白酒糟饲料化开发利用及其对贵州石漠化地区的启示

陈 洋 ， 熊康宁 ，2 ， 池永宽 ，2， 肖 华 ，2， 陈 浒 ，2

（1.贵州师范大学喀斯特研究院，贵州贵阳 550001；2.贵州省喀斯特山地生态环境省部共建国家重点实验培育基地，贵州贵阳550001）

贵州是我国喀斯特地貌发育最典型、最复杂、景观类型最丰富的地区，喀斯特出露面积接近11万km2，占全省国土面积的62%。脆弱的生态环境加上人口压力大等自然与历史原因， 使得贵州石漠化问题严重（王元素，2015）。 已有研究表明，加强草地建设， 推进草食畜牧业的快速发展能够有效治理喀斯特地区的石漠化问题， 实现农民增收（许留兴等，2015；张浩等，2012；李馨等，2011；杨振海，2008；张自和，2006）。然而，贵州天然草地营养品质低且不均衡，分布零散，分布海拔较高，难以有效利用（皇甫江云等，2009）；而全省人工种草及改良草地面积又仅占天然草场面积的3.42%，优良牧草少， 导致草地品质整体较差 （郭文等，2017；张锦华等，2010）。由于缺乏足够的草地面积和饲料基地的支撑， 仅依靠天然和人工草地已无法满足当前种草养畜及治理石漠化的需要， 饲料缺乏已成为制约贵州喀斯特石漠化地区发展草地畜牧业的重要因素。

我国白酒酿造历史悠久，每年白酒产量巨大，白酒糟产量居全球首位，2016 年全国白酒糟产量为4075.2 t （袁鑫，2017）。虽然我国拥有丰富的酒糟资源， 但仍是一个饲料蛋白资源严重短缺的大国，每年需从国外进口数以千万吨计的豆粕、鱼粉等以填补国内蛋白质市场的不足（王晓力，2013），贵州更是饲料蛋白资源严重缺乏的大省。 白酒糟富含蛋白质、氨基酸、粗纤维等营养物质，非常适合作为反刍动物饲料资源开发利用， 对白酒糟资源的饲料化开发， 可在一定程度上缓解贵州饲料缺乏的状况。但长期以来，由于对白酒糟资源缺乏足够重视，加之加工技术的滞后，贵州丰富的白酒糟资源未能得到有效地开发利用， 大部分白酒糟就地堆积，既占用空间，其酸性糟液也对环境造成了严重污染。 本文综述了贵州喀斯特地区白酒糟资源的利用价值， 针对白酒糟资源开发利用过程中存在的问题，提出了相应的解决对策，以期为贵州喀斯特石漠化地区草地畜牧业的健康发展和生态环境建设提供参考。

1 白酒糟资源的利用价值

1.1 营养价值 白酒糟是用高粱、玉米、大麦等淀粉含量高的谷物酿酒后产生的废弃物， 蛋白质、脂肪、粗纤维及维生素含量高，富含多种氨基酸和生长因子，能促进消化吸收，是理想的低成本优质畜禽饲料资源（周招洪等，2018）。 酒糟中的营养成分除来自糖化、 发酵不彻底的余留部分原料残余物外， 主要来自菌体及其新陈代谢产物和菌体自溶物，同时发酵过程中还产生酵母菌、活性肽、有机酸和一些生物活性因子，如嘌呤、嘧啶、类脂化合物、酶类等，这是一般谷物所无法比拟的，干白酒糟主要营养成分见表1 及表2（谢正军等，2014）。

表1 白酒糟常规营养成分含量 %

表2 氨基酸组成平均值 %

徐建等（2012）对四川9 种白酒糟主要营养成分分析表明其营养价值较高。将白酒糟与《中国饲料成分及营养价值表（2013 年第24 版）》能量饲料的营养价值的比较发现， 白酒糟比玉米的粗蛋白质、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、钙和总磷高；比豆粕的粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物、粗灰分、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维高；比紫花苜蓿的粗脂肪、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和总磷高（中国饲料成分及营养价值表，2013），详见表3。 此外，袁颉等（2012）还对酱香型白酒酒糟的主要营养成分进行了分析， 发现其蛋白质含量略高于一般固态白酒糟，其余成分则相差不大，说明盛产酱香型白酒的喀斯特地区的白酒糟更具饲料开发利用价值。

