1 引 言
蛋白質(zhì)生產(chǎn)行業(yè)和動(dòng)物飼料行業(yè)將持續(xù)面臨巨大的變化和挑戰(zhàn)。家禽養(yǎng)殖中飼料占到生產(chǎn)成本的70%。飼料的均勻度、質(zhì)量和成本對(duì)個(gè)體養(yǎng)殖者具有重要的經(jīng)濟(jì)影響。因此,要想在一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的環(huán)境中維持并且促進(jìn)行業(yè)的增長(zhǎng),就需要適當(dāng)?shù)亓私庑袠I(yè)的技術(shù)、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)方面。
亞洲家禽市場(chǎng)在生產(chǎn)上非常依賴進(jìn)口原料。一些市場(chǎng),比如南韓和日本,大約70%以上的谷物要從國(guó)外進(jìn)口。
2 家禽產(chǎn)品的消費(fèi)量
一些亞洲國(guó)家的經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),大部分人口的收入也有所增加。眾所周知,當(dāng)一個(gè)社會(huì)變富裕后,蛋白質(zhì)的消費(fèi)量(雞蛋和肉品)就會(huì)增加。
在過去10年里,發(fā)展中國(guó)家的肉品消費(fèi)量每年大約增長(zhǎng)6%。例如中國(guó),從1960-2004年的人均肉品消費(fèi)量從4kg增加到了53kg(圖1)。在印度,人均年肉品(家禽產(chǎn)品)消費(fèi)量目前只有1.8kg;2006年家禽肉品的產(chǎn)量有望增長(zhǎng)16%,從2005年的190萬(wàn)t增長(zhǎng)至220萬(wàn)t。印度的玉米目前還能夠自給自足,預(yù)測(cè)到2010年玉米將會(huì)供不應(yīng)求。但是需要強(qiáng)調(diào)指出的是,全球人均谷物產(chǎn)量到目前為止仍保持不變。
問題是這種趨勢(shì)是否會(huì)一直持續(xù)下去。例如,如果印度人均年家禽消費(fèi)量增加10kg,這意味著飼料的需求量每年大約要增加4 000萬(wàn)t。飼料需求量的增加,以及養(yǎng)殖的變化,使得2004年全球配合飼料的產(chǎn)量達(dá)到了約6.14億t,預(yù)計(jì)2014年是7.42億t,2050年是15.27億t。
圖1 中國(guó)肉品消費(fèi)量的革命性變化
然而,生產(chǎn)這些飼料的谷物從何而來(lái)?印度已經(jīng)被認(rèn)為谷物很快將供不應(yīng)求。中國(guó)現(xiàn)在是玉米的一個(gè)凈出口國(guó),出口大約750萬(wàn)t,但是在未來(lái)3年內(nèi)出口可能就會(huì)停止。目前,亞洲國(guó)家進(jìn)口量占全球谷物交易量的44%、玉米交易量的61%。
可見,亞太國(guó)家嚴(yán)重依賴進(jìn)口原料來(lái)滿足國(guó)內(nèi)食品生產(chǎn)的現(xiàn)狀,決定了其市場(chǎng)容易受到國(guó)際谷物價(jià)格的影響。
Prasad和Chandra(1980)支持的觀點(diǎn)是如果使用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的原料,這些市場(chǎng)就會(huì)較少受到環(huán)境和市場(chǎng)波動(dòng)的影響。假設(shè)要從外地調(diào)入的話,運(yùn)輸成本也會(huì)是一個(gè)重要因素,尤其是在目前原油價(jià)格不斷攀升的環(huán)境下。
這些國(guó)家能減少對(duì)進(jìn)口原料的依賴嗎?Choct(2005)指出,增加非傳統(tǒng)原料和副產(chǎn)品的使用能幫助縮小肉品需求量和谷物產(chǎn)量間不斷擴(kuò)大的差距。
