构树发酵和青贮的营养价值及其在养殖生产上的应用

张秀江,高正龙，王品胜,向凌云*

(1.河南省科学院 生物研究所有限责任公司，河南 郑州 450008；2.河南省高新技术实业有限公司，河南 郑州 450008)

构树 (Broussonetiapapyrifera)为桑科(Moraceae)构树属(Broussonetia)多年生落叶阔叶乔木[1]。广泛分布于我国黄河以南的广大区域，具有生长速度快，适应性强，耐干旱、贫瘠、盐碱，再生能力强等优势，在平原、丘陵、山地均可生长[2]。构树营养丰富、蛋白质生物学价值高、饲喂效果好[3]。杂交构树是中国科学院植物研究所培育出的新品种，具有抗逆性突出、速生丰产、蛋白质含量高等特点，是一种新型绿色高效的蛋白质饲料原料[4]。构树叶含有丰富的粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸、维生素、碳水化合物及微量元素, 氨基酸的种类有18种，含量达到17.5%。杂交构树叶的粗蛋白含量为26.1%，粗脂肪含量为5.2%，钙的含量为3.4%[5]。构树还是一种传统中药材，含有黄酮类、木脂素类、萜类、酚类、挥发性油及其他生物活性成分，具有抗真菌、抗细菌、抗氧化、抗肿瘤等功效[6]。成熟的构树叶及其枝条中含有的蛋白质由于结构复杂，粗纤维、木质素和单宁含量高，降低了畜禽对其营养物质的利用率[3]。研究发现，构树叶经发酵粗蛋白和酸溶蛋白的含量显著提高，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素、单宁的含量显著降低[7]。发酵和青贮过程中产生的酸、醇、醛类等芳香物质及益生菌、生物酶等生物活性物质，可显著提高构树饲料的适口性，改善构树的饲用价值。研究表明，在饲粮中添加构树发酵和青贮饲料具有增加猪采食量和日增重[8-9]，提高肌内脂肪、氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量，改善肌肉品质[2]；降低肉鸡腹脂率、皮脂厚、肌间脂肪宽，提高肌肉pH，降低肌肉的滴水损失和烹饪损失，提高肌肉的系水力，改善肉鸡品质[10]；显著增加奶牛产奶量[11]等功效。

1 构树的营养价值和生物活性成分

1.1 构树的营养价值

构树叶、构树枝叶、杂交构树叶、杂交构树嫩全株中粗蛋白含量分别为26.47%[12]、17.89%[12]、26.10%[13]、19.33%[4]，粗脂肪含量分别为13.11%[3]、3.09%[14]、5.55%[15]、4.27%[15],其中构树叶和杂交构树叶中粗蛋白含量接近豆粕的60%，根据能量和蛋白饲料标准，构树叶和杂交构树叶可以作为蛋白饲料应用于动物饲粮中。构树叶中钙和磷的含量达到3.58%[12]和1.37%[3]，但含量是钙高而磷低，在饲料配制中应注意调整钙和磷的比例。构树叶和杂交构树叶中氨基酸总含量达到24.20%[16]和18.28%[13]，远高于桑树叶和苜蓿[17-18]，接近或超过豆粕[19]。从氨基酸的组成和含量上来看，构树叶和杂交构树叶胱氨酸的含量为0.08%[16]和0.30%[13]，为主要限制性氨基酸，在使用构树叶和杂交构树叶配制基础饲粮时要注意含硫氨基酸的适当补充。赖氨酸和蛋氨酸是猪、牛、羊等多数禽畜的第一和第二限制性氨基酸，构树叶和杂交构树叶中赖氨酸的含量达1.49%[16]和1.25%[13]，低于豆粕[19]，但显著高于桑树叶[17]和苜蓿[18],蛋氨酸含量达0.41%[16]和0.36%[13]，低于豆粕[19]，约为苜蓿蛋氨酸含量的1.71～1.95倍[18]和桑树叶蛋氨酸含量的1.33～1.52倍[17]。构树叶和杂交构树叶中微量元素锌、铁、铜、锰的含量达到230.00 mg/kg[20]和368.60 mg/kg[13]，低于桑树叶[20]和苜蓿[18]，接近或超过豆粕[19]。

1.2 构树中的生物活性成分

构树中的生物活性成分主要为糖苷类、二萜类[21]、黄酮类[22]、木脂素类[23]等物质，含量丰富，且活性较强。构树叶中还含有多种抑菌成分，对金黄色葡萄球菌、多杀性巴氏埃希菌、沙门氏菌等有较好的抑菌效果[24]。左鑫等[12]测定中国不同产地构树叶粉中总黄酮平均含量为541.89 μg/g，水溶性多糖平均含量为5.11%;广东构树枝叶粉中总黄酮平均含量为652.89 μg/g，水溶性多糖平均含量为3.73%。

