發(fā)酵酒糟在養(yǎng)牛產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用研究進展

張 蓉， 梅世慧， 何廣霞， 韋秒粘， 陳 澤， 陳 蘭，周碧君，2， 王開功，2， 陳 超， 朱二鵬，2 ， 程振濤，2

（1.貴州大學動物科學學院，貴州貴陽 550025；2.貴州省動物疫病與獸醫(yī)公共衛(wèi)生重點實驗室，貴州貴陽 550025）

我國肉牛養(yǎng)殖范圍廣、養(yǎng)殖數(shù)量多，已逐漸成為農(nóng)村經(jīng)濟收益的主流產(chǎn)業(yè)之一。 然而快速發(fā)展的養(yǎng)殖業(yè)面臨飼料缺乏及價格上漲的問題， 如何生產(chǎn)安全、價格低廉和營養(yǎng)豐富的飼料非常重要。我國各類酒糟資源豐富，據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布數(shù)據(jù)，2022 年全國白酒總產(chǎn)量為671.2 萬kL （折65°，商品量），啤酒總產(chǎn)量為3568.7 萬kL，葡萄酒總產(chǎn)量為21.4 萬kL， 產(chǎn)生的各類酒糟約計1 億t。酒糟是釀酒產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品， 因其生產(chǎn)成本低和營養(yǎng)價值高而受到青睞。 酒糟中含有粗淀粉、 粗脂肪、粗纖維、維生素以及微量礦物質(zhì)元素等豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，用作動物飼料原料，可在一定程度上緩解我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)飼料短缺問題。 酒糟再利用還可以減少環(huán)境污染和節(jié)約養(yǎng)殖成本， 進一步推動畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 酒糟的主要利用方式是替代一定比例的精料飼喂動物，包括直接添加、干燥后添加及發(fā)酵后添加等多種形式， 其中酒糟經(jīng)過微生物發(fā)酵后利用的方式應(yīng)用范圍較廣、效果較好。在肉牛養(yǎng)殖中添加酒糟飼料也成為熱門的研究趨勢。 本團隊前期在開展茅臺白酒糟飼料化利用相關(guān)研究時， 選取不同的益生菌發(fā)酵醬香型茅臺白酒糟， 使酒糟品質(zhì)得到顯著提升 （梅世慧等，2023）；利用益生菌發(fā)酵茅臺白酒糟后，替代部分精料飼喂關(guān)嶺牛和西門塔爾雜交牛， 分析探討了飼喂益生菌發(fā)酵白酒糟對育肥牛的影響（徐鍍涵，2022），并在貴州多地進行推廣應(yīng)用。 本文主要就發(fā)酵酒糟的種類、 飼料化利用方式及其在養(yǎng)牛產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用效果的研究進展進行介紹， 以期為發(fā)酵酒糟的飼料化應(yīng)用提供科學參考。

1 發(fā)酵酒糟主要種類

1.1 發(fā)酵白酒糟 白酒糟是我國白酒產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物，因其底物主要為小麥、高粱及玉米等谷物，經(jīng)發(fā)酵得到的新鮮白酒糟與精料進行混合飼喂，營養(yǎng)價值仍然可滿足動物日常營養(yǎng)需求。 我國是白酒生產(chǎn)大國，多地區(qū)生產(chǎn)白酒，根據(jù)所用原料及釀酒工藝的差異可將白酒糟分為幾種類型： 醬香型白酒糟、清香型白酒糟、濃香型白酒糟等。 不同香型的白酒糟，營養(yǎng)成分有所不同，其中以醬香型白酒糟的營養(yǎng)價值相對較高 （表1）（劉志云等，2020）。白酒糟是酒糟飼料化利用最主要的酒糟來源， 利用有益微生物對新鮮白酒糟進行微生物發(fā)酵得到的發(fā)酵白酒糟，具備延長儲存期、在一定程度降低粗纖維含量等特點， 能更好地將白酒糟應(yīng)用于動物飼料生產(chǎn)中。已有研究證明，白酒糟經(jīng)益生菌發(fā)酵后用于動物飼喂更加符合動物的營養(yǎng)需求（劉寧等，2021）。

