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发酵菜籽粕对生长猪营养物质消化率、生长性能及血清参数的影响

2021-06-05 09:56:27      点击:

摘要:本试验研究了黑曲霉发酵的菜籽对生长猪生长性能和养分消化率的影响。试验选择了 240 头平均体重为(40.8±2.1)kg的生长猪,随机分为 3 组,每组 4 个重复,每个重复20头猪,对照组饲喂玉米豆粕型日粮,菜粕和发酵菜粕组分别用 10%的菜粕和发酵菜粕替代豆粕,试验共开展42d。

结果表明:发酵菜粕组平均日增重和料重比显著优于菜粕组(P<0.05),但与对照无显著性差异(P>0.05)。对照组干物质、蛋白质、钙和磷表观消化率显著高于菜粕组(P<0.05),但与发酵菜粕组无显著差异(P>0.05)。与菜粕组相比,发酵菜粕组血清谷草转氨酶活性显著降低(P<0.05),血清磷水平显著提高(P<0.05)。但在22~42d时,发酵菜粕较菜粕组尿素氮含量显著减低(P<0.05)。

综上所述,本试验结果表明,菜粕通过黑曲霉发酵后降低了中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和植酸磷水平,但提高了粗蛋白质和小肽含量,有效改善了营养品质。发酵菜粕较菜粕显著提高了猪的生长性能和营养物质消化率。

豆粕是饲料工业中最常用的植物源性蛋白饲料,但随着价格的增加,畜牧从业者应开发其他来源的蛋白质原料。在我国,菜粕是一种具有经济价值的选择,是从油菜仔中提取油脂的副产物,主要由蛋白质、纤维和矿物质组成。但由于菜粕存在抗营养因子(如葡萄糖苷酸、植酸、单宁和粗纤维等),导致单胃动物对菜粕的消化利用率较低(McNeill等,2005)。菜粕的主要有毒化合物是硫代葡萄糖苷,是芥子油中芥子酶水解芥子油甙释放的一种物质(黄明媛等,2014)。硫代葡萄糖酸盐降解产物会损害适口性,影响动物肝肾功能,干扰碘的有效性(Tripathi 和 Mishra,2007),而菜粕中植酸盐降低了矿物质的生物利用率和蛋白质消化率。固态发酵是降低菜粕中植酸、葡萄糖苷酸和纤维的主要手段。Adav等(2010)报道了黑曲霉具有分泌多种细胞外降解酶的能力,如纤维素酶、半纤维素酶、糖苷水解酶、蛋白酶、过氧化物酶。Zhang等(2006)报道了黑曲霉发酵棉粕 72h后棉粕中游离棉酚含量降低,蛋白质和氨基酸的体外消化率提高。最近的研究表明,发酵菜粕可以改善家禽生长性能,影响血清生化参数(Xu等,2011)。但有关发酵菜粕在生长育肥猪上的应用研究较少,因此,本试验旨在评价以发酵菜粕为基础的日粮对生长猪生长性能、营养物质消化率及血清参数的影响。

1 材料与方法

1.1 试验动物与设计

试验选择240头平均体重为(40.8±2.1)kg的生长猪,随机分为3组,每组4个重复,每个重复20头猪,对照组饲喂玉米豆粕型日粮,菜粕和发酵菜粕组分别用10%的菜粕和发酵菜粕替代豆粕,试验共开展42d,试验各组日粮组成及营养水平见表1。试验采用黑曲霉发酵菜粕,即采用40目筛网对干燥的菜粕和麦麸进行筛分,将70%菜粕和30%麦麸混合后接种黑曲霉,在32℃培育箱中发酵72h,初始含水率为60%。发酵后新鲜的发酵样品在55℃下干燥2d,样品粉碎后分析常规营养成分、氨基酸和营养因子,具体指标见表2。

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1.2 试验记录

试验期间,每周记录一次饲料用量,分别在试验当天、21和42d早上饲喂前对各重复猪只进行称重。试验结束后计算各阶段猪只平均日增重、平均日采食量和料重比。

1.3 养分消化试验

所有日粮中添加0.3%氧化铬作为消化率指标,并在试验第14~21天进行1周的适应期,19~21d连续3d收集粪便,粪便样品混合后称重,在55℃下干燥48h,粉碎后用于分析干物质、蛋白质、能量、钙和磷含量。

1.4 血清生化指标

每个重复选取5头猪,分别于试验第21天和第42天颈静脉采血,4℃ 2500×g离心15min,然后分离得到血清样本,并将其保存在-20℃直到使用。血清白蛋白、总蛋白、尿素氮、钙、磷含量及谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性采用试剂盒测定,血清T3和T4含量采用放射性免疫法测定。

