李根来、姚文

(南京农业大学动物科技学院消化道微生物实验室,南京　210095)

    摘要:玉米酒精糟(corn distillers dried grains with solubles,DDGS)是燃料乙醇工厂以玉米为原料发酵生产酒精的副产品，含有丰富的蛋白质、脂肪、有效磷和维生素，是一种良好的饲料原料。近年来，随着燃料乙醇工厂数量的增多、规模的扩大及加工工艺的改进，玉米DDGS的产量和质量也不断提高，并且被越来越多地用于养猪生产中。但是其中过高的脂肪含量，特别是不饱和脂肪酸，导致生长育肥猪的肉品质下降，对猪肉的货架期及深加工造成了一定的负面影响；同时玉米酒精渣中的霉菌毒素也是限制其在养殖中使用的一大因素。作者综述了玉米DDGS的营养价值及其对猪肉品质的影响。

 

　　近年来，随着燃料乙醇的广泛应用及燃料乙醇工厂数量的增加和规模的扩大，其加工副产品玉米酒精糟(corn distillers dried grains with solublesDDGS)的产量也迅速增加，并被越来越多地应用于养猪生产中。

    玉米DDGS中含有丰富的蛋白质、粗脂肪、有效磷和维生素，是一种优质的饲料原料，在生长育肥猪饲料中的添加量可达10%~20%，而对生产性能没有负面影响(Shurson等,2003,2004)，添加玉米DDGS还可以提高磷的利用率，减少磷的排泄及饲料中无机磷的添加量，节约饲料成本，减少环境污染(Shurson等,2003)。

    据报道，中国玉米DDGS的产量在2007年已达到300万t，如果能够科学合理的利用这种饲料原料，在提高养猪业经济效益的同时，还可以在一定程度上缓解中国蛋白质资源缺乏的问题。

    但是,添加玉米DDGS对肉品质产生的不利影响是使用过程中不可忽视的问题。如果饲料中玉米DDGS的添加量过高，会导致生长育肥猪的腹脂变软，脂肪碘值显着升高，组织中不饱和脂肪酸含量增加，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸之间的比例降低，从而对猪肉的贮藏和加工产生负面影响(Vansickle,2007)。

    目前国内对玉米DDGS的研究尚不深入，关于其在生长育肥猪饲料中应用的报道较少，因此玉米DDGS在中国并没有得到科学合理的使用，同时玉米DDGS营养成分的差异和较高的霉菌毒素和粗纤维含量，也在一定程度上限制了其推广使用。

    作者综述了玉米DDGS的营养价值及其对生长育肥猪肉品质的影响，以期为玉米DDGS在中国的推广应用提供理论依据。

 

    玉米DDGS，又称玉米干酒精糟，是燃料乙醇工厂生产酒精的副产品，是在玉米发酵的过程中，将淀粉转化成乙醇和二氧化碳后，剩下的发酵残留物经过蒸馏和低温干燥形成的产品。

    玉米DDGS主要由干酒精糟(dried distillers grains, DDG)和可溶性干酒精糟(dried distillers solubles, DDS)两部分组成(郭福存等,2007)。

    DDG是玉米发酵提取乙醇后剩下的固形物经过干燥形成的，它浓缩了玉米中除淀粉和糖以外的其他成分，主要包括蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等。

    DDS主要是发酵液中的可溶物经干燥处理得到的产物，其中包括了玉米中的一些可溶性的营养物质，以及发酵过程中产生的未知生长因子和酵母菌体等。

    将DDG和DDS按一定的比例混合并烘干即得到了DDGS。

 

    在玉米发酵产生酒精的过程中，占玉米质量三分之二的淀粉被转化成乙醇，因此，玉米中的其他营养成分被富集。研究结果表明，在干法生产乙醇的工厂，每100 kg的玉米经过发酵后，可产生约36的乙醇、32 kg的二氧化碳和32 kg的玉米DDG(Shurson等,2003)。因此,玉米DDGS中除淀粉外的其他营养成分的含量约是玉米中的3倍(Shurso等,2004)。

 

    玉米DDGS的能值较高，Pedersen等(2007)利用生长猪研究结果发现，玉米DDGS的总能(GE)高达22.71 MJ/kg(干物质基础,下同)，高于玉米的18.79 MJ/kg。但玉米DDGS中能量的肠道表观消化率显着低于玉米，所以玉米DDGS的消化能(DE)和代谢能(ME)与玉米相当(表1)。

