甜菜是我國第二大糖料作物，甜菜糖產(chǎn)量占食糖總產(chǎn)量的10%左右。甜菜最主要的用途是制糖，而在其加工過程中會產(chǎn)生諸多的甜菜加工副產(chǎn)物。目前，由于社會各界對這些副產(chǎn)物重視不足，收集、保藏和利用不當(dāng)，造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。本文對甜菜加工副產(chǎn)物，尤其是甜菜粕的營養(yǎng)價(jià)值及在飼料方面的應(yīng)用效果作了簡單的介紹和總結(jié)，旨在為甜菜粕在飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用提供借鑒。
1 我國甜菜生產(chǎn)及加工現(xiàn)狀
甜菜包括糖用甜菜、葉用甜菜、根用甜菜和飼用甜菜4個(gè)種類。我國的甜菜種植區(qū)域主要分布在新疆、黑龍江和內(nèi)蒙古省。世界范圍內(nèi)來看，歐洲和北美是甜菜主產(chǎn)區(qū)。我國甜菜生產(chǎn)情況如表 1所示。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013 年我國甜菜種植面積和總產(chǎn)量分別占世界的 5.55%和 4.82%( FAO 數(shù)據(jù)庫)。
甜菜經(jīng)過清潔、切絲、滲出、充分提取糖分后，得到較高純度的糖。在此過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物主要包括莖葉、切絲后的廢絲和提取糖后的廢蜜，這些副產(chǎn)物均有一定的營養(yǎng)價(jià)值。其中，甜菜廢蜜能量高，含糖量高，粘性大，還含有多種無機(jī)鹽和含氮化合物，是一種適口性良好的飼料載體和粘結(jié)劑，可用于制作顆粒飼料和飼料塊[1]；但在生產(chǎn)中，大部分廢蜜都用于微生物發(fā)酵，產(chǎn)品包括酒精、酵母、草酸和甜菜堿等[2]。甜菜加工過程中產(chǎn)生的廢絲等稱為甜菜渣，甜菜渣經(jīng)過物理烘干后稱甜菜粕，制粒后稱甜菜粕顆粒，是甜菜制糖過程中量最大的副產(chǎn)品[3]。甜菜粕具有很高的飼用價(jià)值,不僅可以飼喂牛、羊等反芻動物，還可飼喂豬等單胃動物。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，每 100t 甜菜平均生產(chǎn) 5t 甜菜粕、5t 甜菜糖蜜和15t 糖(英聯(lián)農(nóng)業(yè)中國)。
2 甜菜粕的營養(yǎng)價(jià)值
從表2和表3中不難發(fā)現(xiàn)，甜菜粕中蛋白水平較低，纖維含量較高。姚庭香[4]提出，甜菜粕中果膠含量可達(dá)甜菜粕干重的19.6%。這一特性也使甜菜粕成為提取果膠的重要原料之一。果膠具有良好的乳化、增稠、穩(wěn)定和膠凝作用，在各產(chǎn)業(yè)中均有應(yīng)用。除去果膠外，甜菜粕中還富含甜菜堿。甜菜堿作為一種甲基供體，與蛋氨酸和膽堿有著類似的營養(yǎng)作用，有改善母豬生產(chǎn)性能、調(diào)節(jié)脂代謝等功能。孫海清[5] 分析了包括甜菜粕在內(nèi)的幾種纖維原料中的纖維物質(zhì)組成(見表4)，并測試了其物化特性以及飼用效果后發(fā)現(xiàn)，甜菜粕的最大產(chǎn)氣量主要來自于其慢速可發(fā)酵部分，且甜菜粕的最大產(chǎn)氣量顯著高于其他幾種纖維源，同時(shí)，甜菜粕在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的短鏈脂肪酸濃度要顯著高于不溶性纖維原料。
值得注意的是，甜菜粕中還含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子。首先，甜菜粕中含有較多游離酸(如草酸)，大量飼喂易引起家畜酸中毒。其次，甜菜糖渣中含有硫葡萄糖昔，飼喂孕畜可引起先天性甲狀腺腫；甜菜粕中的甜菜堿對犢牛和胎兒可能有毒害作用，圍產(chǎn)期奶牛應(yīng)盡量減少或避免食用；甜菜渣中還含有少量的硝酸鹽，可能引起動物體組織急性或持續(xù)。另外，甜菜渣中還含有少量的植物性雌激素和玉米赤霉烯酮，大量飼喂甜菜粕時(shí)可能導(dǎo)致動物生產(chǎn)和生長性能下降[11]。
