内常规饲料原料未同步增长，饲料原料资源的短缺已成为阻碍我国饲料工业发展的关键性因素（宁攸凉等，2012）。同时，受国内外环境、原料供需量等多重因素影响，大宗常规原料价格持续上涨，造成饲料企业成本居高不下，盈利能力持续走低。如何有效破解饲料工业遇到的这一难题，已经迫在眉睫。研究合理利用非常规饲料原料资源，是缓解饲料资源短缺，提高饲料企业经济效益的有效途径。

1 非常规原料的特点

非常规原料一般是指在传统饲料加工过程中使用量较少，不作为主要原料添加，对其营养特性和利用价值了解较少的饲料原料。是一个相对概念，具有明显的地域特征，在不同地区，不同种类的饲养动物之间存在很大的差异性。同一种饲料原料在某一地区或被某种饲养动物利用时是作为常规原料，而在其他地区或被其他饲养动物利用时则成为非常规原料。非常规原料来源广泛、种类繁多、营养成分复杂，其特点主要有以下几方面：（1）营养成分不均衡，可利用营养价值相对较低。（2）营养成分不稳定，受产地、加工条件、贮藏条件等多重因素影响。（3）适口性较差，添加量受限制。（4）含有多种抗营养因子或某种有毒物质，需限量使用或使用时必须经过处理。（5）对其营养特性研究较少，适宜添加量难以控制（汪勇等，2008）。

2 非常规原料的营养特点及其在饲料中的应用

在饲料生产过程中，采用更多的是常规原料，主要以鱼粉、豆粕等为主。随着饲料需求量的增大，常规原料已不能满足饲料生产的快速发展，因此非常规原料资源利用备受关注，但目前非常规原料利用率整体偏低。其原因是多方面的，一是有些非常规原料含有抗营养因子，在使用过程中要限制添加量或者需经过水解、膨化、发酵等方法预处理后添加。二是非常规原料质量不稳定，受产地、加工条件、贮藏条件影响或者有些非常规原料掺杂、掺假情况严重。三是非常规原料研究数据缺乏，对其适宜添加量、抗营养因子或有毒成分含量研究结果较少，从而在使用时难以准确控制添加量。

2.1 非常规植物性原料

2.1.1 种子、块茎、粮食加工副产品等木薯、番薯、糙米、米糠、麸皮等，在饲料原料中主要作为植物性能量饲料。在我国分布广，产量高，可利用潜力巨大。目前这类原料主要通过物理粉碎后添加到饲料中。适量添加可替代部分常规原料，但在替代时需注意能量平衡，必要时使用油脂饲料。这类原料多数含有一种或多种抗营养因子，尤其是非淀粉多糖和植酸，使用酶制剂（低聚糖酶、植酸酶等）对消化率有一定的提高作用。谷物加工副产品属于能量较低的能量原料，容重小，体积大，用量过高时，易造成动物无法摄取到足够的营养（韩友文，1997）。

2.1.2 农作物秸秆我国农作物秸秆资源丰富，除少数被粉碎后作为饲料原料或撒回耕地外，大部分都被废弃或者直接在田间燃烧，特别是在集中秋收时间，对环境造成严重破坏。农作物秸秆中粗纤维和木质素含量较高，养殖动物难以消化，所以要经过一定物理化学方法处理后才能提高其消化率。其中氨化处理方法成本低，设备简单，基本无污染，且处理效果较好。研究表明，麦秆经氨化处理后粗蛋白质含量由3.6%增加到11.6%，粗蛋白质、干物质、粗纤维、有机物体内消化率分别提高 35.3%、24.14%、43.77%、29.4%（张文杰等，2011）。有资料显示，用秸秆饲喂反刍动物，每千克秸秆的能量营养价值相当于0.25～0.45 kg精制饲料（闫荣阶和王中华，2000）。

2.1.3 枝叶资源我国有丰富的树木资源，其中除少数不能饲用外，大多数树木的叶子、嫩枝和果实均可作为畜禽饲料。像柠条、沙柳、沙蒿、优若藜、木地肤、沙棘、梭梭等均可作为饲料原料加以利用，如豆科灌木粗蛋白质含量较高，氨基酸种类丰富，而沙棘的主要氨基酸含量甚至超过了苜蓿粉，并且其胡萝卜素和维生素C含量与苜蓿粉接近（尚磊和刘学英，1997）。将灌木加工成灌木草粉可以提高其适口性，采食率达90%；加工成粉后消化率有所提高，干物质消化率达40%以上，粗蛋白质和粗脂肪消化率在50%以上。有研究报道，绵羊和山羊每日饲喂1～1.5 kg和0.5～1 kg灌木草粉，基本可满足其维持需要（蒋建生等，1992）。

