酒糟和醋糟營養(yǎng)成分差異及其瘤胃降解特性分析

張丹丹， 程 景， 靳 光， 李 博， 王棟才， 孫銳鋒， 徐 芳， 梁 圓， 張元慶

山西農(nóng)業(yè)大學（山西省農(nóng)業(yè)科學院）動物科學學院，山西太原030032

山西省特色經(jīng)濟汾酒、陳醋的副產(chǎn)物酒糟、醋糟等非常規(guī)飼料資源豐富，其具有蛋白含量高、營養(yǎng)成分豐富、來源廣、價格低廉等優(yōu)勢。 酒糟、醋糟作為一種主要的蛋白質(zhì)飼料應用于動物日糧中，不僅影響動物的生產(chǎn)性能，同時也會對泌乳、繁殖性能產(chǎn)生積極促進作用（Gupta 等，2019；王健等，2018；Taylor 等，2017）。 但是目前研究也只是在了解醋糟、酒糟對動物的影響，而酒糟、醋糟因為種類豐富， 不同的發(fā)酵原料與發(fā)酵工藝都會導致酒糟、醋糟的營養(yǎng)價值差異，缺乏酒糟、醋糟的營養(yǎng)價值成分限制了酒糟、醋糟的規(guī)模化利用。

常用的飼料可利用營養(yǎng)價值評價方法有體外產(chǎn)氣法、體內(nèi)法、尼龍袋法（半體內(nèi)法）。 體外產(chǎn)氣法是目前評價反芻動物飼料最常用的方法之一（李艷玲，2014），相較于體內(nèi)法，試驗操作簡單，所需樣本量較少。 瘤胃尼龍袋法可以測定飼料的營養(yǎng)物質(zhì)降解率，測定結(jié)果準確，缺點是對于多個樣本測定時，受到時間及動物數(shù)量的限制。研究體外產(chǎn)氣法和尼龍袋法的相關(guān)性， 既可以校正測定的準確性， 同時可以使干物質(zhì)降解率等的測定更為簡單快速。馬軍君（2018）研究表明，瘤胃干物質(zhì)有效降解率與體外干物質(zhì)降解率呈顯著正相關(guān)。本研究利用體外產(chǎn)氣法和尼龍袋法對山西不同地區(qū)的酒糟、醋糟的飼用價值進行評價，并建立體外法與尼龍袋法測定干物質(zhì)（DM）降解率的估算公式，為飼用酒糟和醋糟應用于肉牛養(yǎng)殖提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 在山西不同地區(qū)采集醋糟、酒糟飼料樣品共5 份，樣品編號及取樣地情況見表1。65 ℃烘干后制成風干樣品，粉碎，過40 目篩，制成試樣。

1.2 試驗方法

1.2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分測定 采用GB/T 6435-2006 中方法測定試樣水分后，計算DM 含量。 分別采用國標法測定飼料中粗蛋白質(zhì) （CP）（GB/T 6432-2018）、粗脂肪（EE）GB/T 6433-2006、中性洗滌纖維（NDF）（GB/T 20806-2006）、酸性洗滌纖維（ADF）（NY/T 1459-2007）、粗灰分（Ash）（GB/T 6438-2007）、淀粉（Starch）（GB/T 20194-2018）、鈣（Ca）（GB/T 6436-2018）、 磷 （P）（GB/T 6437-2018）含量。

1.2.2 體外產(chǎn)氣試驗 稱取試樣0.22 g 送至培養(yǎng)管的前端，加入30 mL 人工瘤胃培養(yǎng)液后（Menke，1979），在水浴恒溫振蕩器中反應，記錄不同時間的 產(chǎn) 氣 量（0、1、2、3、4、6、8、10、12、16、20、24、28、32、36、40、48、54、60、72 h）。 體外發(fā)酵72 h 后，將培養(yǎng)管中發(fā)酵液排出至50 mL 離心管中，離心（4 ℃，5400 r/min×15 min），提取上清液，測定pH 后冷藏于-80 ℃，留待測定氨態(tài)氮（NH3-N）。

1.2.3 尼龍袋試驗 稱取3 g （精確到0.0001 g）左右試樣裝入尼龍袋（12 cm×6 cm，50 μm 孔徑）中，每個樣品每個時間點設置3 個重復，然后放入裝有永久性瘤胃瘺管的晉南閹牛的瘤胃中，依次在發(fā)酵時間為4、8、16、24、36、48、72 h 將尼龍袋取出，冰水冷卻終止反應，然后用自來水沖洗尼龍袋直至水澄清， 于65 ℃烘箱中烘干至恒重，取樣品殘渣測定DM 含量，計算DM 降解率。

