甜菜和甘蔗糖蜜的理化特征及其在生豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用

徐運(yùn)杰，季豐泉，陳學(xué)華，蘇雙良，毛遠(yuǎn)廷

（1.山東和美集團(tuán)有限公司，山東 惠民 251700；2.唐人神集團(tuán)股份有限公司，湖南 株洲；3.山東省惠民縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心，山東 惠民）

糖蜜又叫糖漿，俗稱糖稀，是制糖工業(yè)將甜菜（Beta vulgaris）深根或甘蔗（Saccharum officinarum）主干壓榨出的汁液，經(jīng)加熱、中和、沉淀、過(guò)濾、濃縮、結(jié)晶等工序制糖后所剩下黏稠的棕色液體，具有糖漿狀的稠度，屬于液體能量飼料。甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜雖然相似，但卻具有不同的理化特征。經(jīng)合組織（OECD）及糧農(nóng)組織（FAO）的數(shù)據(jù)顯示，2016 年至2018年期間，全球蔗糖產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，巴西、印度和泰國(guó)是最重要的甘蔗生產(chǎn)國(guó)，甘蔗年產(chǎn)量分別為3 300、2 800 和1 200 萬(wàn)噸。非洲1 100 萬(wàn)噸、中國(guó)1 000 萬(wàn)噸和美國(guó)700 萬(wàn)噸處于中間位置。歐盟以1 700 萬(wàn)噸保持著世界上最大的甜菜生產(chǎn)國(guó)的地位。自2006 年以來(lái)，由于歐盟開放了整個(gè)歐洲的食糖市場(chǎng)，加之甘蔗生產(chǎn)成本的降低，意大利的甜菜產(chǎn)量急劇下降，從占?xì)W盟產(chǎn)量的8.6 % 下降到3.9 %[1]。制糖工業(yè)副產(chǎn)品甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜富含碳水化合物，是一種低廉的能量飼料。需要注意與大豆糖蜜進(jìn)行區(qū)分。大豆糖蜜是生產(chǎn)大豆?jié)饪s蛋白過(guò)程中，醇溶部分物質(zhì)，經(jīng)過(guò)濃縮處理后的產(chǎn)品，因富含糖類物質(zhì)，顏色和流動(dòng)性類似蜂蜜，所以命名為大豆糖蜜。本文重點(diǎn)論述了甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜的理化特征及其在生豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用，為合理應(yīng)用糖蜜，降低養(yǎng)豬生產(chǎn)成本，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供參考。

1 理化特征

1.1 糖蜜的常規(guī)理化特征 無(wú)論是甜菜糖蜜還是甘蔗糖蜜，都是高密度和pH 偏酸性（5～5.8）的液體，含有較高的易發(fā)酵糖，是一種富含能量的飼料原料，其豬凈能值約為玉米的2/3。此外，糖蜜也富含礦物鹽，并且以生物可利用的形式存在。由于成本低，使它成為一種非常受歡迎的飼料原料，在飼料配方中可以部分替代谷物。甜菜和甘蔗糖蜜雖然在某些理化性質(zhì)和總能量值方面相似，但是兩者之間存在一些顯著的差異，特別是在糖成分、含氮組分和礦物鹽方面，見表1～5。

表1 甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

從表1 可知，甜菜和甘蔗糖蜜的總糖含量約為45 %～52 %，總糖和礦物鹽由于其高滲勢(shì)而具有抗菌作用，從而有利于糖蜜的質(zhì)量穩(wěn)定性和保質(zhì)期。El-Said 等研究發(fā)現(xiàn)，真菌毒素常常污染許多飼料原料，但對(duì)糖蜜影響較小[2]。標(biāo)準(zhǔn)化的糖蜜產(chǎn)品，含糖量應(yīng)該高于48 %，含水量低于25 %，其穩(wěn)定性和貨架期最好。制糖業(yè)通常使用的另一個(gè)參數(shù)是白利糖度等級(jí)（Brix grade）。白利糖度是指溶液中的固溶物的重量百分濃度，參考指導(dǎo)值在78 %～85 % 之間變化，它允許使用折射計(jì)同時(shí)測(cè)量干物質(zhì)和蔗糖含量。然而，關(guān)于糖分含量，應(yīng)注意區(qū)分糖蜜不同性質(zhì)的參數(shù)，即轉(zhuǎn)化糖量。轉(zhuǎn)化糖是用稀酸或酶對(duì)蔗糖作用后所得含等量的葡萄糖和果糖的混合物，它們與費(fèi)林溶液發(fā)生還原反應(yīng)，并且不可發(fā)酵，因?yàn)樗鼈兣c氨基酸氮結(jié)合（美拉德反應(yīng)），保持還原特性。甜菜糖蜜中的還原糖含量約為0.5 %～1.5 %，而甘蔗糖蜜中的還原糖含量為10 %～20 %，平均果糖/葡萄糖比為1.58。與甜菜糖蜜相比，甘蔗糖蜜中不可發(fā)酵且不具有生物活性的還原糖含量更高，因?yàn)檫€原糖更多地存在于甘蔗樹干中[3]。