槐树叶、榆树叶、柳树叶、白杨叶、紫穗槐叶、洋槐叶、桑叶等都是比较常见的枝叶饲料资源。一般来说，鲜嫩叶的饲用价值最高，柳树、桦树、榛树、杨树等青树叶中胡萝卜素含量为110～132 mg/kg，紫穗槐青干叶中胡萝卜素含量可达270 mg/kg，此外还含有大量的维生素 B1、C、D、E、K等。有的树叶含有激素或其他未知生物活性物质，可以刺激畜禽生长。树叶和嫩枝可以在采集后直接饲喂牛羊，但不宜单独饲喂。白云生（1999）研究报道，在仔猪日粮中可添加5%的紫穗槐叶粉，在架子猪日粮中可添加到10%，在雏鸡日粮中添加量为5%以下。

2.1.4 海洋植物类原料我国大陆海岸线长达18000多千米，其中海洋植物资源丰富，产量较高的是海藻、海带、紫菜、海谷菜等。这些海洋植物含有丰富的多糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、微量元素，并具有特殊功能的生物活性物质，以海藻为例，其粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维含量分别为8.95%、0.3%、0.6%，褐藻胶、甘露醇、褐藻淀粉、褐藻糖胶含量分别为24.7%、11.3%、1.7%、0.3%，矿物质中碘、铁、锰含量分别为4500、1900、37 mg/kg，维生素C、胡萝卜素、维生素E含量分别为32、10 、7.2 mg/kg（刘梦和刘刚，2009）。海洋植物不但是人类的重要食材、医药原料，同时也是重要的饲料原料资源。据研究报道，在猪饲料中添加8%～10%的海洋植物，日增重可提高10%，不仅发病率和饲料成本均有所降低，而且猪肉品质也得以改善。在鸡饲料中添加2%～5%的海藻，蛋黄中碘含量增加10倍以上，维生素A含量提高17% ～46%（盖日忠等，2003）。此外，海洋植物中的苯酚类化合物又具有较强的抑菌防霉作用，其所含的琼胶和褐藻酸又是天然粘合剂和防潮剂，添加到饲料中既可杀灭有害细菌又能保持饲料中的水分。

2.2 非常规动物性原料

2.2.1 昆虫类据统计，地球上80%的动物种类是昆虫，种类约有200多万，昆虫的生物量是地球上其他动物生物量的10倍以上（吕文秀和娄国强，1996）。昆虫是地球上优于肉和蛋类的最大动物性蛋白资源库，除少数有毒外，绝大多数种类均可加工利用（如蚯蚓、蝇蛆、黄粉虫等）。昆虫具有繁殖速度快，产量高，适应环境广的特点，可利用食品加工下脚料、餐厨垃圾或其他废弃物等进行工厂化养殖。1 t猪粪经过发酵处理后首先饲喂苍蝇，然后混合加入秸秆、草料、垃圾等又可养殖蚯蚓，经过养殖可得到100～300 kg蛆虫、20～60 kg蚯蚓和1000 kg蚯蚓粪肥（潘江平等，1993）。昆虫幼体（蝇蛆、蛹茧类）营养丰富，而且体内含有某些特殊的生物活性物质，如苍蝇和蛆体内含有杀菌力极强的活性蛋白。昆虫干物质中蛋白含量很高，如苍蝇中蛋白质含量为61%、蝉中蛋白质含量为72%、蚂蚁中蛋白质含量为67%。除此之外，昆虫幼虫和蛹中的脂肪含量也较高，为10%～50%，且以不饱和脂肪酸为主，其中亚油酸含量占10% ～40%。

2.2.2 动物产品加工副产物动物产品加工副产物指肉类加工厂、水产品加工厂等生产后的下脚料经过发酵、酸化、热喷、膨化等工艺处理后得到的肉渣、肉骨粉、血粉、羽毛粉、鱼排粉等，这些资源均可作为动物性蛋白饲料原料加以利用。

据统计，我国肉渣、肉骨粉的产量多达30多万吨，主要分布于湖南、山东、河南、四川、江苏、河北等省。目前我国用于饲料生产的肉粉、肉骨粉还较少，许多资源未被利用。肉渣、肉骨粉的蛋白质含量受原料的影响很大，平均为45%～50%，脯氨酸、羟脯氨酸和甘氨酸含量丰富，赖氨酸含量尚可；B族维生素含量丰富，特别是维生素B12含量高，烟酸、胆碱含量也较高；此外肉骨粉中微量元素锰、铁、锌的含量也较高，而且还是钙、磷的良好来源，不仅含量高，而且比例适宜，可利用磷比例高（白云生，1999）。

