稻谷干全酒精糟的营养价值及其在畜禽饲料中的开发利用

DOI :10.15906/11-2975/s.20191322

*通讯作者

[摘要]稻谷在深加工制备燃料乙醇的过程中产生的副产物主要为稻谷干全酒精糟(DDGS ),其营养价值丰富,通过在饲料中的科学应用,不仅可以发挥地产原料的优势,缓解饲料原料资源紧缺的局面,还可以有效降低饲料成本。本文综述了稻谷DDGS 的营养价值及其在饲料中的应用,以期为稻谷DDGS 的应用提供参考。

[关键词]稻谷DDGS ;营养价值;畜禽饲料

[中图分类号]S816.6

[文献标识码]A

[文章编号]1004-3314(2019)13-0091-05

稻谷干全酒精糟的营养价值及其在畜禽饲料中的开发利用

李

洁1,2,孙铁虎1,2,王勇生1,2,潘

忠1,

李永恒3,孙振江3,罗

虎3,吴延东4,佟

毅4*

(1.中粮营养健康研究院有限公司,北京昌平102209;2.北京市畜产品质量安全源头控制工程技术研究中心,北京昌平102209;3.广西中粮生物质能源有限公司,广西北海536100;

4.吉林中粮生化有限公司(玉米深加工国家工程研究中心),吉林长春130033)

随着农业科技水平的迅速提高,我国稻谷的生产力达到较高水平,同时,自国家对稻谷主产区实行最低价收购政策,多年来稻谷产量的居高稳定和消费量的下降,造成我国稻米库存量不断攀升的现状。在我国车用乙醇原料作物中,大米可发酵的淀粉含量最高,达70%~75%,转化为乙醇产率也是最高,达397.74~426.15kg/t ,在原料成本占优势的前提下,稻谷是良好的燃料乙醇原料作物(谭显平,2007)。粮食生产燃料乙醇可以产生副产物谷物干全酒精糟(DDGS ),其是一种高蛋白饲料原料,发酵过程中融入了酵母的营养成分,且价格低于豆粕,是当前国内外畜禽饲料中较为常用的蛋白质原料,同时因燃料乙醇的发酵底物不一样,酒精槽通常分为玉米DDGS 、稻谷DDGS 两大类。

不同来源的玉米DDGS 其常规指标、矿物

质及氨基酸等营养成分含量差异较大,主要是受加工工艺的影响(Shurson ,2005;Belyea 等,

2004)。目前国内外对于玉米DDGS 的营养价值

评定及应用已较为广泛,稻谷DDGS 的研究还很有限。稻谷营养丰富,具有低毒素及低致敏性的优点,通过对稻谷生产燃料乙醇产生的酒糟进行营养价值评定,进行高效利用,可以有效缓解蛋白类原料的供应紧张局面及成本压力,对资源开发利用以及环境保护都具有重要意义。1稻谷DDGS 的生产加工1.1

稻谷的结构与营养成分

稻谷由外壳和糙

米组成,从外向内由稻壳(颖,约占稻谷总质量的20%)、米糠层(果皮、种皮、糊粉层的总称,约占10%)、胚(约占2%)及胚乳(约占68%)组成(岳国君,2015;汪建国和汪陆翔,2006;Farr 和孙建和,1995)。胚乳富含淀粉,由糊粉层和内胚乳组成。米糠和米胚含丰富的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质,营养价值很高。稻谷各组成部分化学成分见表1(熊本海等,2017;俞一夫,1998)。

1.2

稻谷DDGS 加工工艺

稻谷库存量巨大,

产业链条短,且不易保存,目前水稻去库存问题十分突出,利用生产燃料乙醇处理陈化水稻是

营养成分稻谷糙米干物质86.0087.00粗蛋白质7.808.80粗脂肪 1.60 2.00粗纤维8.200.70粗灰分 4.60 1.30酸性洗涤纤维28.700.80中性洗涤纤维

27.40 1.60钙0.030.03总磷

0.36

0.35

米糠87.0012.8016.505.707.50

13.4022.900.071.43

米胚87.64

17.31~26.4016.60~39.801.98~15.10

36.10~10.80

--0.09~0.122.00~2.75

常用途径。目前较成熟的工艺主要为水稻脱壳粉碎后按照一定比例与玉米粉或木薯粉混合发酵(图1)和水稻全粉碎发酵(图2)(于斌等,2018)。发酵产生酒精的过程中,大米籽实中富

含的淀粉经过多种酶的作用分解为可发酵性糖,然后经过酒母的发酵作用,将可发酵性糖转换成酒精,大米蛋白、脂肪、维生素及发酵产生的次级代谢物残留于废醪中,经过离心分离形成湿糟及清液,清液进行蒸发浓缩后,按一定比例与湿渣混合,经管束烘干制成的混合固形物为稻谷干全酒精糟饲料。

2稻谷DDGS 的营养价值

作为燃料乙醇的重要副产物稻谷DDGS ,因

不同工艺营养指标有所差异。大米与玉米混合发酵或全水稻发酵,原料中淀粉的利用率均达87%以上,原料籽实中未被糖化液化的粗淀粉、糖、米胚、稻壳及酵母菌体等成分均残留在混合固形物中,几乎全部的蛋白质、脂肪、纤维、灰分及发酵产生的次级代谢物均存在于酒精废醪中。在发酵生产乙醇过程中,DDGS 中粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维等含量会相对升高(舒进,2005)。直接干燥法是酒糟加工饲料的常用工艺,其生产效率较高,缺陷是未筛分稻壳,稻壳主要成分为动物难以消化利用的木质素和硅酸,因此稻谷DDGS 中粗纤维含量较高。同时由于使用多种酶类,原料中的粗蛋白质、粗纤维等物质会被软化为更利于消化的状态。通过酶解发酵过程发生复杂的生物化学变化,产生了菌体及其次级代谢产物和菌体自溶物,营养价值丰富(王贵荣,1998)。酒精生产工艺中多采用板框式压滤技术,因此,稻谷DDGS 中还含有乙醇发酵所产生的多种氨基酸、维生素、醇溶性及水溶性香味成分,具有较好的风味,能够改善动物食欲(李建和叶翔,2013)。由于以稻谷自身的种皮结构

发挥天然的保护作用,稻谷DDGS 毒素含量显著降低,对动物健康与安全更有保障。

一般来说,酒糟的成分与原料相似,数量有所差异,稻谷DDGS 中的分级营养标准见表2。对60个二级稻谷DDGS 营养指标抽检的结果见表3。几种不同加工工艺生产的稻谷DDGS 氨基酸组成见表4(李秋菊等,2011;薛鹏程等,2010),稻谷DDGS 中氨基酸的种类齐全,其中谷氨酸的含量最高,赖氨酸的含量较低,仅为0.64%~0.83%,是稻谷DDGS 的限制性氨基酸,必需氨基酸的含量约占氨基酸总量的45%。2.1

稻谷DDGS 蛋白质营养

大米中的蛋白质

含量占总重量的8%~12%,大米DDGS 中的蛋白质含量高达20%以上(Marshall 和Wadsworth ,1994)。在制备燃料乙醇的过程中,仅利用了原料

中的淀粉及糖,籽实中的蛋白质仍然保留在稻谷

表1稻谷各组成部分主要化学成分

图1水稻与玉米或木薯混合发酵制备燃料乙醇工艺图

图2全水稻发酵制备燃料乙醇工

艺图

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