啤酒糟在养猪应用上的研究进展

黄 健，邓 红，刘作华

(1.重庆市畜牧科学院，重庆 荣昌 402460；2.农业部养猪科学重点实验室，重庆 荣昌 402460；3.养猪科学重庆市市级重点实验室，重庆 荣昌 402460)

0 引言

啤酒糟是啤酒工业副产品，是以大麦或青稞等为主要原料，辅以部分淀粉质原料(如玉米、大米、小麦)，并添加酵母、啤酒花、糖类和水等，经发酵提取籽实中可溶性碳水化合物后的残渣，主要由原料的皮壳、叶芽、不溶性蛋白质、半纤维素、脂肪、酶、维生素、灰分及少量未分解的淀粉和未洗出的可溶性浸出物等组成。目前中国已经是世界啤酒产销量最大的国家，2013年中国啤酒产量达到历史高点，达4 982.8万t，之后连年减少，2020年产量为3 411.1万t。每生产1 t啤酒大约产生1/4 t的鲜啤酒糟，1/12 t的风干啤酒糟。处理好啤酒糟是啤酒工业可持续发展的迫切要求，处理不好不仅浪费资源，还会严重污染环境。

1 啤酒糟的营养特性

啤酒糟的主要成分随啤酒生产用料和加工工艺等不同而存在差异，在制作动物饲料配方时最好根据实际测定值进行配方计算。风干啤酒糟中粗蛋白含量达20%以上，所含中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)比白酒糟、葡萄渣、甜菜渣、小麦秸秆等粗饲料相对较低，必需氨基酸，维生素及矿物质种类与含量丰富，因此啤酒糟作为饲料原料有较好的开发前景[1-2]。中国饲料营养价值表(2008年)显示，大麦酿造啤酒糟在风干后含干物质为88%，其中粗蛋白质为24.3%，粗纤维为13.4%，钙为0.32%，总磷为0.42%，猪消化能为9.42 kJ/kg，赖氨酸为0.72%，蛋氨酸为0.52%，苏氨酸为0.81%，色氨酸为0.28%。由于啤酒糟中含有一定量的酒精成分，且粗纤维水平较高，影响日粮养分的消化吸收。因此，要注意其在日粮中的添加比例不宜过高，同时要注意能量和必需氨基酸的平衡。

2 啤酒糟作猪饲料的利用方式和效果

2.1 鲜用

鲜啤酒糟水分一般在70%以上，且不宜长途运输和保存，适宜在啤酒厂周边养殖场使用。能否做到良好贮存是鲜啤酒糟利用的关键。未使用完的鲜啤酒糟最好利用厌氧青贮法密闭储存[3]。王红英在杜长大猪30～60 kg阶段日粮中添加30%鲜啤酒糟，在60～110 kg阶段添加40%鲜啤酒糟，对日增重没有显著影响[4]。黄健等研究表明，在长荣猪20～50 kg阶段日粮中添加60%鲜啤酒糟，在50～90 kg阶段添加70%鲜啤酒糟，对生产性能没有显著影响[5]。

2.2 风干使用

啤酒糟风干后保存方便、可长途运输和适宜配合饲料。但啤酒糟烘干工艺复杂，耗能高，污染环境，且高温会破坏啤酒糟中的维生素、有益微生物和氨基酸等而影响其应用效果[3]。骆先虎等用64头45 kg生长猪试验30 d研究鲜啤酒糟和干啤酒糟的饲养效果。结果：猪日增重鲜用高于干用17.5%(P<0.05)，饲料转化效率提高6.3%(P<0.01)，且鲜啤酒糟适口性更佳，鲜啤酒糟使用效果显著优于干啤酒糟。