3 甜菜粕的飼用方式
3.1 濕甜菜渣 濕甜菜渣包括甜菜制糖加工剩下的莖葉等，水分高，適口性好。國內(nèi)外通常用濕甜菜渣替代反芻動物的谷物飼料，包括玉米或大麥等奶牛和青年公牛每天分別可飼喂 12 kg和24 kg[9]。任燕鋒等[12] 報(bào)道，飼喂鮮甜菜粕增加了反芻動物的采食量，作為精料補(bǔ)充料時(shí)還可以提高動物采食日糧時(shí)的咀嚼時(shí)間和頻率，改善動物生長性能。然而直接飼喂法也存在一些問題 : 濕甜菜粕中草酸含量較高，動物采食后存在酸中毒的風(fēng)險(xiǎn)，因此不適宜大量飼喂?jié)裉鸩似稍趦Υ孢^程中容易損失營養(yǎng)物質(zhì)，由于水分太高導(dǎo)致莖葉腐爛變質(zhì)，滋生細(xì)菌降低飼用價(jià)值。
3.2 甜菜粕顆粒 甜菜粕顆粒是將濕甜菜粕壓榨脫水、烘干和制粒形成的副產(chǎn)物，每 100t甜菜大約可產(chǎn)出甜菜粕顆粒 6t [12]。近年來，由于其易保存方便運(yùn)輸、養(yǎng)分含量高等特性逐漸成為甜菜粕飼用的重要方式。此外，甜菜粕顆粒在制造過程中還可以與甜菜廢蜜結(jié)合,改善顆粒適口性,增加能量含量。
3.3青貯甜菜粕 青貯是一種簡便、有效的飼料貯存方式。通過青貯，可以增加甜菜粕中的可消化養(yǎng)分，減少草酸含量，改善甜菜粕的口感，滅活飼料中的細(xì)菌。在青貯中添加的氮源(例如尿素)和碳源(例如糖蜜)可使青貯飼料的粗蛋白和粗脂肪顯著增加，同時(shí)降低無氮浸出物的含量。李靜等[13] 發(fā)現(xiàn)，在青貯甜菜粕時(shí)添加0~10%的玉米粉顯著增加了可溶性碳水化合物和乳酸、乙酸含量，同時(shí)降低了飼料中氨態(tài)氮含量、丙酸和丁酸的含量。玉柱等[14] 發(fā)現(xiàn)，甜菜渣青貯發(fā)酵類型為乙酸發(fā)酵，混合青貯為乳酸發(fā)酵，添加 0~50%玉米秸降低了青貯飼料的 pH 和蛋白質(zhì)含量，提高了乳酸和纖維含量，且隨著玉米秸添加量的增加，青貯飼料的體外消化率降低。張微微等[15]發(fā)現(xiàn)，青貯增加了甜菜粕中的蛋白質(zhì)含量，并且在青貯甜菜粕中加入 20% 稻秸、玉米秸、豆莢或麩皮降低了氨態(tài)氮總量和干物質(zhì)損失率。
4 甜菜粕的飼用效果
甜菜粕是一種高纖維的飼用原料，在反芻動物中的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，但在單胃動物中還有待推廣。一些關(guān)于甜菜粕飼用價(jià)值的研究見表 5。
4.1 反芻動物 當(dāng)前甜菜粕最主要的飼用方式是作為反芻動物的飼料原料。李婷婷[16]認(rèn)為，甜菜粕可以促進(jìn)反芻動物咀嚼，延長反芻時(shí)間，促進(jìn)唾液分泌，有助于維持瘤胃正常pH。由于甜菜渣纖維的填充性比粗飼料NDF 低，長度小，能夠更迅速地被消化，因此可消化纖維含量高，可以增加采食量，提高泌乳期奶牛、羊的產(chǎn)奶量和乳脂率，同時(shí)可以有效減少亞急性瘤胃酸中毒引起的蹄葉炎和跋足。對于青年反芻動物，甜菜粕還是一種非常重要的優(yōu)化瘤胃發(fā)育的原料。此外，由于甜菜粕中富含果膠，可通過離子交換和結(jié)合金屬離子的途徑等起緩沖作用來減緩瘤胃發(fā)酵，減緩瘤胃液 pH 下降和乳酸的生產(chǎn)，保持瘤胃內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定。
