構(gòu)樹發(fā)酵和青貯的營養(yǎng)價值及其在養(yǎng)殖生產(chǎn)上的應(yīng)用

張秀江,高正龍，王品勝,向凌云*

(1.河南省科學(xué)院 生物研究所有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450008；2.河南省高新技術(shù)實業(yè)有限公司，河南 鄭州 450008)

構(gòu)樹 (Broussonetiapapyrifera)為桑科(Moraceae)構(gòu)樹屬(Broussonetia)多年生落葉闊葉喬木[1]。廣泛分布于我國黃河以南的廣大區(qū)域，具有生長速度快，適應(yīng)性強，耐干旱、貧瘠、鹽堿，再生能力強等優(yōu)勢，在平原、丘陵、山地均可生長[2]。構(gòu)樹營養(yǎng)豐富、蛋白質(zhì)生物學(xué)價值高、飼喂效果好[3]。雜交構(gòu)樹是中國科學(xué)院植物研究所培育出的新品種，具有抗逆性突出、速生豐產(chǎn)、蛋白質(zhì)含量高等特點，是一種新型綠色高效的蛋白質(zhì)飼料原料[4]。構(gòu)樹葉含有豐富的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、氨基酸、維生素、碳水化合物及微量元素, 氨基酸的種類有18種，含量達(dá)到17.5%。雜交構(gòu)樹葉的粗蛋白含量為26.1%，粗脂肪含量為5.2%，鈣的含量為3.4%[5]。構(gòu)樹還是一種傳統(tǒng)中藥材，含有黃酮類、木脂素類、萜類、酚類、揮發(fā)性油及其他生物活性成分，具有抗真菌、抗細(xì)菌、抗氧化、抗腫瘤等功效[6]。成熟的構(gòu)樹葉及其枝條中含有的蛋白質(zhì)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，粗纖維、木質(zhì)素和單寧含量高，降低了畜禽對其營養(yǎng)物質(zhì)的利用率[3]。研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)樹葉經(jīng)發(fā)酵粗蛋白和酸溶蛋白的含量顯著提高，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素、單寧的含量顯著降低[7]。發(fā)酵和青貯過程中產(chǎn)生的酸、醇、醛類等芳香物質(zhì)及益生菌、生物酶等生物活性物質(zhì)，可顯著提高構(gòu)樹飼料的適口性，改善構(gòu)樹的飼用價值。研究表明，在飼糧中添加構(gòu)樹發(fā)酵和青貯飼料具有增加豬采食量和日增重[8-9]，提高肌內(nèi)脂肪、氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量，改善肌肉品質(zhì)[2]；降低肉雞腹脂率、皮脂厚、肌間脂肪寬，提高肌肉pH，降低肌肉的滴水損失和烹飪損失，提高肌肉的系水力，改善肉雞品質(zhì)[10]；顯著增加奶牛產(chǎn)奶量[11]等功效。

1 構(gòu)樹的營養(yǎng)價值和生物活性成分

1.1 構(gòu)樹的營養(yǎng)價值

構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝葉、雜交構(gòu)樹葉、雜交構(gòu)樹嫩全株中粗蛋白含量分別為26.47%[12]、17.89%[12]、26.10%[13]、19.33%[4]，粗脂肪含量分別為13.11%[3]、3.09%[14]、5.55%[15]、4.27%[15],其中構(gòu)樹葉和雜交構(gòu)樹葉中粗蛋白含量接近豆粕的60%，根據(jù)能量和蛋白飼料標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)樹葉和雜交構(gòu)樹葉可以作為蛋白飼料應(yīng)用于動物飼糧中。構(gòu)樹葉中鈣和磷的含量達(dá)到3.58%[12]和1.37%[3]，但含量是鈣高而磷低，在飼料配制中應(yīng)注意調(diào)整鈣和磷的比例。構(gòu)樹葉和雜交構(gòu)樹葉中氨基酸總含量達(dá)到24.20%[16]和18.28%[13]，遠(yuǎn)高于桑樹葉和苜蓿[17-18]，接近或超過豆粕[19]。從氨基酸的組成和含量上來看，構(gòu)樹葉和雜交構(gòu)樹葉胱氨酸的含量為0.08%[16]和0.30%[13]，為主要限制性氨基酸，在使用構(gòu)樹葉和雜交構(gòu)樹葉配制基礎(chǔ)飼糧時要注意含硫氨基酸的適當(dāng)補充。賴氨酸和蛋氨酸是豬、牛、羊等多數(shù)禽畜的第一和第二限制性氨基酸，構(gòu)樹葉和雜交構(gòu)樹葉中賴氨酸的含量達(dá)1.49%[16]和1.25%[13]，低于豆粕[19]，但顯著高于桑樹葉[17]和苜蓿[18],蛋氨酸含量達(dá)0.41%[16]和0.36%[13]，低于豆粕[19]，約為苜蓿蛋氨酸含量的1.71～1.95倍[18]和桑樹葉蛋氨酸含量的1.33～1.52倍[17]。構(gòu)樹葉和雜交構(gòu)樹葉中微量元素鋅、鐵、銅、錳的含量達(dá)到230.00 mg/kg[20]和368.60 mg/kg[13]，低于桑樹葉[20]和苜蓿[18]，接近或超過豆粕[19]。

