酶解豆粕替代普通豆粕對28日齡斷奶仔豬生產(chǎn)性能、腹瀉指數(shù)影響研究 呂剛 張克英 (四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所 四川雅安 625014)
摘要:本試驗(yàn)采用單因子設(shè)計(jì),選用28±2日齡,體重約7.5kgDLY斷奶仔豬25頭,豬只稱重,按性別、基因型、體重一致的原則隨機(jī)分組,共5個(gè)處理,即普通豆粕組、國產(chǎn)商品發(fā)酵豆粕組、進(jìn)口商品發(fā)酵豆粕組、酶解豆粕烘干組、酶解豆粕直接濕喂組,每個(gè)處理5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1頭豬。飼養(yǎng)結(jié)果表明:對照普通豆粕組仔豬的生產(chǎn)性能指標(biāo)中日增重(ADG)最好,全期日增重(207.14g/d)相對于國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕、試驗(yàn)酶解豆粕烘干飼喂、試驗(yàn)酶解豆粕濕喂提高幅度分別為:73.95%(P<0.05)、18.86%(P>0.05)、56.82%(P<0.05)、7.8%(P>0.05);而全期采食量(ADFI)相對于國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕、試驗(yàn)酶解豆粕烘干飼喂、試驗(yàn)酶解豆粕濕喂提高幅度分別為:77.69%(P<0.05)、29.52%(P>0.05)、34.38%(P>0.05)、40.98%(P<0.05)。而全期料肉比(F/G)則以試驗(yàn)酶解豆粕濕喂最低(1.61),相對于一般豆粕、國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕、試驗(yàn)酶解豆粕烘干飼喂分別降低了:24.02%(P<0.05)、25.12%(P<0.05)、16.58%、39.01%(P<0.05)。腹瀉指數(shù)仍然以酶解豆粕濕喂最低0.272,其次是酶解豆粕烘干飼喂處理0.489,但是各處理之間差異不顯著。
關(guān)鍵詞:酶解豆粕 斷奶仔豬 生產(chǎn)性能 腹瀉指數(shù)
我國飼料工業(yè)經(jīng)過近15年來的發(fā)展,配合飼料產(chǎn)量從1978年的60萬噸上升到2004年的9300萬噸,經(jīng)歷了長足的發(fā)展。但快速發(fā)展的同時(shí),資源的短缺就成為一個(gè)突出的矛盾,其中尤其以蛋白質(zhì)源的短缺最為嚴(yán)重。據(jù)中國飼料工業(yè)協(xié)會預(yù)計(jì)到2010年,對蛋白源的需求將達(dá)到0.60億噸,缺口0.38億噸,到2020年需求將達(dá)到0.72億噸,缺口將達(dá)到0.48億噸。2010年、2020年的缺口都將超過需求的60%。緩解矛盾的策略之一就是針對現(xiàn)有蛋白源,提高其利用率。豆粕或大豆相關(guān)產(chǎn)品(膨化全脂大豆)作為我國應(yīng)用最廣泛的蛋白源。相對于其他植物性蛋白源,以其蛋白含量高,氨基酸平衡(除TSAA含量較低),必需氨基酸占總氨基酸的比例高,賴氨酸含量高而一直被營養(yǎng)學(xué)家、飼料學(xué)家所推崇。相對于魚粉,除價(jià)格便宜外,還不容易被摻假等優(yōu)勢。但是,豆粕(大豆)中因?yàn)榇嬖诳範(fàn)I養(yǎng)因子,特別是熱不敏感抗?fàn)I養(yǎng)因子(比如NSP、大豆抗原蛋白)限制了其在高檔料中的應(yīng)用(比如在斷奶仔豬料、水生動物料)。目前趨向于應(yīng)用生物技術(shù)來解決抗?fàn)I養(yǎng)因問題,主要包括微生物發(fā)酵、體外酶解豆粕(大豆)等手段。本試驗(yàn)試圖采用蛋白酶水解豆粕作為斷奶仔豬的主要蛋白源,研究酶解豆粕對21日齡斷奶仔豬生產(chǎn)性能及腹瀉指數(shù)的影響,從而為擴(kuò)大豆粕在高檔料中的應(yīng)用提供技術(shù)、理論支持。
1.材料與方法
1.1 豆粕性狀描述
豆粕原料系美國轉(zhuǎn)基因大豆預(yù)壓浸提而得,粗蛋白46.1%;顏色淺黃色;味道有烤大豆香味,沒有酸敗、霉變、焦化等異味;質(zhì)地均勻流動性好,呈不規(guī)則碎片狀,不含過量雜質(zhì)。
1.2 各處理豆粕指標(biāo)測定
1) 粗蛋白、水分,方法參照:楊勝,1999,主編《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》;
2)氨基氮:甲醛法(參黃曉鈺,劉鄰渭 主編,2002《食品化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》);
3)三氯乙酸N溶(TCA)指數(shù):TCA溶解氮/總氮;