4.2單胃動物 單胃動物缺乏相應(yīng)的酶分解甜菜粕中的纖維。生長育肥豬具有較強(qiáng)的后腸段消化能力所以較易接受甜菜粕日糧。Eklund 等[17] 評價(jià)了甜菜粕等纖維原料在生長豬中的標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甜菜粕的各項(xiàng)指標(biāo)均低于麥麩和苜蓿粕，在30%到61%不等，胱氨酸消化率甚至為 - 21%，他將甜菜粕的低氨基酸消化率歸咎于甜菜粕中的高果膠含量。Bindelle 等[18] 通過體外發(fā)酵發(fā)現(xiàn)甜菜粕由于含有較多的可溶性纖維成分，可以顯著增加食糜滯留時(shí)間，但對最終產(chǎn)生的氣體沒有影響。Lynch等[19]在育成豬日糧中添加了 20%的甜菜粕，發(fā)現(xiàn)豬的采食降低，氮排出增加，腸道揮發(fā)性脂肪酸濃度下降。同時(shí)，甜菜粕后腸道發(fā)酵產(chǎn)生了更多的乙酸，而丙酸、丁酸則更少。
母豬孕期需要纖維原料來降低日糧能量濃度，維持采食量從而減少孕期由于饑餓感帶來的傷害行為。而甜菜粕由于能夠減緩食糜流動，增加母豬飽腹感，遂成為飼喂母豬的理想原料。楊玉芬等[20] 提出在豬飼養(yǎng)中果膠可以改善腸道菌群、促進(jìn)腸道發(fā)育，最終改善生長性能、提高瘦肉率。侯丹熹等[21] 發(fā)現(xiàn)在母豬日糧中添加最多15%的甜菜粕提高了窩產(chǎn)活仔數(shù)和窩產(chǎn)健仔數(shù)，并認(rèn)為甜菜粕可以顯著提高母豬產(chǎn)仔數(shù)量。Jorgensen 等[22] 在母豬的飽腹感試驗(yàn)中向日糧中添加33.4%的甜菜粕后發(fā)現(xiàn)，甜菜粕的系水力和膨脹性顯著減少了母豬的活動，增強(qiáng)了飼料的飽腹性，從而減少了母豬采食量。Loisel 等[23]向懷孕母豬日糧中添加了8%的甜菜粕以及其他纖維飼料，發(fā)現(xiàn)母豬的生產(chǎn)性能明顯改善，并且初乳中油脂含量增加了29%。Quesnel 等[24] 和王勇生等[25] 發(fā)現(xiàn)，在母豬飼料中添加了甜菜粕后在不改變母豬生產(chǎn)成績的基礎(chǔ)上增加了母豬的采食量。孫海清[5] 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在母豬妊娠日糧中添加近 30%的甜菜粕顯著提高了母豬血漿中短鏈脂肪酸濃度，降低了游離脂肪酸濃度，改善了胰島素的敏感性，增加了母豬哺乳期采食量。
然而甜菜粕由于自身的高纖維含量帶來的負(fù)面作用仍然存在。Guillemet 等[26] 向懷孕母豬日糧中添加了最高 12.5%的甜菜粕并研究了母豬的采食行為，發(fā)現(xiàn)相對于添加甜菜粕等纖維原料的高纖維日糧，母豬還是更趨向于選擇采食玉米豆粕組成的妊娠料或哺乳料。而研究也證明，高纖維含量的日糧會降低豬的生長性能[27]。因此，如何在不影響動物生長性能的條件下添加甜菜粕仍是一個(gè)亟需解決的問題。
5 甜菜粕的其他用途
甜菜粕用途廣泛。除了用作飼料外，甜菜粕還可以用來提取果膠，制作高蛋白飼料，用作發(fā)酵時(shí)細(xì)菌的優(yōu)質(zhì)能量源等。此外，甜菜粕還是生產(chǎn)纖維素、甜菜堿和草酸的優(yōu)質(zhì)原料。
6 結(jié)語
近年來，隨著我國甜菜產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展，甜菜粕的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。可以預(yù)見，甜菜粕的利用價(jià)值會越來越高。找到高效、簡單和高回報(bào)的應(yīng)用方式是將甜菜加工副產(chǎn)物應(yīng)用的主要發(fā)展方向。已有的研究和實(shí)際應(yīng)用表明，將甜菜粕作為飼料原料在動物生產(chǎn)中使用，尤其是作為豬飼料，既可以充分利用甜菜粕，同時(shí)又能提升動物的生產(chǎn)性能，這將是一種合理有效的甜菜粕應(yīng)用途徑。
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