新玉米在饲料中应用前景与价值的探讨

玉米作为世界上主要粮食品种之一,其播种面积仅次于小麦、水稻而居第三位,也是世界上分布较广的作物之一,世界各大洲均有玉米种植,其中北美洲和中美洲的玉米种植面积最大。目前,世界玉米的总产量已在世界粮食作物中居首位[1]。我国的玉米总产量占世界的1/6。而玉米总产量的70%以上做为饲料来用,占饲用谷类总量的50%,是主要的饲料原料之一,同时也是使用最为广泛的谷食类饲料。在配合饲料生产和畜牧业生产中起着举足轻重的作用[2]。

1玉米的营养特性

在玉米油中,脂肪酸的构成为亚油酸59%、油酸27%、硬脂酸0.8%及花生油酸0.2%,其中,必需脂肪酸亚油酸含量高达2%,也是谷类籽实中最高者。当在畜、禽日粮中玉米的使用比例达50%以上时,可完全满足畜禽对亚油酸的需要量。另外在可利用能值方面,由于玉米粗纤维含量仅2%,而无氮浸出物高达72%,且主要是淀粉,消化率高,脂肪含量高,达3.5%-4.5%,所以玉米的可利用能值在谷类籽实中也属最高。此外,玉米中蛋白质含量较低(约7%-9%),且品质相对较差,缺乏赖氨酸与色氨酸,主要原因为玉米蛋白质中50%为玉米醇溶性蛋白质,且其品质低于谷蛋白。黄玉米中含有丰富的维生素原、β-胡萝卜素(1.3-3.3mg/kg)和维生素E(20mg/kg),但维生素D和维生素K相对缺乏。在矿物质含量方面,玉米中的钙含量仅为0.02%左右,磷约0.25%,其中,植酸磷约占50%-60%。铁、铜、锰、鋅、硒等微量元素的含量也较低[2]。

2新收获玉米的品质与特点

2.1水分含量高

新收获的玉米水分在华北地区一般为15%-20%,在东北和内蒙地区一般为20%-30%。高水分会破坏日粮中维生素等活性成分、降低日粮中代谢能水平和粗蛋白水平、打破日粮中各营养素间的平衡关系等,所以最好通过收购合格品质的玉米来解决,或根据水分差异的影响,调整日粮营养水平[3];其中,猪料中新玉米水分含量与代谢能的关系(如表1)。

表1玉米水分含量与代谢能的关系

玉米水分%

代谢能Kcal/kg

代谢能差异

相当油脂量

(kg/吨玉米)

添加油脂量%

14

15

40

5

0.44

16

80

10

0.88

17

15

1.29

玉米是我国用量最多的能量类饲料原料,在蛋鸡日粮中玉米一般占55%~70%,玉米质量的好坏直接影响配合饲料饲喂效果,正常情况下,玉米水分为14%以内,粗蛋白含量8%以上,而新玉米由于收获时间短,不经过充分凉晒或烘干往往易水分超标。不同水分含量玉米的代谢能和粗蛋白质具有差异,其变化情况见表2。另外,我们在使用高水分新玉米时需要对配方做出相应调整,下面以产蛋鸡40%浓缩料为例(见表3与4)[4]。

表2新玉米变化时的养分指标

水分%

14

15

16

17

18

粗蛋白%

8.0

7.

7.

7.

7.

代谢能(kal/kg)

表3新玉米水分含量对全价料营养价值的影响

水分%

14

15

16

17

18

玉米添加量

60

60

60

60

60

浓缩料添加量

40

40

40

40

40

代谢能(kal/kg)