通過在日糧中使用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的原料,同時(shí)保持動(dòng)物的生產(chǎn)性能,將顯著降低日糧的成本。Raghavan(2004)分析了一份樣品配方(表1),配方中含有很高水平的非傳統(tǒng)原料,比如棕櫚仁粕、碎米、椰子粕和芝麻粕。表1很清楚地表明,使用這些原料能使日糧成本降低20%,甚至25%。當(dāng)然,在使用本地原料前需要解決大量的技術(shù)問題。為了提高生產(chǎn)效益和降低商業(yè)風(fēng)險(xiǎn),企業(yè)對(duì)使用本地原料要進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估。
表1 在肉雞日糧中使用副產(chǎn)品使成本下降 g/kg 成分
| | | | 玉米
豆粕
玉米蛋白粉
石灰石
磷酸氫鈣(DCP)
棕櫚油
Alimet(液體蛋氨酸)
預(yù)混料、維生素、微量元素
魚粉
米糠
棕櫚仁粕
碎米
椰子粕
木薯
芝麻粕
特威寶SSF
鹽
總成本/t(人民幣)
節(jié)省/t(人民幣)
| 654.0
220.0
15.0
10.0
13.0
25.0
1.0
10.0
50.0
-
-
-
-
-
-
-
2.0
2172.20
- | 665.8
290.0
-
15.5
6.0
10.0
0.5
10.0
-
-
-
-
-
-
-
0.2
2.0
2084.03
88.17(A-B) | 200
170.0
-
10.0
5.0
30.0
1.0
10.0
50.0
80.0
100.0
41.8
70.0
80.0
100.0
0.2
2.0
1777.52
394.68(A-C) |
3 如何克服挑戰(zhàn)
Romo和Nava(2005)發(fā)表了一份全面的評(píng)估家禽日糧中使用原料的方法(表2)。
Huang和Reddy(2005)指出,需要進(jìn)行更多的研究來(lái)了解這些替代性日糧原料的化學(xué)結(jié)構(gòu),以便更多地使用它們作為有效的能量來(lái)源替代品。他們還提到了生物技術(shù)產(chǎn)品的使用,比如固態(tài)發(fā)酵來(lái)源的酶制劑。
到目前為止,在檢測(cè)使用固態(tài)發(fā)酵來(lái)源酶制劑用于提高多種副產(chǎn)品消化率的方法方面已經(jīng)進(jìn)行了大量工作。固態(tài)發(fā)酵酶制劑是由精心挑選的真菌品系生產(chǎn)的,真菌生長(zhǎng)在特定的底物上,表達(dá)出多種酶的活性,可稱之為天然的多酶復(fù)合物。固態(tài)發(fā)酵技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是它能產(chǎn)生一系列酶,而且這些酶在復(fù)合物中是天然協(xié)同存在的。
Wu等(2004)發(fā)現(xiàn)與雞尾酒酶制劑(由等量的多種單一酶制劑混合組成)和單一的植酸酶相比,特威寶SSF(固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)的一種酶制劑,美國(guó)奧特奇),能顯著釋放更多的植酸磷,降低小麥和玉米基礎(chǔ)日糧配方中的糖類和氨基氮水平。
特威寶SSF是以麥麩作為底物生產(chǎn)的,但也能成功地應(yīng)用在其他一系列的日糧中。Ribeiro等(2003)在一種含有10%米糠的日糧中使用了特威寶SSF,他指出在米糠產(chǎn)量很大的國(guó)家,特威寶SSF能用于提高原料的利用率。
表2 潛在飼料成分的評(píng)估方法(Romo和Nava,2005) 1 評(píng)估利用率
■ 來(lái)源
■ 數(shù)量
■ 加工和處理
■ 合理加工的最小量和最低花費(fèi)
■ 物流:采購(gòu)中心和運(yùn)輸
| 2 確定基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成比例
