構樹發酵和青貯的營養價值及其在養殖生產上的應用

張秀江,高正龍，王品勝,向凌云*

(1.河南省科學院 生物研究所有限責任公司，河南 鄭州 450008；2.河南省高新技術實業有限公司，河南 鄭州 450008)

構樹 (Broussonetiapapyrifera)為桑科(Moraceae)構樹屬(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域，具有生長速度快，適應性強，耐干旱、貧瘠、鹽堿，再生能力強等優勢，在平原、丘陵、山地均可生長[2]。構樹營養豐富、蛋白質生物學價值高、飼喂效果好[3]。雜交構樹是中國科學院植物研究所培育出的新品種，具有抗逆性突出、速生豐產、蛋白質含量高等特點，是一種新型綠色高效的蛋白質飼料原料[4]。構樹葉含有豐富的粗蛋白質、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，含量達到17.5%。雜交構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]。構樹還是一種傳統中藥材，含有黃酮類、木脂素類、萜類、酚類、揮發性油及其他生物活性成分，具有抗真菌、抗細菌、抗氧化、抗腫瘤等功效[6]。成熟的構樹葉及其枝條中含有的蛋白質由于結構復雜，粗纖維、木質素和單寧含量高，降低了畜禽對其營養物質的利用率[3]。研究發現，構樹葉經發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、酸性洗滌木質素、單寧的含量顯著降低[7]。發酵和青貯過程中產生的酸、醇、醛類等芳香物質及益生菌、生物酶等生物活性物質，可顯著提高構樹飼料的適口性，改善構樹的飼用價值。研究表明，在飼糧中添加構樹發酵和青貯飼料具有增加豬采食量和日增重[8-9]，提高肌內脂肪、氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量，改善肌肉品質[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[10]；顯著增加奶牛產奶量[11]等功效。

1 構樹的營養價值和生物活性成分

1.1 構樹的營養價值

構樹葉、構樹枝葉、雜交構樹葉、雜交構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],其中構樹葉和雜交構樹葉中粗蛋白含量接近豆粕的60%，根據能量和蛋白飼料標準，構樹葉和雜交構樹葉可以作為蛋白飼料應用于動物飼糧中。構樹葉中鈣和磷的含量達到3.58%[12]和1.37%[3]，但含量是鈣高而磷低，在飼料配制中應注意調整鈣和磷的比例。構樹葉和雜交構樹葉中氨基酸總含量達到24.20%[16]和18.28%[13]，遠高于桑樹葉和苜蓿[17-18]，接近或超過豆粕[19]。從氨基酸的組成和含量上來看，構樹葉和雜交構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，在使用構樹葉和雜交構樹葉配制基礎飼糧時要注意含硫氨基酸的適當補充。賴氨酸和蛋氨酸是豬、牛、羊等多數禽畜的第一和第二限制性氨基酸，構樹葉和雜交構樹葉中賴氨酸的含量達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]。構樹葉和雜交構樹葉中微量元素鋅、鐵、銅、錳的含量達到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 構樹中的生物活性成分

構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，含量豐富，且活性較強。構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]測定中國不同產地構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 構樹中的抗營養因子

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

3 構樹發酵和青貯對營養成分的影響

通過發酵和青貯可以將構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、木質素、單寧等抗營養因子含量。陶興無等[9]用含量為1×106/g的乳酸菌噴霧混入構樹葉中發酵，可使構樹葉發酵飼料呈酸香味，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酵菌種，添加作物秸稈發酵 9 d ，構樹葉發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；不添加作物秸稈發酵 9 d，構樹葉發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%復合酶、0.5%神農和金寶貝秸稈發酵劑等為菌種分別發酵構樹葉，發酵后構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分別發酵構樹葉，發酵后構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%復合酶和0.2%EM菌種發酵構樹葉，發酵后構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%的復合菌(枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、釀酒酵母)發酵構樹葉，發酵后構樹飼料中粗蛋白、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、酸性洗滌木質素、單寧含量降低了25.00%、34.59%、18.53%、85.95%。鄒成義等[31]用發酵劑發酵構樹葉和嫩枝條，結果可使構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%。蘇應玉等[11]應用發酵菌合劑(酵母菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、乳酸菌、解淀粉芽孢菌)發酵雜交構樹嫩全株，發酵后構樹飼料中粗蛋白、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、米曲霉分別發酵構樹嫩全株，發酵后構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，結果顯示乳酸菌可明顯加快構樹青貯料 pH的下降速度，青貯料最終pH較低、品質更優。朱琳等[33]在構樹葉青貯中添加20%的菠蘿皮，能顯著降低構樹青貯料pH，增加乳酸含量，改善構樹飼料青貯的品質。司丙文等[34]在雜交構樹嫩全株青貯飼料中添加糖蜜、酶菌復合制劑(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)，這些青貯劑對構樹青貯的品質和營養價值均有明顯的改善作用。

