俞建良， 熊 强， 张俊奇， 王学领， 蔡金亮， 韩久祥， 崔喜贵

（1.国投生物科技投资有限公司，北京 100034；2.梅河口市阜康酒精有限责任公司，吉林梅河口 135000）

酒糟是粮食乙醇生产加工过程中产生的最主要的饲料联产品。随着乙醇产业在全世界范围内的快速发展（于琪等，2021；林海龙等，2020；张元晶等，2020；娄岩，2019），尤其是以玉米为主要原料的大规模干法酒精生产装置的大范围推广应用，以玉米干酒糟及可溶物（DDGS）为主要代表的玉米酒糟饲料的产量也快速增长。当前，全世界DDGS产量大约为5000万t，国内DDGS产量大约为800万t（Rania等，2021）。这些DDGS被用于牛、猪、鸡、鸭等畜禽的饲喂，并且因为含有较高含量的纤维和过瘤胃蛋白，非常适合用于反刍动物（如牛）的饲喂（Rania等，2021；李玉鹏等，2018；吴学壮等，2018；Bottger等，2017）。

随着各国政府不断出台限制工业企业用能强度和促进碳减排等政策（朱震等，2022；徐静怡等，2021；张生春，2021），同时伴随能源价格的持续上涨，国内外乙醇生产企业（尤其在美国）开始探索直接销售湿酒糟及可溶物或者浓缩可溶物给养殖户用于畜禽饲喂（Paige等，2022；Lais等，2021；Xiao等，2021），省去了湿酒糟及可溶物高温干燥的环节。这样不仅可以大幅度降低酒精生产全过程的能源消耗水平（DDGS干燥过程蒸汽消耗占酒精生产全过程蒸汽消耗的40%～45%），而且还能避免高温干燥过程中对酒糟中营养成分的破坏，节约了饲料资源（姜新春等，2021；王晓杭等，2019；孙喜庆，2017）。本文重点梳理了有关利用玉米湿酒糟及可溶物和浓缩（WDGS）可溶物作为饲料直接饲喂肉牛的报道案例，为乙醇生产企业和肉牛养殖户提供一种新的产品应用方案。

1 玉米湿酒糟及可溶物和浓缩可溶物的营养价值

目前，玉米乙醇干法生产工艺在美国和中国都是主流生产工艺（Jun等，2022；Li等，2018），即玉米粉碎后经过液糖化直接进行发酵，发酵成熟醪经蒸馏后获得一定浓度的酒精产品和塔釜的废醪液（酒糟），废醪液经过离心分离，得到清液和湿酒糟，离心清液蒸发浓缩得到浓缩可溶物，然后与湿酒糟混合，经干燥制得的产品称为玉米干酒糟及可溶物（图1）。玉米籽粒中含有（基于干基）67.8%～74.0%的淀粉，其他成分含量见表1（Ingledew等，2009）。在酒精发酵过程中，酵母将淀粉糖转化为了乙醇和二氧化碳，一般情况下，3.1 t的玉米可以生产1 t的无水乙醇、0.96 t的二氧化碳和0.96 t的DDGS。由于除淀粉以外的其他成分全部进入了DDGS，因此按照浓缩比例，DDGS中各种营养成分是玉米籽粒中的3～3.5倍。表1中列举了不同酒糟产品的营养组成（逯海鹰，2021；魏曼琳等，2014；Lardy，2014）。

图1 玉米干法酒精生产工艺流程图

表1 玉米酒糟产品的营养组成

湿酒糟及可溶物的干物质含量一般为30%左右，经干燥加工后得到的干酒糟及可溶物的干物质含量为90%左右。由于干燥过程会带走湿酒糟及可溶物中的挥发性物质，因此湿酒糟及可溶物所含的能量大于干酒糟及可溶物（Mateo等，2004）。不同生产企业因配置的蒸发浓缩系统的处理能力不同，因此浓缩可溶物的干物质含量也有较大差异，一般在28%～35%。虽然浓缩可溶物中粗蛋白质含量相对较低，但是脂肪含量较高，能量也高于干酒糟及可溶物。

