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不同产地棉籽粕营养成分、代谢能及氨基酸利用率的研究

2015-01-22王文策董泽敏

饲料工业 2015年16期
关键词:代谢能棉籽粗蛋白质

■王文策 龚 红 叶 慧 董泽敏 杨 琳

(华南农业大学动物科学学院,广东广州510642)

我国棉籽粕资源丰富、价格低廉,粗蛋白质含量高达36.3%~47.0%,仅次于豆粕,被认为是一种优质的蛋白质饲料。目前,在肉鸭饲料中应用也比较广泛。但是我国对鸭饲料原料营养价值的研究相对落后,对鸭的营养价值资料缺乏,能量和养分利用率都未进行系统的评价,在肉鸭饲料配制技术上也多参考鸡的数据,而且大量研究表明,一般情况下鸭饲料代谢能和氨基酸的消化率显著高于鸡的值(黄世仪等,1997;江庆娣,1999;樊红平,2003)。棉籽粕的营养成分主要受品种、产地、加工工艺的影响。不同的加工工艺生产的棉籽粕蛋白质和粗脂肪含量相差较大。传统的工艺需要蒸炒、螺旋压榨、预榨或蒸脱等工序,这些工序产生的高温使饲料中蛋白质结构变性从而造成氨基酸的损失。目前采用低温脱酚萃取新工艺(唐金泉等,2011),该工艺采用低温一次浸出工艺,采用两种溶剂分步萃取棉籽油和脱除棉酚,经过多级脱酚萃取,避免了蛋白质变性和破坏,也达到了快速、彻底提油和脱酚的目的。

本研究对不同产地的15种棉籽粕样品营养成分进行了分析比较,以樱桃谷肉鸭为试验对象,测定了不同产地棉籽粕的代谢能和氨基酸利用率,通过对棉籽粕进行全面系统的饲用价值分析,为鸭饲料数据库提供数据支持,并为棉籽粕在樱桃谷肉鸭生产上的合理应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 棉籽粕样品的采集

采集不同产地的棉籽粕15种,根据产地依次编号为新疆1、新疆2、山东1、山东2、山东曹县、山东高青、山东夏津、河南、河北、湖南1、湖南汉寿、湖南澧县、湖北荆州、湖北公安1、湖北公安2。

1.2 常规营养成分的测定

测定15种棉籽粕样品的水分、粗灰分、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物。将测得各营养成分含量换算成90%干物质基础下含量,对不同产地的棉籽粕营养成分含量进行比较分析。棉籽粕水分、粗灰分、粗蛋白测定均参照国标。粗脂肪的测定参照《饲料分析及饲料质量检测技术》第三版中油重法,采用粗脂肪测定仪进行测定。粗纤维的测定参照《饲料分析及饲料质量检测技术》第三版中滤袋法,采用Ankom 220i型半自动纤维分析仪测定。

1.3 代谢试验饲粮

以无氮日粮为基础饲粮,无氮日粮的配方如下:玉米淀粉99.7%,多维、矿物质预混料0.3%。根据测得不同产地棉籽粕的粗蛋白质含量,将棉籽粕粉碎后与无氮日粮按一定比例混合,将粗蛋白质含量调整至16%左右,制成混合饲粮。

1.4 代谢动物与分组

选择健康、体重一致的成年樱桃谷公鸭36只,随机编号,试验期间单笼饲养,自由饮水。试鸭分为6组,每组6个重复,每个重复1只鸭。代谢试验分3批完成。第一批设一个空腹组,一个无氮日粮组,其余4组均为试验组,饲喂混合饲粮。第二批6个组均为试验组,第三批使用5组鸭,均为试验组,饲喂相应混合日粮。剩下两批每组均为试验组,饲喂相应混合饲粮。

1.5 代谢试验方法

参照许万根报道的TME法和侯水生报道的鸭代谢能测定方法。具体试验进程如下:第一批,鸭进笼后,适应期10 d,饲喂全价饲料,预饲期3 d,饲喂对应试验饲粮,禁食排空期36 h,其间断料不断水,禁食结束后进行强饲,每只鸭强饲60 g试验料,强饲后马上装上集粪袋,记下强饲完时间,按时间准确收集排泄物36 h。空腹组采用平行对照,除了不强饲外,其余操作均相同。代谢结束后恢复期7 d,饲喂全价饲料。

1.6 排泄物的收集与处理

排泄物采用缝瓶盖法收集。以一个重复为单位收集36 h的排泄物,每次收集后滴加10%盐酸,然后120℃灭酶10~15 min后,65℃烘干至恒重,置天平室回潮24 h,称重、记录,再烘2 h,取出回潮,称重、记录,直到前后两次重量相差不大于0.5 g为止。作为每个重复的36 h风干排泄物平均重量(g/只),再粉碎,过40目筛,封口袋封存,于4℃保存,待测。

