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椰子粕的營養特性及其在畜禽日糧中的應用與開發

2024-04-12 03:45作者龐怡王華朗全春育楊榮
廣東飼料 2024年2期
關鍵詞:代謝能椰子聚糖

◆作者:龐怡 王華朗 全春育 楊榮

◆單位:1.廣東恒興飼料實業股份有限公司;2.農業農村部華南水產與畜禽飼料重點實驗室

隨著畜牧業飼料原料緊缺、養殖成本增加,非常規飼料原料的開發利用十分緊迫。椰子粕是椰子胚乳經過提油后的副產物,產量豐富、價格低廉,每年全球產量約200 萬噸,是熱帶和亞熱帶地區常見的地源性飼料原料。椰子粕雖有一定的飼喂價值,但纖維和非淀粉多糖含量高,具有一定的抗營養作用,單胃動物對椰子粕蛋白質、粗脂肪和能量的利用率低,因此幼齡家禽和小豬日糧中不宜使用。本文將綜合闡述椰子粕的營養特性、在家禽日糧中的應用及開發技術,以期促進椰子粕作為飼料原料的開發與應用。

1 椰子粕的營養特性

椰子粕營養成分的差異主要受油脂提取工藝的影響,如高溫工藝易導致蛋白變性,降低椰子粕蛋白質利用率,而冷榨工藝雖對蛋白質性質影響不大,但油脂提取率偏低(崔巖巖,2020)。

表1 顯示的是椰子粕常規營養組成。椰子粕蛋白質含量不高,大約20%~25%,蛋白溶解度低,氨基酸不平衡,缺乏賴氨酸和含硫氨基酸,精氨酸與賴氨酸比例很高,但二者間存在拮抗作用;大部分氨基酸消化率低于豆粕,但接近玉米。因此在椰子粕日糧中,可通過添加單體氨基酸解決氨基酸缺乏的問題。椰子粕的碳水化合物主要是難以利用的纖維成分,約占60%,主要包括甘露聚糖(26%)、半乳甘露聚糖(61%)和纖維素(13%),其中甘露聚糖是主要的抗營養因子,嚴重限制了椰子粕在飼料中的應用(桂青,2014)。Sretsei 等(1983)研究顯示,椰子粕脫蛋白后的多糖主要是甘露聚糖,約占61%,其次是纖維素,少量的半乳甘露聚糖、阿拉伯木聚糖。由此可見,甘露聚糖和纖維素是椰子粕的主要非淀粉多糖。椰子粕中殘留的油脂主要是中鏈飽和脂肪酸(月桂酸),這說明椰子粕穩定性好,不易氧化變質。椰子油具有高效供能、抗菌、抗病毒、抗氧化等作用。椰子粕中磷含量為0.5%~0.6%,只有不到三分之一的磷與植酸結合,因此椰子粕中磷的消化率要比一般雜粕原料高。研究表明,雖然椰子粕總磷含量低于豆粕(0.52%vs 0.67%),但其非植酸磷含量卻高于豆粕(0.30%vs 0.23%);豆粕在生長豬上的磷表觀消化率(ATTD)和標準全腸道消化率(STTD)均不如椰子粕(ATTD:41.1% vs 60.6%;STTD:49.6% vs 70.6%)(Almaguer 等,2014)。

表1 椰子粕常規營養組成

總的來說,椰子粕總能較高,但纖維和甘露聚糖含量較高,蛋白質品質較差,因此養分利用率和有效能值均較低。如產蛋高峰期山麻鴨對椰子粕表觀代謝能為9.29MJ/kg,蛋白質表觀利用率為30.13%,氨基酸真可利用率在45.58%~87.95%(王爽等,2022)。櫻桃谷鴨對椰子粕干物質、粗蛋白、粗纖維和粗脂肪的消化率分別為41.90% 、47.61% 、56.25% 和78.11%,表觀代謝能和真代謝能分別為7.17MJ/kg、8.84 MJ/kg;氨基酸表觀消化率和真消化率分別為69.72%和5.98%(羅麗萍,2011)。