酒糟及可溶物含有30%～32%的粗蛋白质，其中瘤胃非降解蛋白（过瘤胃蛋白）含量达47%～57%。这些过瘤胃蛋白不能在瘤胃中消化，但是可以在小肠中代谢吸收。对于高产动物来说，仅依靠瘤胃降解蛋白不能满足其蛋白质营养需求，需要通过增加过瘤胃蛋白的数量以满足其对蛋白质的营养需求量，因此提高饲料蛋白质过瘤胃率对于提高反刍动物的生长性能具有重要的意义（王玲等，2014）。酒糟及可溶物的粗蛋白质含量较高，干燥过程对于粗蛋白质的含量影响较小，但是会略微影响粗蛋白质的过瘤胃率。

酒糟及可溶物中的脂肪含量差异较大。为了充分挖掘玉米籽粒中油脂的价值，不同酒精生产企业会采取不同的油脂提取工艺（Fang等，2018；Veljkovic等，2018），有的在玉米粉碎前先提取胚芽用于压榨生产食用油脂，有的在蒸馏结束后从废醪液中通过分离提取油脂用于工业加工，也有的选择将油脂全部留在DDGS中用于生产高脂DDGS产品。

酒糟及可溶物中的微量元素含量也较高，尤其是钙、磷、钾。经过发酵过程处理后，这些微量元素在动物体内的吸收率也得到了大大的提升（王晨等，2019；李娜等，2013）。另外，由于含有大量酵母菌体，因此酒糟及可溶物中还含有大量的维生素、氨基酸等营养成分（陈鹏等，2018；周琳，2018；李华磊，2014）。

2 玉米湿酒糟及可溶物和浓缩可溶物在肉牛生产中的应用

2.1 湿酒糟及可溶物作为能量物质替代玉米直接饲喂 Mateo等（2004）研究了饲喂不同水平的干酒糟及可溶物（DDGS）和湿酒糟及可溶物（WDGS）对育肥牛生长性能和肉质的影响。对照组使用的基础日粮（基于干物质）包括10%苜蓿草、4%糖蜜、2%添加剂、10.5%豆粕和73.5%玉米。试验组中，通过添加DDGS或WDGS来替换所有的豆粕和部分玉米，使日粮中的占比（基于干物质）分别达到20%DDGS、20%WDGS、40%DDGS、40%WDGS。试验结果表明，饲喂20%DDGS和40%DDGS组的干物质采食量（DMI）最大，而饲喂40%WDGS组的DMI最小；累积的平均日增重（ADG）各组之间差异不大。比较明显的是，饲喂40%DDGS组的料肉比（F:G）小于20%DDGS组，饲喂40%WDGS组的F:G小于20%WDGS组，而且饲喂20%和40%WDGS组的F:G均小于饲喂20%和40%DDGS组。在牛肉品质方面，相比对照组，饲喂DDGS和WDGS组的第12肋骨脂肪指标更高，因此品质评级也更高；饲喂20%DDGS组和20%WDGS组的大理石花纹评分均高于其他组。这些结果表明，饲喂20%WDGS和40%WDGS替代豆粕和部分玉米是完全可行的，而且饲喂效率更高，牛肉的品质更佳。

Koger等（2010）设计了相同的试验专门研究了干酒糟及可溶物（DDGS）和湿酒糟及可溶物（WDGS）对肉质的影响。与Mateo等（2004）的研究结果相同，相比对照组，饲喂DDGS和WDGS组的第12肋骨脂肪指标更高，品质评级也更高，其中饲喂20%WDGS组的品质评级最好。相比对照 组，饲 喂20%DDGS、40%DDGS、20%WDGS、40%WDGS组的碎牛肉中的α-生育酚含量从1.43μg/g提 高 至1.71、1.881、1.701、1.791μg/g，然而多元不饱和脂肪酸含量从3.43 mg/100 g提高至3.88、4.41、3.83、4.01 mg/100 g。这两种成分对于牛肉的货架期影响很大，其中α-生育酚有抗氧化作用，可以起到延缓氧合肌红蛋白氧化的过程，从而保持牛肉的鲜红色和新鲜度；而多元不饱和脂肪酸非常容易酸败，缩短货架期。对来自不同试验组的碎牛肉进行颜色评估，结果表明，各组之间在变色分数百分比、瘦肉颜色分数或a*值（红的程度）方面均未检测到显著差异。但是，硫代巴比妥酸检测（TBA测试，一种最常用的检测含脂肪食品酸败程度的方法）发现，饲喂40%DDGS和40%WDGS组的碎牛肉中的硫巴比妥酸反应物浓度从第二天开始就都明显高于对照组，这主要还是因为多元不饱和脂肪酸含量高导致的。这些数据表明，饲喂20%WDGS对于提高牛肉的品质和延长货架期是较优的选择。