4)還原糖含量(參黃曉鈺,劉鄰渭 主編,2002《食品化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》)。
1.3 酶解參數(shù)
酶解豆粕的適宜參數(shù)由本實(shí)驗(yàn)室確定,為每克豆粕中添加纖維素酶80U、果膠酶160U、甘露聚糖酶40U,反應(yīng)6h,溫度控制在50℃;再加中性蛋白酶500U,反應(yīng)4h,溫度控制在50℃。酶解豆粕反應(yīng)體系中料水比為1:8。其中各種酶活定義如下:果膠酶為1g酶粉在50℃、pH5.3的條件下,1h分解果膠產(chǎn)生1mg半乳糖醛酸為100個(gè)酶活單位。纖維素酶為1g酶粉在45℃、pH4.8的條件下,1h分解羧甲基纖維素鈉產(chǎn)生0.1mg葡萄糖為1個(gè)酶活單位。甘露聚糖酶為1g酶粉在50℃、pH5.3的條件下,1s分解總甘露聚糖產(chǎn)生1mmol還原糖(折算為甘露糖)為1個(gè)酶活力單位。中性蛋白酶活力:在測定條件下,每分鐘水解酪蛋白釋放的三氯乙酸可溶物,在280nm時(shí)吸光度與1微克的酪氨酸吸光度相當(dāng)時(shí),所需要的酶量為一個(gè)酶活力單位,U/g。
1.4 動物試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)采用單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)(見下表1),選擇25頭28±2日齡,體重約7.5kgDLY斷奶仔豬,豬只稱重,按性別、基因型、體重一致的原則隨機(jī)分組,共5個(gè)處理,每個(gè)處理5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1頭豬,共計(jì)25頭豬。
表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理 | 重復(fù)數(shù) | 各重復(fù)頭數(shù) | 備注 | 一 | 5 | 1 | 未酶解豆粕 | 二 | 5 | 1 | 國產(chǎn)商品發(fā)酵豆粕 | 三 | 5 | 1 | 進(jìn)口商品發(fā)酵豆粕 | 四 | 5 | 1 | 酶解豆粕-烘干 | 五 | 5 | 1 | 酶解豆粕-濕喂 |
注:國產(chǎn)商品發(fā)酵豆粕由國內(nèi)某公司提供,其生產(chǎn)是采用接種微生物發(fā)酵的方法生產(chǎn);進(jìn)口發(fā)酵豆粕由其生產(chǎn)是采用接種微生物發(fā)酵豆粕一定時(shí)間后再加入一定量的酶酶解生產(chǎn)而得;酶解豆粕烘干是指在65℃烘箱中慢速烘成風(fēng)干樣品,并測定其中水分含量;酶解豆粕-濕喂是指將生產(chǎn)的酶解豆粕(料水比1:8)直接混合其它的原料配成全價(jià)飼料。
1.5 試驗(yàn)日糧
參照NRC(1994)對5-10、10-20千克斷奶仔豬的營養(yǎng)需要進(jìn)行配制,除消化能、粗蛋白低于標(biāo)準(zhǔn)(考慮到酶解豆粕有一定量還原糖提供能量,同時(shí)酶解產(chǎn)物消化率較高的緣故),其余指標(biāo)接近或者超過標(biāo)準(zhǔn)。采用玉米-豆粕型日糧。酶解豆粕濕喂、酶解豆粕烘干、普通豆粕共用基礎(chǔ)日糧配方。具體指標(biāo)見下表2。
表2 試驗(yàn)日糧配方組成及營養(yǎng)成分含量項(xiàng)目 | 處理二 | 處理一、四、五 | 處理三 | 組成成分 | 比例 | 指標(biāo) | 比例 | 指標(biāo) | 比例 | 指標(biāo) | 玉米 | 0.6678 | DE | 14.345 | 0.596 | 14.341 | 0.663 | 14.339 |
豆粕(酶解)
| 0.205 | CP | 20.278 | 0.25 | 20.293 | 0.205 | 20.206 | 乳清粉 | 0.05 | 總Ca | 0.818 | 0.05 | 0.811 | 0.05 | 0.813 | 魚粉 | 0.05 | 總P | 0.654 | 0.05 | 0.655 | 0.055 | 0.656 | 豆油 | 0 | 有效P | 0.432 | 0.028 | 0.445 | 0 | 0.453 | CaCO3 | 0.009 | Lys | 1.323 | 0.007 | 1.326 | 0.007 | 1.326 | CaHPO3 | 0.0055 | TSAA | 0.671 | 0.007 | 0.672 | 0.0068 | 0.672 | Lys.HCl | 0.0023 | Met | 0.381 | 0.0025 | 0.410 | 0.0024 | 0.389 | Met | 0 |
Trp