1.3 參數(shù)模擬 采用體外發(fā)酵模型GP=b（1-e-c（t-Lag））計算產(chǎn)氣參數(shù)（周玲，2017），式中：GP 為t 時間點的0.22 g 底物的產(chǎn)氣量，mL；b 為0.22 g 底物的理論最大產(chǎn)氣量，mL；c 為產(chǎn)氣速度，mL/h；t為體外培養(yǎng)時間，h；Lag 為延滯期，h。

尼龍袋法測定DM 降解率的參數(shù)計算公式為P（t）= a+b×（1-e-ct）；ED= a+（b×c） /（c+k）；式中：P（t）為t 時間點DM 降解率，%；a 為快速降解部分含量，%；b 為慢速降部分含量，%；t 為飼料在瘤胃中留滯時間，h；c 為慢速降解部分的降解速率，%/h；ED 為飼料中營養(yǎng)物質(zhì)有效降解率，%；k 為待測飼料的瘤胃流通速率，%/h，k=0.0253 h-1（涂遠璐，2019；o/rskov，1970）。

1.4 數(shù)據(jù)分析 用Excel 2016 整理數(shù)據(jù)，SPSS 21.0 進行單因素方差分析，Ducan’s 法進行多重比較。 采用SPSS 21.0 對變量進行非線性參數(shù)模擬、Pearson 相關(guān)性分析及線性回歸分析。P < 0.05為差異顯著，P > 0.05 為差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒糟和醋糟常規(guī)營養(yǎng)成分 由表2 可知，5個試樣的DM 基本保持在23.25% ～ 42.96%（鮮樣基礎）。 CP 含量分別為啤酒糟（31.84%）>白酒糟（14.58%）>醋糟3（14.4%）>醋糟1（12.21%）>醋糟2（8.46%）。醋糟的NDF、ADF 含量均高于酒糟。 醋糟1 的DM 含量居第二， 其NDF、ADF 含量均為最高，Starch 含量最低，CP 含量也相對較少。 白酒糟NDF 含量最低，Starch、CP 含量居于第二。

表1 試樣編號及取樣地情況

表2 酒糟和醋糟的常規(guī)營養(yǎng)成分含量（干物質(zhì)基礎） %

2.2 體外產(chǎn)氣法測定的酒糟和醋糟產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣參數(shù) 由圖1 可知，發(fā)酵時間0 ～ 38 h，各時間點的累積產(chǎn)氣量是以白酒糟最高， 發(fā)酵時間在38 h之后，啤酒糟的累積產(chǎn)氣量逐漸增加，發(fā)酵至72 h，其GP72顯著高于白酒糟（P < 0.05）。 整個發(fā)酵過程，醋糟1 的產(chǎn)氣量最低，醋糟2、3 的產(chǎn)氣量高于醋糟1，低于酒糟。 由表3 可知，啤酒糟、白酒糟的IVDMD72顯著高于醋糟1、 醋糟2、 醋糟3 （P <0.05）。醋糟1 的pH 顯著高于其他4 種非常規(guī)飼料（P<0.05）。NH3-N 含量以啤酒糟最高，且分別比白酒糟、醋糟1、醋糟2、醋糟3 高107.10%、163.33%、112.35%、121.98%（P<0.05）。 5 種非常規(guī)飼料的理論最大產(chǎn)氣量b 依次為啤酒糟>白酒糟>醋糟2>醋糟3>醋糟1（P < 0.01），各飼料的產(chǎn)氣速度c 和產(chǎn)氣延滯期差異顯著（P<0.05）。

圖1 酒糟和醋糟體外發(fā)酵動態(tài)產(chǎn)氣量

2.3 尼龍袋法測定的酒糟和醋糟干物質(zhì)降解率由表4 可知， 降解時間在4 ～ 24 h， 白酒糟的DMD 最高，啤酒糟次之（P < 0.05）。 消化時間36～ 72 h，啤酒糟的DMD 高于白酒糟（P < 0.05）。整個瘤胃降解過程，醋糟2、醋糟1 的DMD 較低，醋糟3 的DMD 略高于醋糟2、醋糟1，當降解時間達72 h， 醋糟1 的DMD 顯著低于其他兩種醋糟（P < 0.05）。 啤酒糟干物質(zhì)有效降解率（ED）顯著高于白酒糟（P < 0.05），醋糟3 的ED 顯著高于其他2 種醋糟（P < 0.05）。