    由于玉米DDGS来源和加工条件的不同，已有报道的玉米DDGS能值也略有不同。Stein等(2006)等报道，玉米DDGS的消化能和代谢能分别达到15.3和14.12 MJ/kg。Fu等(2004)研究结果发现，玉米DDGS的代谢能和净能(NE)分别达到13.59和10.91 MJ/kg,均低于Pederson等(2007)的报道结果。

    玉米DDGS中含有丰富的蛋白质粗蛋白质含量可达23%~30%，是玉米中粗蛋白质含量的3~4倍。

    玉米DDGS中必需氨基酸的绝对含量也高于玉米，但其真消化率与玉米中必需氨基酸的真消化率相当或略低于玉米。

    Spiehs等(1999)研究结果发现，随着玉米DDGS添加量的逐渐增加，粪中氮的含量有提高的趋势。玉米DDGS的颜色是判断其质量高低的重要因素，且颜色与氨基酸的消化率密切相关，特别是赖氨酸的消化率(Crom-well等, 1993; Fastinger等, 2006)。

    Fastinger等(2006)试验研究5种来源的玉米DDGS，结果发现，赖氨酸的回肠表观消化率从24.6%~52.3%不等，颜色越深，消化率越低。

    Stein等(2006)试验研究10种来源的玉米DDGS，结果发现，赖氨酸的回肠表观消化率从35.0%~55.9%不等，真消化率从43.9%~63.0%不等，差异十分显着。造成这种结果的原因可能是玉米DDGS在加工过程中温度过高，发生美拉德反应，从而降低了赖氨酸的消化率(Stein等,2009)。

    玉米DDGS中粗蛋白质和各种氨基酸的含量及其消化率见表2(Stein等,2006;Fastinger等, 2006; Widmer等, 2007; Pahm等,2008)。

 

    玉米DDGS中的磷含量很高，可达0.7%~0.9%，且有效磷较多，消化率较高，而玉米中磷含量只有0.28%(NRC,1998)，且植酸磷较多，消化率低。

    Pedersen等(2007)报道，玉米DDGS中磷的平均含量可达0. 61%，显着高于玉米的0.20%，且DDGS中磷的肠道表观消化率高，可达59.1%，亦显着高于玉米的19.3%(表3)。

    Whit-ney等(2001)报道玉米DDGS中磷的消化率甚至可达90%以上。这可能是由于在玉米发酵的过程中，植酸磷的结构遭到破坏，释放出磷，从而提高了磷的消化率。

    Spiehs等(1999)研究结果发现，随着玉米DDGS添加量的增加，磷在体内的沉积逐渐增多，粪中磷的含量逐渐降低。因此,在饲料配制的过程中，添加一定量的玉米DDGS可以减少无机磷的添加量，降低粪中磷的含量，减少环境污染，节约饲料成本。

    玉米DDGS中粗脂肪的含量较高(8%左右)，并且其中大部分为不饱和脂肪酸(86.7%)，特别是亚油酸(59%)，而饱和脂肪酸的含量仅有13.7%(Shurson,2006)。

    较高的脂肪含量使得DDGS的能值较高，但也对DDGS的保存产生了非常不利的影响，一般在冬季,DDGS可以保存3个月左右，而在炎热的夏季，则只能保存1个月左右(Thaler,2002)。

    同时，在生长育肥猪饲料中添加玉米DDGS后，其中的不饱和脂肪酸在脂肪组织中大量沉积，导致脂肪变软，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸之间的比例下降，脂肪碘值显着升高。

 

    玉米DDGS中粗纤维和霉菌毒素的含量也较高(Stein,2007)。如果添加量过高，会影响饲料的适口性，降低营养物质的消化率，从而对猪的生产性能造成负面影响。同时,由于玉米的来源和质量不同、加工工艺的区别、发酵模式的不同及DDG和DDS之间的比例不同等，造成玉米DDGS的质量参差不齐，所含的营养物质变异程度较大(Pahm等,2008;Spiehs等,2002)。有报道称，即使是在同一个工厂，不同批次的产品之间营养成分也会有很大的差异。所以，在使用玉米DDGS前，有必要对其中的营养物质含量进行测定。

