生物发酵在果渣类饲料开发中的应用

饲料研究FEED RESEARCH NO .12,2010

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资源开发与利用

生物发酵在果渣类饲料开发中的应用

肖延铭 章银军 汪 钊 浙江工业大学生物与环境工程学院

1 果渣的营养成分

果渣是果品加工后的废渣，其主要成分为水分、果胶、蛋白质、脂肪和粗纤维等。鲜果渣的含水量约70 %。如：沙棘籽含有18种氨基酸，氨基酸总量居各种果渣氨基酸含量之首；苹果渣粉中含铁299 mg/kg，是玉米粉的4.9倍；含赖氨酸0.41 %、蛋氨酸0.16 %和精氨酸1.21 %，分别是玉米粉的1.7、1.2和2.75倍；含维生素B 1 0.9和维生素B 2 3.8 mg/kg，其中后者是玉米粉的3.5倍。通常1.5~1.7 kg 干苹果渣相当于1 kg 玉米的营养价值。表1 分别列举了几种果渣中所含营养成分的情况。

表1　新鲜果渣烘干后营养成分 %

果渣粗蛋白质粗脂肪粗纤维粗灰分沙棘果渣18.3412.3612.65 1.96葡萄渣粉13.007.9031.9010.30越橘渣粉11.8310.8818.75 2.35柑橘渣粉 6.70 3.7012.70 6.60苹果渣粉 5.10 5.2020.00 3.50菠萝渣粉

5.42

8.40

20.77

5.45

2 果渣饲料

由于鲜果渣具有水果特有的香气，适口性好，但其蛋白质含量较低，酸度大，粗纤维含量高，因此，只能在日粮中配合添加。生物法开发果渣饲料主要有2个方面的应用：鲜渣青贮和利用微生物发酵技术生产菌体蛋白饲料。2.1 青贮饲料

青贮饲料就是把青绿或半干饲料装入青贮窖内，在厌氧条件下靠乳酸菌发酵制成的能长期保存的饲料。青贮饲料在世界各地有着悠久的历史，近年来已被世界各国所重视，特别是畜牧业发达国家已将其列为发展畜牧业的重要手段和措施加以研究和推广应用。

2.1.1 原料的处理

选取1~2 d 内生产的新鲜果渣，无霉变，无污染，调制前先拣，洗除去杂质。鲜果渣含水量超过80 %，而青贮原料适宜含水量为60 %~70 %，故需调低水分含量。一般采用的方法有：1） 晾晒。尽可能在阳光下曝晒，使水分迅速降低至60 %~70 %，以减少营养物质的损失。2）机械挤压。3） 在鲜果渣中加入适宜干料以降低水分含量，从而达到对水分的要求。不同类型的果渣，处理方法有所不同。如：浓浆状的果渣含水量约90 %，较好的降低水分方法是用一定量的糠麸吸取部分水分，使含水量符合青贮的要求；皮块状的果渣，如：菠萝皮渣和苹果皮渣等就应该先绞碎，然后再和其他低水分原料混合。此外，使用时若酸度过高，可加入部分生石灰。2.1.2 果渣的装填压实与青贮

1）果渣的装填：装填前，在窑底铺一层生石灰，灰上再铺一层约30 cm 的垫草，以吸收上面淌下的汁液，防止窑底层的果渣水分含量过高。然后将经过处理的果渣逐层铺平踏实。装填最好在3~5 d 装完，以利于生产优质青贮料。

2）封顶：埋封窑口时，要求不透气，不渗水，料中不能混入泥土等杂质。因此，先在原料上盖一层塑料薄膜后，再压上15~20 cm 的湿麦秸或湿稻草，草上再压30~50 cm 的土。土层表面要压实拍平，窑顶隆起成一个馒头型，以利排水。

3）日常管理：青贮窑内要防止雨水流入和空气进入，以免引起腐烂。经35~40 d 密闭发酵后即成青贮饲料。

2.1.3 青贮饲料中的微生物

青贮过程中参与活动和作用的微生物很多，主要有乳酸菌、真菌、梭菌和腐败菌等，其中乳酸菌主要产生乳酸，能迅速降低pH，促进青绿作物的发酵，在青贮过程中起决定作用。大多数乳酸菌为乳杆菌属，占的总数超过79 %，其他为肠球菌属

收稿日期：2010 - 07 - 30通信作者：汪钊

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和明串珠菌属等。植物原料收获制成青贮饲料后，最先进行发酵的是粪链球菌和肠膜明串珠菌，接着被更耐酸的菌株，如：植物乳杆菌、短乳杆菌和布氏乳杆菌等取代。