■ 文獻(xiàn)綜述和飼料成分的數(shù)據(jù)庫(kù)
■ 系列樣品的粗略分析
■ 根據(jù)公式估計(jì)的消化能或代謝能
■ 根據(jù)目標(biāo)用戶設(shè)計(jì)的初級(jí)配方
■ 估計(jì)成本收益
| 3 進(jìn)行初級(jí)動(dòng)物檢測(cè)
■ 添加水平要遠(yuǎn)高于正常水平
■ 一定要有對(duì)照組
■ 使用最易受影響的動(dòng)物,添加最低水平的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
| 4 評(píng)估營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的具體特性
■ 如果蛋白質(zhì)和脂肪的含量重要,分別進(jìn)行氨基酸和脂肪酸的分析。如果可能的話,還要進(jìn)行代謝能的檢測(cè)
■ 體內(nèi)和體外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率
■ 毒素和抗?fàn)I養(yǎng)因子檢測(cè)
| 5 進(jìn)行控制條件的動(dòng)物試驗(yàn)
■ 使用最期望的添加水平
■ 進(jìn)行長(zhǎng)期的試驗(yàn)來(lái)評(píng)估生產(chǎn)性能、毒素的累積量
■ 肉品質(zhì)量、異味、口感、殘留
| 6 進(jìn)行商業(yè)試驗(yàn)
■ 使用兩個(gè)處理組:添加和未添加測(cè)試飼料成分
■ 進(jìn)行較大規(guī)模的試驗(yàn)。評(píng)估糞便和胴體的質(zhì)量
| 7 解決加工問題
■
儲(chǔ)藏:確定氧化曲線
■ 其他問題:通風(fēng)需求、特殊容器、堆垛限制
■ 在料倉(cāng)中的流動(dòng)性
■ 研磨,顆粒大小
■ 混合、劑量、時(shí)間、飼料成分的互作、調(diào)制、制粒及其他
■ 設(shè)備清潔和消毒、交叉污染
| 8 不斷提高質(zhì)量
■ 形成試驗(yàn)室和生產(chǎn)性能結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)
■ 改善飼料成分的加工
■ 改善飼料廠的處理
■ 增加酶的使用:目前可利用的和那些正在研發(fā)的酶制劑
|
對(duì)其他原料也進(jìn)行過研究,最主要的是澳大利亞昆士蘭大學(xué)進(jìn)行的棕櫚仁粕和椰子粕研究。在第一篇論文中,Sundu和Dingle(2003)在含30%和40%棕櫚仁粕或椰子粕的日糧中添加特威寶SSF,日糧中賴氨酸和蛋氨酸平衡,能得到好的試驗(yàn)結(jié)果。表3概述了其推薦添加量。
表3 棕櫚仁粕和椰子粕在肉雞日糧中的推薦使用量(Sundu和Dingle,2003) | | | | | 棕櫚仁粕
| 20
30~40
| 無(wú)
通過添加蛋氨酸和賴氨酸平衡日糧
| 無(wú)
多酶復(fù)合物(特威寶SSF和甘露寡糖降解酶制劑)
| Hutagalung(1980)
Sundu等(未發(fā)表)
| 椰子粕
| 20
30~40
| 無(wú)
通過添加蛋氨酸和賴氨酸平衡日糧
| 無(wú)
多酶復(fù)合物(特威寶SSF和甘露寡糖降解酶制劑)
| Mahadevan等(1957)
Thomas和Scott(1962);
Sundu等(未發(fā)表)
|
Sundu等(2004)強(qiáng)調(diào)了在家禽日糧中使用副產(chǎn)品作為飼料成分的一些困難。盡管在含高水平椰子粕的日糧中添加特威寶SSF后,干物質(zhì)消化率(6%)、增重和飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)顯著改善,但他們未能重復(fù)之前的發(fā)現(xiàn)。他們認(rèn)為,可能是干燥和榨油過程中的過度加熱使椰子粕的質(zhì)量發(fā)生了變化。