 

    由于玉米DDGS独特的营养特性(氨基酸组成不平衡、较高的粗纤维和霉菌毒素含量)，其一直以来几乎都被用于反刍动物饲料中。

    近年来，随着玉米DDGS加工工艺的改进，质量有了很大的提高，在生长育肥猪中的利用也日益广泛。但饲料对猪的机体组成会产生很大的影响，特别在脂肪组成方面，因为猪可以将日粮中所含有的脂肪酸直接沉积在自身的脂肪组织中，而这种作用在生产育肥猪中则更为明显(Mickey等,2007;Wood等,2008)。因此，饲料中添加10%~20%的玉米DDGS，对生长育肥猪的生产性能不会产生负面影响，但是对猪肉品质，特别是脂肪品质和脂肪酸组成有显着的影响。

 

    Wid-mer等(2008)研究结果发现，饲料中添加10%和20%的玉米DDGS，对生长育肥猪的屠宰重、胴体重、屠宰率、瘦肉率、眼肌面积和背膘厚(第10肋骨处)均没有影响。Whitney等(2006)在生长育肥猪饲料中分别添加10%、20%和30%的玉米DDGS，结果发现，添加10%的玉米DDGS对屠宰重、胴体重和屠宰率没有影响，而当添加量提高到20%和30%后，以上指标均显着下降。但背膘厚和瘦肉率并没有随着玉米DDGS添加量的增加而出现明显的变化。Stein等(2009)综述近年关于玉米DDGS的研究结果发现，添加玉米DDGS对屠宰率和背膘厚均没有影响。除Gaines等(2007)外，其他的试验结果均发现添加玉米DDGS对瘦肉率没有影响。

 

    Whit-ney等(2006)研究结果发现，饲料中添加玉米DDGS(10%、20%和30%)对肌肉颜色、硬度、大理石纹评分、pH、滴水损失(24 h)、烹饪损失、总水分损失和剪切力均没有影响。Widmer等(2008)研究结果发现，添加10%和20%的玉米DDGS，对生长育肥猪肌肉的大理石纹评分、背最长肌的颜色(L*、a*、b*)、pH和滴水损失(48 h)均没有影响。Xu等(2008)和White等(2009)的研究结果亦是如此。由此可知，饲料添加玉米DDGS对肌肉品质并不会产生负面影响。

 

    由于玉米DDGS中较高的脂肪含量，特别是不饱和脂肪酸，因此添加玉米DDGS会对脂肪的品质产生显着影响。Xu等(2008)研究结果发现，添加玉米DDGS对脂肪的颜色(L*、a*、b*)没有影响。Whitney等(2006)和Widmer等(2008)研究报道，当玉米DDGS的添加量超过20%后，腹脂的厚度降低，其原因可能是玉米DDGS的过量添加降低了生长育肥猪的上市体重，从而导致腹脂厚度降低。添加玉米DDGS亦显着降低了腹脂的硬度，而且随着玉米DDGS添加量的增加，其弯曲的程度也逐渐增大，因此，脂肪的碘值也显着升高(Xu等2007;White等,2007;Linneen等,2008)。

    碘值是衡量猪肉脂肪饱和度的重要指标，碘值越大，表明脂肪的不饱和程度越高，但目前对于猪肉脂肪的碘值并没有统一的界定。Lea等(1970)指出脂肪的碘值应低于70，而Boyd(1997)则建议脂肪的碘值不超过74即可。饲喂玉米DDGS提高了脂肪的碘值，主要是因为DDGS中所含有的不饱和脂肪酸过多，特别是亚油酸(Shurson等,2007)。同时,随着组织中不饱和脂肪酸含量的大量增加，饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸之间的比例亦显着下降。虽然添加玉米DDGS显着提高了猪肉脂肪的不饱和程度，但X等(2008)研究结果发现，脂肪的氧化程度即TBA值并没有升高。

    鉴于添加玉米DDGS对脂肪饱和度所产生的负面影响，已经有研究探讨如何在使用玉米DDG的情况下，通过其他的办法来降低这一影响。Shur-son等(2007)研究结果发现，分别在猪上市前0、3、和9周的时候停喂玉米DDGS，组织中亚油酸的含量及脂肪的碘值逐渐下降，脂肪饱和度得到一定提高。