表1 不同香型白酒糟常規(guī)營養(yǎng)成分含量（以風干為基礎(chǔ)）%

1.2 發(fā)酵啤酒糟 啤酒糟是啤酒工業(yè)的副產(chǎn)品，主要由麥芽的皮殼、葉芽、不溶性蛋白質(zhì)、半纖維素、脂肪、灰分及少量未分解的淀粉和未洗出的可溶性浸出物組成（閆麗紅等，2017）。我國啤酒糟資源十分豐富，年產(chǎn)量可達一千多萬噸。啤酒糟富含粗蛋白質(zhì)及微量元素等營養(yǎng)成分， 具有較高的營養(yǎng)價值，且其價格低廉，因此也作為畜牧業(yè)酒糟飼料化利用的主要對象之一。 項延潤等（2011）經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，相較于鮮啤酒糟，鮮啤酒糟經(jīng)發(fā)酵后，飼料中的粗蛋白質(zhì)含量提高了32.65%、可溶性蛋白提高了106.15%； 并且其粗纖維含量降低了7.14%。 可見，發(fā)酵后的啤酒糟能改善適口性，更易被動物消化吸收， 用于養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)酵啤酒糟代替飼料會較好地提高動物的生產(chǎn)性能和促進養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展。

1.3 發(fā)酵黃酒糟 黃酒是世界歷史久遠的酒類之一，黃酒最初聞名于江浙滬一帶，近年隨著黃酒產(chǎn)業(yè)快速擴展， 黃酒產(chǎn)業(yè)如今在全國范圍內(nèi)廣泛分布。 據(jù)中國酒業(yè)協(xié)會發(fā)布公告，2019 年我國黃酒產(chǎn)量約為353.1 萬kL，對應(yīng)黃酒糟產(chǎn)量約為48萬t。 黃酒糟是以糯米、小麥、黍米等谷物為原料，經(jīng)酒曲復(fù)式發(fā)酵得到的副產(chǎn)物。 黃酒糟中的營養(yǎng)成分與黃酒大致相同，都含有蛋白質(zhì)、纖維素、粗淀粉及氨基酸等多種營養(yǎng)成分， 但在數(shù)量上較為不同，黃酒糟中蛋白質(zhì)資源豐富，其中以不溶于純水的谷蛋白為主（呼慧娟，2010）。目前研究多以益生菌發(fā)酵和酶處理的方式資源化利用黃酒糟，其中以益生菌發(fā)酵為主， 且多以熱帶假絲酵母等單菌發(fā)酵為主， 發(fā)酵后的黃酒糟具有較好的抗氧化性能， 能提高飼喂動物的生長性能及血液抗氧化性能（葉均安等，2008）。 作為動物飼料，直接飼喂黃酒糟對動物機體生長并無顯著影響， 而發(fā)酵黃酒糟更能滿足動物的營養(yǎng)需求。

2 酒糟飼料化利用方式

2.1 直接飼喂 直接飼喂是鮮酒糟飼料化利用最簡單的方式。鮮酒糟帶濃郁香味，含有豐富的蛋白質(zhì)、淀粉、活性因子、纖維素以及微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)（李茂雅等，2022）。將酒糟直接添加到動物的日糧中不僅可以代替部分精料、節(jié)約飼料成本，而且能有效減少酒糟長期堆放對環(huán)境造成的污染。 鮮酒糟游離水較多、易腐敗且不易運輸，限制了酒糟的直接開發(fā)利用， 且長期存放會對環(huán)境造成污染。 鮮酒糟中含有的乙酸、乳酸、乙醇等物質(zhì)還可能對肉牛機體健康產(chǎn)生負面影響（李前勇等，2022）。 直接飼喂過量鮮酒糟，動物可能會出現(xiàn)瘤胃酸中毒現(xiàn)象。研究表明，鮮酒糟尚不能完全替代現(xiàn)有飼料用于動物養(yǎng)殖， 鮮酒糟需要經(jīng)過一定的處理后才能更好地對其進行再利用。

