饲料营养
DDGS在猪鸡日粮中的应用及其质量控制研究进展

马慧慧,魏凤仙,徐  彬,李绍钰*

(yzc88会员登录 畜牧兽医研究所,河南 郑州450002)

摘要:酒精糟及其残液干燥物(DDGS)富含蛋白质等营养成分,在畜禽日粮中应用能在一定程度上缓解当前蛋白质原料资源紧张的状况。DDGS营养成分含量变异较大,导致其质量参差不齐,影响其在畜禽日粮配方中的合理配置及其应用效果。综述了DDGS在猪鸡日粮中的应用效果、质量控制及其营养价值评定新技术(仿生消化技术和近红外技术)的应用,以期为DDGS在猪鸡日粮配方中科学应用提供参考。

关键词酒精糟及其残液干燥物(DDGS); 营养特性; 日粮; 质量控制

Research Progress of Feed Value of DDGS in Pigs and Chickens Feeding and Quality Control

MA Huihui, WEI Fengxian,XU bin, LI Shaoyu*

( Institute of Animal Husbandry and Veterinary Science, Henan Academy of Agricultureal Sciences, Zhengzhou 450002,China)

Abstract: Distillers dried grains with solubles (DDGS) as a high protein feed, it has mitigated the situation of domestic protein feed shortage. DDGS is quite variable in nutritional content and quality, and impacting on the reasonable configuration and its application effect in livestock and poultry diet formula. Therefore, the paper summarizes the application effect of DDGS in the pig and chicken diet, quality control and its application of new technology(simulated digestion technology and NIRS) of nutritional value evaluation, in order to lay the foundation for the application of science in the pig and chicken diet formula.

Key words: DDGS; nutrient characteristic; ration; quality control

    近年来,蛋白质原料资源短缺已成为制约我国畜牧业可持续发展的瓶颈,依靠进口豆粕、鱼粉等原料解决蛋白质资源问题已不能满足畜牧业发展的需要。因此,开发饲用蛋白原料,寻求新的替代性、供应稳定的非常规蛋白质原料资源,以降低饲养成本迫在眉睫。酒精糟及其残液干燥物(DDGS)是谷物(主要是玉米)发酵制取酒精后,残余物经低温干燥处理形成的一种副产品,除了淀粉和糖,其他营养成分(蛋白质、脂肪、维生素等)均得到相应浓缩,是一种优质的蛋白质饲料资源[1],可在畜禽饲料中使用并

具有良好的效果,已越来越受到饲粮配方师的青睐[2]由于DDGS营养成分含量易受原料来源和生产工艺等因素的影响,导致DDGS质量参差不齐,影响其在畜禽日粮配方中的合理配置及其应用效果。因此,严把原料质量关、了解其生产工艺,准确、快速测定其营养成分含量及进行营养价值评定是保证DDGS质量和科学配置日粮配方的关键。中国饲料行业信息网的数据显示:2010年我国进口DDGS总量首次突破316t后,到20161月中旬,我国商务部先后2次对美国进口的DDGS进行反倾销调查决定。DDGS在我国进口量大增的同时,如何保证DDGS品质和质量安全,提高其在畜禽生产中的高效利用越来越受业内人员关注。近几年仿生消化技术和近红外光谱分析技术(NIRS)在原料营养价值评定及质量控制中得到应用,为DDGS的质量控制及营养价值评定提供重要依据。综述了近年来DDGS在猪鸡日粮中的应用效果及研究动态、DDGS质量控制及其营养价值评定新技术的应用,旨在为今后DDGS猪鸡日粮配方中科学应用提供参考。

1 DDGS的营养特性

DDGS中的蛋白质、粗脂肪、维生素和矿物质等成分含量是原料的23[3],且经发酵及其他加工处理后会有大量的微生物植酸酶产生。此外,热处理也改变了植酸结构,释放了部分磷,使其有效磷大幅增加[4]DDGS中的蛋氨酸、胱氨酸含量高,但是赖氨酸和色氨酸含量不足,维生素EB族维生素(尤其是烟酸、维生素B2)的含量也远高于玉米。叶黄素含量相对较高(达到40 mg/kg,有利于改善肉鸡肤色且对蛋黄着色效果较好。生产发酵过程中产生的发酵产物、糖化酶及酵母等对胃肠良性微生物功能有增强作用[5]

