水果渣發酵產物的化學成分、體外瘤胃發酵及飼用價值

呂 芳，李文紅

（河北工業職業技術大學，河北石家莊 050091）

水果副產品可作為替代飼料資源，具有提高經濟效益，防止環境污染的優點。葡萄渣是葡萄果實的果皮、種子和莖干在葡萄酒或果汁生產過程中產生的殘留物。雖然世界上許多地區都生產大量的葡萄渣，但其大多被當作廢物處理。柿子皮是柿子干生產的副產品，柿子干是我國一種常見的加工水果。用于制作干果的柿子大部分都有強烈的澀味，大部分果皮作為廢物被丟棄，由于這些水果副產品通常被認為是一種潛在的環境污染物，因此，解決這一問題的另一種方法是將其作為動物飼料資源來充分利用，這不僅可以緩解環境污染壓力，同時也可以降低飼料成本。葡萄渣和柿子皮具有作為反芻動物飼料原料的潛力，但這些原料含有單寧等酚類化合物（趙棟等，2014；陳美紅等，2009）。單寧在反芻動物營養方面既有優勢也有劣勢，這取決于單寧的濃度、化學結構及動物種類、生理狀態和飼糧組成等其他因素（Makkar，2003）。單寧可以結合蛋白質、礦物質和碳水化合物，從而影響營養物質的利用，同時單寧的苦澀味也會影響飼料適口性（劉秀麗，2013）。但由于柿子皮和葡萄渣的水分含量較高，因此，將這些副產品進行青貯雖然在發酵過程中會損失碳水化物，但可以提高其保藏性（公美玲，2013）。青貯過程也可能影響單寧含量及其活性，因為Alipour和Rouzbehan（2007）研究發現，青貯葡萄渣降低了單寧含量，但對瘤胃發酵有負面影響。此外，柿子果實中的單寧在青貯過程中微生物發酵會產生CO2和乙醇，因此，青貯處理也會影響其中單寧的性質。在本研究中，我們將柿子皮和葡萄渣進行青貯發酵，評估水果渣（柿子皮和葡萄渣）發酵后的化學成分變化、體外瘤胃發酵指標，并研究發酵產物對肉牛生長和屠宰性能的影響。

1 材料與方法

1.1 原料準備將采集的新鮮柿子皮和葡萄渣分為3份保存在聚乙烯袋中，并進行嚴密的熱密封，參考Lv等（2018）的描述，在相同室溫下青貯4周，然后將樣品干燥，-20℃保存直到分析。

1.2 青貯原料化學成分及體外瘤胃發酵將收集的青貯樣品粉碎過篩后，參考Fitri等（2020）的方法測定青貯前后柿子皮和葡萄渣的常規化學成分及酚類物質（單寧和酚類）。將干燥后的樣品分為3個重復，通過瘤胃瘺管取早晨飼后4 h肉牛瘤胃液，將收集的瘤胃液用四層紗布過濾，以1∶2的比例與緩沖溶液混合后，在水浴中保持39℃，同時用CO2連續沖洗。之后參考拜彬強等（2015）的方法分析瘤胃發酵指標。

1.3 飼養試驗將體重接近的20頭荷斯坦肉牛隨機分為2組，分別飼喂添加10%的青貯柿子皮或葡萄渣的全混合日糧，每組5個重復，每個重復2頭牛，飼養試驗為期18周。

1.4 統計分析試驗數據采用SPSS軟件單因素方差分析模型進行分析，采用T檢驗進行多重比較，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 青貯前后水果渣化學成分分析由表1可知，青貯前，葡萄渣的粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪、中性洗滌纖維、不溶性酚類及不溶性單寧含量均顯著高于柿子皮（P＜0.05），而可溶性酚類含量顯著低于柿子皮（P＜0.05）。青貯后，葡萄渣粗蛋白質、粗脂肪、可溶性酚類和可溶性單寧含量顯著高于柿子皮（P＜0.05），不溶性酚類和不溶性單寧含量顯著低于柿子皮（P＜0.05）。青貯前后葡萄渣和柿子皮的水分含量無顯著差異（P＞0.05）。