2.3 发酵啤酒糟应用

用啤酒糟制作生物发酵饲料是近年来啤酒糟应用研究的热点。啤酒糟与其他含水量少的饲料(如麦夫，菜粕，棉粕)合理配比，添加适宜的青贮添加剂后混合发酵处理，既能解决啤酒糟含水分高的问题，又能合理利用其他饲料资源。啤酒糟发酵能产生大量有益微生物、菌体蛋白质、小肽、酶和维生素等有益因子，同时分解破坏其中的抗营养因子，因此能大大地提升啤酒糟的营养价值和利用效果[3]。

1)发酵啤酒糟采用的菌种、酶及工艺参数。目前啤酒糟发酵菌种成功应用的主要有布氏乳杆菌[7]、里氏木霉[8]、康氏木霉[9]、黑曲霉[8-9]、酿酒酵母[8]等，由单菌发展到多菌并与酶制剂混合使用。

丁良等[7](2016年)评价了布氏乳杆菌和双乙酸钠对西藏啤酒糟全混合日粮(TMR)发酵品质和有氧稳定性的影响。结果表明，各试验组均获得了较高的乳酸含量，较低的氨态氮/总氮和微量的丁酸，发酵品质良好；添加0.5%的双乙酸钠提高了乳酸含量，降低了pH值、氨态氮/总氮和丁酸含量(P<0.05)，同时提高了干物质回收率(P<0.05)，对粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量无显著影响；布氏乳杆菌处理组降低了乳酸、粗蛋白含量和干物质回收率(P<0.05)，提高了pH值和氨态氮/总氮值(P<0.05)；在有氧暴露14 d内，pH缓慢上升，且温度未超过环境温度2℃，显示有较高的有氧稳定性；添加布氏乳杆菌和双乙酸钠均在不同程度上降低了霉菌和酵母菌数量，对啤酒糟TMR有氧稳定性有积极的改善效果，其中双乙酸钠的效果优于布氏乳杆菌。

杨光瑞等(2016年)采用三菌混合探究了以啤酒糟和葡萄渣混合底物固态发酵生产蛋白饲料的工艺条件。结果表明，啤酒糟与葡萄渣以7:3比例混合的发酵基质，初始含水量为65%，在里氏木霉、黑曲霉、酿酒酵母配比为1:1:1，5%的接种量，30℃发酵60 h后，发酵产物粗蛋白含量34.32%，伴有淡淡的酸香，电镜扫描显示纤维素分子无定形区消失，伴有大量酵母分布在饲料表面[8]。

宾冬梅等[9](2015年)在啤酒糟发酵生产纤维素酶的条件优化研究中发现，黑曲霉在20%的接种量，料水比1：1.5，温度34℃条件下发酵3 d，纤维素酶活为706.4 nkat；康氏木霉在同等条件下发酵，纤维素酶活为459.2 nkat；混菌发酵中黑曲霉与木霉比6：4，20%的接种量，料水比1：0.5，在32℃下培养3 d，纤维素酶活为812.4 nkat。黄河清涛等(2016年)以啤酒糟为主要原料，采用二次多菌种混合固态发酵生产蛋白饲料。结果表明，黑曲霉在其最适宜条件下单菌发酵后粗纤维为5.90%；康氏木霉在其最适宜条件下单菌发酵后的粗纤维为6.10%；混菌发酵时混菌20%的接种量(黑曲霉与康氏木霉比6：4)、料水比1：2，30℃下培养3 d，测得发酵后纤维素含量为4.40%[10]。宾冬梅等(2016年)在以黑曲霉和木霉双菌一次发酵啤酒糟后，再添加啤酒酵母与枯草芽孢杆菌进行二次混菌发酵，得到最佳条件为：温度35℃，16.26%的接种量，酵母菌和枯草芽孢杆比5：1，添加3.46%的硫酸铵，2%的尿素，发酵4 d后产物粗蛋白质含量为38.11%[11]。宾冬梅等(2017年)以饲料酵母和枯草芽孢杆菌进行二次混菌发酵，最佳条件为：温度33.73℃，16.51%的接种量，酵母菌和枯草芽孢杆菌比5：1，添加5%的硫酸铵，2%的尿素，发酵4 d后产物粗蛋白质含量升高到43.38%。以上结果表明，通过二次混菌发酵效果比单菌种单次发酵效果更好，能显著提高发酵啤酒糟粗蛋白含量，降解纤维素效果更多，所产生的纤维素酶活性也更高[12]。