1.5 统计分析

试验数据采用SAS软件一般线性模型程序进行单因素方差分析。采用Tukey 多量程检验考察各组均值之间的差异。每个重复作为一个试验单位,结果用均值的最小二乘和标准误差(SEM)表示,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 菜粕与发酵菜粕营养成分

由表2可知,除组氨酸外,发酵菜粕比未发酵菜粕含有更多的粗蛋白质、小肽、钙、总磷和氨基酸。是发酵菜粕的粗脂肪含量比菜粕低。此外,发酵菜粕无机磷含量(1.11%)是普通菜粕(0.29%)的2.83倍。与未发酵的菜粕相比,发酵菜粕中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、硫代葡萄糖苷酸和异硫氰酸酯的含量分别下降14.45%、9.79%、43.72%和56.11%。

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2.2 发酵菜粕对生产性能的影响

由表3可知,在整个试验过程中,各组对生长猪1~42d平均日采食量无显著影响(P>0.05)。日粮添加发酵菜粕较菜粕显著提高了平均日增重(P<0.05),且在1~42d内与对照组无显著差异(P>0.05)。对照组料重比菜粕组显著降低了料重比(P<0.05),但与发酵菜粕组无显著性差异(P>0.05)。

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2.3 发酵菜粕对养分表观消化率的影响

由表4可知,菜粕组干物质和粗蛋白质表观消化率显著低于对照组(P<0.05),但对照组与发酵菜粕组对上述指标的影响无显著差异(P>0.05)。与未发酵的菜粕相比,发酵菜粕组钙和磷表观消化率显著提高(P<0.05),但与对照组无显著差异(P>0.05)。

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2.4 发酵菜粕对血清生化参数的影响

由表5可知,1~21d和22~42d时,各组对血清总蛋白、白蛋白和钙水平的影响无显著差异(P>0.05)。1~21d时,发酵菜粕组较菜粕组显著降低了血清AST酶活性,显著提高了血清磷水平(P<0.05)。但在22~42d时,发酵菜粕较菜粕组显著减低了ALT、AST活性及尿素氮含量(P<0.05)。在整个42d的生长试验中,各组T3和T4水平无显著差异(P>0.05)。

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3 讨论

本研究发现,发酵菜粕比未发酵菜粕底物含有更多的粗蛋白质,这与Vig和 Walia(2001)的研究结果一致。蛋白质的增加可能是由于发酵后碳水化合物含量的降低。此外,与菜粕相比,发酵菜粕还提高了小肽含量。Chiang等(2010)报道,菜粕经过30d的发酵,异硫氰酸酯从119.6mmol/kg显著降低到14.7mmol/kg。在本研究中,与未发酵的菜粕相比,发酵菜粕还表现出葡萄糖苷酸和异硫氰酸酯的同时下降,这可能是由于微生物酶利用了这些化合物的葡萄糖和硫分子(Tripathi 和 Mishra,2007)。饲喂发酵菜粕猪的生长性能与对照组相似,这也可能反映了菜粕发酵期间硫代葡萄糖苷和异硫氰酸盐含量降低,与Chiang等(2010)在肉鸡上的研究结果一致。在我们试验中,不同处理组猪的日采食量没有显著差异。因此,与未发酵的菜粕相比,发酵菜粕组体增重主要与较高的营养物质消化率有关。

本研究中,饲喂对照饲料的猪总肠道养分表观消化率显著高于未发酵的菜粕组,且与饲喂发酵菜粕的猪无显著差异。Li等(2002)发现,生长猪有明显的粗蛋白质回肠消化率值,且菜粕中大多数测定的氨基酸值明显低于豆粕。菜粕的纤维含量高,消化率低,能量值低。本研究发现,菜粕中中性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量是豆粕的4倍以上。与未发酵的菜粕相比,发酵菜粕对粗蛋白质的消化率在数值上较高,这可能是因为在固态发酵过程中,与未发酵菜粕相比,发酵菜粕中葡萄糖甙、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的浓度降低,而小肽浓度增加。Gilbert等(2008)报道,小肽在小肠内的吸收可能比氨基酸更高。此外,发酵菜粕组的钙和磷消化率系数均优于菜粕组,且与对照无显著差异。此外,在本研究中发酵菜粕的非植酸磷含量是菜粕的3.83倍,磷在发酵玉米副产物中的消化率也高于在玉米和非发酵玉米副产物中的消化率(Stein等,2009)。同时,发酵菜粕中钙的消化率也提高,这可能是发酵降低了菜粕中植酸盐的含量,降低了植酸盐螯合钙的能力,从而增加钙的吸收率。