2 椰子粕在畜禽日糧中的應用

2.1 椰子粕對畜禽日糧消化率的影響

在67.3kg 育肥豬日糧上,保持日糧干物質與粗蛋白基本一致,總能增加840kcal/kg,以30%椰子粕替代部分玉米、豆粕顯著降低了日糧6.03%能量全腸道表觀消化率,日糧消化能和代謝能也略有降低,這說明添加30%椰子粕導致育肥豬日糧能量消化率降低(Son 等,2012)。這與Sulabo 等(2013)在生長豬上的研究結果相似。Vitor 等(2021)在15-19 日齡科寶500 肉雞日糧中添加椰子粕,隨著添加量增加,干物質、總能和消化能的表觀回腸消化率均呈顯著線性下降,日糧總能、氮、代謝能等的全腸道表觀消化能均沒有明顯變化,但回腸與全腸道表觀利用率的差異隨之增加,這可能是由于日糧中非淀粉多糖的含量增加了,導致盲腸中纖維發酵和揮發性脂肪酸增多所致。不難看出,添加椰子粕會降低日糧養分消化率,導致日糧有效能值降低。

2.2 椰子粕對畜禽生長性能的影響

Stein 等(2015)認為斷奶仔豬日糧和生長肥育豬中椰子粕添加量應分別低于15%和25%,高添加量會影響生長性能。齊琪等(2023)在保持日糧能量、粗蛋白和氨基酸水平一致的基礎上添加1.50%椰子粕會提高文昌雞日均采食量2.52%,而7.50%添加量降低日均采食量2.23%,但均分別提高日均重6.60%、4.33%,顯著降低料重比3.79%、6.14%,另外4.50%添加量對文昌雞生長性能無明顯影響,整體來說在日糧中添加1.50%~7.50%椰子粕對80-120 日齡文昌雞生長性能無負面影響,且不影響文昌雞的屠宰性能和肉品質,但高添加量的椰子粕日糧中纖維含量高,且水合能力強,導致腸道腫脹,減少采食量(B.S.等,2009)。Diarra(2020)報道表明,日糧中添加10%椰子粕雖不影響8-21 日齡肉雞的采食量和體重,但會提高料重比;20%椰子粕不影響22-35 日齡肉雞采食量,但會降低體重、提高料重比和盲腸相對重量。Devi(2020)研究顯示,添加15%椰子粕可提高雞體重和飼料轉化率,而添加30%椰子粕影響增重,料重比提高19.07%;添加15%椰子粕可提高140-245 日齡初產蛋雞日產蛋率10.83% 、 平均蛋重4.93%,改善飼料轉化率,而30%椰子粕則降低日產蛋率7.71%、平均蛋重12.34%,飼料轉化率顯著降低25.27%。因此,肉雞、蛋雞日糧中椰子粕添加量分別建議不超過10%、15%。與雞不同,鴨和鵝比較耐粗飼,對高纖維日糧不敏感,因此鴨鵝日糧中椰子粕添加量較高。王爽等(2023;2022)以玉米-豆粕日糧為基礎,以椰子粕氨基酸真利用率配制日糧,在高產蛋鴨日糧中添加6%、12%椰子粕可顯著提高產蛋高峰優勢卵泡數量、產蛋率和日產蛋重,顯著降低料蛋比,不影響蛋品質、血漿生化指標,這說明椰子粕能促進卵巢發育,改善蛋鴨的生產性能。王文策等(2015)以21 日齡四川白鵝為研究對象,日糧中添加10%~30%椰子粕對鵝日均采食、日增重、免疫器官指數、消化器官相對重量和腸道相對長度無顯著影響,顯著改善空腸黏膜形態結構以及增加盲腸內容物揮發性脂肪酸含量,降低氨態氮含量;30%椰子粕會顯著提高十二指腸、回腸的隱窩深度和降低絨隱比,提高料重比,降低屠宰率,21-70 日齡四川白鵝日糧中椰子粕的推薦添加量為20%。