| 0.819 | 0.0008 | 0.819 | 0.00045 | 0.838 | 膽堿 | 0.001 | Thr | 0.238 | 0.001 | 0.247 | 0.001 | 0.217 |
食鹽
| 0.002 | Ileu | 0.887 | 0 | 0.768 | 0.002 | 0.879 | 甜味劑 | 0.0002 | | | 0.0002 | | 0.0002 | | 金霉素 | 0.0002 | | | 0.0002 | | 0.0002 | | 中華多維 | 0.004 | | | 0.004 | | 0.004 | | 微量元素 | 0.003 | | | 0.003 | | 0.003 | | 配合料 | 1 | | | 1 | | 1 | |
注:中華多維中含:VA38,000,000IU、VD3 3772000IU、VE73,00IU、VK37,330mg、VB1 110,000mg、VB2 30,000mg、VB6 10,000mg、VB12 100mg、生物素200mg、葉酸5,000mg、煙酸50,000mg,以脫脂米糠作為載體。2:試糧微量元素含量:Fe100mg/kg, Cu20 mg/kg, Zn80 mg/kg, Mn40 mg/kg, I 0.3 mg/kg ,Se0.3 mg/kg。
1.6 飼養(yǎng)管理
A.適應(yīng)期2天,即分組進(jìn)行正式試驗(yàn)期21天。分組后飼以相應(yīng)的試驗(yàn)日糧。每籠1頭仔豬,自由飲水,室內(nèi)溫度控制在22-28℃;每天定時(shí)飼喂(8:00、12:00、16:00和20:00),每次飼喂以飼槽中略有余料為宜。
B.其它飼養(yǎng)管理按照常規(guī)進(jìn)行,豬只發(fā)生病態(tài),在不影響試驗(yàn)的前提下按照常規(guī)處理。
C.酶解豆粕濕喂:豆粕酶解后直接與其它飼料混合,全價(jià)飼料最終料/水=1:2。
1.7 考察指標(biāo)
1)生產(chǎn)性能指標(biāo)
A 日增重(ADG)分別在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)稱量仔豬空腹重,并計(jì)算試驗(yàn)期平均日增重。
B 采食量(ADFI) 試驗(yàn)期間準(zhǔn)確測定和記錄每天豬采食量,并計(jì)算試驗(yàn)期平均日采食。
C 料重比(F/G) 根據(jù)增重和采食量計(jì)算料重比。
2)腹瀉指數(shù) 每天仔細(xì)觀察記錄糞便性狀,以最高分作為當(dāng)天的腹瀉指數(shù),評分見下表
表3 腹瀉評分標(biāo)準(zhǔn)腹瀉程度 | 糞便外觀 | 腹瀉評分 | 正常 | 成形或粒狀 | 0 | 輕度 | 軟糞,能成形 | 1 | 中度 | 稠狀,不成形,糞水無分離現(xiàn)象 | 2 | 嚴(yán)重 | 液狀,不成形,糞水有分離現(xiàn)象 | 3 |
1.8 數(shù)據(jù)處理
首先用Excel進(jìn)行初步計(jì)算,再用SPSS11.0進(jìn)行單因素方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 各處理豆粕相關(guān)指標(biāo)測定結(jié)果
表4各處理豆粕相關(guān)指標(biāo)測定結(jié)果測定指標(biāo)\處理 | 普通豆粕 | 國產(chǎn)發(fā)酵豆粕 | 進(jìn)口發(fā)酵豆粕 | 酶解豆粕烘干 | 酶解豆粕濕喂 | 粗蛋白(%) | 46.1 | 50.98 | 53.04 | 45.56 | 45.80 | TCA指數(shù)(%) | 4.75 | 13.84 | 15.39 | 30.05 | 32.56 | 氨基氮含量(%) | 0.75 | 4.38 | 3.05 | 3.84 | 5.45 | 還原糖含量(%) | 5.8 | 6.4 | 7.2 | 4.5 | 7.4 |
由表4可知,國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕TCA指數(shù)較低,分別為13.84%、15.39%,而氨基氮含量分別為4.38%、3.05%,還原糖為6.4%、7.2%,各項(xiàng)指標(biāo)國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口商品發(fā)酵豆粕比較接近。試驗(yàn)酶解豆粕TCA指數(shù)分別達(dá)到30.05%、32.56%,氨基氮含量為3.84%、5.45%,酶解豆粕直接65℃烘干損失了相當(dāng)部分的氨基氮,同時(shí)還原糖也有相當(dāng)部分的損失,從7.4%降低為4.5%,降低幅度較大。試驗(yàn)酶解豆粕(濕喂)TCA指數(shù)相對商品發(fā)酵豆粕有較大幅度的提高,相對于國產(chǎn)、進(jìn)口提高幅度分別達(dá)到135%、111.57%。