1.7 测定指标及方法

测定各试验组饲粮、代谢粪样以及空腹组排泄物的水分、能量、氨基酸。水分测定按照GB/T 6435—2006《饲料中水分和挥发性物质含量的测定》。能量测定采用HWR-15C自动热量计测定。氨基酸测定采用氧化水解法利用日立L-8900全自动氨基酸分析仪测定。

1.8 计算公式

套算法计算棉籽粕代谢能值(干物质基础)的公式如下:

棉籽粕的能量利用率计算公式如下:

棉籽粕的氨基酸利用率计算公式如下:

2 结果与分析

2.1 不同产地棉籽粕的常规营养成分测定(见表1)

由表1可知,15个不同产地的棉籽粕常规营养成分的变异系数由小到大依次为粗蛋白质、粗灰分、无氮浸出物、粗纤维、粗脂肪。其中,除了粗蛋白质的变异系数小于10%,其他营养成分变异系数均大于10%。在90%干物质基础下,15个不同产地棉籽粕的粗蛋白质含量的变化范围为37.15%~46.91%,粗脂肪含量的变化范围在0.23%~1.55%之间,粗纤维含量的变化范围在12.41%~23.00%之间,粗灰分含量的变化范围为5.21%~7.68%,无氮浸出物含量的变化范围在19.42%~29.36%之间。

表1 不同产地棉籽粕的常规营养成分含量(%,90%干物质基础)

2.2 不同产地棉籽粕的代谢能及能量利用率(见表2)

由表2所示,不同产地棉籽粕的总能差异不大,变化范围为16.77~17.55 MJ/kg。

表观代谢能和真代谢能最低的是湖北公安1的棉籽粕,分别为5.90 MJ/kg和7.03 MJ/kg,其次为河北和湖南澧县的棉籽粕,表观代谢能分别为6.02 MJ/kg和6.89 MJ/kg,真代谢能分别为7.23 MJ/kg和8.16 MJ/kg。

表观代谢能和真代谢能最高的是山东1的棉籽粕,分别为9.59 MJ/kg和10.83 MJ/kg,其次为湖南汉寿、山东2、河南棉籽粕,表观代谢能分别9.33、9.22 MJ/kg和9.12 MJ/kg,真代谢能分别为10.58、10.45 MJ/kg和10.34 MJ/kg。

表2 不同产地棉籽粕的总能、AME、TME、能量表观利用率和真利用率(干物质基础)

其余棉籽粕的表观代谢能变化范围在7.04~8.58 MJ/kg之间,真代谢能变化范围在8.30~9.81 MJ/kg之间。各棉籽粕的能量表观利用率主要在34.61%~56.56%之间,能量真利用率主要在41.87%~63.85%之间。

15种棉籽粕的鸭AME和TME平均值分别为7.79、9.02 MJ/kg,能量表观利用率和真利用率平均值分别为45.50%、52.71%。

2.3 不同产地棉籽粕部分氨基酸的利用率(见表3~表5)

表3 不同产地棉籽粕的部分氨基酸含量(%,90%干物质基础)

表3(续) 不同产地棉籽粕的部分氨基酸含量(%,90%干物质基础)

表4 不同产地棉籽粕的部分氨基酸的表观利用率(%)

表4(续) 不同产地棉籽粕的部分氨基酸的表观利用率(%)

表5 不同产地棉籽粕的部分氨基酸的真利用率(%)

表5(续) 同产地棉籽粕的部分氨基酸的真利用率(%)

由表3所示,15种不同产地棉籽粕的部分氨基酸含量的变异系数相差不大,除了丝氨酸的变异系数小于9%(8.55%)外,缬氨酸、赖氨酸、精氨酸和脯氨酸的变异系数超过10%,分别为10.05%、10.25%、10.35%和11.05%,其余氨基酸含量的变异系数都在9.10%~9.95%范围之内。

由表4和表5可知,15种棉籽粕不同氨基酸的利用率差异也较大,精氨酸的平均表观和真利用率最高,分别达89.17%、91.72%,赖氨酸的平均真利用率最低,仅69.15%,谷氨酸和天门冬氨酸的平均真利用率高于80%,分别为88.97%、83.30%,其余氨基酸的平均真利用率均在70%~80%之间。