2 DDGS在猪、鸡日粮中的应用效果

2.1猪日粮

DDGS富含蛋白质、脂肪和磷等主要营养成分,是猪不同生长阶段所需营养物质的优质来源,近年来,研究者对猪各体质量阶段、生理阶段的DDGS适宜添加比例,及DDGS对猪生产性能、肉品质等的影响进行了研究。

仔猪消化器官没有发育完全,不能有效利用DDGS中的有效成分,应对其使用比例及仔猪日龄进行适当控制。Whitney[6]分别以5%10%15%20%25%DDGS替代饲粮中的玉米和豆粕,研究其对断奶仔猪生长性能的影响,其中19d时断奶仔猪体质量为7.10 kg17d时断奶仔猪体质量为5.26 kg,结果表明,25% DDGS的用量不会影响仔猪断奶14d后的生长性能,但影响体质量低于7 kg的仔猪增质量。因此,应根据仔猪的日龄在日粮中控制DDGS添加量。

与断奶仔猪相比,肥育猪能较好地利用DDGS中的营养成分。贾连平[7]研究发现,脱脂型DDGS在肥育猪(60 kg)日粮中的适宜添加比例不宜超过8%。而伍璋健[8]研究结果表明,25 kg肥育猪日粮中美国DDGS的适宜添加量为5%10%。也有研究表明,饲喂20%的玉米型DDGS,对肥育猪生长性能没有影响[9]。但Weimer

[10]报道,肥育猪的日增质量和采食量与日粮中DDGS的含量(030%)呈显著的负相关。可能是DDGS中的非淀粉多糖含量高,与水溶性营养物质结合后,在动物机体内扩大,影响动物采食量,从而影响其生长率,但是添加相应的酶制剂可缓解非淀粉多糖对动物机体的不利影响。已有研究表明,肥育猪生长过程中在DDGS日粮中添加复合酶制剂可在一定程度上提高机体对DDGS的利用效率,提高肥育猪的生产性能[11]。不同的研究者在肥育猪中添加DDGS的比例不同,一般认为日粮中添加10%15%DDGS对试验猪的生长发育和屠宰特征等没有不良影响,添加DDGS超过20%时,猪肉脂肪的品质将无法满足肉品加工的要求[2]

由于DDGS中的纤维含量较高,单胃动物不能像反刍动物一样有效利用DDGS中的纤维,但是通过微生物发酵后可促进肠道菌群的生长,在母猪日粮中适量添加对其健康有利。研究表明,母猪日粮中添加15%DDGS对断奶仔猪数和断奶窝质量无影响,且可降低母猪粪中钙和磷的含量[12]。另有研究表明,饲喂哺乳母猪的日粮中含有010%20%30%DDGS不影响其饲料采食量、背膘厚、窝增质量和仔猪断奶前死亡率,且 20%30%DDGS添加量不影响哺乳母猪奶汁的成分[13]

2.2鸡日粮

鸡肉的肉色、pH值、剪切力、嫩度等指标是人们评价鸡肉质量的重要指标。Corzo[14]在肉鸡常规日粮中分别添加2种不同来源的DDGS,添加量均为8%,研究DDGS对鸡肉品质的影响,结果表明,与常规日粮组相比,2个试验组鸡肉的肉色、pH值、蒸煮损失、剪切力值均没有显著差异。也有研究认为,日粮中添加DDGS06%12%18%24%)对肉鸡胸肌pH值有显著影响,而对肉色、烹饪损失方面没有显著影响 [15]Thacker[16]分别用含1%5%10%15%20% DDGS的小麦型日粮饲喂肉鸡,其采食量、饲料转化率和增质量方面没有表现出显著差异,但是20% DDGS日粮组肉鸡的生产性能下降。且日粮中小麦型DDGS比例增加,日粮能量、磷、干物质的消化率线性下降。可见,小麦型DDGS在肉鸡日粮配方中的添加比例低于15%时,对生产性能不会产生负面影响。另有研究表明,日粮中添加10%DDGS可改变肉鸡盲肠的微生物区系,对其肠道健康有益,可能是因为DDGS中的纤维发酵后可促进微生物菌群的生长,也可以抑制病原体的生长,避免肠道黏膜破坏,保持肠道功能完整,既能减少疾病的发生,也能提高饲料的消化吸收率,促进家禽生长[17]。综上,在肉鸡饲粮中添加10%15%DDGS不影响其日增质量、采食量及肉品质等,且有益于其肠道健康。