Sundu等(2005)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),添加遞增水平的棕櫚仁粕(5-15日齡的肉雞日糧中的添加量為20%、30%和40%)對(duì)FCR、干物質(zhì)消化率和NDF消化率具有負(fù)面影響(表4)。
表4 棕櫚仁粕(PKM)水平對(duì)肉雛雞(5-15日齡)性能反應(yīng)的影響(Sundu等,2005) PKM水平
| | | | | 增重
采食量
FCR
干物質(zhì)消化率
NDF消化率
粘性(cP)
| 297
374c
1.26b
81.8a
81.8a
2.67a | 296
396a
1.34a
77.0b
77.0b
2.02b | 291
378bc
1.30a
70.6c
70.6c
1.86c | 296
393ab
1.33a
65.9d
65.9d
1.81c |
注:abcd同行數(shù)據(jù)上標(biāo)相同則差異不顯著(p<0.05),以下同。
添加特威寶SSF抵消了棕櫚仁粕的不利影響,成功地改善了飼料利用率、干物質(zhì)和NDF的消化率(表5)。
表5 特威寶SSF對(duì)肉雛雞(5-15日齡)日糧(含40%
棕櫚仁粕)中FCR和消化率的影響(Sundu等,2005) 指標(biāo)
| | | 增重
| | | FCR
| | | 干物質(zhì)消化率
| | | NDF消化率
| | |
正如Sundu等已經(jīng)強(qiáng)調(diào)的,副產(chǎn)品質(zhì)量的差異性是影響動(dòng)物生產(chǎn)性能的一個(gè)主要因素,并限制了副產(chǎn)品在日糧中的使用,要想在日糧中使用高水平的這種原料就必須要先解決這個(gè)問題。另外,能否安全地解決與特殊底物有關(guān)的抗?fàn)I養(yǎng)因子問題也很重要。
奧特奇研發(fā)了固態(tài)發(fā)酵的酶生產(chǎn)技術(shù),用于生產(chǎn)天然的多酶復(fù)合物,適合于家禽和其他單胃動(dòng)物日糧中發(fā)現(xiàn)的底物類型。特威寶SSF在多種原料上,包括傳統(tǒng)原料(玉米、小麥和豆粕)和副產(chǎn)品(麥麩、米糠、棕櫚仁粕、椰子粕),都成功應(yīng)用后,奧特奇開始生產(chǎn)特威寶DDG(天然的多酶復(fù)合物),專用于DDGS底物。美國(guó)肯塔基州大學(xué)正在對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)證和進(jìn)一步的商業(yè)評(píng)估研究。與含30%DDGS和未添加酶制劑的日糧相比,含30%DDGS的日糧添加特威寶DDG(1kg/t和2kg/t)后,顯著提高了氮消化率。1kg/t特威寶DDG處理組觀察到的氮消化率與基礎(chǔ)日糧處理組相近,2kg/t特威寶DDG處理組的氮消化率提高顯著(圖2)。
圖2 特威寶DDG對(duì)飼喂含30%DDGS日糧肉雞氮消化率的影響(Pierce,未發(fā)表) 4 結(jié)論
如果能在家禽日糧中更大限度地使用本地來(lái)源的副產(chǎn)品,日糧成本將會(huì)顯著降低。
對(duì)于高度依賴進(jìn)口原料的國(guó)家來(lái)說(shuō),這是一個(gè)降低商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和提高利潤(rùn)率的巨大機(jī)會(huì)。副產(chǎn)品的選擇和使用必須小心謹(jǐn)慎,到目前為止,奧特奇已經(jīng)進(jìn)行了很多克服這方面障礙的工具。工具之一就是使用固態(tài)發(fā)酵來(lái)源的天然多酶復(fù)合物(例如特威寶SSF),并已經(jīng)被證實(shí)具有高效去除與這些原料有關(guān)的抗?fàn)I養(yǎng)因子的能力。
隨著未來(lái)技術(shù)的發(fā)展和認(rèn)知的加強(qiáng),據(jù)保守估計(jì)飼料成本將能下降25%。
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