1.2 構(gòu)樹中的生物活性成分

構(gòu)樹中的生物活性成分主要為糖苷類、二萜類[21]、黃酮類[22]、木脂素類[23]等物質(zhì)，含量豐富，且活性較強。構(gòu)樹葉中還含有多種抑菌成分，對金黃色葡萄球菌、多殺性巴氏埃希菌、沙門氏菌等有較好的抑菌效果[24]。左鑫等[12]測定中國不同產(chǎn)地構(gòu)樹葉粉中總黃酮平均含量為541.89 μg/g，水溶性多糖平均含量為5.11%;廣東構(gòu)樹枝葉粉中總黃酮平均含量為652.89 μg/g，水溶性多糖平均含量為3.73%。

2 構(gòu)樹中的抗?fàn)I養(yǎng)因子

構(gòu)樹飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子主要是單寧和木質(zhì)素。單寧進(jìn)入動物消化道后可與糖類[25]、蛋白質(zhì)[26]等物質(zhì)形成不易被動物消化吸收的復(fù)合物，導(dǎo)致飼料營養(yǎng)利用率下降，影響動物生產(chǎn)性能。于明等[27]測定7～9月構(gòu)樹葉中單寧含量為0.95%、1.34%、2.36%。左鑫等[12]測定中國不同產(chǎn)地構(gòu)樹葉中單寧平均含量為233.07 μg/g。Obour等[28]研究提出構(gòu)樹葉中單寧的含量為6.96%～7.09%。構(gòu)樹飼料中木質(zhì)素含量約為14.5%，動物很難消化利用，是構(gòu)樹飼料中的一種主要抗?fàn)I養(yǎng)因子[3]。