1.2 饲用价值 鲜白酒糟具有浓郁的醇香，水分及纤维素含量高，可直接进行饲喂，对于牛羊等反刍动物来说最为适合（谢正军等，2014）。 研究表明，在动物饲粮中补饲一定比例的酒糟有提高动物干物质采食量、平均日增重、饲料转化率，降低料重比，改善血浆生化指标的作用，从而可达到降低饲养成本，提高经济效益的目的（杨春红等，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贮饲料饲喂肉羊试验表明，白酒糟最多可以替代70%的青贮料，且对6 月龄育肥肉羊的生长性能无不利影响； 白酒糟替代青贮育肥肉羊时，用50%白酒糟替代青贮料对肉羊的育肥效果最好；张兴会等（2008）在肉牛的短期快速育肥过程中，日粮配方中加入适当比例的白酒糟发现，既可节省大量的能量饲料，又不影响其增重速度、效果以及肉的品质。 王永昌等（1996）用含鲜白酒糟30%和50%两种比例的饲料饲喂育肥猪发现，添加50%鲜酒糟具有良好的经济效益，每头猪可节约饲料成本 70 ～ 100 元。 此外，田璐等（2017）、杨艳红等（2016）、谢晓 红等（2012）、章双杰等（2011）、何胜强等（2010）分别在鸡、鸭、鹅、兔的日粮中添加或替代一定比例的白酒糟，试验证明白酒糟能够促进禽类和单胃动物的生长发育、改善肉的品质、提高饲料的吸收转化率，从而提高生产性能。

表3 白酒糟与部分饲料作物营养价值对比分析 %

1.3 生态价值与经济价值 目前贵州省石漠化土地面积已达32480 km2， 约占全省土地面积的18.44%（张冬青等，2006）。 石漠化问题使得牲畜生长环境恶劣，饲草料供给不足，特别是在冬春枯草季节，常出现牲畜掉膘现象，给该地区畜牧业的健康可持续发展带来严峻挑战。 而白酒糟营养丰富，饲用价值高且不受季节变化的影响，可作为饲草资源的补充，减轻该地区由于饲料缺乏，而采取过度放牧、 砍伐等不合理利用方式所导致的生态环境压力（王晓力，2013）。 因此，科学合理地将白酒糟资源饲料化开发利用不仅可以避免白酒糟资源的浪费， 也可以最大限度地减少其对环境的污染， 对促进贵州畜牧业的快速发展具有重要意义（池永宽等，2018）。 此外，白酒糟可部分替代常规饲料，缩短育肥周期，降低饲养成本，带动相关产业的发展，形成产业链，促进当地就业，实现居民增收（杨艳红，2016），具有重要的经济价值。

2 喀斯特石漠化地区白酒糟饲料化开发利用存在的问题及解决对策

2.1 喀斯特石漠化地区白酒糟饲料化开发利用存在的问题

2.1.1 白酒糟自身的局限 鲜白酒糟水分含量高、 酸度大， 特别是在夏季温度过高或存储不当时，极易腐败变质，使其长期贮存和保鲜运输成为一大难题（王晓力，2013）。同时其含有大量谷壳类纤维，未经分离难以为牲畜消化吸收（池永宽等，2018）。 此外白酒糟中还含有乙醇等有毒有害物质， 如果大量或长时间饲喂则会对牲畜的消化系统、 生殖系统及机体对矿质元素的吸收产生不利影响，甚至会导致其死亡。白酒糟腐败变质时会产生多种游离酸， 这些酸性物质会使日粮和血液中钙转化为难溶性钙盐，影响牲畜对钙的吸收，对幼畜生长发育不利，中老年畜则出现骨质疏松、行走困难等问题（郑玉海等，2015；刘玲梅等，2014；曾波，2009；汪善锋等，2003）。