表2 甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜的脂肪酸含量

1.2 糖蜜的脂肪酸和含氮物質(zhì)組成 （1）甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜脂肪組分的脂肪酸組成差異很大（表2）。甜菜糖蜜脂肪組分中SFA 更高，甘蔗糖蜜脂肪組分中UFA 更高，UFA/SFA 分別是1.23 和2.14。甜菜糖蜜脂肪組分中PUFA/MUFA是1.33，而甘蔗糖蜜脂肪組分中PUFA/MUFA 是2.23。當(dāng)然，由于兩種糖蜜中粗脂肪（EE）的含量很低，幾乎忽略不計(jì)（表1），所以各種脂肪酸的含量對(duì)飼料沒(méi)有什么影響。（2）粗蛋白質(zhì)是各種含氮物質(zhì)的總稱。甜菜糖蜜的粗蛋白質(zhì)含量高于甘蔗糖蜜。當(dāng)然，這與土壤和施肥有關(guān)系。由于這些原因，糖蜜粗蛋白質(zhì)含量大部分由硝酸鹽（礦物質(zhì)來(lái)源的氮）組成，而有機(jī)來(lái)源的可溶性氮由游離氨基酸（特別是谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、酪氨酸、精氨酸和組氨酸）和含氮堿基（甜菜堿、鳥嘌呤、黃嘌呤）組成（表3）。由于這些含氮組分（氨基酸和甜菜堿除外）很低，因此，它們的重要性有限。在任何情況下，甜菜堿（0.5 %～0.7 %）發(fā)揮的重要生物學(xué)作用（甲基供體）都應(yīng)該重視，與蛋氨酸一樣，甜菜堿有助于減少畜禽（特別是奶牛和蛋雞）反復(fù)出現(xiàn)的脂肪肝問(wèn)題[4]。

表3 甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜的氨基酸含量（mg/kg DM）

1.3 糖密的礦物質(zhì)元素和維生素含量 關(guān)于礦物元素（表4），糖蜜的缺點(diǎn)主要在于它的鉀鹽含量高，它可以構(gòu)成灰分含量的1/3。鉀鹽具有脫鹽和輕瀉的作用，但是，合理使用鉀鹽，同時(shí)考慮到日糧配方中鉀離子和鈉離子之間的平衡，可以克服上述缺點(diǎn)。另外，必須特別考慮糖蜜中的硫含量，值得注意的是，甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜的硫大部分以無(wú)機(jī)形式的硫酸鹽存在。日糧中過(guò)量的硫可能對(duì)動(dòng)物健康和生產(chǎn)性能產(chǎn)生多重影響[5]。NRC[6]的數(shù)據(jù)將反芻動(dòng)物硫的最大耐受水平（MTL）設(shè)定為：富含谷物類的日糧中硫含量小于3 g/kg DM，而富含粗飼料的日糧中硫含量小于5 g/kg DM。對(duì)于非反芻動(dòng)物（豬和家禽），日糧中硫的MTL 設(shè)定為小于4 g/kg DM[7]。至于飲用水，對(duì)于反芻動(dòng)物，NRC[6]建議高精料日糧和高飼草日糧時(shí)，水中硫酸鹽的 MTL 分別為600 mg/L 和2 500 mg/L，而Kamphues 等[8]建議為500～800 mg/L；對(duì)于非反芻動(dòng)物（豬和家禽），NRC[6]對(duì)豬的飲水中硫酸鹽的MTL 設(shè)定為3 000 mg/L，而 Kamphues 等[8]建議為1 600～1 800 mg/L。（3）糖蜜中的維生素含量見表5，可以說(shuō)它缺乏脂溶性維生素。至于水溶性維生素，特別是B 族維生素，這兩種糖蜜的硫胺素（維生素B1）濃度都很低。硫胺素在葡萄糖代謝中起著特別重要的作用，在單胃動(dòng)物飼料中大量使用糖蜜的情況下，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。在復(fù)胃動(dòng)物中，正常條件下，這種維生素是由瘤胃細(xì)菌菌群合成的。盡管缺乏上述維生素，但應(yīng)注意糖蜜中存在大量生物素，并且以完全生物可利用的形式存在。生物素不僅在豬營(yíng)養(yǎng)中預(yù)防足部損傷、改善肉質(zhì)和育肥方面具有特別重要的意義，而且在高產(chǎn)奶牛中也具有特別重要的意義。Chen 等分析了11 篇研究論文表明，每天補(bǔ)充20 mg 生物素可使每頭泌乳奶牛每天的產(chǎn)奶量增加1～2.9 kg，這可能是由于提高了瘤胃對(duì)纖維的消化而增加了采食量[9]。

