【食品生产加工技术】苹果渣发酵生产饲料

【食品生产加工技术】苹果渣发酵生产饲料

苹果渣是苹果加工厂的副产物。我国是世界上最大的苹果生产国，2002年苹果年产量为2550万t，占世界总产的40%以上，可产生苹果渣300多万t，苹果渣的总产量十分可观。鲜苹果渣含水量在70%～80%，极易腐败变质，既污染环境又造成浪费。为了充分利用这一巨大资源。为了有效解决这一问题，在国家“863”项目资金的资助下，中国农业科学院采用现代生物技术和营养平衡理论相结合的办法，通过益生菌的作用和强化营养平衡，研制出了果渣发酵饲料，使苹果渣成为增奶、增重的功能性饲料产品。该项技术于2003年6月通过了农业部部级成果鉴定，达到国际先进水平。该项技术的成功开发，既使苹果渣变废为宝，保护环境，又为快速发展的草食动物养殖业提供了优质的饲料，最终将促进果业和畜牧业的健康持续发展。同时，苹果发酵饲料的研制成功对于增加畜禽产品的安全性及提高人们的健康水平，均具有重大的经济意义和社会效益。一、果渣发酵饲料的研制技术路线1.选用先进的发酵工艺根据苹果渣的特点，利用微生物发酵工程，主要从酵母菌和纳豆芽孢杆菌等益生菌中进行多种菌种的筛选研究，最终选定复合酿酒酵母等接种于苹果渣中，调控微生物所需营养、温度、湿度、pH值和其他条件，于30h完成发酵过程；在发酵过程中消除或减少了苹果渣中的抗营养因子和农药残留，同时提高了酸性和中性洗涤纤维的消化率，提高了蛋白质、氨基酸、肽、维生素、酶类、核苷酸、有机酸及未知生长因子等生物活性物质，生产出的苹果渣发酵物具有酵母培养物和微生态制剂的特点。普通晾干苹果渣与发酵苹果渣的营养成分见表1。2.发酵产物的营养平衡苹果渣经过微生物发酵后含有多种生物活性物质，但在营养成分的含量上存在不平衡性。我们根据营养平衡原理，研制出了与发酵产物相配的营养元素平衡制剂，强化到发酵苹果渣中，最终达到既有微生物及其代谢产物的活性成分，并且常规营养成分和微量营养成分也平衡的效果。3.特定工艺干燥处理苹果渣的含水量在80%以上，经微生物发酵后，仍含有较高的水分。由于苹果渣含有果胶等物质，自然晒干或晾干需要3d以上的时间，为此课题组专门研究提出了机械烘干的工艺设计，该工艺能在60min内将湿苹果渣烘干为含水量14%以下的干发酵苹果渣。4.萍果渣发酵饲料的生物学评定经过生物学评定得出了果渣发酵饲料粗蛋白、有机物、NDF、ADF等营养物质的瘤胃降解特征（见表1）。苹果渣经过微生物发酵后，NDF、ADF、总糖和还原糖的含量都有所下降。这表明在苹果渣微生物发酵的过程中，在微生物的作用下糖类物质或碳水化合物转化为有机酸，如苹果酸和琥珀酸等，而反刍动物具有充分利用有机酸的能力，能利用挥发性脂肪酸合成机体组织或产品。表1晾干苹果渣与发酵苹果渣的营养成分与瘤胃降解率（%）晾干苹果营养成分发酵苹果渣营养成分晾干果渣瘤胃降解率发酵果渣的瘤胃降解率干物质/（DM）92.1890.3678.7778.22粗蛋白/（CP）5.8215.2750.2365.22粗脂肪/（EE）2.493.1150.2342.67中性洗涤纤维/（NDF）76.5863.1278.9579.78酸性洗涤纤维/（ADF）59.1552.0778.6779.89总糖45.6841.36还原糖2.290.48钙0.610.82磷0.10.21晾干果渣与发酵果渣在瘤胃内培养24h，其干物质和有机物质降解率无显著差异，而发酵果渣的粗蛋白在瘤胃的降解率要明显高于晾干果渣，脂肪降解率则明显低于晾干果渣，可见发酵使得果渣中的脂肪在瘤胃中的降解率下降，这有利于动物在后肠道对营养物质的吸收和利用。