2.1.2 技术条件及理论限制 由于白酒糟水分含量高且含有大量不易于被动物消化吸收的谷壳类纤维， 直接饲喂效果欠佳， 因此需要对其进行脱壳、去水、粉碎等加工处理。 而传统的加工技术方法（表4）如挤压分离法等，又多存在分离率低、工艺复杂、养分损失大、生产成本高等缺点（汪善锋等，2003），制约了白酒糟饲料化加工产业的发展。美国等早在20 世纪60 ～70 年代，就对白酒糟饲料化加工技术方面进行了大量研究， 而我国在这方面的研究起步相对较晚， 与国际先进水平存在较大差距。近年来，虽然我国在此方面已取得较大发展， 但由于机械加工的酒糟对其原有营养成分提升不大且在水分烘干过程中因耗能过大导致其生产成本居高不下， 据报道其生产成本高达500元/t，因此一直未能形成规模化生产能力。 此外，当前国内学术界对白酒糟资源饲料化开发利用的研究多集中于白酒糟营养成分的分析（周招洪等，2018；谢正军等，2014）与评价（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饲喂效果对比分析 （田璐等，2017；杨艳红，2016；张兴会等，2008），白酒糟对育肥牲畜生产性能影响 （王伦学等，2016； 冯堂超等，2015；陈洪雷，2011；周福等，2009）等方面，仅有部分学者对白酒糟的饲料化开发利用中的关键技术如烘干脱壳技术（汪善锋等，2003）、青贮技术（赵碧刚，2008）、微生物发酵技术（张玉诚等，2016；宋善丹等，2015；张博润等，1997）等进行了探究。 但对白酒糟中乙醇等有害化学物质对牲畜的毒性作用及如何有效降解这些有害物质， 减轻不利影响的研究相对较少。

表4 白酒糟饲料化传统加工技术方法

2.1.3 地域条件的限制 喀斯特石漠化地域由于地理环境和生境破碎、地理单元小而多，导致饲用草灌无法实现大面积种植， 制约了该地区草地畜牧业的规模化发展（郭文等，2016）。因而该地区的畜牧业多以家庭为生产单位，小而分散的特点，给白酒糟饲料的集中供应造成了困难。同时，养殖业的分散化降低了区域内对于白酒糟饲料的总体需求量， 使得白酒糟饲料化加工因缺乏足够的订单量而无法实现规模化生产， 在一定程度上抬高了其生产成本。此外，贵州省土壤大多呈现出酸性土壤和钙质土壤镶嵌分布的格局， 喀斯特分布区域中的岩石、 水和土壤中都含有较高的钙 （李阳兵等，2004；袁道先等，1988）。 而作为酿酒原料的粮食作物在其生长过程中， 其根系必然会从土壤和地下水中吸收大量的钙元素， 这会造成白酒糟中钙元素含量过高，导致钙磷比例失调，直接饲喂会影响牲畜的正常发育。

2.2 解决对策

2.2.1 克服自身局限 鲜白酒糟具有多水、高酸、易腐、粗纤维含量高等特性，一方面给其贮存、加工、运输带来不便；另一方面，其长期直接或大量饲喂也会对牲畜健康生长产生不利影响。 因此有效降低白酒糟水分及粗纤维含量，平衡酸碱度，减少乙醇等有毒物质含量，是实现白酒糟饲料化及有效应用于养殖产业的先决条件。 有研究表明，通过运用烘干分离谷壳技术、白酒糟青贮技术、微生物发酵技术等关键技术（张慧等，2019），可实现上述目标并满足其长期贮存和营养品质提升的需要。

烘干分离谷壳法是指先利用干燥机对鲜白酒糟进行干燥以降低其水分含量， 再利用筛分机筛分出谷壳， 最后再用粉碎机对余下物质进行粉碎的一种加工方法（图1）。 夏先林等（2002）将烘干的白酒糟通过不同的分离方法即通过一级（20 目筛分）和二级（一级基础上再40 目筛分）进行脱壳处理发现，其粗纤维含量明显降低（20.5%、8.4%、18.4%），粗蛋白质含量显著提高（14.9%、17.2%、18.4%）。

图1 烘干分离谷壳法流程示意图

白酒糟青贮法是指利用白酒糟与空气隔绝的厌氧条件产生有机酸，使乳酸菌大量繁殖，将白酒糟中的可溶性糖转化为乳糖， 从而抑制霉菌等有害菌的生长，并使残留的酒精发挥掉，最终使得白酒糟及其所含营养成分得以长期保存的一种加工方法。有研究指出，在鲜白酒糟中加入一定比例的秕谷或其他碾碎粗料进行混合青贮， 其青贮效果要优于单独青贮，营养价值提升更明显。蒋红琴等（2017）通过混合青贮试验证明了添加玉米粉后的甜高粱秸秆酒糟具有良好的青贮品质， 显著优于单独青贮甜高粱秸秆酒糟， 以8%的比例添加效果最好； 添加玉米粉使得甜高粱秸秆的酒糟营养价值有所改善，粗蛋白质、中性洗涤纤维和粗纤维的瘤胃降解率也显著提高（表5）。