表3 酒糟和醋糟體外72 h 產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣參數(shù)

表4 酒糟和醋糟的尼龍袋瘤胃干物質(zhì)降解率 %

2.4 體外產(chǎn)氣法與尼龍袋法相關(guān)性分析 由表5可知， 非常規(guī)飼料的IVDMD 與DMD 成正相關(guān)，隨著降解時間增加其相關(guān)性逐漸增加，IVDMD72與DMD72顯著相關(guān)（P < 0.05），相關(guān)系數(shù)0.955；與ED 極顯著相關(guān)（P < 0.01），相關(guān)系數(shù)0.964（表6）。 以IVDMD72預 測 的ED 的 方 程 為ED=-12.448+1.045IVDMD72（R2=0.929，P=0.008）， 以IVDMD72預測的DMD72的方程為DMD72=-19.215+1.645IVDMD72（R2=0.912，P=0.011）（表7）。

表5 體外產(chǎn)氣量與干物質(zhì)降解率的相關(guān)系數(shù)

表6 體外干物質(zhì)降解率與體內(nèi)干物質(zhì)降解率相關(guān)系數(shù)

表7 體外干物質(zhì)降解率預測干物質(zhì)降解率及干物質(zhì)有效降解率

3 討論

3.1 酒糟和醋糟常規(guī)營養(yǎng)成分分析 一般生產(chǎn)酒糟常用的原料有玉米、高粱、大麥、薯類等。本試驗采集醋糟、酒糟樣品發(fā)酵原料分別為白酒糟（高粱）、啤酒糟（大麥+大米）、醋糟1（高粱+大麥）、醋糟2（大麥+玉米）、醋糟3（高粱+玉米）。 通過常規(guī)營養(yǎng)成分測定，白酒糟的CP 含量（14.58%）與Silva 等（2019）測定結(jié)果（15.10%）相近，遠低于啤酒糟（31.84%），可能是因為啤酒糟主要以大麥為原料，發(fā)酵后剩余的主要是蛋白質(zhì)和酵母菌。酒糟含水量相對較高，這可能會引起酒糟的自行發(fā)酵，不容易保存導致變質(zhì)。醋糟主要是以高粱、麥麩及米糠等為原料， 發(fā)酵釀造后， 提取陳醋后剩余的殘渣。 崔耀明等（2015）測定了山西老陳醋的醋糟營養(yǎng)成分，CP、NDF 和ADF 的平均含量分別為11.40%、72.51%和54.46%， 與本試驗測定結(jié)果略有差異（分別為11.69%，63.07%和46.30%），醋糟的CP 含量略高于干碾壓玉米、 新鮮飼用高粱的CP 含量（8.79%、8.90%）（孟慶祥，2018）。 本試驗中3 種醋糟的淀粉含量差異較大， 可能是因為發(fā)酵原材料和加工工藝不同導致， 還有可能是因為制備試樣時操作不當導致樣品采集不均勻。 綜合來說，本試驗采集的酒糟的營養(yǎng)價值高于醋糟。

3.2 體外產(chǎn)氣法測定酒糟和醋糟產(chǎn)氣參數(shù)分析5 個試樣的GP 均隨著發(fā)酵時間的延長而增加，前期白酒糟GP 較高，后期啤酒糟的累積GP 逐漸增加并高于白酒糟， 這同啤酒糟的產(chǎn)氣延滯期相對較長，白酒糟的發(fā)酵速度相對較高的結(jié)果一致。可能與白酒糟含有較多可發(fā)酵成分， 而啤酒糟慢速降解部分含量高有關(guān)。 醋糟1 的GP72和IVDMD最低，且顯著低于醋糟2 和醋糟3。 同時，醋糟1的產(chǎn)氣延滯期最長，其發(fā)酵速度最慢。 這與醋糟1的營養(yǎng)成分中Ash 和ADF 含量最高，其可發(fā)酵成分含量相對較少一致。 啤酒糟的體外發(fā)酵液中氨氮含量最高，可能是因為啤酒糟中CP 含量最高，蛋白分解產(chǎn)生氨氮高于其利用氨氮合成菌體蛋白的速度， 另一個原因可能是啤酒糟的非纖維性碳水化合物含量較低， 限制了其瘤胃微生物對氨氮的利用（Michalski，2014）。 瘤胃pH 作為衡量瘤胃發(fā)酵能力的一個重要指標，一般認為當pH 為6.6～ 7.0 時， 更適合瘤胃微生物的生長 （李文娟，2017）。 本試驗中5 個試樣的pH 為6.09 ～ 6.28，低于李倩（2017）測定的體外發(fā)酵液pH 結(jié)果（6.42～ 6.61），可能與發(fā)酵底物酒糟、醋糟的酸度有關(guān)。結(jié)合GP72和IVDMD 數(shù)據(jù)， 酒糟的消化性能優(yōu)于醋糟，啤酒糟的優(yōu)于白酒糟。