3 椰子粕在畜禽日糧中的開發

近年來,生物技術的發展使椰子粕在飼料行業得到了進一步的開發,如酶的添加和發酵技術的運用。

3.1 酶制劑對椰子粕利用率的影響

有報道稱,β- 甘露聚糖會導致腸道食糜黏度增高、營養消化率降低以及影響免疫應答和腸道微生物生長等,而在家禽日糧中添加β- 甘露聚糖酶可通過影響腸道食糜黏度、釋放D-甘露糖作為能量源、抑制腸道有害微生物的繁殖、調節機體免疫力釋放受限制或結合的營養素等方式提高營養消化率,改善家禽生產性能(王東升等,2017)。目前,國內外已有不少報道顯示,添加酶制劑可以改善椰子粕的養分消化率,提高家禽生產性能。甘露聚糖酶和纖維素酶是降解甘露聚糖、纖維素,提高椰子粕消化利用率常用的酶(Thongsook 等,2018)。

付大波等(2012)通過體外酶解試驗證明,纖維素酶對椰子粕干物質、蛋白質消化率可分別提高23.72% ~35.30% 、31.16%~34.65%;甘露聚糖酶對椰子粕干物質消化率有輕微改善作用,對椰子粕蛋白質消化率可提高22.52%~29.80%。張旭等(2016)通過強代謝試驗檢測出臨武鴨對椰子粕干物質、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維和能量的真利用率分別為52.23%、58.49%、70.28%、34.67%和54.76%,表觀代謝能和真代謝能分別為7.49MJ/kg、9.64 MJ/kg,15 種氨基酸的真利用率在58.53%~90.21%;而添加復合酶(蛋白酶、纖維素酶、木聚糖酶、β-甘露聚糖酶等)后,椰子粕蛋白質表觀利用率和真利用率分別顯著提高15.95%、13.73%,粗纖維表觀代謝率和真代謝率分別提高 17.27% 、17.57%,15 種氨基酸真利用率提高了0.67%~4.99%,其中賴氨酸的提高幅度最大。與張旭相似,張輝華等(2012)采用真代謝能頂替法檢測β- 甘露聚糖酶對櫻桃谷鴨椰子粕消化率的影響,試驗結果顯示:加酶后,櫻桃谷肉鴨對椰子粕的蛋白質表觀和真實消化率分別提高了8.04%、7.35%,能量表觀和真實消化率分別提高了3.61%、3.38%,表觀代謝能與真代謝能分別增長12.02%與15.01%,粗纖維及干物質消化率分別提高了18.16%、4.59%,除了賴氨酸與組氨酸外,其他15 種氨基酸消化率均有所改善,椰子粕總氨基酸消化率提高了3.92%。由此可見,添加β-甘露聚糖酶、纖維素酶可有效提高椰子粕養分的消化率,特別是蛋白質和粗纖維,從而提高有效能值。

Kim 等(2017)在含有0.1%β-甘露聚糖酶的生長豬日糧中添加10%~25%椰子粕,保持日糧代謝能、粗蛋白和關鍵氨基酸水平一致,結果顯示:隨椰子粕添加量的增加,日糧干物質、粗脂肪和粗灰分的消化率差異不顯著,當椰子粕添加量超過15%時有下降趨勢,氮的儲留量趨于減少,導致糞氮含量增加,因此粗蛋白消化率線性下降。在生長性能方面,隨著椰子粕添加量增加,試驗前6 周的體重、日增重和日均采食量不受影響,且試驗3-6 周的飼料轉化率有提高的趨勢,而試驗第10-12 周的日增重和日均采食量均呈顯著線性下降,第7-12 周的飼料轉化率呈線性下降趨勢,但在整個12 周的試驗期內,雖然營養物質消化率呈線性下降,但豬生長性能不受影響,且經濟效益呈線性提高,這說明含有0.1%β-甘露聚糖酶的生長育肥豬日糧中添加高達25%的椰子粕對豬生長無不良影響,且能增加經濟效益。蔣桂韜等(2010)在玉米-豆粕-棕櫚粕-椰子粕(生長前期和后期添加量分別為4%、10%)日糧中添加β-甘露聚糖酶,可提高櫻桃谷鴨1-14 日齡和15-42 日齡的體增重和日均重,在一定程度上降低料重比,兩個階段的存活率分別有效提高4.18%、3.67%。Jang 等(2020)研究報道,在添加0.10%β-甘露聚糖酶的生長肥育豬日糧中,椰子粕添加量高達12%不影響豬的生長性能、蛋白質和纖維全腸道表觀消化率、血清尿素氮濃度;而18%的椰子粕添加量會對豬的生長速度、蛋白質和纖維全腸道表觀消化率產生負面影響。在椰子粕日糧中添加酶,可改善動物的生長性能,同時需要關注酶的添加量和底物水平是否匹配,在酶添加量不足時,椰子粕添加水平過高一樣對動物的生長性能產生不利的影響。