我国的血粉资源很丰富，据统计，我国血粉产量至少为20万t。血粉是在动物屠宰后将血液经脱水干燥处理后得到的。血粉中铁元素含量丰富，粗蛋白质含量可高达80%，是开发潜力很大的动物性蛋白资源。血粉中赖氨酸含量高达7%～8%，亮氨酸也可达8%左右，精氨酸、蛋氨酸含量也较高，但色氨酸含量较低，异亮氨酸含量几乎为零，所以使用时需注意氨基酸配伍（田晓燕，2002）。血粉经过低温、真空干燥处理后可以提高消化率，代谢能水平可达11.7 MJ/kg。经发酵工艺处理后的血粉氨基酸含量高、种类齐全，而且可大幅提高其适口性和消化率，另外还会产生大量的B族维生素及其他生物活性物质。

羽毛粉是由家禽屠宰后的羽毛等原料制成，我国羽毛资源每年约几十万吨，但是饲用羽毛粉利用率较低。羽毛粉的粗蛋白质含量高达80%，但大多为双硫键结合的角蛋白，须经特殊工艺（如膨化法、高压加热水解法、酶处理、微生物发酵、酸碱处理法等）处理才能提高其利用价值，经过膨化后的羽毛粉消化率可从32%提高到80%。羽毛粉中甘氨酸、丝氨酸含量很高，可达6.3%和9.3%，但赖氨酸和蛋氨酸含量不足，使用时也需注意氨基酸配伍（白云生，1999）。羽毛粉中维生素B12含量较高，但其他维生素含量较低。矿物质中硒含量和硫含量较高，但钙磷含量较少。

2.3 食品加工副产品食品加工副产品主要包括酿造工业、制糖工业、果品加工业等的副产品。这些副产品多数是提取原料中碳水化合物后的产物，所以粗纤维含量较高。我国这一类非常规原料资源分布广、产量大，具有极大的开发利用价值。

2.3.1 酿造工业副产品酿造工业副产品主要包括各类酒糟、酱油糟和醋糟等。我国每年产生各种糟渣类资源多达17000万t，大部分可作为精料利用，是开发潜力巨大的饲料资源库（闫荣阶和王中华，2000）。啤酒在酿造过程中会产出啤酒糟、麦芽根、啤酒酵母等几种副产品。纯啤酒糟中粗纤维含量较高，粗蛋白质含量为22%～27%，氨基酸组成与大麦相似，粗脂肪高达5%～8%，其中亚油酸占50%以上，矿物质、维生素含量丰富。啤酒酵母的蛋白质含量高达53%，蛋白质品质优良，含较多赖氨酸等必需氨基酸；啤酒酵母中B族维生素含量丰富，尤其是硫胺素和核黄素较多；矿物质中磷含量较高，但钙含量低；此外，啤酒酵母中还含有未知生长因子。

酱油糟和醋糟是以大豆、蚕豆、豌豆等和高粱、麦麸、米糠等为原料经过发酵酿造提取后剩余的残渣，其营养价值因原料来源和加工工艺的不同而有所差异，酱油糟粗蛋白质含量约为25%，粗纤维含量高但无氮浸出物含量低，有效能值低。其突出特点是粗灰分含量高达7%，大部分为食盐，利用时需注意。酱油糟经过干燥后异味减弱，适口性提高，可少量用于家畜饲料。醋糟的粗蛋白质含量为10%～20%，粗纤维含量高，值得一提的是醋糟中醋酸含量高，有酸香味，可以刺激动物食欲，但使用时应注意避免单一饲喂（白云生，1999）。

2.3.2 制糖工业副产品制糖工业副产品主要有甘蔗渣、甜菜渣、糖蜜等。甘蔗渣是利用甘蔗制糖时经压榨后剩余的残渣。我国甘蔗渣资源丰富，年产约1600万t。甘蔗渣粗蛋白质含量约为1.5%，粗纤维含量可达40%～50%，目前主要作为造纸原料和燃料，若经过氨化发酵处理后其粗蛋白质含量可达到8%～11%，发酵后甘蔗渣中的木质素大部分被分解，其适口性和可消化能值得到大幅提高（聂艳丽等，2007）。

甜菜渣是利用甜菜制糖时剩余的残渣，我国年产甜菜渣约670万t（闫荣阶和王中华，2007）。甜菜渣中粗蛋白质和粗脂肪含量少，粗纤维含量高，但易消化。鲜甜菜渣的适口性好且易消化，是家畜的良好饲料，值得一提的是甜菜渣对母猪还有催乳的作用。

糖蜜是在制糖过程中压榨出的汁液经加工后剩余的浓稠液体。我国年产糖蜜300多万t，大部分用于发酵工业。糖蜜的主要成分为糖类，主要有蔗糖、果糖、葡萄糖等。有研究报道，可在日粮中添加一部分糖蜜饲喂畜禽，也可将其制作或反刍动物补充蛋白质和微量元素的舔砖（覃树华，2000）。