表4 甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜的礦物元素含量

表5 甜菜和甘蔗糖蜜的維生素含量 （mg/kg）

1.4 糖蜜的其他理化特性 （1）糖蜜中有機(jī)酸總量為2 %～14 %。最近的一項(xiàng)研究表明，不同類型糖蜜的有機(jī)酸組成不同[10]。與甜菜糖蜜相比，甘蔗糖蜜中的乳酸濃度更高，最小值為1.23 %，最大值為9.77 %。檸檬酸經(jīng)硫酸脫水合成的烏頭酸僅存在于甘蔗糖蜜中，而羥基乙酸僅存在于甜菜糖蜜中。另外，甘蔗糖蜜中硫酸鹽、磷酸鹽和氯化物的濃度較高，陽(yáng)離子/陰離子平衡值較低，變化范圍為 + 117.63 至 - 58.59 meq/100g，平均是4.47 meq/100g。甜菜糖蜜的陽(yáng)離子/陰離子平衡值變化范圍為 + 129.20 至 + 3.24 meq/100g，平均是53.94 meq/100 g。在炎熱的夏季，甜菜糖蜜由于具有較高的陽(yáng)離子/陰離子平衡值而更有利于動(dòng)物健康。（2）糖蜜的物理特性使其成為一種非常特殊的飼料原料。這兩種類型糖蜜的粘度與生產(chǎn)區(qū)域和環(huán)境溫度有關(guān)。粘度通常受干物質(zhì)和多糖含量以及環(huán)境溫度的影響。在任何情況下，甘蔗糖蜜的粘度都比甜菜糖蜜的粘度要高得多，而且變化范圍要大，甜菜糖蜜的粘度變化范圍要小得多。例如，在75 % 干物質(zhì)和20 ℃ 環(huán)境下，甘蔗糖蜜的粘度在7 000～14 000CP 之間變化，而甜菜糖蜜的粘度在1 400～2 000CP 之間變化。隨著溫度的升高，粘度降低，但甘蔗糖蜜的數(shù)據(jù)變化范圍總是大于甜菜糖蜜。（3）糖蜜最重要的感官特征是甜味特性，飼料中添加糖蜜，具有開胃作用，提高采食量；糖蜜的另一個(gè)技術(shù)特征是粘合特性，飼料企業(yè)通過(guò)添加糖蜜，有利于改善顆粒飼料的硬度，降低成品的含粉率和粉化率，提高生產(chǎn)效率；糖蜜第三個(gè)不可忽視的特性是降低粉塵，減少飼料粉末對(duì)動(dòng)物（尤其是豬）和工人呼吸道的刺激。

2 在豬營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用

2.1 糖蜜的能值 公衍玲等[11]綜述了甘蔗糖蜜在豬營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用。很明顯，糖蜜可以在飼料配方和各類豬日糧中部分取代谷物作為能源。與谷物相比，糖蜜的總能量較低，這與糖蜜的水分、灰分含量高和脂肪含量低有關(guān)（表1）。另一個(gè)因素是糖蜜中的碳水化合物主要由單糖和雙糖組成，相對(duì)于谷物中多糖而言，其熱值較低。糖蜜的可消化能量?jī)H占其總能量的85 %～90%，這是由于一些未確定的葡萄糖組分的利用率低以及非蛋白含氮物質(zhì)的存在所致。因此，甘蔗糖蜜的凈能估計(jì)值約為1536～1616 kcal/kg。在實(shí)踐中，100 g玉米或大麥可分別由140 g 或125 g 糖蜜替代。