表1 青貯前后水果渣的化學成分分析

2.2 水果渣發酵產物的體外瘤胃發酵指標由表2可知，青貯柿子皮和青貯葡萄渣瘤胃體外發酵的氣體總量、揮發性脂肪酸總量、丁酸、異丁酸和異戊酸濃度均無顯著差異（P＞0.05）。青貯葡萄糖渣瘤胃體外發酵的pH、氨氮、乙酸、甲烷產量及乙酸與丙酸比值均顯著高于青貯柿子皮（P＜0.05），但青貯柿子皮瘤胃體外發酵的丙酸濃度顯著高于青貯葡萄渣（P＜0.05）。

表2 水果渣發酵產物的體外瘤胃發酵指標

2.3 水果渣發酵產物對肉牛生長和屠宰性能的影響由表3可知，在全混合日糧中添加10%青貯柿子皮或葡萄渣對肉牛末重、采食量、胴體重和屠宰率的影響均無顯著差異（P＞0.05）。青貯柿子皮組肉牛平均日增重較青貯葡萄渣組顯著提高6.61%（P＜0.05），但青貯葡萄渣組肉牛的料重比較青貯柿子皮組顯著提高7.13%（P＜0.05）。

表3 水果渣發酵產物對肉牛生長和屠宰性能的影響

3 討論

本研究使用的副產品的主要化學成分均在Fitri等（2020）研究范圍內，但本試驗柿子皮的可溶性單寧含量高于Liu等（2018）的報道結果。這些差異可能是由于水果種類不同、種植地點自然環境、收獲方法或單寧提取方法不同造成的。雖然青貯過程中柿子皮的中性洗滌纖維含量有所增加，但仍低于葡萄渣組。青貯4周后，柿子皮中可溶性和不溶性單寧含量變化顯著。此外，單寧-纖維復合物的形成也可能是不溶性單寧增加的原因，因為青貯柿子皮的中性洗滌纖維含量有所增加。

柿子皮與葡萄渣在青貯過程中單寧不溶反應的差異可能與青貯中單寧結構和/或乙醇含量有關，因為單寧蛋白通過疏水作用和氫鍵結合導致單寧沉淀，其中單寧-蛋白結合對單寧沉淀的影響受聚合度的影響，聚合度高的單寧具有更高的沉淀能力（Watrelot和 Norton，2020）。此外，較高的乙醇濃度降低了單寧-蛋白質結合的形成，作者推測，青貯柿子皮中乙醇含量較低，這可能是柿子皮青貯過程中不溶性單寧含量增加，葡萄渣可溶性單寧含量不變的原因。

與新鮮副產品相比，青貯這些副產品的氣體產量更低。青貯處理的低氣體產量反映了樣品非纖維碳水化合物含量。青貯柿子皮體外瘤胃發酵氨氮和乙酸濃度顯著低于葡萄渣，而氣體產量相似，因為總揮發性脂肪酸產量與體外瘤胃發酵產氣量呈正相關。揮發性脂肪酸比例的差異可能與副產物的碳水化合物組成有關，因為柿子皮中非纖維碳水化合物含量較高，且通過青貯降低了其含量，這可能是柿子皮中丙酸含量升高的原因（Getachew等，2000）。青貯過程對兩組水果副產物的異丁酸和異戊酸濃度無顯著影響，由于瘤胃內異丁酸或異戊酸來源于瘤胃微生物降解，副產物中單寧與蛋白質的結合可能會保護微生物的蛋白質水解，降低體外瘤胃液中異酸濃度（Bhatta等，2009）。

氨氮是蛋白質在瘤胃內降解的主要終產物，單寧與蛋白質的結合降低了它們在瘤胃中的降解性，同時單寧還可與瘤胃內的微生物酶相互作用，從而降低微生物活性。甲烷是由瘤胃內碳水化合物發酵產生的，這可能導致能源損失，并導致溫室氣體效應。以往研究報道，單寧可以通過其抗原生動物的活性直接或間接地抑制甲烷生成（Bhatta等，2009）。這表明副產物中的單寧能抑制甲烷的產生，其中青貯柿子皮的效果最好。

4 結論

青貯處理改善了柿子皮和葡萄渣碳水化合物和單寧濃度，盡管柿子皮在青貯過程中單寧的不溶性降低了其對瘤胃發酵性能的抑制作用，但其具有抑制蛋白質降解和甲烷產生的能力。同時，與青貯葡萄渣相比，全混合日糧補充10%青貯柿子皮可改善肉牛日增重和飼料效率。