張麗芝，翟羽佳

（銀川能源學(xué)院，寧夏銀川 750021）

葡萄為落葉藤本植物，是世界產(chǎn)量最大、栽培面積最廣的水果之一[1]。2016年，寧夏產(chǎn)區(qū)葡萄種植面積已達(dá)4.07萬公頃，其中釀酒葡萄3.6萬公頃，占全國釀酒葡萄種植面積的1/4，隨著寧夏地區(qū)葡萄酒釀造行業(yè)的不斷擴大發(fā)展，葡萄皮渣的排出量也日益增加。廢棄的葡萄皮渣約占原果干重的10%，葡萄皮渣主要是葡萄皮、葡萄籽和葡萄梗等組成。70%以上的葡萄廢棄物在部分發(fā)達(dá)國家都能得到很好的利用，但在我國它的利用率相對較低，這是由于葡萄酒加工釀造的季節(jié)性強、生產(chǎn)相對集中，使得其往往來不及處理就當(dāng)作廢物丟棄或任意填埋，這不僅污染環(huán)境，而且也是對資源的極度浪費。近幾年，廢棄的葡萄皮渣的綜合利用逐漸被我國開始重視，促使葡萄加工處于可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)之中[2]。

1 單細(xì)胞蛋白的應(yīng)用前景及其飼用價值的優(yōu)越性

1.1 單細(xì)胞蛋白的應(yīng)用前景

單細(xì)胞蛋白（Single cell protein，SCP），又稱微生物蛋白或菌體蛋白，是指酵母菌、真菌、非病性細(xì)菌等單細(xì)胞生物體利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，在適宜的條件下生長繁殖，然后經(jīng)過凈化干燥處理后制成的蛋白[3]。在實際生產(chǎn)中，單細(xì)胞蛋白主要有以下兩個方面的應(yīng)用前景:它可以作為生產(chǎn)飼料蛋白的來源，如廢物豆渣經(jīng)過產(chǎn)朊假絲酵母和白地霉的混合發(fā)酵后，得到的發(fā)酵豆渣可作反芻動物飼料，其營養(yǎng)價值和適口性都得到了提高；在食品發(fā)酵和農(nóng)業(yè)及廢棄物處理中作為商業(yè)化的接種體[4]，利用農(nóng)副產(chǎn)品原料來獲得酵母菌類產(chǎn)物，可以供人類食用，還有發(fā)達(dá)國家也在研究以乙醇為原料生產(chǎn)蛋白類食品，為開發(fā)新型食品提供了重要思路。

1.2 單細(xì)胞蛋白飼用價值的優(yōu)越性

菌體蛋白的蛋白質(zhì)含量比其他植物性蛋白原料高。例如，玉米的蛋白質(zhì)含量只有8%左右，麩皮蛋白質(zhì)含量為14%～15%，豆粕蛋白質(zhì)含量為43%～46%，而酵母的蛋白質(zhì)約40%，細(xì)菌蛋白質(zhì)含量為50%～80%，均高于大部分的植物性蛋白原料。菌體蛋白飼料除蛋白質(zhì)含量高，氨基酸平衡以外，還含有各種維生素和礦物質(zhì)，如酵母菌含有大量的B族維生素，含有的礦物質(zhì)元素包括鈣、磷、鉀、鐵、鎂、鈉、錳等，此外還含有多種酶和激素，能促進(jìn)機體對養(yǎng)分的吸收利用，提高畜禽生產(chǎn)率[5]。