3.3 尼龍袋法測定酒糟和醋糟DM 降解結(jié)果分析 瘤胃尼龍袋法測定的干物質(zhì)降解率可以在一定程度上反映飼料的可利用水平。 分析本試驗結(jié)果， 隨著降解時間的增加， 體內(nèi)干物質(zhì)降解率（DMD）也在逐漸增加。 同體外產(chǎn)氣法中GP 結(jié)果趨勢一致，前期白酒糟的DMD 較高，當降解時間達36 ～ 72 h，啤酒糟高于白酒糟，最終的ED 以啤酒糟最高。 3 種醋糟的ED 以醋糟3 最高，同體外產(chǎn)氣試驗結(jié)果中醋糟3 的IVDMD 結(jié)果最高一致。 結(jié)合DMD 結(jié)果，進一步證明啤酒糟的消化性能略優(yōu)于白酒糟。 酒糟的DMD 和ED 比醋糟高，說明酒糟較醋糟更容易被消化， 可能同醋糟中纖維含量較高有關(guān)。

3.4 體外產(chǎn)氣法與尼龍袋法測定干物質(zhì)降解率相關(guān)性分析 反芻動物瘤胃微生物消化飼料中碳水化合物及蛋白質(zhì)含碳部分時會產(chǎn)生氣體， 體外產(chǎn)氣量常被用來反映飼料原料在瘤胃內(nèi)被消化利用的情況，但是仍需結(jié)合DM、NDF 的降解率來衡量飼料的降解程度。 馬紹楠等（2018）分析了體外產(chǎn)氣量與半體內(nèi)干物質(zhì)有效降解率的相關(guān)性，隨著產(chǎn)氣時間增加，相關(guān)性逐漸減弱，GP24與ED 相關(guān)性最高，且以GP24建立的預測ED 的方程顯著。本試驗中GP72與DMD 無顯著相關(guān)性，但與IVDMD72顯著相關(guān)。 以GP 建立的估算IVDMD 的回歸公式為IVDMD72=8.799+1.193GP72，建立的方程顯著（R2=0.853，P=0.025）。 毛建紅等（2017）研究表明，DMD24、DMD48與IVDMD24、IVDMD48呈極顯著的正相關(guān)。 本試驗結(jié)果中非常規(guī)飼料的IVDMD72與DMD 的相關(guān)性隨著尼龍袋試驗降解時間增加而增加，且在降解時間為36、48、72 h 相關(guān)性顯著， 與ED 呈極顯著相關(guān)。 以IVDMD72建立的ED 估算公式?jīng)Q定系數(shù)0.929， 建立的方程極顯著。 以IVDMD72建立的DMD72估算公式?jīng)Q定系數(shù)0.912，建立的回歸方程顯著。 此估算公式的建立，可以方便以后的試驗中考慮用IVDMD 估算DMD，省時省力，提高數(shù)據(jù)的準確性。

4 結(jié)論

分析常規(guī)營養(yǎng)成分， 酒糟的CP 含量較高（14.58% ～ 31.84%），醋糟NDF、ADF 含量相對較高（59.59% ～ 64.91%，38.78% ～ 54.78%）；在本試驗條件下，結(jié)合GP、IVDMD 和DMD 數(shù)據(jù)分析，酒糟的消化性能要優(yōu)于醋糟。 其中， 以啤酒糟的消化性能最好，醋糟1 的消化性能最差。 以IVDMD建立估算DMD 的回歸公式為DMD72=-19.215+1.645IVDMD72（R2=0.912，P < 0.05）；以IVDMD 建立估算 ED 的回歸公式為 ED =-12.448 +1.045IVDMD72（R2=0.929，P < 0.01）。