在本研究中还观察到,与未发酵的菜粕相比,饲喂发酵菜粕猪的血清总磷含量更高,这可能与发酵菜粕中磷的有效性增加有关。在21~42d,与未发酵的菜粕组相比,发酵菜粕组猪血清中尿素氮含量明显降低,其原因可能与发酵菜粕中较高的氮利用率有关。Xu等(2011)研究表明,发酵后的菜粕仅含有13.2mol/g,其与豆粕组对血清T3 和 T4 含量无显著差异,这与本研究结果一致。

4 结论

综上所述,本试验结果表明,菜粕通过黑曲霉发酵后中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和植酸磷水平降低,但粗蛋白质和小肽含量提高,有效改善了营养品质。发酵菜粕较菜粕显著提高了猪的生长性能和营养物质消化率。

实战操作技术——棉菜籽饼脱毒变身优质饲料替代豆粕操作新技术

当前豆粕价格很高有些地方货源紧缺,而棉菜籽饼(棉籽粕、菜籽粕)价格相对便宜,棉菜籽饼是棉子、油菜籽榨油后剩下的饼状残渣,蛋白质含量较高,含有各种氨基酸成分。但由于棉菜籽饼中含有植酸、芥子碱等物质,这些物质含有一定的毒性,还会影响动物的消化吸收,不能大量使用,因此不建议直接饲喂给动物!

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现在通过微生物饲料发酵剂的除毒脱毒技术,可以成功将菜籽饼变为优质添加饲料,直接按照1公斤发酵的棉菜籽饼(发酵前的重量)代替约0.85公斤豆粕进行使用。饲料发酵剂中的有益微生物,在发酵过程中分泌的代谢产物,可将棉菜籽饼中的毒性物质等有效分解。

豆粕、菜粕、棉粕成分对比

1.豆粕是一种高蛋白原料,无需脱毒即可用作饲料。其中蛋白质含量为40%-48%,赖氨酸含量为2.5%-3.0%,色氨酸含量为0.6%-0.7%,蛋氨酸含量为0.5%-0.7%。2020年11月12日报价每吨在3500元左右。

2.菜粕的粗蛋白含量在34%-38%之间,特点是蛋氨酸含量高(仅次于芝麻饼、粕),赖氨酸含量亦高。而精氨酸含量低,是饼、粕饲料中含量最低的。菜籽粕的有效能值偏低(淀粉含量低、菜籽壳难以消化利用)。矿物质中,钙和磷的含量均高,硒和锰的含量亦高。特别是硒的含量是常用植物饲料中最高的。2020年11月12日报价每吨在2900元左右。

3.棉粕蛋白质含量一般为44.32%,仅次于豆粕的蛋白质含量48%,而高于菜籽粕的蛋白质含量36.04%。精氨酸含量高达3.6%-3.8%,而赖氨酸含量仅有1.3%-l.5%,只有豆粕的一半。2020年11月12日报价每吨在3000元左右。


是否需要脱毒处理

1.豆粕无需经过脱毒即可用作饲料。而且豆粕中富含蛋白质和多种氨基酸,在不需要额外加入动物性蛋白的情况下,仅豆粕中含有的蛋白质和氨基酸足以平衡家禽和猪的食谱,促进它们的营养吸收。只有当其他粕类单位蛋白成本远低于豆粕时,豆粕才有可能被替代。

2.菜粕菜籽中含有硫葡萄糖苷、芥酸、单宁、皂角苷等不良成分,其中主要是硫葡萄糖苷。硫葡萄糖苷本身无毒,但在一定温度和水分条件下,经过菜籽本身含有的芥子酶的酶解作用而产生异硫氰酸酯、唑烷硫酮和腈类等有害物质。这些物质可引起甲状腺肿大,从而造成动物生长速度下降,繁殖力减退。单宁则妨碍蛋白质的消化,降低适口性。而芥酸阻挠脂肪代谢,造成心脏脂肪蓄积及生长受到抑制。。使用前需进行一定的脱毒处理,并且使用时要加以限制,具体喂量应根据菜粕中有害成分含量而定。经过脱毒处理的菜籽粕喂量可以加大,而“双低”油菜籽生产的菜粕喂量要受限制。同时,应结合菜粕的氨基酸组成特点,适当搭配其它饼粕。