單細(xì)胞蛋白不僅營養(yǎng)豐富，其在飼料方面的優(yōu)越性還表現(xiàn)在以下4個方面[6]。（1）微生物的生長繁殖速度快，細(xì)菌每半個小時左右便可以繁殖一代，可大幅提高單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)效率，同時單細(xì)胞蛋白的營養(yǎng)價值豐富，其中粗蛋白含量較高，氨基酸組成齊全，還含有脂類、礦物質(zhì)和微量元素、種類較多的維生素、碳水化合物、生長因子以及大量生物活性物質(zhì)等有益的營養(yǎng)物質(zhì)[7]。（2）用于生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的原料來源廣泛，一般的食品加工和農(nóng)產(chǎn)品加工所產(chǎn)生的廢物、廢水、殘次品等都能作為其生產(chǎn)原料。目前國內(nèi)在該方面的研究大部分集中在利用一些農(nóng)產(chǎn)品加工的下腳料及殘次品，如食品釀造行業(yè)排出的廢渣廢水、農(nóng)作物秸稈、糟粕、玉米芯、棉籽殼、馬鈴薯渣等都被當(dāng)作生產(chǎn)菌體飼料的原料。（3）用于生產(chǎn)菌體飼料的場地小，只要能夠保證適宜的發(fā)酵條件，微生物便可以生長繁殖，而且可進(jìn)行連續(xù)的工業(yè)化生產(chǎn)，大大地提高了發(fā)酵的成功率。（4）用于生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)相對簡單，容易誘變和改良，這也成為其被廣泛應(yīng)用于發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的一大優(yōu)勢[8]。

2 葡萄皮渣飼用價值研究進(jìn)展

廢棄的葡萄皮渣不僅污染環(huán)境，還浪費資源。隨著世界各國對環(huán)境保護的重視，加上日益突出的飼料資源匱乏的問題，葡萄皮渣的開發(fā)利用也越來越廣泛。國內(nèi)外許多學(xué)者經(jīng)過不斷地嘗試和研究，挖掘葡萄皮渣在飼料應(yīng)用方面的潛力。

2.1 葡萄皮渣的營養(yǎng)成分

葡萄皮渣是葡萄加工過程或葡萄酒生產(chǎn)過程產(chǎn)生的下腳料，營養(yǎng)價值豐富，并且集中于葡萄加工過程或葡萄酒生產(chǎn)過程，易于收集，葡萄皮渣在飼料上的利用優(yōu)勢明顯。葡萄渣含有蛋白質(zhì)、粗脂肪、各種氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等。新鮮的紅葡萄渣中含干物質(zhì)（DM）27.30%、粗蛋白質(zhì)（CP）15.50%、粗纖維（CF）31.20%、粗脂肪（EE）7.00%、粗灰分（Ash）5.70%、中性洗滌纖維（NDF）50.70%、酸性洗滌纖維（ADF）36.50%。葡萄籽中含有多種氨基酸，主要為谷氨酸和甘氨酸；葡萄籽油中富含多種脂肪酸，如亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、亞麻酸等，同時還含有多種維生素和礦物質(zhì)，如維生素E、K、Ca、P、Mg、Fe、Mn等[9]。值得注意的是，葡萄皮渣中粗蛋白的含量超過一般的谷實類籽實，并含有較高的粗脂肪，但其明顯不足是粗纖維含量較高，同時葡萄皮渣中含有的殘留乙醇、木質(zhì)素、單寧（鞣酸）和果膠等抗?fàn)I養(yǎng)因子，使其在畜禽日糧中的用量受到很大限制。