3 讨论

3.1 不同产地棉籽粕的常规营养成分

我国棉花主要有黄河流域、长江流域、华南、北部特早熟和西北内陆五大主产区,基于不同地区棉花种植品种及各种地理气候条件的不同,棉籽粕的品质也会有差异。本试验结果可知,采自不同产地的15种棉籽粕的常规营养成分变化范围较大,除了粗蛋白质的变异系数小于10%,其他营养成分的变异系数均大于10%。15种棉籽粕粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物含量的平均值分别为41.60%、0.59%、18.25%、6.16%和23.29%,与《中国饲料成分及营养价值表2010年第21版中国饲料数据库》中数据(见表6)对比,粗蛋白质(低1.90个百分点)、粗脂肪(高0.09个百分点)、粗纤维(高7.75个百分点)、粗灰分(低0.44个百分点)、无氮浸出物(低5.61个百分点)数值差异较大。王安平(2009)也对我国不同主产区的5个棉籽粕样品的常规营养成分进行了分析,发现不同主产区棉籽粕的粗蛋白质含量稳定,在37.77%~41.86%之间,变异系数为3.99%,而粗脂肪含量差异较大,变异系数为22.57%。这与本试验结果较为一致。本试验结果中,同地区的不同棉籽粕,营养成分也存在差异,这可能是由不同加工工艺所造成的。粗脂肪含量的差异可能是由不同的提油工艺所造成,预榨浸提法生产的棉籽粕粗脂肪含量在2.0%以下,而直接浸提法生产的棉籽粕粗脂肪含量在0.5%以下。粗蛋白质和粗纤维含量的不同可能与棉籽粕加工过程中脱壳的程度有关。脱壳程度提高,粗蛋白质含量增加,粗纤维含量降低。本试验中,除了河南棉籽粕的粗脂肪含量高于1.0%,其余产地的粗脂肪含量均低于1.0%;河南棉籽粕的粗脂肪含量为1.55%,粗纤维含量较低(16.39%),可能是由于经脱壳后采用预榨浸提法加工的缘故。

表6 棉籽粕常规营养成分(%,90%干物质基础)

3.2 不同产地棉籽粕的总能、代谢能和能量利用率

代谢能是禽类对能量需要量研究的重要指标,也是禽类饲料营养价值评定的重要指标,其评定方法主要通过代谢试验来测定。目前,关于棉籽粕的鸭代谢能研究报道较少。本试验通过测定15种不同产地棉籽粕的总能,得知不同产地棉籽粕的总能相差不大,变化范围在16.77~17.55 MJ/kg之间。而不同产地棉籽粕的代谢能差异较大,15种不同产地的棉籽粕的表观代谢能变化范围在5.90~9.59 MJ/kg之间,真代谢能变化范围在7.03~10.83 MJ/kg之间。各棉籽粕的能量表观利用率主要在34.61%~56.56%之间。能量真利用率主要在41.87%~63.85%之间。本试验中不同产地棉籽粕的代谢能值差异较大,可能是由棉籽粕的营养成分组成差异而造成。AME在9 MJ/kg以上的有山东1、山东2、河南、湖南汉寿,其粗蛋白质含量在41.14%~46.91%之间,粗脂肪含量在0.78%~1.55%之间(山东1为0.46%),粗纤维含量在12.41%~17.81%;而AME在7 MJ/kg以下的有河北、湖南澧县、湖北公安1,其粗蛋白质含量在37.15%~42.97%之间,粗脂肪含量在0.40%~0.58%之间,粗纤维含量在20.92%~23.00%,由此看出,粗蛋白质和粗脂肪含量越高,纤维含量越低,棉籽粕的代谢能就越高。

陈朝江等(2005)研究指出,饲喂棉籽粕的北京鸭AME为7.76 MJ/kg,TME为9.36 MJ/kg。郑卫宽(2009)将棉粕与玉米淀粉按4∶6混合,以差量法测得19个棉粕样的鸭真代谢能值平均值为(9.83±0.65)MJ/kg,同时用仿生消化仪测得该19种棉粕的鸭消化能平均值为(9.47±0.19)MJ/kg。樊红平等(2006)比较了鸡和鸭的棉粕代谢能,结果表明,棉粕的鸭AME为(7.73±1.60)MJ/kg,鸡 AME为(7.57±1.58)MJ/kg,差异不显著;棉粕的鸭TME为(10.57±1.60)MJ/kg,鸡TME为(9.65±1.58)MJ/kg,鸭TME明显高于鸡TME。本试验结果表明,15种棉籽粕的鸭AME平均值为(7.79±0.30)MJ/kg,与以上文献报道一致。但15种棉籽粕的鸭TME平均值为(9.02±0.31)MJ/kg,比以上文献报道偏低,可能是不同代谢试验方法和不同动物品种所得内源能存在差异所造成。因此,应针对不同品种的动物建立系统全面的原料数据库。