    White等(2007,2009)报道，在猪屠宰前的1d，在含有玉米DDGS的日粮中添加1%的共轭亚油酸(CLA)，脂肪的碘值有所降低，n-6与n-3脂肪酸之间的比例亦有降低，组织中不饱和脂肪酸的含量下降，饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸之间的比例较不添加CLA有所升高。这主要是因为添加CLA降低了脂肪组织中硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)基因的表达，SCD的活性显着降低(Whit等,2007)，从而减少了饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸的转化，提高了脂肪的饱和度。但是对于CLA的最适添加量及使用的持续时间，还要通过更多的试验来探讨。

 

    DDGS作为一种新型的蛋白质资源，如果加以科学合理的利用，可以在一定程度上缓解中国蛋白质资源不足的问题，节约饲料成本。但是,因为中国对于DDGS的研究报道还比较少，主要都是参考国外的数据，再加上其对肉品质带来的负面影响，因此DDGS在中国还没有得到广泛的应用。所以玉米DDGS在中国拥有广泛的应用前景，有必要对玉米DDGS的营养价值及在猪饲料中的应用进行更为深入的研究，发挥其优点，限制其缺点，为其在中国养猪生产中的广泛使用提供科学依据和理论基础。

 

参考文献

1　郭亮,郭浩,李学武,等.玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)营养价值评定和评定技术的研究[J].中国畜牧兽医,2005,32(1):17~19.

2　郭福存,江南. DDGS的营养价值及限制因素[J].中国家禽,2007, 29(10): 43~44.

3　Bob Thaler. Use of distillers dried grains with soulbles (DDGS)in swine diets. SDSU Extension Extra, Animal and Range Sci-ences ExEx,2002,2035.

4　Boyd R D. Relationships between dietary fatty acid profile andbody fat composition in growing pigs. PIC USA T&D TechnicalMemo 153, Pig Improvement Company, USA, Franklin, Ken-tucky,1997.

5　Cromwell G L, Herkelman K L, Stahly T S. Physical, chemi-cal, and nutritional characteristics of distillers dried grains withsolubles for chicks and pigs. J Anim Sci, 1993, 71: 679~686.

6　Fastinger N D, Mahan D C. Determination of the ileal amino acidand energy digestibilities of corn distillers dried grains with solu-bles using grower-finisher pigs. J Anim Sci, 2006, 84: 1722~1728.

7　Fu S X, Johnston M, Fent R W, et al. Effect of corn distiller’sdried grains with solubles (DDGS) on growth, carcass character-istics, and fecal volume in growing finishing pigs. J Anim Sci,2004, 82(Suppl. 2): 50.

8　Gaines A M, Spencer J D, Petersen G I, et al. Effect of corn dis-tillers dried grains with solubles (DDGS) withdrawal program ongrowth performance and carcass yield in grow-finish pigs. J AnimSci, 2007, 85(Suppl. 1): 438.

9　Joe Vansickle. Does DDGS affect pork quality. National HogFarmer, 2007, 3: 52~53.

10 Lea C H, Swoboda P A T, Gatherum D P. A chemical study ofsoft fat in crossbred pigs. J Agric Sci Camb, 1970, 74:1~11.

11 Linneen S K, DeRouchy J M, Dritz S S, et al. Effects of drieddistillers grains with solubles on growing and finishing pig per-formance in a commercial environment. J Anim Sci, 2008, 86(7): 1579~1587.

12 Mickey A, Latour A, Schinckel P. The influence of dried distill-ers grains on carcass fat in swine. Purdue Extension, 2007, ID-345-W.

13 NRC.Nutrient Requirements of Swine. 10th revised, Natl AcadPress, Washington, DC,1998.

14 Pahm A A, Pederson C, Hoehler D, et al. Factors affecting thevariability in ileal amino acid digestibility in corn distillers driedgrains with solubles fed to growing pigs.J Anim Sci, 2008, 86:2180~2189.

15 Pedersen C, Boersma M G, Stein H H. Digestibility of energyand phosphorus in 10 samples of distillers dried grains with solu-bles fed to growing pigs.J Anim Sci, 2007, 85: 1168~1176.

16 Shurson G C,Spiehs M J,Wilson J A,et al.Value and use of newgeneration distiller’s dried grains with solubles in swine diets.The 19th International Alltech Conference, Lexington, 2003.

