■李 敬 Alejandro Criado 席鹏彬

（AB Vista Asia Pte Ltd.,新加坡 329682）

随着饲料工业的快速发展，寻找有效的途径实现饲料生产过程中各个环节的原料质量把控，评价原料营养成分的有效利用率，使其更精准地用于饲料配方，越来越受到饲料企业的重视。近年来，随着科技的不断进步，我们可以从整个饲料生产过程中的分析数据提取到更多有价值的信息，这为生产者提供一个新颖的评价模式，以便精准调整所使用的营养方案，更好地满足动物营养需求，减少营养浪费。

蛋白质原料是动物饲料的重要组成部分，尤其是植物性蛋白原料，如何通过快速有效的方法评估蛋白原料的优劣尤为重要。本文主要介绍近红外光谱技术在原料评估中的应用，活性赖氨酸对热损伤蛋白质原料质量评估的重要性，以及利用近红外模型测定活性赖氨酸含量，旨在改变热损伤蛋白质原料评估的传统观念以及推动近红外技术在饲料原料质量评估中的应用。

1 近红外光谱技术在原料评估中的应用

1.1 传统分析方法的弊端

传统的湿化学方法通常用于测定和评估饲料或饲料原料的营养成分含量，但不可避免会存在固有的变异性，如取样的变异性、实验室的分析误差、检测的变异性和实验室间的差异等。另外，检测时间较长，所有营养指标的检测周期一般为1～2周。通常来说，营养师或配方师也会通过已发表的文献获取原料营养价值。然而，已发表的数值仅代表原料的平均营养水平，并不能提供原料变异以及批次和时间变化所引起的营养成分变异。

1.2 近红外光谱技术的应用

近红外（NIR）光谱技术提供了一种新的分析方法，以帮助现代营养师更好了解饲料原料的质量和变异。NIR在原料样品的分子水平上提供了光谱特征，因此可以用于预测样品的成分信息。过去的NIR预测模型仅限于原料中常规养分，如水分、粗蛋白质、粗纤维和脂肪的预测分析。然而，近红外光谱数据库的发展使得人们可以预测更多的参数，如原料和成品饲料中的植酸含量、谷物的表观代谢能（AME）[1]，以及加工处理蛋白原料（如菜籽粕、豆粕等）的活性赖氨酸含量，检测原料掺假，确定最佳混合时间等，了解这些参数有助于营养师或配方师灵活使用饲料原料，管理控制生产，监控饲料品质，从而更好地满足动物的营养需求。

2 活性赖氨酸对蛋白质原料质量评估的重要性

2.1 热处理过程对蛋白质原料的影响

对于畜禽而言，赖氨酸是一种必需氨基酸，由于其自身不能合成，只能从外界获取来维持动物的健康成长。然而很多研究发现，测定原料或成品饲料中总赖氨酸含量并不能真实体现动物的生物利用率，只能通过动物试验来测定赖氨酸利用率。

在单胃动物饲粮中，蛋白质原料的质量优劣常受限于热处理工艺。赖氨酸的α-氨基在热处理以及常温条件长期储存过程中都会与其它化合物发生反应，生成修饰赖氨酸，如糖胺化合物和美拉德产物，包括糠氨酸和羧甲基赖氨酸，以及高水平的赖丙氨酸[2]。此过程是不可逆的，而这些反应使得赖氨酸不能参与吸收和代谢过程，从而降低原料的营养品质。

2.2 活性赖氨酸水平对热损伤蛋白质原料质量的影响

活性赖氨酸是指总赖氨酸中未发生美拉德反应的那一部分，可以被动物吸收和代谢。通过酸水解法测定的饲料原料总赖氨酸，包含活性和非活性赖氨酸部分，因此并不能真实地反映原料赖氨酸的营养价值。测定标准回肠可消化（SID）活性赖氨酸需要具有被消化和代谢赖氨酸的特征。活性赖氨酸占总赖氨酸百分比可作为热损伤的有效测量指标，SID活性赖氨酸可作为体现赖氨酸生物利用率的测量指标[3-4]。豆粕和菜籽粕中SID活性赖氨酸的减少与高温加工相关，可作为劣质原料的评判指标。测定豆粕和菜籽粕中的SID活性赖氨酸含量，有助于决定是否采购和饲料配方的应用，确保使用蛋白原料的饲粮能满足动物需要，提高动物生产性能。不同产地豆粕的活性赖氨酸变异如表1所示。

表1 2017年豆粕中平均活性赖氨酸占总赖氨酸比值（%）

通过0.2%氢氧化钾（KOH）溶液测定氮的溶解度是目前评估加工处理蛋白质原料质量的常用方法。KOH溶解度检测成本低且易操作，因此普遍被认为是豆粕和菜籽粕质量评估的常规工具，适宜溶解度范围为78%～84%。然而，KOH溶解度测定结果受样品粉碎粒度影响非常大，同一个豆粕样品粉碎粒度由184 μm逐渐提高到939 μm时，对应的KOH溶解度则由89.6%降至70.2%，其变化范围远超过适宜溶解度范围[5]。Batal等（2000）[6]测定经不同时间高压蒸汽处理大豆饼的KOH溶解度，并饲喂肉鸡，发现KOH溶解度测定结果表明过熟的大豆饼（67%），饲喂肉鸡时增重和饲料利用效率与饲喂加工适宜（76%～79%）豆饼的肉鸡无显著差异，说明KOH溶解度不适合用于评估热损伤对豆粕品质的影响（详见表2）。因此，近红外（NIR）光谱技术提供了一种新的替代方法，测量蛋白质原料的活性赖氨酸含量，作为热损伤程度的指标。

表2 高压处理的大豆饼对肉鸡生产性能和蛋白溶解度的影响

3 利用近红外模型测定活性赖氨酸含量

测定活性赖氨酸含量最常用的方法是胍基化、呋丝氨酸和FDNB方法[7-9]。活性赖氨酸并不能直接通过饲料总赖氨酸含量计算出来，如图1所示。回肠可消化活性赖氨酸的测定是通过给动物饲喂含有标记物的饲粮，并回收回肠内容物样本而实现。计算标准回肠消化率，同时考虑内源和饲料相关的活性赖氨酸流量。通过使用前面提到的方法作参考，可利用近红外光谱技术建立原料中总赖氨酸、活性赖氨酸（图2）以及标准回肠活性赖氨酸含量的定标模型[10]。

图1 2010～2017年不同地区的507个豆粕样品中总赖氨酸和活性赖氨酸含量（g/kg，湿基基础）

图2 分析豆粕活性赖氨酸测定值和AB Vista饲料质量服务近红外模型预测值相关性

4 结语

科学的进步使我们能从饲料生产中获取到更多有价值的信息，同时也为生产者提供更多的途径和方式来把控饲料的生产过程。近红外（NIR）技术的快速发展为评价原料和成品饲料的营养价值带来了新的机遇，通过近红外技术可以测定获得超过传统分析方法的更多参数信息，从而有效支持采购和配方决定，确保饲粮配方更好满足动物营养需要。