2.2 干酒糟飼喂 干酒糟及其可溶物（DDGS）由干酒糟（DDG）及可溶性干酒糟（DDS）兩部分組成，DDG 是鮮酒糟進行固液分離后產(chǎn)生的濾渣進行脫水干燥后形成的產(chǎn)物；DDS 是鮮酒糟進行固液分離后得到的濾液進行濃縮形成的產(chǎn)物（任曉林等，2021）。 酒糟的干燥處理在彌補鮮酒糟水分含量高、 不易保存等缺點的同時保留一定的營養(yǎng)價值。研究表明，不同熱加工程度處理后干酒糟的營養(yǎng)品質(zhì)會出現(xiàn)明顯差異（徐宏建等，2018）。干燥過程中的過度加熱容易使其蛋白質(zhì)變性， 氨基酸可用性降低（Kleinschmit 等，2006）。鮮酒糟烘干后按低比例添加到肉牛飼料中， 肉牛生長性能得到提高， 但高比例水平飼喂肉牛平均日增重則出現(xiàn)下降， 可能由于高比例干酒糟纖維素含量高于精料， 影響牛瘤胃pH 改變， 導(dǎo)致其生長受到影響（Barbacariu 等，2022； 張鵬光等，2022）。 He 等（2019）發(fā)現(xiàn)，飼喂干酒糟可改善公牛的生長性能和肉質(zhì)；而Crane 等（2017）報道，在羔羊日糧中添加干酒糟對羔羊生長性能和肉質(zhì)沒有產(chǎn)生負面影響，但可提高瘤胃中揮發(fā)性脂肪酸的水平。由此可見，在目前的研究資料中，干酒糟對反芻動物生產(chǎn)性能及其肉質(zhì)的影響仍存在一定的差異， 但總體上來講，添加的干酒糟比例較低時，可能會提高飼喂動物的生長性能和肉質(zhì)， 而高比例的干酒糟則會產(chǎn)生消極影響。

2.3 發(fā)酵酒糟飼喂 發(fā)酵是指微生物利用復(fù)雜的有機化合物在有氧或無氧條件下產(chǎn)生直接代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物的過程，發(fā)酵的主要方式包括固態(tài)發(fā)酵、液態(tài)發(fā)酵等。發(fā)酵酒糟通常采用的是固態(tài)發(fā)酵方式， 固態(tài)發(fā)酵是一種或多種微生物在不含自由水或自由水含量極低的固態(tài)基質(zhì)中進行發(fā)酵的生物反應(yīng)過程，具有設(shè)備和技術(shù)需求低、原料基質(zhì)廣泛易得等優(yōu)點（暴風，2020）。經(jīng)微生物發(fā)酵后的酒糟具有較高的纖維素酶活性， 降低了鮮酒糟中粗纖維含量， 提高了粗蛋白質(zhì)以及氨基酸含量。隨著酒糟發(fā)酵工藝的不斷優(yōu)化，益生菌發(fā)酵酒糟已成為養(yǎng)牛業(yè)酒糟飼料化利用的主要方式。 利用益生菌發(fā)酵酒糟主要是由于益生菌能利用酒糟中存在的糖類及淀粉等物質(zhì)進行發(fā)酵， 產(chǎn)生蛋白質(zhì)、纖維素酶、脂肪酸等多種營養(yǎng)物質(zhì)。 目前酒糟發(fā)酵工藝中較常用的益生菌主要為乳酸菌、 芽孢桿菌和酵母菌（梅世慧等，2018）。也有研究者通過曲霉類菌種發(fā)酵酒糟用以飼喂反芻動物（司維江等，2022）；曲霉能產(chǎn)生纖維素酶及相關(guān)酶類，用以降解飼料原料中的纖維素， 提高飼料的蛋白質(zhì)和脂肪含量（Kumari Neha 等，2021）。