2.3.3 果品加工副产品我国水果产量位居世界前列，据统计，2012年我国水果产量约为15000万t，其中38%用于深加工，而加工1000 kg水果就会产出干燥果渣120～165 kg。据报道，2012年我国果渣产量约为700～900万t，以苹果渣、柑橘渣、葡萄渣等居多（曹日亮等，2003）。苹果渣营养丰富，含铁量高，干物质中粗蛋白质含量为6.2%，粗纤维含量为16.5%，其中赖氨酸、蛋氨酸、精氨酸、维生素B2含量均高于玉米1.5～3.5倍。鲜柑橘渣含干物质90%，粗纤维12%～18%，粗蛋白质6%～8%，粗脂肪2.2%～3.4%。经青贮发酵后柑橘渣中柠檬苦素含量降低，其适口性和消化率提高。葡萄渣主要由葡萄籽、葡萄皮和葡萄梗组成，目前利用较少。作为饲料原料利用较多的是葡萄籽，其粗蛋白质含量可达21%，可加工为葡萄籽饼、葡萄籽粕和葡萄籽粉（张心如等，2014）。

2.4 单细胞蛋白原料单细胞蛋白指的是由酵母菌、真菌等单细胞微生物产出的蛋白质以及像丝状真菌、大型真菌一类的多细胞微生物产出的菌丝蛋白的统称。目前主要利用真菌、酵母菌、细菌和藻类生产单细胞蛋白。单细胞蛋白是优质蛋白源，其氨基酸种类齐全且比例适宜。细菌单细胞蛋白含蛋白质40%～80%，酵母蛋白含蛋白质35%～60%，真菌含蛋白质20%～50%。畜禽对单细胞蛋白的消化吸收率高达90%，单细胞蛋白在畜禽体内可被分解为多肽以及氨基酸，此外，单细胞蛋白中B族维生素、生物酶以及各种微量元素含量都比较丰富（刘建静等，2008）。单细胞蛋白具有生产原料来源广、生产效率高、占地面积少的特点，各种工业副产品或废弃物都可作为生产单细胞蛋白原料，且微生物增殖的效率相当高，所以单细胞蛋白是一种开发潜力巨大的优质蛋白源。

2.5 再生资源类原料像猪、牛、鸡等畜禽排出的粪便中仍含有相当多的营养物质，经过处理后也可以作为饲料原料。鸡粪干物质中粗蛋白质含量达30%以上，且氨基酸组成丰富，几乎含所有必需氨基酸。鸡粪中还含较丰富的B族维生素及微量元素，此外，还含有某种未知生长因子。鸡粪在利用前可通过热喷、发酵、干燥等工艺进行预处理，以减少有害微生物。猪粪、牛粪等较鸡粪营养价值低，但同样可以通过发酵处理作为畜禽饲料。据资料显示，我国每年猪粪、鸡粪干物质产量分别为17685万t和3285万t，可提供粗蛋白质高达4400 万 t（闫荣阶和王中华，2000）。

3 非常规饲料原料开发利用策略

3.1 开发利用前需进行预处理由于非常规原料在利用时具有一定的弊端，所以在利用时需要进行适当的加工处理。例如通过改善其物理性状、添加适宜添加剂、进行膨化或发酵等工艺处理以降低其中抗营养因子和有毒物质含量，进而改善其适口性，提高消化吸收率。

3.2 加强对非常规原料应用研究非常规原料利用相对较少，所以对其营养成分和适宜添加量等相关研究数据相对缺乏，没有可靠的饲料数据库。因此在利用非常规原料之前，一定要对其营养价值进行准确评估，而且要进行科学严谨的试验进行验证，为正确合理的使用提供基本依据，经过最终论证可行后再大量使用。

3.3 合理利用当地非常规原料资源由于非常规饲料原料具有很强的地域性，所以为了充分发挥其替代作用，要因地制宜、有针对性地利用当地的优势非常规原料资源。要重视非常规原料的综合利用，在工业生产的同时注意开发副产品的利用价值，这样不仅可以提高产品原料的利用率和正常生产产品的附加值，而且同时还可以减少对环境的污染。

3.4 根据不同的饲养对象选择适宜的非常规饲料原料根据非常规原料的营养特性和养殖动物生理特点，科学选择非常规原料加以利用，提高其消化利用率，使非常规原料发挥出最大潜力，推动非常规原料演化为常规原料。在满足养殖动物营养需求的同时，又降低了养殖动物的饲料成本，力求在当下常规原料资源短缺的情况下，最大限度地提高养殖效益。

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