2.2 動物生產(chǎn)性能結(jié)果bc
表5 動物生產(chǎn)性能結(jié)果處理 | 豆粕對照組 | 國產(chǎn)發(fā)酵豆粕 | 進(jìn)口發(fā)酵豆粕 | 酶解豆粕烘干 | 酶解豆粕濕喂 | 初重(kg) | 7.46±0.57 | 7.61±0.85 | 7.78±0.69 | 7.62±0.69 | 7.57±0.59 | 1周末重(kg) | 8.67±0.60 | 7.95±0.68 | 8.51±0.71 | 7.81±1.15 | 8.65±0.88 | 2周末重(kg) | 10.04±1.28 | 8.50±1.05 | 9.84±0.81 | 9.00±1.15 | 9.34±1.05 | 3周末重(kg) | 11.81±1.65 | 10.11±0.58 | 11.46±1.28 | 10.40±1.68 | 11.61±1.26 | 1周ADG(g) | 173.21±57.55a | 48.21±97.48 bc | 103.57±45.74 abc | 26.79±90.42 c | 153.57±46.8 bc | 2周ADG(g) | 194.64±59.3 a | 77.86±38.22 b | 189.27±54.20 a | 169.29±55.76 a | 99.29±28.96 b | 3周ADG(g) | 253.57±52.0 ab | 231.07±43.88 c | 232.14±46.60 c | 200.36±57.96 c | 323.93±54.81a | 全期ADG(g) | 207.14±53.77 a | 119.05±27.63b | 175.00±50.11 ab | 132.14±55.45b | 192.26±37.16 ab | 1周ADFI(g) | 300.88±18.46 a | 207.43±39.14b | 214.63±31.88b | 207.64±50.80 b | 248.65±59.09 ab | 2周ADFI(g) | 368.20±88.38 a | 257.01±58.95 ab | 302.13±88.81 ab | 285.86±72.60 ab | 209.14±55.87b | 3周ADFI(g) | 623.24±94.1 a | 232.44±86.7b | 480.78±85.41 ab | 468.40±90.85 ab | 457.75±73.82 ab | 全期ADFI(g) | 430.77±69.54 a | 242.29±55.71b | 332.51±57.53 ab | 320.63±56.65 ab | 305.18±35.64b | 全期F/G | 2.12±0.37a | 2.15±0.53a | 1.93±0.38b | 2.64±0.80a | 1.61±0.19b | 腹瀉指數(shù) | 0.635±0.31 | 0.957±0.64 | 0.652±0.68 | 0.489±0.21 | 0.272±0.247 | 第1周負(fù)增重 | 0 | 2 | 0 | 1 | 0 |
注:SPSS11.0中Duncan多重比較。同行肩注不同大寫字母示差異極顯著(P<0.01);不同小寫字母示差異顯著(P<0.05)。
由表5可知,對照普通豆粕組仔豬的生產(chǎn)性能指標(biāo)中日增重(ADG)最好,全期日增重(207.14g/d)相對于國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕、試驗(yàn)酶解豆粕烘干飼喂、試驗(yàn)酶解豆粕濕喂提高幅度分別為:73.95%(P<0.05)、18.86%(P>0.05)、56.82%(P<0.05)、7.8%(P>0.05);而全期采食量(ADFI)相對于國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕、試驗(yàn)酶解豆粕烘干飼喂、試驗(yàn)酶解豆粕濕喂提高幅度分別為:77.69%(P<0.05)、29.52%(P>0.05)、34.38%(P>0.05)、40.98%(P<0.05)。而全期料肉比(F/G)則以試驗(yàn)酶解豆粕濕喂最低1.61,相對于一般豆粕、國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕、試驗(yàn)酶解豆粕烘干飼喂分別降低了:24.02%(P<0.05)、25.12%(P<0.05)、16.58%、39.01%(P<0.05)。腹瀉指數(shù)仍然以酶解豆粕濕喂最低0.272,其次是酶解豆粕烘干飼喂處理0.489,但是各處理之間差異不顯著。值得注意的是第二周ADG以酶解豆粕濕喂較低,僅為99.29g/d,顯著(P<0.05)的低于一般豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕、試驗(yàn)酶解豆粕烘干飼喂處理,這可能與第二周酶解豆粕的生產(chǎn)有關(guān)。而在第三周則以酶解豆粕濕喂日增重最大,達(dá)到323.93g/d,相對于豆粕對照組提高達(dá)25.75%(P>0.05),同時(shí)顯著(P<0.05)的高于其他國產(chǎn)發(fā)酵豆粕、進(jìn)口發(fā)酵豆粕、試驗(yàn)酶解豆粕烘干飼喂。