表5 甜高粱秸秆鲜酒糟及添加3 种比例玉米粉青贮后化学组成分析 %

微生物发酵技术是指在酒糟中接种微生物进行发酵，提高蛋白质等营养物质含量，改善口感、脱毒、氨基酸含量，使蛋白质饲料更安全，营养组成更合理， 更易被牲畜消化吸收的一种加工方法（图2）。 张慧等（2019）用发酵白酒糟进行饲猪试验，结果表明，发酵白酒糟在40 ℃恒温体外消化装置下持续消化6 h 后消化最完全， 此时干物质消化率为42.12%，蛋白质消化率为64.29%，粗纤维消化率为20.86%，说明经发酵处理后白酒糟能提高动物对其营养物质的消化吸收。 用6%的发酵白酒糟代替以纤维类为主的饲料原料， 可提高育肥猪生长性能，增加经济效益。

图2 微生物发酵技术流程示意图

2.2.2 实现白酒糟饲料化 白酒糟饲料化是指将白酒糟资源制成饲料供给草食牲畜食用， 通过动物体内一系列复杂的物理及化学反应将其转为畜产品以满足人类日常生活的需要， 其核心在于物质和能量的转化率， 效率的高低主要取决于饲料本身品质的好坏以及动物对其消化吸收利用能力。 当前，白酒糟资源的管理和利用较为粗放，或就地堆积或直接废弃或直接饲喂牲畜， 既占用了空间，也污染了环境，没有实现其资源效益的最大化。 对此，应立足于区域发展的本底环境，依托并改进现有白酒糟饲料化加工技术， 重点解决加工过程存在的突出问题， 从而有效实现白酒糟资源向饲料的转化， 发挥其在草地畜牧业中的重要作用，最终达到巩固石漠化治理成果的目的。

2.2.3 构建饲料加工中心 为解决喀斯特石漠化地区由于养殖分散而导致的白酒糟饲料难以集中供应及规模化生产的难题，进一步加快石漠化地区畜牧业的发展及白酒糟饲料化加工产业发展的进程，在石漠化地区构建以白酒糟为原料的饲料加工中心是行之有效的解决办法。该饲料加工中心是基于“政府+企业+农户”合作基础之上的一种互利共赢的饲料化产业模式。首先由政府牵头并向饲料加工企业提供一定数额的补贴；其次企业负责收购白酒糟原料并进行饲料化加工，从而向养殖户提供低价饲料；最后养殖户则可以在饲料加工中心以较低价格购买饲料或向其提供相应的原料换取一定比例的饲料（郭文等，2016）。 该模式不仅会使得养殖成本大大降低，同时也有助于当地畜牧业和饲料加工产业的快速发展（图3）。

图3 白酒糟饲料加工中心的技术路线

3 白酒糟资源开发利用对石漠化地区发展草地畜牧业的启示

贵州拥有丰富的白酒糟资源， 充分认识当前白酒糟饲料化开发利用过程中的不足， 利用政策优势，加大资金投入，强化基础理论研究，重点突破其饲料化加工过程中的技术难题， 克服不利因素的影响。同时立足区域实际，通过对白酒糟资源的饲料化开发利用，扩大饲料的来源，缓解由于饲草料缺乏而导致的人畜争地的矛盾， 减轻天然及人工草地的载畜压力。因此，发展以白酒糟为主的非常规饲料加工业， 科学合理地开发和利用白酒糟资源， 在白酒糟营养价值和饲喂效果评价研究的基础上， 加大对白酒糟饲料化开发利用中的关键技术、 乙醇等有毒物质的毒性作用及如何降解这些有毒物质并减轻其所带来的不利影响的研究，不但能够扩大饲料的来源，而且有利于促进当地经济的发展，实现区域的可持续发展，巩固石漠化的治理成果，最终实现石漠化的综合治理。