热带地区及亚热带地区的甘蔗加工作业当中,每年大概可生产约超过100万吨的甘蔗副产物。而甘蔗副产物也被归属於较不昂贵的能量来源原料之一,因为其能量收成所需的每单位需求耕种面积很低。因此,饲料工厂早已经使用种种不同类型的蔗糖副产物做为动物的饲料原料,尤其是使用於反刍动物之糖蜜。
由於精炼处理可以提高糖品的效能,而精炼後所留下甘蔗的压碎、含纤维性梗物的蔗渣,就通常被糖厂拿来做为蒸气机的燃料。然而,在某些制糖地区,甘蔗蔗渣则被视为是一种会造成环境问题的固态废弃料。
甘蔗蔗渣一般含有10~30%的水份及大约20%的木质素。它可消化部位的组成大部份为纤维素及剩馀的糖质。这些物质在经过适当的处理後,添加於反刍动物饲粮中的使用量可达到20%,但这种喂养方式尚不普及。因为,甘蔗蔗渣在当作饲料原料时会有以下几个问题发生:若不经过处理或加工的话,它含有低蓬松密度及极易腐坏的缺点;而且,除非再添加糖蜜,否则甘蔗蔗渣的适口性并不佳;此外,若是甘蔗蔗渣未充份的弄细的话,则其纤维质中的木质素可能会损毁或扰乱反刍动物的消化系统。
於废弃产品喂养动物(Feeding Waste Products to Animals)中M. T. Cillies指出:不去论及甘蔗中潜在的能量来说……在家禽饲料中我们并未广泛建议甘蔗的使用;而且,在过去几项家禽利用甘蔗及甘蔗副产物例子的饲养结果并不是很令人满意……此外,从研究中也显示,家禽在消化甘蔗及甘蔗副产物时所消耗的能量远比家禽从这些原料所取的能量还要更大。
为了解决以上的缺失,於是发展到现在甘蔗蔗渣原料的加工物中除了含有乾化的蔗渣并添加了防霉剂後,再加以切细或研磨;此外,又添加了糖蜜以提高能量的含量。另外,Mr. Cillies也列举了其他的研究学者所发展的加工方式,但是并未被广为采纳。
〔微生物的分解〕
牛只及其他的反刍动物有消化纤维素,植物胶及蔗渣中糖质的能力,但它们却无法消化其中的木质素。此外,一个含高量的木质素原料对於其他纤维性物质的消化也力具有负面的影响。
在美国由一位研究学者S. Matsuoka已成功地研发如何利用微生物来配制一个高消化饲料,而且他的方式并已申请专利。所含的微生物包括:初培养的纤维分解微生物(cellulose-decomposing microorganism)、硝酸盐型态的微生物(nitrateforming microorganism)、淀粉水解(starchhydrolysing)及蛋白质分解(proteolytic)微生物及木质素分解微生物(lignin-decomposing microorganism)。将这些微生物一起置入以麸皮及米糠混合所作成的培养基中,以取得混合成的接种物。接种物再与含高量纤维素及木质素的蔗渣混合後,於是就可以将不易消化的蔗渣转化成为消化性更佳的饲料了。
接种物在最佳条件下作无性生殖培养时所需要的环境包括:其周围酸度必须保持在4.0~5.0pH,环境温度保持在30~45℃,湿度则控制到稍为高於10%;以重量而言,蔗渣一般大概含有22.5%的木质素。其基本的处理方法可分成两个步骤。
第一个步骤是要先配制『混合的接种物』(composite inoculum)。将2.1Kg的麸皮及0.9Kg的米糠混合置入桶状容器中。在混合当中并加入7Kg且温度保持在37℃的水,以调整混合物可维持大约含70%水份。配制成的混合物再注入如下的微生物:Irpex consorus、硝酸盐型态的微生物例如硝化细菌(Nitrobacter)、淀粉水解及蛋白质分解微生物例如黑麴菌(Aspergillus niger),以及可以分解植物胶的毒霉素(Penicillium)微生物。再将这些微生菌丛置於室温中培养大约12个钟头就可以取得混合接种物(composite inoculum)。
第二个步骤就是:将所配制的混合接种物使用於蔗渣的分解。取1000Kg的蔗渣及700Kg生的醑物残渣(raw spirits lees)混合放入另一个桶状容器中并充份的混合。在这里之所以要添加醑物残渣的理由是因为,蔗渣会吸收醑物残渣内的水份,如此,则可促进微生物对蔗渣组织之分解。
在此同时,生醑物残渣内的蛋白质可被蛋白质分解微生物所分解并与醑物残渣内的糖质一起形成另一个营养源。然後,取10Kg的混合接种物植入这里所配制成的混合物内,然後在347℃的温度中培养24个钟头之後,将所收取的培养物再经乾化处理後就可以成为一个高消化性的饲料原料了。
硝酸盐型态的微生物,例如硝化细菌可氧化氨素或藉由其他的微生物作用後所产生的亚硝酸盐,可产生氮气。所产的氮气再与"由淀粉水解微生物(例如黑麴菌)所分解淀粉而产生的糖质"融合之後,有促进Irpex consorus生长的功能。而这些分解的步骤并不只限作用在蔗渣中纤维素而已,其中的木质素也同样可以进行以上的反应。
经过这些作用之後,蔗渣之於反刍动物的适口性因之得以适度的提高。而Mr. Cillies也特别说明,这样的饲料原料用之於泌乳牛的饲粮中,可表现出很好的饲养成绩来。