啤酒糟的营养特性及其在畜禽饲料中的应用

啤酒糟(brewer's grain,BSG)是啤酒酿造业加工过程中的副产品,是以小麦、大麦等为原料经发酵提取后的残渣。BSG来源广泛且数量充足,每生产1t啤酒大约产生1/4的BSG,我国BSG年产量在1000万t以上，并且有明显的不断增长趋势。BSG主要用于动物饲料或者被直接丢弃，由于直接丢弃造成了严重的资源浪费和环境污染[1]，BSG在动物饲料上应用逐渐受到重视。BSG富含蛋白质、膳食纤维、微量元素等营养元素,是一种理想的传统饲料替代物。

1 啤酒糟的营养特性

BSG含有丰富的蛋白质、膳食纤维和酚类化合物,矿物质(钙、钴、铜、铁、镁、锰、磷、钾、硒、钠和硫)和维生素(胆碱、叶酸、烟酸、泛酸、VB，和VB)含量也较高[2]。

1.1 蛋白质含量较高,氨基酸组成平衡

BSG蛋白质含量可达26%~30%,种类与大麦籽粒相似,包括球蛋白、白蛋白、谷蛋白和大麦醇溶蛋白[3],常以啤酒糟干粉的形式作为蛋白质资源添加于饲料中。BSG干粉粗蛋白含量为24.3%虽然与豆饼、豆粕等蛋白质类饲料还有一定差距但与麦麸、玉米、米糠等其他常用能量类饲料相比具有明显优势,BSG与小麦麸、米糠等饲料原料的粗蛋白含量比较见表1[4]。Connolly等[5]利用萃取的方法测定了50℃时提取的啤酒糟氨基酸种类及含量,发现BSG中含有17种氨基酸,以谷氨酸和脯氨酸含量最高。Mussatto[6]等证明了BSG是必需氨基酸和非必需氨基酸的良好来源，必需氨基酸中蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、组氨酸和赖氨酸含量较高，而非必需氨基酸中丝氨酸和丙氨酸含量较高。除此之外，人们设计出了糟糠与BSG固态发酵法[7]、BSG微生物发酵法[8]等工艺优化方案,显著(P<0.05)提高了饲用BSG中粗蛋白含量,促进了BSG工业化生产。

1.2 膳食纤维含量丰富

BSG中的不溶性残留物(INS)中存在着少量的可溶性膳食纤维(soluble dietaryfiber,SDF)和充足的不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)[9]可作为日粮中木质素、B-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的重要来源[10]。以大麦为原料的BSG中膳食纤维种类及含量见表2[11]。刘甜甜[12]通过高效液相色谱法和DNS法分析了BSG提取液中膳食纤维含量，发现木糖约占9.48%，阿拉伯木聚糖约占4.5%,并得出BSC在最佳工艺流程下制得的膳食纤维可达33.2%。肖连冬等[9]以啤酒糟为主要原料,以麸皮、玉米粉、豆渣为辅料,利用平菇菌株液态发酵,使SDF 得率达到15.71%。

1.3 酚类化合物种类多、活性高

酚类化合物大多存在于谷壳中，而BSG主要由大麦等原料的外壳、种皮、种子组成，所以BSG酚类含量丰富，是一种潜在的酚类资源，BSG中类化合物种类及含量见表3[13]。BSG富含的酚类化合物以阿魏酸和对香豆酸[13]含量最为丰富，阿魏酸含量范围为1860~1948ug/g，对香豆酸含量范围为565~794 ug/g[14]。另有研究指出，BSG中含量第二丰富的酚类化合物是芥子酸、咖啡酸[15]。Stefanello等[16]分别提取了BSG、大米、玉米和小麦麸的多酚，运用HPLC-DAD定量分析法分析了原料中酚类化合物的单体，发现BSG中多酚浓度最高，并肯定了将BSG用作动物饲料的可行性。

2 啤酒糟在畜禽饲料中的应用

2.1 提高繁殖性能

BSG中富含VB且其味道醇香可增加饲料适口性，进而增加动物采食量。日粮中添加适量BSC可对母畜繁殖性能产生有利影响。Rooke等[17]在怀孕母牛日粮中添加一定量BSC后，可极显著(P<0.001)提高母畜体重和初生犊牛体重。蒋载阳等[18]研究发现，在母猪日粮中添加发酵酒糟后可显著(P<0.05)降低母猪断奶后发情间隔，并能显著(P<0.05)提高哺乳母猪血清免疫球蛋白C(C)水平，显著(P<0.05)提高粗蛋白和有机物的表观消化率。Levic等[19]利用BSG生产新型蛋白饲料并发现该饲料与豆粕饲料相比，可以显著(P<0.05)提高鸡产蛋量和孵化率，具有相对的营养优势。