3 討論
豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子可以分為熱敏感類和熱不敏感類。前者包括胰蛋白酶抑制劑(TI)、血球凝聚素、脲酶、致甲狀腺腫物、抗維生素因子(脂肪氧化酶)等。后者包括非淀粉多糖(NSP)、大豆抗原蛋白、皂甙、低聚糖、植酸幾種。針對大豆(豆粕)中的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量及對動物的營養(yǎng)生理效應(yīng),很多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究,并且提出很多解決辦法,比如,熱處理(Johnson等,1980;Pertes,1981;Schemidt,1987)、氨化法(張建云等,2001)、亞硫酸鈉處理(Mendel,1986)、酶解(Sissoms,1976;Miller,1984a;Li等,1991;Hessing等,1996)。但是目前關(guān)于抗?fàn)I養(yǎng)因子問題趨向于用生物技術(shù)的方法來解決。其中最為大家關(guān)注的是微生物發(fā)酵、體外酶解兩種方法,幾乎所有大豆或豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子都可以通過體外加酶的辦法得到解決。
在動物飼料中使用酶制劑已有多年的歷史,不過采用體外酶處理飼料或者飼料原料是近些年的事。而且大部分酶解研究主要集中于對豆粕或大豆的研究,其中包括榮建華等(2001)用蛋白酶水解大豆,飼喂酶解的大豆多肽能夠顯著增加小鼠免疫器官的重量,增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫功能;潘翠玲等(2002)給早期斷奶仔豬飼喂經(jīng)過胃蛋白酶水解的酶解物,可以克服斷奶應(yīng)激引起的精神差、食欲下降和腹瀉等不良現(xiàn)象。而且能夠顯著提高早期斷奶仔豬血清的胰島素和瘦素的水平和十二指腸內(nèi)容物胰蛋白酶的總活性。Rooke和Hessing(1996)用酸性蛋白酶處理豆粕,21天斷奶仔豬試驗(yàn),結(jié)果表明,斷奶后7d,ADG極顯著的提高(P<0.01),日增重從對照組的95克/天提高到155克/天。
本研究發(fā)現(xiàn)用纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶、蛋白酶組成的復(fù)合酶系采用分步水解的辦法,對28日齡斷奶仔豬飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明:直接濕喂對ADG、ADFI沒有改善,相反相對一般豆粕處理似乎有降低ADFI的趨勢,這可能與以下因素有關(guān):中性蛋白酶是內(nèi)切酶,水解豆粕后產(chǎn)生相當(dāng)?shù)目辔峨挠嘘P(guān);酶解豆粕在全價(jià)飼料中的比例過高,從而導(dǎo)致全價(jià)飼料中完整蛋白質(zhì)比例較低,影響飼糧中蛋白的消化吸收和動物體組織中蛋白質(zhì)的沉積,因?yàn)闃I(yè)已研究表明完整蛋白質(zhì)比例影響肉雞(Colnago,1991;同時(shí)也可能與飼養(yǎng)方式有關(guān),因?yàn)樵囼?yàn)中酶解豆粕中的水分含量很高,與其他原料混合后采冰箱冷凍,冷凍過程中飼料可能出現(xiàn)變質(zhì)等現(xiàn)象。但是FCR得到較大程度的提高,降低了料肉比,說明酶解提高了豆粕的消化率。酶解豆粕直接65℃烘干可能會發(fā)生較大程度的褐變反應(yīng),導(dǎo)致還原糖量的減少,同時(shí)酶解生成的大量游離氨基氮也會發(fā)生反應(yīng),其中影響最大的是賴氨酸等堿性氨基酸,從而相反可能會降低動物的生產(chǎn)性能。
4 結(jié)論
酶解豆粕直接濕喂能夠一定程度上改善料肉比,但是對ADG、ADFI沒有影響,有降低ADFI的趨勢;而酶解豆粕烘干飼喂降低了斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介:呂剛,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所,在念博士生,四川廣安人
導(dǎo)師:張克英,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)所,博導(dǎo)、教授 |