3 發(fā)酵酒糟在養(yǎng)牛產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用效果

3.1 對經(jīng)濟效益的影響 衡量肉牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展最直觀的標準就是其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益， 而經(jīng)濟效益主要由肉牛生長性能、 市場價格和生產(chǎn)成本決定。 發(fā)酵酒糟作為替代性飼料， 可提高肉牛生長性能，進而提高經(jīng)濟效益。 此外，隨著養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，飼料供不應(yīng)求，飼料價格不斷上漲，將一定比例的發(fā)酵酒糟添加到肉牛的日糧中， 降低了飼料成本，可間接提高養(yǎng)殖的經(jīng)濟收益。有研究表明， 在西門塔爾雜交牛日糧中加入一定比例的發(fā)酵酒糟和小蘇打， 不僅提高了西門塔爾雜交牛的增重速度和飼料消化率，而且節(jié)約了飼養(yǎng)成本，增加了養(yǎng)殖經(jīng)濟效益（達賴等，2014）。 肉牛體型較大，每日進食量相較于家禽等小動物較大，規(guī)?；B(yǎng)殖肉牛的每日飼料消耗量更大， 利用發(fā)酵后的酒糟代替部分精料飼喂肉牛， 其節(jié)本增效的意義深遠，長此以往可有效提升養(yǎng)殖收益，促進養(yǎng)牛業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 對肉牛生長性能的影響 生長性能是畜牧養(yǎng)殖中一個重要評價指標， 生長性能狀況往往直接影響?zhàn)B殖效益。因此，生長性能常用來評價酒糟在養(yǎng)牛產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用效果， 日采食量和增重量則是評價牛生長性能的兩個重要參數(shù)。 相關(guān)研究表明，動物的飼料基質(zhì)經(jīng)過微生物發(fā)酵后，可以提高其營養(yǎng)價值和利用率，使其成為營養(yǎng)成分豐富、適口性好的微生物發(fā)酵性飼料， 提高動物日采食量和營養(yǎng)物質(zhì)在機體內(nèi)的消化率和利用率， 進而提高生長性能。汪成等（2021）發(fā)現(xiàn)，添加發(fā)酵白酒糟飼料有助于提高西雜牛的干物質(zhì)攝入量（DMI）和平均日增重（ADG），這與賀鳴等（2004）的研究結(jié)果一致。 曹廣（2020）發(fā)現(xiàn)，將5.5%發(fā)酵白酒糟添加到飼料中，牦牛ADG 顯著升高；而提高發(fā)酵酒糟添加比例后，牦牛ADG 出現(xiàn)下降的情況（魏來，2015）。這可能與發(fā)酵酒糟可提高飼料中限制性氨基酸含量、優(yōu)化蛋白模式和提高營養(yǎng)價值有關(guān)，而高比例的發(fā)酵酒糟則可能會導(dǎo)致飼料整體蛋白質(zhì)和氨基酸的比例失衡，進而影響肉牛生產(chǎn)性能。

3.3 對肉牛肉質(zhì)的影響 肉質(zhì)特性是評價肉牛品質(zhì)的一個重要依據(jù)， 主要涉及牛肉的酸堿度（pH）、色澤、嫩度等指標。 牛肉pH 能夠直接反映肉牛屠宰后肌糖原分解的快慢， 而肌糖原的分解會影響牛肉的色澤、風味及儲存時間。 研究表明，在肉牛飼料中添加發(fā)酵白酒糟， 對牛肉pH 并無顯著影響，均在正常范圍內(nèi)波動（陳光吉，2016）。牛肉中氨基酸含量會影響牛肉的色澤和口感，在一定程度上可反映牛肉品質(zhì)的好壞。有研究指出，飼喂一定比例發(fā)酵酒糟優(yōu)化了肉牛的氨基酸組成，提高影響牛肉風味的氨基酸含量，并改善牛肉風味。 王勇（2022）在研究不同水平的益生菌發(fā)酵酒糟對育肥牛的影響時， 發(fā)現(xiàn)添加益生菌發(fā)酵酒糟能更好提高育肥牛牛肉品質(zhì)。 本團隊在研究濕酒糟（茅臺新鮮白酒糟經(jīng)發(fā)酵菌液發(fā)酵而成）對關(guān)嶺?！廖鏖T塔爾雜交牛肌肉氨基酸含量的影響時發(fā)現(xiàn)，添加雜交牛體重1.6%的濕酒糟顯著提高了雜交母牛肌肉中必需氨基酸總含量及鮮味氨基酸總含量（楊蓮等，2022），并且在關(guān)嶺牛飼料中添加飼料量30%的發(fā)酵茅臺白酒糟也得到相似的結(jié)論（Cheng 等，2022）。 由此可見，添加發(fā)酵酒糟會提高牛肉中影響牛肉風味的鮮味氨基酸的含量，從而提升牛肉品質(zhì)。