3 構(gòu)樹發(fā)酵和青貯對營養(yǎng)成分的影響

通過發(fā)酵和青貯可以將構(gòu)樹飼料中的粗蛋白降解為動物易消化吸收的多肽、小肽和氨基酸，同時降低粗纖維、木質(zhì)素、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子含量。陶興無等[9]用含量為1×106/g的乳酸菌噴霧混入構(gòu)樹葉中發(fā)酵，可使構(gòu)樹葉發(fā)酵飼料呈酸香味，青綠色，松散柔軟，紋理清晰，pH4.0。張益民等[29]以5%酵母菌和米曲霉為發(fā)酵菌種，添加作物秸稈發(fā)酵 9 d ，構(gòu)樹葉發(fā)酵飼料中粗蛋白含量增加了 23.9%，粗脂肪含量增加了20.33%，粗纖維含量略有增加；不添加作物秸稈發(fā)酵 9 d，構(gòu)樹葉發(fā)酵飼料中粗蛋白含量增加了35.75%，粗脂肪含量增加了37.07%，粗纖維含量降低了15.31%。李海新[8]以0.1%米酒曲、0.2%復(fù)合酶、0.5%神農(nóng)和金寶貝秸稈發(fā)酵劑等為菌種分別發(fā)酵構(gòu)樹葉，發(fā)酵后構(gòu)樹飼料中粗蛋白含量增加了5.29%、4.08%、4.95%、2.00%；粗纖維含量減少了6.81%、4.08%、23.8%、24.43%；蛋白質(zhì)降解率為15.13%、14.00%、9.64%、6.47%；粗纖維降解率為9.60%、16.75%、21.76%、14.14%；游離氨基酸含量為6.48%、3.23%、1.99%、1.92%。熊羅英[10]采用2%枯草芽孢桿菌GZ3和1%枯草芽孢桿菌HS3分別發(fā)酵構(gòu)樹葉，發(fā)酵后構(gòu)樹飼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%；粗纖維含量減少了11.67%、5.07%；鈣含量增加了10.06%、14.47%；磷含量變化不明顯。熊羅英等[30]以0.1% 蛋白酶、0.1%纖維素酶、0.2%復(fù)合酶和0.2%EM菌種發(fā)酵構(gòu)樹葉，發(fā)酵后構(gòu)樹飼料中粗蛋白含量增加了12.91%、10.65%、9.26%、13.63%；粗纖維含量減少了1.14%、10.83%、5.76%、4.72%；游離氨基酸含量增加了95.37%、64.51%、59.26%、33.02%；粗脂肪含量增加了26.74%、24.72%、29.66%、26.97%。張秀江等[7]采用9%的復(fù)合菌(枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、釀酒酵母)發(fā)酵構(gòu)樹葉，發(fā)酵后構(gòu)樹飼料中粗蛋白、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%；粗脂肪含量變化不明顯，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素、單寧含量降低了25.00%、34.59%、18.53%、85.95%。鄒成義等[31]用發(fā)酵劑發(fā)酵構(gòu)樹葉和嫩枝條，結(jié)果可使構(gòu)樹飼料中粗蛋白含量增加了48.30%，氨基酸總含量增加了41.98%，總磷含量增加了88.57%，單寧含量減少了96.39%。蘇應(yīng)玉等[11]應(yīng)用發(fā)酵菌合劑(酵母菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、乳酸菌、解淀粉芽孢菌)發(fā)酵雜交構(gòu)樹嫩全株，發(fā)酵后構(gòu)樹飼料中粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、總磷含量提高了34.53%、40.05%、14.12%、86.49%，單寧含量降低了62.28%。張興等[2]采用酵母菌、乳酸菌、纖維素酶和酵母菌、乳酸菌、木霉、黑曲霉、米曲霉分別發(fā)酵構(gòu)樹嫩全株，發(fā)酵后構(gòu)樹飼料中粗蛋白含量為15.99%、19.07%，粗纖維含量為9.63%、10.90%，酸性洗滌纖維含量為17.86%、22.49%，中性洗滌纖維含量為31.92%、30.90%，粗脂肪含量為2.55%、0.32%。陶興無[32]在構(gòu)樹葉青貯過程中接入5%的干酪乳桿菌和德氏乳桿菌德氏亞種，結(jié)果顯示乳酸菌可明顯加快構(gòu)樹青貯料 pH的下降速度，青貯料最終pH較低、品質(zhì)更優(yōu)。朱琳等[33]在構(gòu)樹葉青貯中添加20%的菠蘿皮，能顯著降低構(gòu)樹青貯料pH，增加乳酸含量，改善構(gòu)樹飼料青貯的品質(zhì)。司丙文等[34]在雜交構(gòu)樹嫩全株青貯飼料中添加糖蜜、酶菌復(fù)合制劑(乳酸菌、纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)及防腐劑(丙酸鈉、亞硝酸鈉、六亞甲基四胺)，這些青貯劑對構(gòu)樹青貯的品質(zhì)和營養(yǎng)價值均有明顯的改善作用。

4 構(gòu)樹發(fā)酵和青貯在生產(chǎn)上的應(yīng)用

4.1 構(gòu)樹發(fā)酵飼料在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應(yīng)用

構(gòu)樹飼料蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，纖維素和木質(zhì)素含量高，直接喂豬難以充分消化吸收，有效成分利用率低。鄒成義等[31]通過對四川某企業(yè)用發(fā)酵構(gòu)樹飼料養(yǎng)豬的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在仔豬、生長豬和育肥豬配合飼料中的添加量分別為 8%、12%、16%。蔡玉等[35]在育肥豬的飼糧中添加10%的發(fā)酵構(gòu)樹葉飼料，可顯著降低背膘厚度，豬肉中游離氨基酸和谷氨酸鈉含量顯著提高，肉色也有改善,提高育肥豬的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、總磷的表觀消化率。陶興無等[9]在育肥豬的飼糧中添加20%的發(fā)酵構(gòu)樹葉飼料，料重比達(dá)到2.00，日增重達(dá)到740 g。李海新[8]在育肥豬的飼糧中添加發(fā)酵構(gòu)樹葉飼料，當(dāng)添加量為10%～15%時，能顯著提高平均日增重，顯著降低背膘厚度，增加豬肉中谷氨酸鈉和游離氨基酸含量。當(dāng)發(fā)酵構(gòu)樹葉飼料添加量達(dá)到20%時，會顯著降低育肥豬的平均日增重。林萌萌等[36]在育肥豬階段飼喂發(fā)酵雜交構(gòu)樹嫩全株飼料，當(dāng)添加量為3%、6%、9%時，采食量、日增重、糞污排放量和料肉比顯著降低，粗纖維和粗脂肪的消化率呈先升高后降低的趨勢，粗蛋白的消化率也有降低的趨勢。張興等[2]在育肥豬的飼糧中添加20%、30%發(fā)酵構(gòu)樹嫩全株飼料，能顯著增加豬的肌內(nèi)脂肪含量及背最長肌中的氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量，改善肌肉品質(zhì)和風(fēng)味。

