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玉米淀粉渣——猪饲料中玉米、豆粕的优选替代原料


来源: 华信共享智库 作者: 时间:2024-05-21

一、玉米淀粉渣及玉米柠檬酸糟的来源与组成

大多数文献把玉米淀粉渣定义为经亚硫酸浸泡的玉米淀粉湿法生产工艺中分离了玉米淀粉、玉米蛋白粉、甚至胚芽等后的副产品,这与农业农村部发布的《饲料原料目录》(以下简称《目录》)中规定的名称与工艺来源并不相符。目录》中载明:玉米淀粉渣是生产柠檬酸等玉米深加工产品过程中,将玉米经粉碎、液化、过滤获得的滤渣,再经干燥获得的产品。玉米生产柠檬酸的后半段工艺中还产生了另一种饲料原料——柠檬酸糟,《目录》中特征描述为:以含有淀粉的植物性原料发酵生产柠檬酸的过程中,发酵液经过滤剩余的滤渣再经脱水干燥获得的固体产品。因此,严格地讲,玉米淀粉渣是玉米生产柠檬酸过程的前半段工艺副产物,玉米柠檬酸糟为玉米生产柠檬酸过程的后半段工艺副产物。因此,按照《目录》中的原料名称定义,玉米淀粉渣、玉米柠檬酸糟与玉米生产淀粉的加工副产物并不是同一产品。另外,玉米生产乳酸的副产物在《目录》中未单独列出,也称为玉米淀粉渣,亦称为乳酸渣。玉米生产乳酸的工艺与生产柠檬酸类似,只是后半段的糖液发酵不用黑曲霉而用乳酸菌发酵。因此,饲料工业在利用玉米淀粉渣时一定要注意其生产工艺、来源与组成。

二、玉米淀粉渣生产工艺

笔者考察了山东省玉米生产柠檬酸过程中产生玉米淀粉渣、柠檬酸糟副产物的加工工艺(如图)。从工艺图上看出玉米生产柠檬酸的副产物主要涉及玉米液化、熟化后淀粉酶( 糖化酶 )糖化后板框压滤产生的玉米淀粉渣(图中标识为玉米淀粉渣1)。其滤液经过黑曲霉发酵产生柠檬酸与柠檬酸糟(菌丝体渣),柠檬酸糟与前段工艺分离的玉米淀粉渣大致按照1.2:1的比例混合烘干,生产企业把这种混合物也称为玉米淀粉渣(图中标识为玉米淀粉渣2)。严格讲,《目录》中定义的玉米淀粉渣是指玉米淀粉渣1,玉米柠檬酸糟是指玉米经淀粉酶(糖化酶)水解后,板框压滤分离玉米淀粉渣后的糖液经黑曲霉发酵后再经压滤产生的菌丝体固形物部分,而玉米柠檬酸糟与玉米淀粉渣混合后,生产企业为了符合《目录》要求也将此混合物定名为玉米淀粉渣。

玉米淀粉渣1的粗蛋白质、粗脂肪含量分别高达30%、12%,甚至更高。玉米淀粉渣2由于混合了玉米柠檬酸糟,粗蛋白质、粗脂肪分别下降到24%、9%左右。单独的玉米柠檬酸糟含有部分柠檬酸及发酵产生的菌丝体渣,其粗蛋白质(13%左右)及粗脂肪含量低(3%左右),有效能值与可消化氨基酸较低,市场需求不畅,故生产厂家常将玉米淀粉渣1与玉米柠檬酸糟按比例混合烘干后出售,根据市场需求也有各自单独烘干后出售的情况。

三、玉米淀粉渣营养成份值

笔者在2018-2023年间收集了山东两家企业的玉米淀粉渣样品,对其概略养分、碳水化合物、常量与微量元素及重金属、氨基酸组成、霉菌毒素含量进行了检测。

1.常规养分含量

检测样品中有1个样品为图中的玉米淀粉渣1类型,其粗蛋白质高达31.53%、粗脂肪高达14%,分别比其余6个混合型样品(图中的玉米淀粉渣2类型)高13.01%~33.89%、20.69%~59.09%。6个混合物样品粗蛋白质均值为25.32%(23%~28%)、粗脂肪均值9.65%(8.8%~11.6%),粗灰分2.4%~4.4%,进口玉米样品明显低于国产样品(低39.54%~45.46%)。不同企业产品淀粉含量差异较大,同一企业样品低于8%(4.4%~7.4%),而另一企业样品分别高达28.6%、28.9%,估计与不同厂家生产工艺中淀粉酶(糖化酶)水解效率有关。生产柠檬酸来源的玉米淀粉渣显著特点是纤维成分含量较高(粗纤维12.7%~16.9%),一般在14%以上,中性洗涤纤维50%以上、酸性洗涤纤维20%以上。有相关报道的部分样品粗纤维水平(18.38%~19.30%)可能更高。