2.2 促进肠道微生物种群平衡

BSG含有阿拉伯木聚糖和B-葡聚糖等膳食纤维，膳食纤维的分解能够促进短链脂肪酸(SC-FA)的生成，而SCFA能够为肠道厌氧菌提供能量，改善双歧杆菌、肠球菌和乳酸菌等有益菌的活性，从而促进肠道营养吸收、调控糖脂平衡和改善机体免疫功能[20]。Tiwari等[21]利用体外模型研究了包括BSG在内的6种饲料对猪肠道大肠菌群的影响，发现BSG等纤维性饲料可以发挥类似菊粉的益生元作用，调节肠道微生物菌群，改善机体免疫力。Sivilai等[22]研究发现，在猪的日粮中添加4%的 BSG 之后,干物质摄入量增加19%，且提高了干物质、有机物、粗纤维和粗蛋白的表观消化系数，提出BSG及米酒副产物可能是通过B-葡聚糖发挥其在改善采食量、消化率和氮保留等方面的作用。Ding等[23]也报道了B-葡聚糖对肉鸡生长性能和肠道形态的改善作用。

2.3 降低饲料成本，提高净收益

啤酒糟来源广泛且价格较低，所含的蛋白质纤维等比一般谷物高，在精饲料价格增加时可适当提高BSG的比例。Mukasafari等[24]在粗饲料中添加不同水平(0、25%、50%、75%和100%)的BSG当作LandracexPietrain杂交猪日粮，发现随着BSG添加水平的提高，饲料成本逐渐降低，BSG添加量在50%时净收益最高且不影响猪的正常生产性能。武英等[25]通过试验探讨在母猪繁殖周期的不同阶段日粮中BSG的适宜添加量，计算出通过在母猪配种和孕前期添加50%BSG和在孕后期及哺乳期添加25%BSG，平均1头母猪1个繁殖周期可节省饲料成本100.45元。Westendorf等[26]也证明了饲料生产商和养殖户可以利用BSG及其副产品降低饲料成本。邬苏晓等[27]研究发现，通过在梅花猪日粮中添加40%啤酒糟发酵饲料，可显著(P<0.05)提高日增重，在饲料报酬方面也有理想的效果，且缓解了梅花猪腹泻问题。Durga等[28]在约克郡大白猪的日粮中分别添加10%BSG、10%辣木叶和5%大米蛋白粉，比较不同饲料替代物对经济效益的影响，结果表明，添加10%BSG可以降低饲料成本，每千克猪肉的饲料成本可低至72.87卢比，低于添加10%辣木叶组(85.08卢比)和添加5%大米蛋白粉组(73.28卢比)的饲喂成本，且添加10%BSG组平均每头猪净收益可以达到36.25卢比。BSC价格低于精饲料，但由于其能量较低纤维含量高，在设计饲料配比时也应根据猪的生产目的和生产阶段控制BSG和精饲料的比例，避免因降低猪的饲料转化率而影响其生长。Amoah等[29]研究发现在约克郡育肥猪日粮中添加25%BSG可实现最佳的经济增值效果，除此之外，他们还通过给断奶仔猪饲喂不同水平(0、17%和20%)的BSG发现，BSG可以促进断奶仔猪的饲料转化(FCR)，且添加17%水平的BSG可以显著提高经济效益。

3 小结

综上所述，BSG含有较高的蛋白质水平，膳食纤维、酚类化合物、维生素和矿物质含量丰富，可代替一定比例的精饲料添加到畜禽饲料中。在母畜日粮中添加BSG，可提高母畜泌乳能力，增加仔猪成活率，改善母畜繁殖性能；在肥育畜禽饲料中添加BSG主要为了降低饲料成本，增加经济收益，提高啤酒酿造业副产物利用程度，缓解资源浪费；BSG可以促进肠道内SCFA的生成，调节肠道菌群平衡，有助于机体的生长。但由于BSG能量较低，纤维水平较高，且属于“火性原料”，在设计饲料配方时，应充分考虑畜禽的生产阶段和生产目的，按照不同的BSG与精饲料的添加比例配制饲料，BSG在畜禽日粮中的具体添加量仍有待研究。