3.4 對肉牛瘤胃功能的影響

3.4.1 對瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響 反芻動物消化獲取飼料營養(yǎng)主要依賴瘤胃， 肉牛提高生產(chǎn)性能的前提是具有穩(wěn)態(tài)的瘤胃環(huán)境。 瘤胃pH 是反映瘤胃發(fā)酵狀態(tài)的綜合性指標， 其正常變化在5.5 ～7.5（趙國宏等，2019）。 研究發(fā)現(xiàn)，添加發(fā)酵酒糟后肉牛瘤胃pH 會降低， 其能夠促進瘤胃產(chǎn)生乙酸和丁酸， 進而加快脂類的代謝速率。 瘤胃氨態(tài)氮（NH3-N）是由瘤胃中部分原蟲及發(fā)酵飼料蛋白中粗蛋白質(zhì)、非蛋白氮等含氮物質(zhì)產(chǎn)生的，其濃度在一定程度上可以反映瘤胃對含氮物質(zhì)降解、 利用及排出之間所達到的平衡狀況。有研究結(jié)果顯示，發(fā)酵酒糟組的NH3-N 濃度低于對照組，而微生物蛋白（MCP）濃度升高，表明瘤胃中微生物可能利用NH3-N 合成MCP， 為動物機體提供更多營養(yǎng)（周芯宇，2020）。飼喂發(fā)酵后的酒糟有利于改善肉牛的瘤胃發(fā)酵參數(shù)， 增強瘤胃功能（劉垚，2022；Pickinpaugh 等，2022；冀海龍，2018）。

3.4.2 對瘤胃微菌群生物結(jié)構(gòu)與多樣性的影響胃腸道菌群對宿主的健康至關(guān)重要， 腸道微生物組成和功能的變化對肉牛健康生長至關(guān)重要。 瘤胃微生物菌群是反芻動物消化系統(tǒng)的重要組成部分，受飼料組成、動物年齡及健康狀況等多種因素的影響， 其中飼料組成是調(diào)控瘤胃菌群結(jié)構(gòu)和發(fā)酵活動的重要因素之一（Nilusha 等，2017）。 有研究表明， 飼糧組成不僅會引起瘤胃微生物菌群結(jié)構(gòu)的組成和功能發(fā)生改變， 而且會影響瘤胃微生物的代謝（Wolff 等，2017）。 優(yōu)質(zhì)肉牛具有特定的瘤胃內(nèi)容物微生物結(jié)構(gòu)及功能（張小雪，2019），瘤胃內(nèi)容物微生物在肉牛能量利用、 健康發(fā)育等多方面發(fā)揮重要作用（劉軍花等，2022）。發(fā)酵酒糟對瘤胃細菌群落的整體豐度水平影響不大， 但可顯著提高牦牛瘤胃與降解纖維素有關(guān)的纖維桿菌門的豐度，提高纖維素消化率，進而促進飼料轉(zhuǎn)化。本團隊經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，添加15%的發(fā)酵茅臺酒糟飼喂關(guān)嶺?！廖鏖T塔爾雜交牛， 可提高肉牛瘤胃中擬桿菌門和厚壁菌門的豐度，在屬水平上，飼糧中添加發(fā)酵酒糟顯著提高了普雷沃菌屬的豐度，其與淀粉、 蛋白質(zhì)和纖維的降解消化有關(guān)。 綜上所述， 發(fā)酵酒糟通常不會顯著影響肉牛瘤胃的整體物種豐富度，但會影響其菌落結(jié)構(gòu)組成，提高飼料消化率。