2.2 葡萄皮渣蛋白飼料的研究現(xiàn)狀

1988年我國便開始對葡萄皮渣的有效利用進(jìn)行研究，但仍未能形成系統(tǒng)性的研究成果，也未能建立起規(guī)模化生產(chǎn)體系，葡萄皮渣的綜合利用率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。中國科學(xué)院武漢植物所在國內(nèi)外首次對葡萄皮渣進(jìn)行三株菌種混合固態(tài)發(fā)酵，使葡萄皮渣變成了雞、鴨、豬的“美味佳肴”[10]，該技術(shù)達(dá)到了國際的先進(jìn)水平。在國外，澳大利亞葡萄酒研究所（AWRI）正在研究利用葡萄皮渣來減少牲畜的甲烷排放量，來應(yīng)對全球變暖問題[11]。而目前國內(nèi)對葡萄皮渣通常有兩種處理方法:（1）作為粗飼料出售，不做加工，但因其含有較多的纖維物質(zhì)和單寧等物質(zhì)，會導(dǎo)致動物對飼料的吸收利用率降低，其營養(yǎng)價值較低；（2）作為肥料傾倒或掩埋，但容易滋生病菌，污染環(huán)境。目前研究的趨勢主要是通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白飼料，通過微生物發(fā)酵改善其飼用價值，從而減少不必要的資源浪費。如馮昕煒等[12]利用飼料酵母、釀酒酵母的混合菌種為發(fā)酵劑發(fā)酵葡萄皮渣，結(jié)果表明:經(jīng)過酵母菌發(fā)酵的葡萄渣營養(yǎng)價值提高，粗蛋白含量為21.62%±0.60%，中性洗滌纖維含量為53.13%±1.29%，酸性洗滌纖維含量為45.09%±1.08%，鈣含量為0.64%±0.04%，磷含量為0.66%±0.09%。周廣麟等[13]利用復(fù)合酶與酵母菌協(xié)同發(fā)酵葡萄皮渣生產(chǎn)豬飼料，發(fā)酵后產(chǎn)品的粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.42%（干基），低于加酶前4.83%。齊文茂等[14]使用香菇-酵母共生發(fā)酵冰葡渣飼料，利用響應(yīng)面法對發(fā)酵條件進(jìn)行實驗，發(fā)酵后飼料中粗纖維含量由16.1%降為11.23%。

2.3 葡萄皮渣單細(xì)胞蛋白飼料的應(yīng)用前景

葡萄皮渣因其自身的優(yōu)勢，在飼料行業(yè)的應(yīng)用具有很廣闊的發(fā)展前景，突出表現(xiàn)在以下3個方面:（1）葡萄皮渣來源廣泛，價格低廉，是發(fā)酵飼料原料的優(yōu)勢資源；（2）葡萄皮渣中存在著大量的可利用的營養(yǎng)成分，如脂肪、纖維素、蛋白質(zhì)、無機鹽等，這些營養(yǎng)物質(zhì)可作為微生物培養(yǎng)基的成分，可開發(fā)制作生物發(fā)酵飼料，同時，新鮮的葡萄皮渣顯酸性（pH＜7），較低的pH值也有利于抑制不良微生物的有害發(fā)酵，利于儲存，因此，葡萄皮渣在生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料方面蘊含著巨大的經(jīng)濟效益；（3）若利用微生物發(fā)酵的方法處理葡萄皮廢渣生產(chǎn)蛋白飼料，在提高產(chǎn)物蛋白質(zhì)含量的同時，產(chǎn)物中還含有大量活性和非活性有益微生物，該方法投資小、見效快、可把發(fā)酵物包括菌體及其代謝產(chǎn)物和底物全部利用，即保留了活性成分又沒有廢液污染之憂，綜合上述，葡萄皮渣單細(xì)胞蛋白飼料的開發(fā)依然是今后研究的熱點。

3 結(jié)論

利用葡萄皮渣生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料，既可以改善葡萄皮渣的營養(yǎng)價值，帶來巨大的經(jīng)濟效益，又可以變廢為寶，節(jié)約資源。國內(nèi)對于葡萄皮渣的飼料化利用已經(jīng)有了一定的研究，葡萄皮渣經(jīng)過酵母菌和乳酸菌的協(xié)同發(fā)酵的過程中，可以發(fā)揮酵母菌產(chǎn)蛋白的能力和乳酸菌的益生和抑菌的特性，增加發(fā)酵產(chǎn)物的適口性。此外，葡萄皮渣來源廣泛，價格低廉是發(fā)酵飼料原料的優(yōu)勢資源，具有很廣闊的發(fā)展前景。