粗蛋白%

16.2

16.2

16.0

16.0

15.9

表4调整后的推荐配方

水分%

14

15

16

17

18

玉米添加量

60

59.7

59.2

58.6

57.8

浓缩料添加量

40

40

40

40

40

豆粕添加量

0

0.1

0.3

0.7

0.9

油脂添加量

0

0.2

0.5

0.9

1.3

代谢能

粗蛋白

16.2

16.2

16.2

16.2

16.2

2.2具有不完善粒特性

随着农业机械化的普及,机械收割玉米的方式取代了原来的人工收割方式。机械收割是直接脱皮脱粒,导致破损粒增加,饲料厂在加工饲料时,一般先对玉米烘干,在烘干的过程中会造成玉米的热损伤粒,使得破损的玉米会营养流失。生霉粒是不完善粒的一种,多数养殖户认为玉米霉变只发生在玉米贮存过程中,但实际上玉米霉菌分为仓储霉菌和田间霉菌。谷物在采收前后约25%已受到霉菌的污染,霉菌的潜在性及霉菌毒素的存在给饲料品控提高了难度,添加霉菌毒素吸附剂固然是个办法,但关键还是高度重视霉菌污染的问题,加大监控力度把生霉粒控制在1%范围内。不完善粒除了生霉粒,还包括生芽、病斑、破损及虫蚀和杂质等。新玉米本身的呼吸强度大,不完善粒的存在致使短期贮藏发热霉变风险也会变大[3]。

2.3具有较高含量的抗性淀粉

2.3.1抗性淀粉的分类

抗性淀粉这一概念是由英国生理学家Hans于年首次提出,英文名为ResistantStarch,简称RS[5];目前抗性淀粉大致分为4种类型:即为(1)RS1(物理包埋淀粉),指淀粉酶无法接近的淀粉,主要存在于完整或部分研磨的谷粒、豆粒之中。淀粉颗粒因细胞壁的屏障作用或蛋白质的隔离作用而难以与酶接触,因此不易被消化。加工时的粉碎、碾磨及饮食时的咀嚼等物理动作可改变其含量。(2)RS2(抗性淀粉颗粒),指未经糊化的生淀粉粒和未成熟的淀粉粒,常存在于生马铃薯、生豌豆、绿香蕉中。此类淀粉在结构上存在特殊的构象或结晶结构,对酶具有较高的抗性,其中RS1与RS2经适当加工后仍可被淀粉酶消化吸收。(3)RS3(回生淀粉),指糊化后的淀粉在冷却或储存过程中部分重结晶,为凝沉的淀粉聚合物;该类淀粉又分为RS3a与RS3b,其分别为凝沉的支链与直链淀粉,其中RS3b的抗酶解性较强,而RS3a可通过再加热而被淀粉酶降解。(4)RS4(化学改性淀粉),是指由基因改造或化学改性引起淀粉分子结构发生变化从而产生抗酶性的一类抗性淀粉,如交联淀粉、共聚淀粉等[5,6]。

2.3.2抗性淀粉的影响

玉米属于后熟生理作物,新玉米中的抗性淀粉含量非常高,储存一段时间(5~6周)后含量会逐渐降低。烘干干燥的新玉米,由于淀粉变性,直链淀粉增多,也会在一定程度上影响消化率。过高的抗性淀粉对于动物生产会产生负面影响,可能会造成畜禽不同程度地出现软便、饲料报酬高等现象。不同饲料原料中的抗性淀粉含量存在差异,如表5所示[3]。

表5几种原料中的抗性与非抗性淀粉含量(%)

样品

干物质

抗性淀粉

非抗性淀粉

玉米

89.7

6.42±0.06

58.75±0.85

小麦

89.6

0.64±0.11

70.93±0.10

燕麦

89.8

0.40±0.13

56.9±0.72

荞麦

90.7

0.75±0.06

64.15±0.42

大米

92.4

0.60±0.31

80.84±0.61

小米

89.4

0.21±0.20

75.65±1.10

2.4适口性好

对于新玉米来说,由于离收储的时间较近,新鲜可口、营养全面是其最大的优点。新玉米保留了浓郁的谷物香味,诱食效果明显,对促进动物采食量,尤其是猪采食量效果显著。另外,此种原料加工出来的玉米粉,色泽亮黄,气味新鲜,具有较好的适口性,且各种氨基酸、维生素、脂肪酸等营养物质较少损失,可以为动物所用。