3.4.3 對瘤胃菌群代謝組的影響 瘤胃作為反芻動物最重要的消化器官， 主要依靠瘤胃中的微生物系統(tǒng)對飼料進行消化分解， 進而轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸、氨基酸、胺類等多種代謝產(chǎn)物（代童童等，2017）。瘤胃代謝組學是近年來在研究反芻動物營養(yǎng)方面的新興技術(shù)， 其仿照基因組學及蛋白質(zhì)組學，對瘤胃內(nèi)的所有代謝產(chǎn)物進行定量分析，能夠高通量、 高靈敏地反映出瘤胃內(nèi)小分子代謝產(chǎn)物的變化，并且通過分析差異代謝產(chǎn)物及代謝途徑，對其潛在的調(diào)控機制進行研究（楊瑞鑫等，2023）。瘤胃微生物與反芻動物飼糧構(gòu)成息息相關(guān)， 添加發(fā)酵酒糟會導(dǎo)致瘤胃菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。 基于微生物16S rRNA 檢測與代謝組學的聯(lián)合分析技術(shù)， 根據(jù)檢測出的瘤胃菌群結(jié)構(gòu)與差異代謝產(chǎn)物對應(yīng)的代謝通路， 可清晰地反映發(fā)酵酒糟對牛瘤胃的影響。 本團隊在前期研究中發(fā)現(xiàn)，添加3.2%的發(fā)酵茅臺酒糟飼喂關(guān)嶺雜交牛60 d 后，可下調(diào)瘤胃內(nèi)容物中吲哚及其衍生物類代謝產(chǎn)物，KEGG 富集的主要代謝通路為α-亞麻酸代謝途徑和色氨酸代謝途徑。 色氨酸被含有色氨酸酶的瘤胃微生物分解為各類吲哚及其衍生物， 這類物質(zhì)與調(diào)節(jié)腸道炎癥有關(guān)， 色氨酸不僅可以合成蛋白質(zhì)，還能提高動物生長性能、飼料利用率。 瘤胃中的α-亞麻酸能夠預(yù)防和治療炎癥疾病，其是由磷脂酰膽堿在多種酶的作用下產(chǎn)生的， 而普雷沃氏菌屬含有多種酶， 并且本研究中發(fā)酵酒糟上調(diào)了牛瘤胃中普雷沃氏菌屬的豐度。 綜合以上研究結(jié)果， 飼喂一定量的發(fā)酵酒糟可有效調(diào)節(jié)牛瘤胃菌群的代謝，提高動物機體免疫力和生長性能。

4 小結(jié)與展望

當今畜牧業(yè)飼料價格居高不下， 成為畜禽養(yǎng)殖業(yè)快速規(guī)模化發(fā)展的重要限制因素之一。 將各類酒糟進行飼料化應(yīng)用， 不失為有效解決此問題的良策之一。目前，發(fā)酵酒糟飼料化研究取得一定的初步成果， 就其在肉牛養(yǎng)殖業(yè)中的初步應(yīng)用來講，發(fā)酵白酒糟的應(yīng)用較多，而啤酒糟和黃酒糟的相關(guān)研究較為局限。研究表明，發(fā)酵酒糟對肉牛的抗氧化性能、生長性能、瘤胃功能及肉質(zhì)品質(zhì)等多方面均有顯著影響， 但其在肉牛養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究還不夠系統(tǒng)和深入， 且很多研究都是單一針對某一種酒糟。未來可采用比較研究的方法，對不同來源的發(fā)酵酒糟開展研究， 對于酒糟的飼料化利用很有必要。 另外， 除了關(guān)注發(fā)酵酒糟的經(jīng)濟效益、營養(yǎng)價值，還應(yīng)著重關(guān)注發(fā)酵酒糟對肉牛生長性能、免疫功能及營養(yǎng)代謝的影響及其作用機制，以全面、系統(tǒng)、合理地評價發(fā)酵酒糟在肉牛養(yǎng)殖業(yè)中的發(fā)展前景，為發(fā)酵酒糟飼料化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。