2 构树中的抗营养因子

构树饲料中的抗营养因子主要是单宁和木质素。单宁进入动物消化道后可与糖类[25]、蛋白质[26]等物质形成不易被动物消化吸收的复合物，导致饲料营养利用率下降，影响动物生产性能。于明等[27]测定7～9月构树叶中单宁含量为0.95%、1.34%、2.36%。左鑫等[12]测定中国不同产地构树叶中单宁平均含量为233.07 μg/g。Obour等[28]研究提出构树叶中单宁的含量为6.96%～7.09%。构树饲料中木质素含量约为14.5%，动物很难消化利用，是构树饲料中的一种主要抗营养因子[3]。

3 构树发酵和青贮对营养成分的影响

通过发酵和青贮可以将构树饲料中的粗蛋白降解为动物易消化吸收的多肽、小肽和氨基酸，同时降低粗纤维、木质素、单宁等抗营养因子含量。陶兴无等[9]用含量为1×106/g的乳酸菌喷雾混入构树叶中发酵，可使构树叶发酵饲料呈酸香味，青绿色，松散柔软，纹理清晰，pH4.0。张益民等[29]以5%酵母菌和米曲霉为发酵菌种，添加作物秸秆发酵 9 d ，构树叶发酵饲料中粗蛋白含量增加了 23.9%，粗脂肪含量增加了20.33%，粗纤维含量略有增加；不添加作物秸秆发酵 9 d，构树叶发酵饲料中粗蛋白含量增加了35.75%，粗脂肪含量增加了37.07%，粗纤维含量降低了15.31%。李海新[8]以0.1%米酒曲、0.2%复合酶、0.5%神农和金宝贝秸秆发酵剂等为菌种分别发酵构树叶，发酵后构树饲料中粗蛋白含量增加了5.29%、4.08%、4.95%、2.00%；粗纤维含量减少了6.81%、4.08%、23.8%、24.43%；蛋白质降解率为15.13%、14.00%、9.64%、6.47%；粗纤维降解率为9.60%、16.75%、21.76%、14.14%；游离氨基酸含量为6.48%、3.23%、1.99%、1.92%。熊罗英[10]采用2%枯草芽孢杆菌GZ3和1%枯草芽孢杆菌HS3分别发酵构树叶，发酵后构树饲料中粗蛋白含量增加了8.92%、7.65%；粗脂肪含量增加了33.70%、24.44%；粗纤维含量减少了11.67%、5.07%；钙含量增加了10.06%、14.47%；磷含量变化不明显。熊罗英等[30]以0.1% 蛋白酶、0.1%纤维素酶、0.2%复合酶和0.2%EM菌种发酵构树叶，发酵后构树饲料中粗蛋白含量增加了12.91%、10.65%、9.26%、13.63%；粗纤维含量减少了1.14%、10.83%、5.76%、4.72%；游离氨基酸含量增加了95.37%、64.51%、59.26%、33.02%；粗脂肪含量增加了26.74%、24.72%、29.66%、26.97%。张秀江等[7]采用9%的复合菌(枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母)发酵构树叶，发酵后构树饲料中粗蛋白、酸溶蛋白含量提高了35.23%、70.88%；酸溶蛋白占粗蛋白比例由40.27%提高到50.89%；粗脂肪含量变化不明显，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素、单宁含量降低了25.00%、34.59%、18.53%、85.95%。邹成义等[31]用发酵剂发酵构树叶和嫩枝条，结果可使构树饲料中粗蛋白含量增加了48.30%，氨基酸总含量增加了41.98%，总磷含量增加了88.57%，单宁含量减少了96.39%。苏应玉等[11]应用发酵菌合剂(酵母菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、乳酸菌、解淀粉芽孢菌)发酵杂交构树嫩全株，发酵后构树饲料中粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、总磷含量提高了34.53%、40.05%、14.12%、86.49%，单宁含量降低了62.28%。张兴等[2]采用酵母菌、乳酸菌、纤维素酶和酵母菌、乳酸菌、木霉、黑曲霉、米曲霉分别发酵构树嫩全株，发酵后构树饲料中粗蛋白含量为15.99%、19.07%，粗纤维含量为9.63%、10.90%，酸性洗涤纤维含量为17.86%、22.49%，中性洗涤纤维含量为31.92%、30.90%，粗脂肪含量为2.55%、0.32%。陶兴无[32]在构树叶青贮过程中接入5%的干酪乳杆菌和德氏乳杆菌德氏亚种，结果显示乳酸菌可明显加快构树青贮料 pH的下降速度，青贮料最终pH较低、品质更优。朱琳等[33]在构树叶青贮中添加20%的菠萝皮，能显著降低构树青贮料pH，增加乳酸含量，改善构树饲料青贮的品质。司丙文等[34]在杂交构树嫩全株青贮饲料中添加糖蜜、酶菌复合制剂(乳酸菌、纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)及防腐剂(丙酸钠、亚硝酸钠、六亚甲基四胺)，这些青贮剂对构树青贮的品质和营养价值均有明显的改善作用。