晾干果渣与发酵果渣中NDF、ADF的瘤胃降解率都很高，这表明果渣中的碳水化合物在瘤胃的消化性很高，其中的纤维素和半纤维素可以被反刍动物有效利用。二、苹果发酵饲料的作用特点1.有效改善苹果渣的营养特性苹果榨汁后的苹果渣中含有大量的酸性物质（苹果酸）、酚类物质（单宁）、果胶物质和糖类物质等，如果直接饲喂奶牛很容易引起瘤胃内酸度过大，造成瘤胃微生物的紊乱。果渣发酵饲料经有益微生物发酵后，有效改善了苹果渣的营养特性，为奶牛增产提供了物质基础。如将有机酸转变为挥发性脂肪酸，减少原糖含量，破坏了多酚类物质的抗营养特性，提高了纤维素和半纤维素的瘤胃降解率。2.提高奶牛产奶量由于在苹果渣中添加了含氮物质和营养平衡剂，使得发酵后的苹果粕营养成分和含量得到平衡，同时增加了许多生物活性物质，如蛋白质、氨基酸、肽、维生素、酶类、有机酸及未知生长因子，使得本晶含有微生态制剂的某些特征。发酵后的苹果渣含有丰富的微生物产品，如酵母菌，它的增殖速度快，菌体蛋白质、氨基酸等含量高，经酵母菌发酵后可在一定程度上提高苹果渣的蛋白质含量；酵母菌分泌的多肽类物质能刺激多种瘤胃微生物（含纤维分解菌）的增殖。苹果渣经微生物发酵后产生的各种醇、醛、酮、酸、酯等物质具有芳香味，加之发酵后的营养平衡剂的添加，使得果渣发酵饲料的适口性增强，具有提高动物采食量的作用。果渣发酵饲料所含有的益生菌和益生菌发酵培养物等活性物质，进入瘤胃之后，和瘤胃微生物发生协同作用，调整整个瘤胃微生物区系，提高瘤胃微生物对饲料的利用，同时提高瘤胃微生物蛋白质的产量。3.预防奶牛疾病苹果发酵物中含有活性和非活性有益微生物，这些物质可以给瘤胃微生物提供益生原类物质，它们可以改善瘤胃微生物的生存环境，调节微生物的生长和繁育，使整个瘤胃微生物处于一种正常快速发展的状况，保证了瘤胃微生物的健康即保障了动物机体的健康。苹果发酵物中富含多种维生素和平衡的微量元素及氨基酸，这为微生物的生存提供了物质条件，也为动物机体提供了免疫物质，提高了动物抗应激的能力和对疾病的抵抗力。三、苹果渣发酵饲料的应用效果2001年上海光明乳业第四牧场试验结果表明，将发酵与营养平衡果渣作为功能性饲料用于泌乳牛日粮中，在没有提高饲料成本的前提下，奶牛日产奶量平均提高1.91kg/d，试验期乳脂率提高0.05%，乳糖含量基本持平，乳蛋白质含量提高0.04%，乳中的总固形物含量提高0.07%。试验期间奶牛的发病次数明显减少。2002年北京三元绿荷奶牛养殖中心永乐店奶牛场试验结果表明，在不增加饲料成本的前提下，将果渣作为饲料成分用于高产奶牛饲料中，占饲料总量的10%，试验组奶牛比对照组多产奶1.66kg，乳脂率、乳蛋白含量等差异不显著，更重要的是，试验组牛奶中的体细胞数明显低于对照组（试验组43.3万个/mL；对照组93.4万个/mL）。果渣发酵饲料作为一种绿色生物活性饲料，含有丰富的营养成分和益