3.2 發酵對椰子粕營養組成的影響

微生物發酵處理是指直接利用益生菌對飼料原料進行發酵,益生菌在發酵過程中大量繁殖,通過生產一些蛋白酶類以降解抗營養因子或者消耗一些非蛋白類的抗營養因子以降低抗營養因子含量(陳麗軍等,2022)。目前,關于對椰子粕進行發酵研究和應用的報道較少。發酵技術的應用可以改變椰子粕的營養組成和降解抗營養因子。

椰子粕發酵前后營養組成的變化如表2。椰子粕在經歷微生物發酵后,各種必需氨基酸含量增加了,粗蛋白含量提高17.72%,粗纖維和粗脂肪含量分別降低27.31%、85.19%,整體代謝能水平降低14.18%。在保持日糧等能氮比的前提下,用該發酵椰子粕替代50%豆粕可提高初產蛋雞的日產蛋量、平均日增重和血清免疫蛋白水平,降低血清尿素水平,這表明發酵椰子粕可提高日糧蛋白質消化率和機體免疫力,有效改善蛋雞生產性能(陳倩婷,2010)。陳國隆等(2014)參照AA 肉雞營養需求,在等能量等蛋白基礎上添加10%椰子粕可顯著降低回腸絨毛高度,抑制肝臟發育,致使肉雞營養吸收不良,導致生長性能不佳;而用枯草桿菌和酵母菌F3對椰子粕先后進行有氧和無氧發酵,在日糧中添加10%發酵椰子粕可改善回腸絨毛高度和肝臟發育,降低盲腸細菌總數,顯著提高體增重,飼料轉化率提高3.19%,生長性能達到與玉米-豆粕日糧相同水平,這說明采用益生菌發酵可改善椰子粕的消化利用率。Jarukit 等(2020)結合酶解法和發酵法,用甘露聚糖酶和釀酒酵母先后處理椰子粕,椰子粕蛋白質、粗脂肪和氨基酸總量含量分別提高了90.87%、159.53%、64.05%,尤其賴氨酸含量增加了2.5 倍,且菌酶協同下甘露聚糖被分解成還原糖和各類低聚糖,粗纖維含量有效降低了49.06%。目前,國內外關于對椰子粕發酵的研究較少,仍需進一步探討。

表2 椰子粕發酵前后營養組成的變化(陳倩婷,2010)

4 小結

椰子粕的蛋白質含量低、品質差,加上其碳水化合物難以消化利用,因此整體有效能值低,限制了其在動物日糧上的運用。

添加椰子粕會降低日糧養分的消化率,導致日糧有效能值降低。

肉雞、蛋雞日糧中椰子粕添加量分別建議不超過10%、15%;鴨和鵝較耐粗飼,對高纖維日糧不敏感,因此鴨鵝日糧中椰子粕的添加量較高。

通過添加甘露聚糖酶或纖維素酶、發酵對椰子粕進行開發,可降解椰子粕中的甘露聚糖和纖維素,提高蛋白質和纖維素的消化率,從而改善椰子粕日糧對動物生產性能的影響。

參考文獻:(略)

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