2.2 糖蜜使用的注意事項(xiàng) （1）關(guān)于礦物元素成分，糖蜜的高鉀含量被認(rèn)為是在動(dòng)物飼料中使用高劑量這種副產(chǎn)品的一個(gè)限制因素，特別是對(duì)豬。許多營(yíng)養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為，如果大量給動(dòng)物喂食糖蜜，會(huì)起到瀉藥的作用。事實(shí)上，當(dāng)過(guò)量使用糖蜜時(shí)，與出現(xiàn)腹瀉相比，會(huì)在更大程度上增加腎臟病變的發(fā)生率[12]。有人指出，富含鉀鹽（硫酸鹽和碳酸鹽形式）的谷物類食物可能導(dǎo)致腎臟功能不全[13]。（2）關(guān)于維生素，一方面，糖蜜只有極少量的脂溶性維生素，當(dāng)大量使用糖蜜時(shí)，應(yīng)注意補(bǔ)充維生素A、D 和E。另一方面，糖蜜富含水溶性維生素，特別是煙酸、泛酸、核黃素和生物素。生物素在預(yù)防豬的疾病、提高母豬的繁殖效率和減少亞油酸改善肥豬的脂肪品質(zhì)方面具有重要作用[14]。（3）糖蜜雖然富含碳水化合物和礦物元素，而且價(jià)格低廉，但是需要注意使用量。Christon 等[15]研究表明，在仔豬和生長(zhǎng)肥育豬日糧中大量使用糖蜜會(huì)導(dǎo)致能量和蛋白質(zhì)利用效率下降，并且與使用量成正比。能量利用減少的原因是蔗糖不完全消化和果糖不完全吸收。過(guò)量的果糖和蔗糖進(jìn)入大腸會(huì)形成一個(gè)高滲環(huán)境，微生物發(fā)酵，從而產(chǎn)生導(dǎo)致消化障礙和腹瀉的有機(jī)酸。蛋白質(zhì)利用效率下降的原因可能與氨基酸不平衡有關(guān)，必須通過(guò)適當(dāng)補(bǔ)充氨基酸來(lái)補(bǔ)償。因此，大量使用糖蜜之前，應(yīng)該安排10～15 d 的適應(yīng)期，以通過(guò)特定的酶誘導(dǎo)使動(dòng)物消化系統(tǒng)適應(yīng)并更好地消化利用糖蜜。

2.3 糖蜜的使用建議 關(guān)于糖蜜的用量，如果是農(nóng)場(chǎng)，飼養(yǎng)員謹(jǐn)慎使用糖蜜是明智的，對(duì)于體重20 kg 以下的仔豬和哺乳期母豬，日糧中糖蜜用量最高不超過(guò)5 %；相反，對(duì)于懷孕母豬、公豬和育肥豬，用量可以更高，達(dá)到日糧的10 %，但最高用量不要超過(guò)20 %。有研究表明，在生長(zhǎng)肥育豬的飼料中適當(dāng)使用糖蜜并不會(huì)改變?nèi)赓|(zhì)，但大量使用糖蜜可以提高胴體的肉脂比，略微降低了胴體的產(chǎn)量[16]。由于糖蜜具有粘合特性，飼料企業(yè)用，可以改善成品顆粒質(zhì)量和水分含量，提高生產(chǎn)效率，降低車間粉塵。根據(jù)季節(jié)、地區(qū)和飼料品種差異，根據(jù)筆者十多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，建議配方中用量控制在2 %～5 %，并注意各種營(yíng)養(yǎng)素濃度的變化。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，制糖工業(yè)副產(chǎn)品甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜是一種非常低廉有價(jià)值的液體能量飼料，合理利用糖蜜，既降低養(yǎng)豬的生產(chǎn)成本，提高養(yǎng)豬的經(jīng)濟(jì)效益，又充分利用了工業(yè)副產(chǎn)品，有益于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。