王瑞等(2019年)在发酵啤酒糟试验中添加15.0%的血粉、发酵温度30℃、接种2.0%的酵母菌、发酵5 d，获得的发酵物蛋白质含量为50.36%，比初始样蛋白质提升75.53%。利用酵母菌及乳酸菌混合发酵时，先接种1.0%的乳酸菌发酵2 d，再接种1.0%酵母菌继续发酵至7 d时，产物蛋白质含量达到59.27%，比初始样蛋白质提高106.59%。说明利用上述2种发酵方式均能得到良好的蛋白质饲料，且混菌发酵效果更好[13]。

蔡国林等(2015年)研究了啤酒糟经系列处理制备蛋白饲料的方法。首先将啤酒糟粉碎后过60目筛，筛下物粗蛋白含量达到38.8%，粗纤维含量降低到1.89%，然后对筛下物球磨，之后再用纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶混合酶解和产朊假丝酵母JX-09固态发酵。结果：发酵产物粗蛋白质含量达到45.17%，比啤酒糟原样提高59.6%，多肽含量从0.68%提高到5.21%，体外蛋白质消化率从53.7%提高到61.8%，水解氨基酸为42.18%，比啤酒糟原样提高60%，必需氨基酸总量为17.3%，比啤酒糟原样提高60%，粗纤维含量为1.66%，比啤酒糟原样降低89%[14]。曲亮璠等(2020年)研究了用纤维素酶降解啤酒糟中的纤维素，获得最佳工艺条件为：初始pH值为6.0，纤维素酶添加量为2.5%，酶解时间4 h后酶解液中还原糖含量达到3.65 mg/mL[15]。

2)发酵啤酒糟养猪效果。邬苏晓等(2018年)用复合酶制剂和益生菌发酵啤酒糟，以75头体重30.0±5.0 kg梅花猪为试验对象，分别在日粮中添加20%、30%、40%和50%的发酵啤酒糟(以干物质计算)，试验期60 d。结果：添加40%的发酵啤酒糟能显著提高猪日增重和饲料报酬，并能有效控制腹泻和粪臭，降低猪的饲养成本[16]。蔡俊等(2005年)试验表明，发酵啤酒糟完全可以部分替代豆粕[17]。陈云(2007年)采用蛋白酶和复合纤维素酶水解啤酒糟，然后将干燥的酶解啤酒糟替代部分蛋白质饲料饲喂25 kg的生长猪60 d。结果表明，啤酒糟经酶解后营养组成显著改善，取代部分蛋白质饲料不影响生长猪的生产性能[18]。蒋载阳等(2019年)用发酵豆粕、发酵啤酒糟、发酵果渣3种发酵饲料，分别替代玉米—豆粕型日粮中部分玉米、豆粕和玉米皮，可显著提高哺乳母猪血清免疫球蛋白(IgG)水平，显著降低母猪断奶后的发情间隔，在一定程度上改善母猪的生产性能，提高养分表观消化率[19]。

3 存在的问题和展望

啤酒糟虽然是一种酿酒废弃物，但其营养成分是一种很好的饲料资源。由于啤酒糟产出集中，不易保存，干燥不仅成本高还破坏其中的营养物质，因此作为发酵饲料是其最好的利用方式，更利于啤酒糟的保存和价值提升。但在啤酒糟发酵应用研究上还远远不够，如用于发酵的菌种种类、接种量、菌种之间的协同作用、适宜的辅助性物料(如酶、氮源、碳源等)、发酵的适宜条件和工艺、发酵后处理、工业化生产专用设备设施等，还需要进行大量资金的投入和科技攻关。