3.3 不同产地棉籽粕的氨基酸含量及氨基酸利用率

棉籽粕做为一种高蛋白质饲料原料,其氨基酸的组成及比例是评定蛋白质质量的重要指标。本试验测定了15种不同产地的棉籽粕的14种氨基酸含量,氨基酸含量除了丝氨酸的变异系数小于9%(8.55%)外,缬氨酸、赖氨酸、精氨酸和脯氨酸的变异系数超过10%,分别为10.05%、10.25%、10.35%和11.05%,其余氨基酸含量的变异系数都在9.10%~9.95%范围之内。不同文献报道的棉籽粕中氨基酸含量也存在一定的差异(见表7)。

Cheng等(2002)测定南美4个不同地区的棉籽粕氨基酸含量和氨基酸的利用率,研究表明不同产地棉籽粕的营养组成和氨基酸利用率都有差异。本试验测得各氨基酸含量比宋建国等(2003)、王继强等(2010)报道和《中国饲料成分及营养价值表2010年第21版中国饲料数据库》中数据(见表7)偏低,比计成等(2002)报道的数据偏高,可能与蛋白质的含量有关。蛋白质含量越高,各氨基酸的含量也越高。本试验中,新疆2、山东高青、山东夏津、河北棉籽粕的粗蛋白质含量低于39%,各氨基酸含量比其他产地棉籽粕也偏低。棉籽粕中氨基酸组成不平衡,精氨酸含量较高,达3.45%~5.08%,而赖氨酸含量较低,在1.22%~1.77%之间,是第一限制性氨基酸,因此在单独使用棉籽粕作为蛋白质原料时,必须补充赖氨酸,以保证氨基酸的平衡。

表7 不同文献来源的棉籽粕氨基酸含量的比较(%,干物质基础)

氨基酸的利用率也是衡量蛋白质饲料品质的重要指标。本试验对15种棉籽粕各氨基酸的平均利用率进行分析,结果显示,不同氨基酸的利用率差异也较大,精氨酸的平均真利用率最高,达91.72%,平均真利用率高于80%的氨基酸有谷氨酸和天门冬氨酸,仅赖氨酸的利用率低于70%,其余氨基酸的平均真利用率均在70%~80%之间。

本试验不同产地棉籽粕的氨基酸利用率存在差异,不同氨基酸之间也存在较大的差异,可能的原因有以下几个方面:不同产地棉籽粕本身的营养成分差异;不同处理工艺对氨基酸的影响;另外,氨基酸本身的化学结构、消化吸收特性和内源氨基酸排泄量也会造成氨基酸利用率的差异。谷氨酸易被消化吸收,不易被加工处理所破坏,所以利用率高。赖氨酸容易受加工因素的影响,并且能与棉酚发生美拉德反应,降低了赖氨酸的利用率。

另外,本试验测得的棉籽粕氨基酸利用率与不同文献报道的结果不尽一致(见表8)。

表8 不同文献来源的棉籽粕氨基酸利用率的比较(%,干物质基础)

由表8数据可知,氨基酸利用率与家禽品种、年龄有关,还与饲料因素和测定方法有关。不同品种家禽的消化生理不同,对氨基酸利用率也有差异。另外,肉仔鸡处在生长发育阶段,对棉籽粕氨基酸利用率也比成年家禽偏高。不同的测定方法也会造成氨基酸利用率的差异,由于家禽后肠微生物干扰了氨基酸代谢,对于有些原料,收粪法比回肠法高估了表观和真氨基酸消化率(Kadim等,2002)。氨基酸真消化率与内源氨基酸的测定方法有关,目前,大部分都采用无氮日粮法测定内源氨基酸排出量,而无氮日粮没有统一的标准。Raharjo Y(1984)在无氮日粮中加入醋酸纤维素,由于纤维素具有黏性,降低养分的消化吸收,提供的碳水化合物还能促进细菌蛋白质的合成,增加随添加含量增加,内源AA的排泄量明显增加。本试验以玉米淀粉作为无氮日粮,未加纤维素类,内源AA排出量偏低,可能导致氨基酸真利用率比其他文献报道数据偏低。

因此,在配制饲粮时,应综合考虑各氨基酸的可利用价值,以可利用氨基酸为基础,保证饲粮的氨基酸平衡。

4 结论

①15种不同产地棉籽粕(90%干物质基础)的粗蛋白质含量的变幅为37.15%~46.91%,粗脂肪含量的变化范围为0.23%~1.55%,粗纤维含量的变化范围为12.41%~23.00%,粗灰分含量的变化范围为5.21%~7.68%,无氮浸出物含量的变化范围为19.42%~29.36%。鸭AME的变化范围为5.90~9.59 MJ/kg,TME的变化范围为7.03~10.83 MJ/kg。

②15种不同产地棉籽粕的各氨基酸利用率差异较大,精氨酸的平均真利用率最高,达91.72%,赖氨酸的平均真利用率最低,仅为69.15%。

(参考文献16篇,刊略,需者可函索)

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