4 构树发酵和青贮在生产上的应用

4.1 构树发酵饲料在养猪生产上的应用

构树饲料蛋白质结构复杂，纤维素和木质素含量高，直接喂猪难以充分消化吸收，有效成分利用率低。邹成义等[31]通过对四川某企业用发酵构树饲料养猪的调查，发现在仔猪、生长猪和育肥猪配合饲料中的添加量分别为 8%、12%、16%。蔡玉等[35]在育肥猪的饲粮中添加10%的发酵构树叶饲料，可显著降低背膘厚度，猪肉中游离氨基酸和谷氨酸钠含量显著提高，肉色也有改善,提高育肥猪的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、总磷的表观消化率。陶兴无等[9]在育肥猪的饲粮中添加20%的发酵构树叶饲料，料重比达到2.00，日增重达到740 g。李海新[8]在育肥猪的饲粮中添加发酵构树叶饲料，当添加量为10%～15%时，能显著提高平均日增重，显著降低背膘厚度，增加猪肉中谷氨酸钠和游离氨基酸含量。当发酵构树叶饲料添加量达到20%时，会显著降低育肥猪的平均日增重。林萌萌等[36]在育肥猪阶段饲喂发酵杂交构树嫩全株饲料，当添加量为3%、6%、9%时，采食量、日增重、粪污排放量和料肉比显著降低，粗纤维和粗脂肪的消化率呈先升高后降低的趋势，粗蛋白的消化率也有降低的趋势。张兴等[2]在育肥猪的饲粮中添加20%、30%发酵构树嫩全株饲料，能显著增加猪的肌内脂肪含量及背最长肌中的氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量，改善肌肉品质和风味。

4.2 构树发酵饲料在禽类养殖生产上的应用

熊罗英等[37]在AA肉鸡的基础日粮中添加3.75%～6.75%的发酵构树叶饲料，对肉鸡的屠宰率、胸肌率、腿肌率和腹脂率无明显影响，但显著降低了皮脂厚度、肌间脂肪宽度、肌肉的滴水损失和烹饪损失，提高了肌肉pH，显著增加了肉鸡胸肌苷酸和腿肌肌苷的含量。熊罗英等[30]在三黄鸡的饲粮中添加5%由原露(光合细菌、真菌、放线菌等)发酵的构树叶饲料，提高了三黄鸡对磷的表观消化率，改善了三黄鸡对发酵构树饲料的消化利用率。同时在三黄鸡的饲粮中添加5%由复合酶发酵的构树叶饲料，三黄鸡的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和磷的表观消化率分别提高6.53%、1.01%、2.68%、7.95%。汪金小[38]利用发酵剂(光合菌、乳酸菌、酵母菌等)制备构树发酵饲料饲喂三黄鸡，其粗蛋白、粗纤维及粗脂肪的表观消化率分别提高了22.53%、21.68%、17.01%。用发酵构树叶饲喂番鸭，效果优于配合饲料，饲喂增效达46%～108%[35]。

4.3 构树发酵和青贮饲料在反刍动物生产上的应用

构树发酵和青贮饲料在牛、羊饲粮中应用的相关报道还比较少。苏应玉等[11]试验表明，在泌乳盛期的荷斯坦奶牛饲粮中添加4%、8%、12%的发酵杂交构树嫩全株饲料，显著提高产奶量，对牛奶中的乳脂率、乳蛋白、乳糖率和干物质的含量均无显著影响。林萌萌等[39]在萨寒杂交肉羊的饲粮中添加10%、30%、50%青贮杂交构树饲粮替代等量的青贮玉米，肉羊单位增重粪污排放量以及干物质、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗脂肪和磷的消化率均无显著影响，但随添加量的增加，肉羊单位增重粪污排放量呈现增加趋势，干物质、粗蛋白、中性洗涤纤维、粗脂肪的消化率有降低的趋势。

5 结 语

利用发酵和青贮可以显著降低构树饲料中的抗营养因子含量，更有利于畜禽和反刍动物对营养物质的消化吸收，具有广阔的应用前景。虽然构树发酵和青贮饲料在动物养殖生产上得到了一些应用，但作为发酵和青贮的原料，由于没有统一的标准，不同地域、不同品种、不同时间构树饲料的营养价值差异较大。当前构树发酵和青贮饲料所使用的微生物发酵菌种和发酵剂种类繁多，发酵工艺参差不齐，容易造成产品质量不稳定。发酵和青贮所使用的微生物菌种、工艺和条件等对构树可利用的营养成分改善、生物活性成分含量以及纤维素、木质素、单宁等抗营养因子的降解程度都有较大的影响。因此，在构树发酵和青贮饲料应用中，应加强对微生物发酵菌剂及发酵条件优化等方面的应用研究，探讨发酵和青贮过程中的一些产物是否会对畜禽和反刍动物造成不良影响，并进行饲用安全性评估，制订构树发酵和青贮统一标准，规范产品生产的技术规程。对添加构树发酵和青贮饲料在畜禽和反刍动物的不同品种、不同发育阶段的作用和机理进行深入研究，为合理利用构树资源、提高其在动物饲粮中的添加比例、增加养殖生产经济效益提供技术支撑。