研究表明,在蛋鸡日粮中添加15%以下的DDGS对其产蛋性能、蛋品质无不良影响[5,19],蛋黄颜色得到改善,这可能是由于DDGS中含有较高的叶黄素,加重蛋黄着色[18]Świątkiewicz[5]蛋鸡产蛋高峰期日粮中分别添加不同比例(5%10%15%20%)的DDGS,发现除了20% DDGS组蛋质量、产蛋率降低外,其余3个添加组均对产蛋率没有影响。另有研究表明,在蛋鸡日粮中添加10%的DDGS,其产蛋率(89.7%)、蛋质量(61.4 g/枚)、日采食量(99.7 g)均优于日粮中未添加DDGS组的产蛋率(89.1%)、蛋质量(60.7 g/枚)、日采食量(97.8 g[19]Roberson[20]在产蛋高峰后蛋鸡日粮中添加05%10%15% DDGS,结果表明,5%15%DDGS不影响产蛋率及蛋品质,试验5253周时产蛋率随DDGS使用量的增加而下降,故建议实际生产中使用量应低于15%。这可能是由于产蛋高峰后期机体消化率逐步降低,对 DDGS中抗营养因子耐受力降低而引起产蛋率下降。

3 DDGS质量影响因素及其质量控制

DDGS在猪鸡日粮中的应用效果和建议使用量不同[7,12,16],归其原因主要是由于DDGS原料来源、加工工艺不同,造成营养成分含量变异较大,导致质量参差不齐[21-22]。刘洋等[23]测定了黑龙江、吉林、山东、河南、山西、陕西、四川、甘肃25DDGS的营养成分含量,其中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的变化范围分别为23.44%33.28%9.82%17.95%4.94%10.16%27.19%44.01%3.75%13.33%,营养成分含量差异较大。因此,为确保DDGS产品质量、精准饲粮配方,选用DDGS产品时应考察DDGS原料来源、生产工艺,尤其是对DDGS进行感官评定及主要成分(常规营养成分、中性洗涤纤维和霉菌毒素等)含量的测定至关重要,根据其营养成分含量合理配置日粮,以提高其利用效果。

3.1 DDGS的感官评定

评价一种原料的质量好坏首先是感官鉴定,主要是通过视觉、味觉、嗅觉和触觉等对原材料进行检测。质量好的DDGS一般呈现不规则破碎片状,芳香无异味,有发酵气味,无结块和霉变现象,尝之微甜,不应含有黑色小颗粒。加工过程中受热过度的DDGS,易引起美拉德反应,闻之会有烟味或糊味。颜色分析是鉴定DDGS品质较为简单且可行的方法,颜色受原料、加工工艺的影响呈多样化,金黄色到深褐色不等。研究表明,DDGS颜色的深浅与其赖氨酸的有效含量呈线性关系(R2 = 0.67),与动物试验测定结果结合分析表明,浅颜色的DDGS赖氨酸含量高(0.76%),其标准回肠氨基酸消化率(61.5%)也高,反之,深颜色的DDGS赖氨酸含量低(0.48%),其标准回肠赖氨酸消化率(43.6%)也低,且颜色越深,亮度值L*越低[24-25]。说明生物可利用赖氨酸的含量与标准可消化赖氨酸的含量或DDGS的亮度值呈强相关[26]。因此,DDGS的颜色差异可以作为监测DDGS品质的指标之一,并且通过分析DDGS样品的L*值,估计DDGS 的可消化氨基酸含量,采用标准可消化氨基酸的含量作为配制含有DDGS日粮配方的标准可提高其精度。

3.2 DDGS中的酸性洗涤纤维

畜禽生产中,粗蛋白、氨基酸的含量及其消化利用率是评价饲料原材料质量的重要指标。研究证明,酸性洗涤纤维能间接反映饲料原料的蛋白质热损害程度,其含量多少与DDGS消化率高低成反比,酸性洗涤纤维含量越高,DDGS的能量和蛋白质的消化率越低[27]Pahm [28]研究发现,DDGS酸性洗涤纤维含量分别为10.33%、13.08%时,其粗蛋白和赖氨酸标准回肠消化率分别为77.3%和74.5%、64.8%和51.4%。Stein[29]报道,DDGS中含8%的酸性洗涤纤维时,其能量和粗蛋白的标准回肠消化率分别为77.6%和72.0%,酸性洗涤纤维的含量为13.1%时,其能量和粗蛋白的标准回肠消化率分别为74.2%和69.8%。表明酸性洗涤纤维含量可作为检测控制DDGS热过度的指标。