4 構樹發酵和青貯在生產上的應用

4.1 構樹發酵飼料在養豬生產上的應用

構樹飼料蛋白質結構復雜，纖維素和木質素含量高，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]通過對四川某企業用發酵構樹飼料養豬的調查，發現在仔豬、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%的發酵構樹葉飼料，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%的發酵構樹葉飼料，料重比達到2.00，日增重達到740 g。李海新[8]在育肥豬的飼糧中添加發酵構樹葉飼料，當添加量為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。當發酵構樹葉飼料添加量達到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酵雜交構樹嫩全株飼料，當添加量為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%發酵構樹嫩全株飼料，能顯著增加豬的肌內脂肪含量及背最長肌中的氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量，改善肌肉品質和風味。

4.2 構樹發酵飼料在禽類養殖生產上的應用

熊羅英等[37]在AA肉雞的基礎日糧中添加3.75%～6.75%的發酵構樹葉飼料，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(光合細菌、真菌、放線菌等)發酵的構樹葉飼料，提高了三黃雞對磷的表觀消化率，改善了三黃雞對發酵構樹飼料的消化利用率。同時在三黃雞的飼糧中添加5%由復合酶發酵的構樹葉飼料，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]利用發酵劑(光合菌、乳酸菌、酵母菌等)制備構樹發酵飼料飼喂三黃雞，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%。用發酵構樹葉飼喂番鴨，效果優于配合飼料，飼喂增效達46%～108%[35]。

4.3 構樹發酵和青貯飼料在反芻動物生產上的應用

構樹發酵和青貯飼料在牛、羊飼糧中應用的相關報道還比較少。蘇應玉等[11]試驗表明，在泌乳盛期的荷斯坦奶牛飼糧中添加4%、8%、12%的發酵雜交構樹嫩全株飼料，顯著提高產奶量，對牛奶中的乳脂率、乳蛋白、乳糖率和干物質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、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增加趨勢，干物質、粗蛋白、中性洗滌纖維、粗脂肪的消化率有降低的趨勢。

5 結 語

利用發酵和青貯可以顯著降低構樹飼料中的抗營養因子含量，更有利于畜禽和反芻動物對營養物質的消化吸收，具有廣闊的應用前景。雖然構樹發酵和青貯飼料在動物養殖生產上得到了一些應用，但作為發酵和青貯的原料，由于沒有統一的標準，不同地域、不同品種、不同時間構樹飼料的營養價值差異較大。當前構樹發酵和青貯飼料所使用的微生物發酵菌種和發酵劑種類繁多，發酵工藝參差不齊，容易造成產品質量不穩定。發酵和青貯所使用的微生物菌種、工藝和條件等對構樹可利用的營養成分改善、生物活性成分含量以及纖維素、木質素、單寧等抗營養因子的降解程度都有較大的影響。因此，在構樹發酵和青貯飼料應用中，應加強對微生物發酵菌劑及發酵條件優化等方面的應用研究，探討發酵和青貯過程中的一些產物是否會對畜禽和反芻動物造成不良影響，并進行飼用安全性評估，制訂構樹發酵和青貯統一標準，規范產品生產的技術規程。對添加構樹發酵和青貯飼料在畜禽和反芻動物的不同品種、不同發育階段的作用和機理進行深入研究，為合理利用構樹資源、提高其在動物飼糧中的添加比例、增加養殖生產經濟效益提供技術支撐。