3.棉籽中含有对动物有害的棉酚及环丙烯脂肪酸,尤其是棉酚的危害很大。在制油过程中,由于蒸炒,压榨等热作用,大部分棉酚与蛋白质、氨基酸结合而变成结合棉酚,结合棉酚在动物消化道内不被动物吸收,故毒性很小。另一部分棉酚则以游离形式存在于饼、粕及油品中,这部分游离棉酚对动物毒性较大,尤其单胃动物过量摄取或摄取时间较长,可导致生长迟缓、繁殖性能及生产性能下降,甚至导致死亡。幼小动物对棉酚的耐受能力更低。由于棉籽饼、粕中游离棉酚对动物有害,因此,在使用棉饼、粕时,要根据饲喂对象及饼粕中游离棉酚的含量加以限量。反刍家畜在有优质粗料及多汁青料的情况下,棉籽饼、粕的用量不受限制,不会造成中毒。对单胃动物要限制喂量,最好使用经过脱毒处理的棉籽饼粕。同时,使用棉籽饼、粕配制饲粮要注意氨基酸平衡,尤其是棉籽饼、粕的赖氨酸含量低,且利用率差,应注意添加赖氨酸。

发酵操作技术

发酵棉菜籽饼其实也是一个脱毒技术,具体操作如下:

1.仔细检查棉菜籽饼,剔除棉菜籽饼中严重变质发霉的部分,轻度发霉的原料可以忽略,因为微生物发酵能够脱霉。

2.将棉菜籽饼粉碎并添加适量的玉米粉淀粉类的能量饲料等,调节饲料营养比例。

3.每吨棉菜籽饼加入2公斤食盐、玉米粉(其它淀粉、面粉次粉等也可以,或者粉碎的生红薯300公斤也可以)100公斤、“99多功能饲料发酵剂”1包(500g/包,市场售价约25元,以高浓度乳酸菌、酵母菌、复合酶制剂的专业发酵剂)。

4.在混合物料中添加适量水分,使混合物料含水量保持在55%左右,以“手抓一把并紧握,无水滴落,松手后轻触即散”为宜,一般上述配方中需要加入清水约500-600公斤。

5.发酵方式根据实际环境条件各异,在桶、缸、塑料袋等容器中发酵均可。

6.发酵时要尽可能排尽空气进行密封发酵。如果使用的发酵容器有密封不严实的隐患,要在一开始就在其外层包裹一层塑料袋并扎紧。发酵过程中不能启封。

7.发酵时间受环境温度影响,通常夏季发酵2-3天,冬季发酵5-7天即可完成。发酵完成后,有较为强烈的酸香味,ph值在3-4。

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规模运用混合发酵现场

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塑料缸、饲料袋(有内膜)均可做发酵饲料

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采用池子发酵

发酵完成的棉菜粕饲喂动物技术

需要注意的是,发酵后的饲料酸度较低,不可以取代禽畜全部日粮。其他类发酵饲料同理。饲喂时根据不同情况,将发酵饲料按照一定比例添加到日粮中,发酵完成的棉菜粕为湿料,具体使用量每大概1.5-2公斤发酵棉菜粕(湿料)代替动物日粮配方中1公斤豆粕的使用量进行代替使用,与其它饲料混合后直接饲喂,由于棉菜籽粕蛋白较高,最高使用量不要超过禽畜日粮饲喂量的40%(湿料重量)。如果发现发酵饲料过酸适口性变差,可在饲喂前在阳光下晒1-2小时,或添加适量的碳酸氢钠(小苏打)即可改善。

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发酵过程中与发酵后使用过程中,发酵的容器要一直保持密封状态,可以长时间保存(一年左右)。

当前养殖业成本高居不下,而饲料成本是其中最高的,利用廉价原料发酵饲料(包括一些轻度发霉的粕类低价收回)是极佳解决办法。通过微生物饲料发酵剂的发酵作用,可以将轻度霉变饲料变成优质饲料,将不易消化的物质分解为可被畜禽吸收的小分子糖类、氨基酸等。同时发酵饲料中富含有益微生物、酶制剂、酸化剂等,可调节畜禽肠胃微生态环境并进一步提高饲料利用率。发酵饲料气味清香,提高了饲料的适口性,加上发酵饲料中有大约4℃的酒度,能够促进动物新陈代谢促进健康抵御疾病,是当前养殖业发展中重要的一环。

本技术也可以同样发酵菜籽粕(饼)、棕榈粕等,方法同上。

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