3.3 DDGS中的霉菌毒素

DDGS多以玉米为原料,玉米易受霉菌毒素感染,若玉米中已含有霉菌毒素,而发酵过程中并不能对霉菌毒素的毒性造成破坏或失活,反而会使DDGS中的霉菌毒素含量相应浓缩,而且出现几种霉菌毒素并存的现象[30]。同时酒精厂生产酒精时利用的是原材料中的淀粉,对霉菌毒素的多少没有定量要求,使用品质稍差、价格较低的原料能降低生产成本。雷元培等[31]调查研究的17DDGS中玉米赤霉烯酮(ZEN)的检出率为100%,其中严重污染率占17.65%比例,中度污染率占23.53%比例。王金容等[32]报道了市售DDGS中呕吐毒素(DON)、黄曲霉毒素B1AFB1)、ZEN的检出率均为100%。可见,在DDGS中霉菌毒素污染严重。因此,在畜禽日粮配方中使用DDGS时,必须严格检测每批DDGS中霉菌毒素的含量,特别是AFB1ZEN的含量。

4 DDGS的营养价值评定

为提高DDGS作为饲料原料在畜禽中的应用价值,长期以来研究者一直用动物试验法来评定其营养价值,利用动物试验虽能相对准确地评估其营养价值,但存在周期较长、受影响因素多和消耗过大等缺点。随着动物消化生理研究的日渐深入,研究人员致力于寻求一种能替代动物试验的体外方法来快速评定饲料营养价值,如仿生消化技术和NIRS技术,当前,NIRS已广泛应用于豆粕、玉米和DDGS等饲料原料的营养成分快速分析及其营养价值评定,并得到了行业内人员的认可。有效结合仿生消化技术和NIRS技术,对DDGS的营养价值进行快速、精确评价,对于提高生产效率、合理配置畜禽日粮配方有重要意义。

4.1仿生消化技术

    仿生消化技术是利用仿生消化系统对饲料中的养分进行生物学效价评价的方法,而仿生消化系统是依据仿生学的基本原理通过模拟动物消化功能建立的体外水解系统。动物营养学国家重点实验室在张子仪院士的指导下,近年来在饲料营养价值评定方面开展了大量的研究,基于前人工作基础,成功研发一套具有自主知识产权的,用来模拟猪、禽饲料养分消化的单胃动物仿生消化系统,并用该系统对试验结果的重演性、可加性、准确性和影响因素进行了系统研究[33-35]。赵峰等[33]报道,采用仿生消化法检测鸡饲料中干物质消化率(DMD)和酶水解物能值(EHGE),可得到满意的精度。随后该课题组又采用该法证明玉米、大豆粕、棉籽粕、小麦麸的DMDEHGE具有可加性,进一步检验了采用仿生消化方法模拟单胃动物消化系统的可行性[34]。随着研究的深入,研究者对仿生法与动物试验法在精度、灵敏度、可行性等方面进行了对比性研究。陈亮[35]研究了仿生法评定日粮及饲料原料中能量和粗蛋白消化率的可行性,并与动物试验法测定值进行相关性分析,仿生法测定的能量和粗蛋白的消化率的变异系数范围(0.25%0.84%)低于动物试验法(1.00%3.25%)。鉴于此,依据模拟单胃动物消化生理的仿生消化法对畜禽饲料中养分

的生物学效价评定有望成为快速、准确、标准化方法。目前还未见用仿生法对DDGS营养价值评定的研究报道,如果将仿生技术在企业单位进行推广,应用到DDGS营养价值评定上,将有可能解决快速、准确评定DDGS营养价值这一热点难题。