2.2 浓缩可溶物作为能量物质替代玉米直接饲喂 Harris等（2014）研究了饲喂不同水平的玉米浓缩可溶物（CDS）对育肥牛的生长性能的影响。用玉米浓缩可溶物替代日粮中不同比例的蒸汽压片玉米和尿素，使浓缩可溶物占日粮干物质的0%、9%、18%、27%、36%，而蒸汽压片玉米占日粮干物质的比例分别对应为75.6%、66.8%、57.9%、49.2%、40.4%，其他如青贮饲料、豆粕、添加剂等组分的含量不变，同时调节尿素的添加量，使得不同配方的日粮中粗蛋白质含量维持在13.5%～14.1%，且均超过肉牛生长所需要的量。饲喂结果表明，玉米浓缩可溶物替代比例的增加，日干物质进食量（DMI）呈明显下降趋势（分别为26.0、26.0、25.3、25.1、23.8 lb/d），ADG呈显著上升趋势（分别为4.18、4.50、4.47、4.57、4.17 lb），当玉米浓缩可溶物占27%时，ADG达到最大值4.57 lb。F:G与ADG正好呈相反的变化趋势，当玉米浓缩可溶物占27%时，F:G达到最小值5.49。经过计算，最优的ADG和F:G对应的玉米浓缩可溶物替代比例分别是17.5%和25%，具体的添加比例还需要综合考虑玉米浓缩可溶物与玉米两者的市售价格。这些结果表明，玉米浓缩可溶物可有效替代育肥牛日粮中的玉米。

Purevjav等（2008）用9.56%的CDS和21.67%的玉米秸秆替换了对照组日粮中（包括71.10%碎玉米、18.38%苜蓿草、7.50%添加剂、2.55%糖蜜、0.44%微量元素）所有的苜蓿草和糖蜜以及10.47%的碎玉米进行了对比试验。在生长性能方面，对照组的每日干物质采食量为10.90 kg，略高于试验组的10.38 kg，且累积的平均日增重也略高于试验组，但是差异并不显著；在肉质方面，试验组与对照组的差异也不显著。经过成本和效益的多模式测算，认为使用玉米酒精厂生产的CDS用于饲喂牛是经济可行的。

2.3 湿酒糟及可溶物和浓缩可溶物的存储方法湿酒糟及可溶物（WDGS）和浓缩可溶物（CDS）的水分含量高，且含有丰富的营养物质，因此两者的有效储存问题是作为商品直接销售需要解决的。在不采取任何防腐措施的情况下，WDGS在夏天只能存5 d左右，在冬天一般能存放3～4周（还需要解决结冰的问题），延长存放时间后表面会很快滋生霉菌，并逐步往内部发展（Lardy等，2014）。霉变过程中，微生物可能会分泌各种真菌毒素，这些真菌毒素对于牛的生长、繁殖都会产生很大的负面影响（Rodríguez-blanco等，2021；Tolosa等，2021；Ogunade等，2018）。因此，寻找延长保存周期的方法对于WDGS和CDS的应用推广也很关键。为了延长储存周期，就需要尽量消耗或者排除物料中的氧气，这些方法主要包括覆膜窖储、粮仓袋袋储等。

Adams等（2008）为了提升WDGS的可堆垛性和可包装性，研究了将WDGS与粉碎至3～5 cm的小麦秸秆（占33%）、玉米秸秆（试验1占29%，试验2占50%）等低品质的饲草均匀混合后再用粮仓袋袋储或覆膜窖储。经过一个夏季的存放，所有试验样品都没有发生霉变和腐败，而且提升了秸秆的可饲用性。