2.5粘度较陈玉米低

新收获的玉米在烘干干燥后,由于淀粉变性,直链淀粉增多而使得其粘度也有所降低。

3酶制剂在新玉米使用过程中的价值

3.1新玉米在使用过程中的建议及措施

首先由小麦作为主要能量来源的蛋鸡饲料,如要换成新收获玉米,过渡期一般建议为15天以上,每天只可低于全价料的5%替换小麦,同时继续配合使用小麦酶或复合酶制剂。由于使用小麦和玉米的不同,会使得肠道内环境(微生物,消化酶等)也会差别很大,因此,必需逐渐换料。其次由陈玉米作为主要能量来源的,换成新收获玉米时,过渡期一般需要一周以上并搭配针对性较强的复合酶制剂使用,每日替换量不高于全价料的10%。由于新收玉米籽粒需继续完成内部的生理生化变化,逐步达到生理上的完全成熟,并且水分差别大,所以更换过快会造成消化系统的不适应。另外,玉米糊化温度一般为64-72℃,且95℃以内糊化度随温度提升而改善,糊化后的淀粉可消化性增加,动物日增重、饲料效率、下痢头次数等均随玉米淀粉糊化度的提高有着不同程度的改善;因此,适当增加糊化时间,提高饲料的糊化度,可改善消化吸收率。

3.2影响新玉米使用的主要因素

抗性淀粉作为主要影响因子会直接影响到新玉米的使用,其主要是由于淀粉颗粒被蛋白质或纤维素等包被,或淀粉糊化和回生造成的。其中RS1型淀粉不易被消化,因为它是被细胞壁物理包埋的淀粉;而RS2为固有的抗性淀粉颗粒;RS3则为回生淀粉。由于淀粉在热加工过程,蒸汽制粒时可产生糊化,淀粉分子晶体崩解,则会对其消化产生有利影响。另外,回生则会使蛋白质、脂肪、淀粉形成结合物(Tester等,),而增加淀粉和蛋白质的抗消化性。大量未被小肠消化的淀粉和蛋白质进入大肠后,被大肠微生物所利用,对家禽的生长和饲料转化率造成负面影响,或造成家禽的慢性疾病。淀粉回生对雏鸡的影响更为严重,因为雏鸡在刚出壳的前几天,淀粉酶分泌不足,淀粉的消化率和雏鸡对饲料能量的利用率都会受到影响(Sklan等,)。

3.3在新玉米使用中酶制剂的作用及价值

玉米中的抗营养因子包括有存在于细胞壁中的木聚糖,其可阻止消化酶和细胞内成分(如淀粉颗粒)的接触及包裹着淀粉颗粒的玉米储存蛋白,也会限制其消化率。因而会使得淀粉在家禽回肠的消化率表现并不理想。然而大量研究和生产实践证明饲料酶制剂可以有效改善玉米的饲用品质。其中,尹达菲等研究证实利用非淀粉多糖酶可以有效改善肉鸡对新玉米组成日粮的养分、淀粉和能量的利用效果[7];另外,王潇等人的试验结果显示,加酶组玉米可有效提高断奶仔猪的日增重及降低料肉比;同时还可显著提高及增加十二指肠的绒毛高度与空场前段、后段和回肠的黏膜厚度[8]。

故依据新玉米中出现的此类主要抗营养成分,我们可专门针对该原料特性而设计开发具有特异性的复合酶制剂产品;如依据新玉米中抗性淀粉的特性,我们可筛选利用具有高活性及高降解效率的淀粉酶、木聚糖酶以及蛋白酶为主酶系组成的复合酶制剂;以此来配合新玉米在饲料中正常安全的应用。其中,木聚糖酶的主要功能是打破细胞壁,让淀粉颗粒充分暴露出来,蛋白酶则会降解储存蛋白,释放被其包裹的淀粉颗粒,消除植物中其他抗营养成分如胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素等;同时不同组合淀粉酶间的协同高效作用则会使得淀粉消化率显著提高,并补充内源淀粉酶的单一与不足。因此合理使用新收获玉米作为饲料原料并在使用过程中配合针对性较强的酶制剂产品使用,可有效避免和减少由于其本身抗营养成分限制其使用而造成的损失。

4结语

研究实践证明饲用酶制剂可有效降解玉米中的抗营养因子,提高玉米的能量和蛋白质消化率,降低玉米品质的变异,改善家禽生产性能[9]。因此,在使用新玉米的同时合理并有针对性的搭配酶制剂产品,则可以有效改善和控制新玉米在使用过程中而导致出现的诸如畜禽拉稀、饲料报酬偏高等一些问题。同时也可以减少和改善新收获玉米引起的畜禽肠道菌群失调、养分消化率和吸收率下降、生产性能降低等问题。此外,新收获玉米本身还具有较高的成本优势,合理利用则可以有效降低饲料成本,提高经济效益。

参考文献略

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长按







































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