4.2 NIRS技术

NIRS技术是采用化学物质在其近红外光谱区内的光学特征,快速检测物质中的成分及其特性的光谱技术[36]NIRS具有不消耗化学试剂、不损耗样品、不污染环境、通量高、检测速度快且具备多成分同时分析及维护成本低等优点,因而在违禁添加物、食品和饲料等检测领域得到了成功应用[37]。王旭峰[38]应用NIRS成功建立了饲料中各组分含量的定量分析模型,能够准确地对饲料的品质进行快速检测,其误差符合国家标准所规定的误差范围,该技术对畜禽饲料原材料的真伪鉴别也具有较大潜力。石光涛等[39]报道,采用NIRS能监测出鱼粉中是否有豆粕存在及其含量。近几年NIRS已经逐步被应用在DDGS检测及营养价值评定上。牛子青[40]通过对70DDGS样品定标、30DDGS样品检测,得到水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和粗灰分的定标模型,其R2均在0.9以上,说明可以采用 NIRS 进行定量检测。周良娟等[41]收集了国内18个工厂的93个玉米DDGS样品,建立了水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、总磷、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗纤维预测模型,定标决定系数为0.940.99。郑伟[42]研究发现,采用NIRS的预测值和在实验室检测的DDGS中的色度学参数之间相关性较高,且符合快速检测、分析效率的要求,能满足生产过程中实时监控的需求。

5 小结

    DDGS作为新型非常规蛋白质饲料原料,具有丰富的营养价值,价格低、产量大,又能降低豆粕、玉米的使用量,已在畜禽日粮配置中广泛应用。鉴于DDGS较大的营养成分含量变异性,不同批次间的DDGS均需测定其成分含量,而动物试验周期又较长,不利于饲料企业生产中快速测定其成分含量及营养价值评定,因此,为提高DDGS的应用效果、合理配置畜禽各阶段日粮配方,应将快速检测及评定营养价值的新方法应用到DDGS的检测及其营养价值评定中,并建立可查询的(不同区域、生产工艺及原料等)DDGS主要成分数据库,才能真正实现在降低生产成本的同时取得较好的经济效益。

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EFFECTS OF CECROPIN ANTIMICROBIAL PEPTIDE AND CURCUMIN ON GROWTH PERFORMANCE ,  ANTIOXIDANT PERFORMANCE AND INTESTINAL MICROFLORA

SUN Quanyou  XU Bin  WANG Linyi  LIN Ping  BAI Jie  ZHENG Xinshe

LV Zhenshan  LI Shaoyu*

(Institute of Animal Science, Henan Academy of Agricultural Sciences, Henan

Agricultural University, Zhengzhou 450002)

AbstractThis experiment was conducted to determine the effects and the interactions of cecropin antimicrobial peptide and curcumin on growth performance , antioxidant performance and intestinal microflora of broilers.Three hundred and sixty male AA broilers at the age of 1d were randomly divided into 5 treatments with 6 replications of 12 broilers each . The broilers were fed with 1 of 5 diets:a basal diet,a basal diet supplemented with 35 g/t virginiamycin premix ,a basal diet supplemented with 200 g/t cecropin antimicrobial peptide, a basal diet supplemented with 200 g/t curcumin,a basal diet supplemented with and 200 g/t curcumin + 200 g/t antimicrobial peptide. Feed and water were provided ad libitum for a period of 42 d .The results showed as follows:

1 Addition of curcumin and antimicrobial peptide were significantly elevated the average daily gain and the 42d BW(P<0.05),reduce the feed/gain of broilers(P<0.05),the average daily gain and the 42d BW in curcumin +antimicrobial peptide group was significantly higher than that in the other groups(P<0.01).

2 Addition of curcumin and antimicrobial peptide were significantly reduced the content of MDA in serum of broilers(P<0.01),and elevated the activity of SOD and GSH-px in serum ; the activity of GSH-px in serum of curcumin+antimicrobial peptide group was significantly higher than that in the other groups in broilersP<0.01.

3 Addition of curcumin and antimicrobial peptide were significantly reduced the counts of escherichia coli and salmonella in caecumP<0.05, and significantly elevated the counts of lactobacillus and bifidobacteria in caecum P<0.01.The counts of lactobacillus in caecum of curcumin +antimicrobial peptide group was significantly higher than that in the other groups in broilersP<0.05.

It is concluded that the addition of curcumin and antimicrobial peptide alone or combined in the diet improved growth performance and antioxidant performance of broilersreduced the counts of escherichia coli and salmonella in caecumsignificantly elevated the counts of lactobacillus and bifidobacteria in caecumand used in combination with the effect is better than in separate.

 

Key words: broilers; antimicrobial peptides; curcumin; growth performance; antioxidant performance; intestinal microflora.

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