4.2 構(gòu)樹發(fā)酵飼料在禽類養(yǎng)殖生產(chǎn)上的應(yīng)用

熊羅英等[37]在AA肉雞的基礎(chǔ)日糧中添加3.75%～6.75%的發(fā)酵構(gòu)樹葉飼料，對肉雞的屠宰率、胸肌率、腿肌率和腹脂率無明顯影響，但顯著降低了皮脂厚度、肌間脂肪寬度、肌肉的滴水損失和烹飪損失，提高了肌肉pH，顯著增加了肉雞胸肌苷酸和腿肌肌苷的含量。熊羅英等[30]在三黃雞的飼糧中添加5%由原露(光合細(xì)菌、真菌、放線菌等)發(fā)酵的構(gòu)樹葉飼料，提高了三黃雞對磷的表觀消化率，改善了三黃雞對發(fā)酵構(gòu)樹飼料的消化利用率。同時在三黃雞的飼糧中添加5%由復(fù)合酶發(fā)酵的構(gòu)樹葉飼料，三黃雞的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和磷的表觀消化率分別提高6.53%、1.01%、2.68%、7.95%。汪金小[38]利用發(fā)酵劑(光合菌、乳酸菌、酵母菌等)制備構(gòu)樹發(fā)酵飼料飼喂三黃雞，其粗蛋白、粗纖維及粗脂肪的表觀消化率分別提高了22.53%、21.68%、17.01%。用發(fā)酵構(gòu)樹葉飼喂番鴨，效果優(yōu)于配合飼料，飼喂增效達(dá)46%～108%[35]。

4.3 構(gòu)樹發(fā)酵和青貯飼料在反芻動物生產(chǎn)上的應(yīng)用

構(gòu)樹發(fā)酵和青貯飼料在牛、羊飼糧中應(yīng)用的相關(guān)報道還比較少。蘇應(yīng)玉等[11]試驗表明，在泌乳盛期的荷斯坦奶牛飼糧中添加4%、8%、12%的發(fā)酵雜交構(gòu)樹嫩全株飼料，顯著提高產(chǎn)奶量，對牛奶中的乳脂率、乳蛋白、乳糖率和干物質(zhì)的含量均無顯著影響。林萌萌等[39]在薩寒雜交肉羊的飼糧中添加10%、30%、50%青貯雜交構(gòu)樹飼糧替代等量的青貯玉米，肉羊單位增重糞污排放量以及干物質(zhì)、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪和磷的消化率均無顯著影響，但隨添加量的增加，肉羊單位增重糞污排放量呈現(xiàn)增加趨勢，干物質(zhì)、粗蛋白、中性洗滌纖維、粗脂肪的消化率有降低的趨勢。

5 結(jié) 語

利用發(fā)酵和青貯可以顯著降低構(gòu)樹飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，更有利于畜禽和反芻動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然構(gòu)樹發(fā)酵和青貯飼料在動物養(yǎng)殖生產(chǎn)上得到了一些應(yīng)用，但作為發(fā)酵和青貯的原料，由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同地域、不同品種、不同時間構(gòu)樹飼料的營養(yǎng)價值差異較大。當(dāng)前構(gòu)樹發(fā)酵和青貯飼料所使用的微生物發(fā)酵菌種和發(fā)酵劑種類繁多，發(fā)酵工藝參差不齊，容易造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。發(fā)酵和青貯所使用的微生物菌種、工藝和條件等對構(gòu)樹可利用的營養(yǎng)成分改善、生物活性成分含量以及纖維素、木質(zhì)素、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子的降解程度都有較大的影響。因此，在構(gòu)樹發(fā)酵和青貯飼料應(yīng)用中，應(yīng)加強對微生物發(fā)酵菌劑及發(fā)酵條件優(yōu)化等方面的應(yīng)用研究，探討發(fā)酵和青貯過程中的一些產(chǎn)物是否會對畜禽和反芻動物造成不良影響，并進(jìn)行飼用安全性評估，制訂構(gòu)樹發(fā)酵和青貯統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)規(guī)程。對添加構(gòu)樹發(fā)酵和青貯飼料在畜禽和反芻動物的不同品種、不同發(fā)育階段的作用和機理進(jìn)行深入研究，為合理利用構(gòu)樹資源、提高其在動物飼糧中的添加比例、增加養(yǎng)殖生產(chǎn)經(jīng)濟效益提供技術(shù)支撐。