甘蔗蔗渣的利用

        熱帶地區及亞熱帶地區的甘蔗加工作業當中,每年大概可生產約超過100萬噸的甘蔗副產物。而甘蔗副產物也被歸屬於較不昂貴的能量來源原料之一,因為其能量收成所需的每單位需求耕種面積很低。因此,飼料工廠早已經使用種種不同類型的蔗糖副產物做為動物的飼料原料,尤其是使用於反芻動物之糖蜜。

        由於精煉處理可以提高糖品的效能,而精煉後所留下甘蔗的壓碎、含纖維性梗物的蔗渣,就通常被糖廠拿來做為蒸氣機的燃料。然而,在某些製糖地區,甘蔗蔗渣則被視為是一種會造成環境問題的固態廢棄料。

        甘蔗蔗渣一般含有10~30%的水份及大約20%的木質素。它可消化部位的組成大部份為纖維素及剩餘的糖質。這些物質在經過適當的處理後,添加於反芻動物飼糧中的使用量可達到20%,但這種餵養方式尚不普及。因為,甘蔗蔗渣在當作飼料原料時會有以下幾個問題發生:若不經過處理或加工的話,它含有低蓬鬆密度及極易腐壞的缺點;而且,除非再添加糖蜜,否則甘蔗蔗渣的適口性並不佳;此外,若是甘蔗蔗渣未充份的弄細的話,則其纖維質中的木質素可能會損毀或擾亂反芻動物的消化系統。

        於廢棄產品餵養動物(Feeding Waste Products to Animals)中M. T. Cillies指出:不去論及甘蔗中潛在的能量來說……在家禽飼料中我們並未廣泛建議甘蔗的使用;而且,在過去幾項家禽利用甘蔗及甘蔗副產物例子的飼養結果並不是很令人滿意……此外,從研究中也顯示,家禽在消化甘蔗及甘蔗副產物時所消耗的能量遠比家禽從這些原料所取的能量還要更大。

        為了解決以上的缺失,於是發展到現在甘蔗蔗渣原料的加工物中除了含有乾化的蔗渣並添加了防黴劑後,再加以切細或研磨;此外,又添加了糖蜜以提高能量的含量。另外,Mr. Cillies也列舉了其他的研究學者所發展的加工方式,但是並未被廣為採納。

〔微生物的分解〕

        牛隻及其他的反芻動物有消化纖維素,植物膠及蔗渣中糖質的能力,但牠們卻無法消化其中的木質素。此外,一個含高量的木質素原料對於其他纖維性物質的消化也力具有負面的影響。

        在美國由一位研究學者S. Matsuoka已成功地研發如何利用微生物來配製一個高消化飼料,而且他的方式並已申請專利。所含的微生物包括:初培養的纖維分解微生物(cellulose-decomposing microorganism)、硝酸鹽型態的微生物(nitrateforming microorganism)、澱粉水解(starchhydrolysing)及蛋白質分解(proteolytic)微生物及木質素分解微生物(lignin-decomposing microorganism)。將這些微生物一起置入以麩皮及米糠混合所作成的培養基中,以取得混合成的接種物。接種物再與含高量纖維素及木質素的蔗渣混合後,於是就可以將不易消化的蔗渣轉化成為消化性更佳的飼料了。

        接種物在最佳條件下作無性生殖培養時所需要的環境包括:其周圍酸度必須保持在4.0~5.0pH,環境溫度保持在30~45℃,濕度則控制到稍為高於10%;以重量而言,蔗渣一般大概含有22.5%的木質素。其基本的處理方法可分成兩個步驟。

        第一個步驟是要先配製『混合的接種物』(composite inoculum)。將2.1Kg的麩皮及0.9Kg的米糠混合置入桶狀容器中。在混合當中並加入7Kg且溫度保持在37℃的水,以調整混合物可維持大約含70%水份。配製成的混合物再注入如下的微生物:Irpex consorus、硝酸鹽型態的微生物例如硝化細菌(Nitrobacter)、澱粉水解及蛋白質分解微生物例如黑麴菌(Aspergillus niger),以及可以分解植物膠的毒黴素(Penicillium)微生物。再將這些微生菌叢置於室溫中培養大約12個鐘頭就可以取得混合接種物(composite inoculum)。

        第二個步驟就是:將所配製的混合接種物使用於蔗渣的分解。取1000Kg的蔗渣及700Kg生的醑物殘渣(raw spirits lees)混合放入另一個桶狀容器中並充份的混合。在這裡之所以要添加醑物殘渣的理由是因為,蔗渣會吸收醑物殘渣內的水份,如此,則可促進微生物對蔗渣組織之分解。

        在此同時,生醑物殘渣內的蛋白質可被蛋白質分解微生物所分解並與醑物殘渣內的糖質一起形成另一個營養源。然後,取10Kg的混合接種物植入這裡所配製成的混合物內,然後在347℃的溫度中培養24個鐘頭之後,將所收取的培養物再經乾化處理後就可以成為一個高消化性的飼料原料了。

        硝酸鹽型態的微生物,例如硝化細菌可氧化氨素或藉由其他的微生物作用後所產生的亞硝酸鹽,可產生氮氣。所產的氮氣再與"由澱粉水解微生物(例如黑麴菌)所分解澱粉而產生的糖質"融合之後,有促進Irpex consorus生長的功能。而這些分解的步驟並不只限作用在蔗渣中纖維素而已,其中的木質素也同樣可以進行以上的反應。

        經過這些作用之後,蔗渣之於反芻動物的適口性因之得以適度的提高。而Mr. Cillies也特別說明,這樣的飼料原料用之於泌乳牛的飼糧中,可表現出很好的飼養成績來。

飼料營養雜誌(p.30∼32)─咪咪、九四年第一期