检测样品的常量元素中,因企业不同而钙含量差异较大,平均为0.12%(0.0068%~0.2%),总磷含量均值0.45%(0.34%~0.63%),钠、氯、钾含量稳定,符合生产过程中无外源添加钠、氯、钾来源特征。

2.氨基酸组成

玉米淀粉渣的氨基酸含量除1个样品(图中的玉米淀粉渣1类型)因蛋白质含量高而明显高于其他样品外,不同样品的必需氨基酸、非必需氨基酸含量较为接近,平均值为:赖氨酸0.65%、蛋氨酸+半胱氨酸1.14%、苏氨酸1.03%、色氨酸0.23%、异亮氨酸0.85%、亮氨酸2.85%、缬氨酸1.15%、精氨酸0.95%、组氨酸0.68%、苯丙氨酸+酪氨酸2.08%。氨基酸组成模式与玉米DDGS类似。酸水解氨基酸总量占粗蛋白质比例是判断饲料原料粗蛋白质中真蛋白含量高低的重要依据,检测的6个样品中,4个样品值在96%以上,2个样品值分别为81.62%、80.36%,1 个为90.76%。这种差异可能与糖液黑曲霉发酵工艺中加入的非蛋白氮利用程度有关。

生产柠檬酸的玉米淀粉渣氨基酸标准回肠消化率(SID)及表观回肠消化率(AID)缺乏数据来源,可参考GB/T 39235-2020中玉米生产乳酸工艺来源的玉米淀粉渣数据值。

3.玉米淀粉渣有效能值

迄今尚缺乏玉米淀粉渣有效能值实测数据,根据GB/T39235-2020中生产乳酸来源与笔者检测的生产柠檬酸来源的玉米淀粉渣中粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、淀粉含量差异,根据乳酸来源玉米淀粉渣的DE值估计,生产柠檬酸来源玉米淀粉渣的DE值在13.80~14.60MJ/kg之间,笔者按照玉米淀粉渣DE值(14.10MJ/kg)配制生长育肥猪饲料进行生长试验,效果良好。

四、卫生指标

1.重金属

检测的6个玉米淀粉渣样品重金属含量极低,砷、铅、汞、镉、铬仅分别相当于《饲料卫生标准》(以下简称《卫生标准》)上限值的13.5%、3.4%、61%、1.2%、9.4%。

2.霉菌毒素

影响玉米加工副产物原料高效利用最大的瓶颈因素是其霉菌毒素含量稳定性。检测了8个玉米淀粉渣样品霉菌毒素含量,黄曲霉毒素B1、 T-2毒素 、赭曲霉毒素A、伏马毒素(B1+B2)未检出或含量极低。呕吐毒素在0~ 1.2mg/kg之间变化,玉米赤霉烯酮含量变异幅度更大,从10μg/kg(低于定量限)~3.77×103μg/kg之间变化。以上霉菌毒素含量除玉米赤霉烯酮外,都低于《卫生标准》上限值,玉米赤霉烯酮含量有三个样品值超过上限值(500μg/kg)。因此,玉米淀粉渣在猪饲料配方中用量选择应参考饲料产品的玉米赤霉烯酮及呕吐毒素总量计算值,不超过《卫生标准》中该饲料产品的上限值为限。

五、玉米淀粉渣在猪饲料中应用

笔者尝试在100~150kg体重阶段肥育猪的后期日粮中用8%玉米淀粉渣替代部分玉米与豆粕进行饲喂;结果表明,试验料与商品料增重速度相当。 根据笔者经验,几乎不含霉菌毒素的进口玉米产业的玉米淀粉渣在生长肥育猪饲料中用量达到15%时,未见其适口性及生长性能有负面影响。因此,在饲料有效能值与必须氨基酸比 例适宜的前提下,玉米淀粉渣在猪饲料中的用量限制应考虑霉菌毒素的影响。

六、结语

综上,用生产柠檬酸的玉米淀粉渣做猪饲料,营养价值丰富,适口性好,适合作为玉米、豆粕减量替代原料使用,但若要作为猪饲料原料,尚需对其有效能值、氨基酸消化率及用量等进行研究。霉菌毒素中呕吐毒素与玉米赤霉烯酮含量是其用量限制的重要参考因素。

(作者:四川省畜牧科学研究院、动物遗传育种四川省重点实验室:杨加豹、陈瑾)
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