17 Shurson G C, Spiehs M J, Whitney M H. The use of maize dis-tiller’s dried grains with solubles in pig diets. Pig News and In-formation, 2004, 25(2): 75~83.

18 Shurson G C. Does feeding diets containing DDGS affect porkquality Swine, Distillers grains quarterly, fourth quarter, 2006,18~22.

19 Shurson G C, Xu G W, Baidoo S. Effects of feeding corn distill-ers dried grains with solubles on pork fat quality. 68th Minneso-ta nutrition conference, Minneapolis, MN, 2007,September 18~19.

20 Spiehs M J, Shurson G C, Whitney M H. Energy, nitrogen,and phosphorus digestibility of growing and finishing swine dietscontaining distiller’s dried grains with solubles. J Anim Sci,1999, 77(Suppl. 1):188.

21 Spiehs M J, Whitney M H, Shurson G C. Nutrition database fordistillers dried grains with solubles produced from new ethanolplants in Minnesota and South Dakota. J Anim Sci, 2002, 80:2639~2645.

22 Stein H H, Gibson M L, Pedersen C, et al. Amino acid and en-ergy digestibility in ten samples of distillers dried grain with sol-ubles fed to growing pigs. J Anim Sci, 2006, 84: 853~860.

23 Stein H H. Distillers dried grains with solubles (DDGS) in dietsfed to swine. Swine focus #001, 2007, University of IllinoisUrbana-Champaign IL.

24 Stein H H, Shurson G C. Board invited review: The use and ap-plication of distillers dried grains with solubles in swine diets. JAnim Sci, 2009, 87: 1292~1303.

25 White H, Richert B, Radcliffe S, et al. Distillers dried grainsdecreases bacon lean and increases fat iodine values (IV) and theratio of n6:n3 but conjugated linoleic acids partially recovers fatquality. J Anim Sci, 2007, 85(Suppl. 2): 78.

26 White H M, Donkin S S, Latour M A, et al. Effects of drieddistillers grains and conjugated linoleic acid on gene expressionfor key enzymes in fatty acid synthesis. ADSA /ASAS /AMPA/PSA Joint Ann Mtg, San Antonio, TX, 2007, 7.8~7.12.

27 White H M, Richert B T, Radcliffe J S, et al. Feeding conjuga-ted linoleic acid partially recovers carcass quality in pigs fed driedcorn distillers grains with solubles. J Anim Sci, 2009, 87(1):157~166.

28 Whitney M H, Shurson G C. Availability of phosphorus in dis-tiller’s dried grains with solubles for growing swine. J AnimSci, 2001, 79(Suppl. 1): 108.

29 Whitney M H, Shurson G C, Johnston L J, et al. Growth per-formance and carcass characteristics of grower-finisher pigs fedhigh-quality corn distillers dried grains with soulbles originatingfrom a modern Midwestern ethanol plant. J Anim Sci, 2006,84: 3356~3363.

30 Widmer M R, McGinnis L M, Stein H H. Energy, phosphor-us, and amino acid digestibility of high-protein distillers driedgrains and corn germ fed to growing pigs. J Anim Sci, 2007,85: 2994~3003.

31 Widmer M R, McGinnis L M, Wulf D M, et al. Effects of feed-ing distillers dried grains with solubles, high-protein distillersdried grains, and corn germ to growing-finishing pigs on pig per-formance, carcass quality, and the palatability of pork. J AnimSci, 2008, 86 (8): 1819~1831.

32 Wood J D, Enser M, Fisher A V, et al. Fat deposition, fattyacid composition and meat quality: A review. Meat Science,2008, 78:343~358.

33 Xu G W, Baidoo S K, Johnston L J, et al. Effects of adding in-creasing levels of corn dried distiller’s grains with solubles(DDGS) to corn-soybean meal diets on growth performance andpork quality of growing-finishing pigs. J Anim Sci, 2007, 85(Suppl. 2): 76.

34 Xu G W, Baidoo S K, Johnston L J, et al. Effects of adding in-creasing levels of corn dried distiller’s grains with solubles(DDGS) to corn-soybean meal diets on pork fat quality of grow-ing-finishing pigs. J Anim Sci, 2008, 86(Suppl. 2): 51.