青贮原料收割、切碎和压实密封在青贮窖中时，植物细胞并不立即死亡，利用间隙间的氧气进行呼吸作用，产生能量。植物中的蛋白酶开始分解蛋白质为氨基酸，糖酶增加了可供发酵的可溶性糖类的数量。这个过程很短暂，随着氧气的消耗，植物细胞逐渐丧失活性。青贮饲料中的好氧菌、厌氧菌、其他菌及乳酸菌进行竞争，氧气耗尽后，好氧菌的生长停止。厌氧菌逐渐成为优势菌群，他们利用原料中丰富的糖类作为碳源产生乳酸、醋酸和丁酸等酸类物质，使环境pH急剧下降，有效遏制了不耐酸腐败菌(主要是酪酸菌) 的生长繁殖。此时乳酸菌成为了优势菌，几种高耐酸性的酵母以无活性状态继续存在，而一些杆菌和梭菌以孢子形式蛰伏，进入相对稳定时期。如果无氧条件没有改变可长期保存下去。若厌气条件改变，如：开启利用，外界空气与青贮料接触，则耐酸好氧的霉菌大量繁殖，形成发酸的青贮饲料。可见青贮过程中参与活动和作用的微生物种类非常多，为促进青贮过程中有益乳酸菌的生长，防止出现霉变，必须了解各种微生物的活动规律及对青贮的影响，特别是起主要作用的乳酸菌的活动规律。

对苹果渣青贮的分析结果为，7.4 %粗蛋白质、11.8 %粗脂肪、33.5 %粗纤维和4.8 %粗灰分。青贮苹果渣中的主要微生物是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌，有机酸主要是醋酸和乳酸。用果渣青贮饲料饲喂奶牛，试验结果表明：可用青贮果渣代替约40 %的青贮玉米秸秆，奶牛的生理生长均正常。

2.2 蛋白饲料

用微生物发酵果渣生产菌体蛋白饲料工艺有液态深层发酵和固态发酵。利用固态发酵处理果渣生产的饲料，是一种新型高蛋白饲料。其营养全价，高饲料转化率，无化学添加剂，能增强畜禽抗病免疫力，提高畜产品产量，且是成本较低的微生物发酵饲料。它使果渣中不易被动物吸收的纤维素、果胶质、果酸和淀粉等复杂大分子物质，降解为易被动物消化吸收的小分子物质和大量菌体蛋白，而小分子物质的形成，又能极大地改善和提高饲料的适口性，富含较高的菌体蛋白，氨基酸组成齐全，同时含有丰富的维生素和矿物质。

2.2.1 原料处理

果渣由于种类多，处理方法也不一样。浓浆状的果渣含水量约90 %，去除部分水分的办法是在设计菌体蛋白生产配方时，使用一定量的糠麸类辅料吸去部分水分，使水分降到约70 %，发酵就能正常进行。但各种果渣成分不同，配方也不同，需要在实践摸索中调整，若压去水分不但工艺复杂，而且还把部分营养物质随水压去，造成浪费。皮块状的果渣，如：菠萝皮渣和苹果皮渣等，就应该先绞碎，然后再和干原料混合，一般不提倡干燥处理。但这些果渣在炎热天极易发酸变质而丧失使用价值，最好能及时使用。若数量太多就必须在水泥池厌气贮藏，使用时若酸度过大可加入部分CaCO3调整pH至约5.5。至于果核类，除了磨碎，也可使干品粉碎后再和其他原料混合成培养基。果园中还有很多落果、次果和有虫果等，只要不腐败变质，绞碎后依然可以用作菌体蛋白生产原料。

2.2.2 生产菌株

霉菌和酵母菌等单细胞生物体内含有丰富的蛋白质和维生素，在适宜条件下，这些微生物生长繁殖很快，根据这一原理将分解纤维素的菌株和酵母菌接种于果渣中生产蛋白饲料。用于生产菌体蛋白饲料的微生物主要有啤酒酵母、产朊假丝酵母、热带假丝酶菌、白地霉、根霉、黑曲霉、木霉和青霉等。这些菌株具有多种水菌酶活性，蛋白质含量达50 %~60 %。并含有丰富的B族维生素，还能产生其他微生物生长的活性成分。目前，将具有不同产酶特性的菌种，混合接种在发酵基质中，可通过发酵生产蛋白饲料，但这种技术在推广时要摸索出合适的生产参数。

已有研究表明：酵母菌和霉菌混合发酵能提高发酵产物中蛋白质含量，并产生果胶酶等多种酶系，对提高饲料消化利用率有益。用产朊假丝酵母和黑曲霉混合发酵苹果渣，结果表明：果渣中果胶和高糖等对牲畜有害的物质被转化，蛋白质含量大大提高，果渣中大分子物质转化成动物易吸收的小分子物质，且适口性得到改善；产朊假丝酵母和黑曲霉混合发酵苹果渣的工艺条件，最佳条件为接种比例3：1，接种量2 %，pH 4~5，最适温度28 ℃，

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