Warner等（2013）研究了将浓缩可溶物喷洒于干草表面然后打捆储存期间的营养成分和散热情况。在第一组试验中，CDS的占比为20%，存放3周以后与对照组相比，温度、干物质含量等指标基本一致，粗蛋白质、脂肪、硫的含量明显升高，中性洗涤纤维含量下降了13.3%，表面和内部均没有出现腐败现象。在第二组试验中，CDS的占比分别为16%和32%。与第一组试验相同，存放3周以后与对照组相比，温度、干物质含量等指标基本一致，粗蛋白质、脂肪、硫的含量明显升高，中性洗涤纤维含量分别下降了14.6%和24.7%，表面和内部均没有出现腐败现象。试验结果表明，在打捆前，浓缩可溶物的大部分水分已经蒸发，在打捆储存过程中不会发生腐败，在干草表面喷洒浓缩可溶物不仅可以有效提高低品质饲草的营养价值，也是储存浓缩可溶物的有效途径之一。

Warner等（2011）研究了将WDGS或CDS以干物质占比41%与玉米秸秆充分混匀后储存在混凝土砌成的窖池中，用推土机压实并覆膜保存30 d，然后饲喂成熟的肉牛以维持体重。与饲喂秸秆、干草、苜蓿草（分别占34%、43%、23%）的对照组相比（每天采食量10.4 kg），虽然试验组的牛每天采食量仅为固定的7.7 kg，但是饲喂41%WDGS和41%CDS组的ADG分别提高至0.37 kg/d和0.31 kg/d（对照组为0.20 kg/d），其他生长性能均相似。试验结果表明，这种储存方式可以有效防止WDGS和CDS的腐败，同时WDGS和CDS是可以有效替代饲草，用于成熟肉牛的体重维持性饲喂。

3 饲喂湿酒糟及可溶物和浓缩可溶物的注意事项

除了上文提到的需要注意防止湿酒糟及可溶物和浓缩可溶物在储存过程中霉变以外，还需要重点关注磷和硫的含量。由于湿酒糟及可溶物和浓缩可溶物中的磷含量很高（表1），将两者代替玉米或者豆粕与其他原料混合形成的日粮配方中的钙磷比可能会失衡，而日粮中钙与磷的比例不当会影响肉牛的生产性能（孟庆翔，2020）。因此，在添加湿酒糟及可溶物和浓缩可溶物时，可能需要添加食品级碳酸钙，及时调整日粮中钙磷比至1～2：1（杨凤，2013；冯仰廉，2000）。另外，监测湿酒糟及可溶物和浓缩可溶物中硫的含量也非常重要。由于在酒精发酵过程中添加硫酸用于调节pH，因此，WDGS和CDS中的硫含量通常在0.7%（基于干基）左右；而在容易染菌的夏季，为了抑制细菌的生长，还会添加额外量的硫酸，导致WDGS和CDS中的硫含量会超过0.7%（Kassetas等，2021）。而长期过量的硫摄入会抑制牛利用硫胺素的能力，并患上牛脑脊髓软化症（Amat等，2013）。患有这种疾病的牛通常会出现失明、动作不一致和不协调、头部和腿部伸展时全身接触地面躺着、手足抽搐（肌肉痉挛）、甚至突然死亡等症状。因此，为了防止因摄入过量硫而患上牛脑脊髓软化症，饲喂的日粮中硫含量（基于干基）不能超过0.4%（NRC，2005）。

4 结论与展望

当WDGS替代等量的DDGS或玉米时，通常情况下能为育肥期的肉牛提供更多的能量和蛋白，进而可以提高日粮的转化效率（Mateo等，2004；Larson等，1993）。这种增重净能的提升来源于WDGS中含有更多的脂肪和中性洗涤纤维，更丰富的酵母营养物，以及WDGS能在一定程度上减轻亚急性瘤胃酸中毒而带来的间接效应。因此，用WDGS和CDS作为蛋白和能量饲料按10%～20%的比例添加至日粮中替代部分的玉米和豆粕，不仅可以提升日粮的整体转化效率，而且能在一定程度上提高牛肉的品质评级。为了实现从销售DDGS的模式转变为直接销售WDGS和CDS，酒精生产企业亟需主动联合当地及周边养殖户共同开发有效的、经济的存储模式，培养新的饲喂方式；另外，酒精生产企业未来也可以引导养殖户围绕酒精厂新建养殖场，构建养殖与生产的配套服务模式，形成双赢局面。为了实现“双碳”目标，全国上下正在掀起绿色发展的浪潮，推广WDGS和CDS应用新模式正是整个酒精行业推进能源消耗变革的有效举措之一，需要全体行业同仁共同探索和实践。