时间:2024-05-23
刘魏魏,杨培龙,刘国华,孟 昆
中国农业科学院饲料研究所,农业农村部饲料生物技术重点实验室,北京 100081
我国农副产品中的各类粕类资源可作为优良的豆粕替代原料用于饲料产品生产,由于产量大、产地广,多种粕类原料都有长期的饲料应用历史。本文就几种主要的粕类资源在不同养殖动物日粮中的应用研究进行综述,以期进一步提高粕类资源替代豆粕的应用效果,从而有力推进当前豆粕减量替代行动进展。
菜籽粕是油菜籽通过预压浸出工艺榨油的副产物,粗蛋白质含量在33% 以上,粗纤维含量10%~13%,并含有较多的抗营养因子,比如单宁、芥子碱、植酸、硫代葡萄糖苷等。菜籽粕氨基酸组成较平衡,含硫氨基酸含量高,蛋氨酸、赖氨酸含量也较高,但精氨酸含量低。菜籽粕的碳水化合物多是不易消化的戊糖,含有8%戊聚糖,因此可利用能量水平低于豆粕和花生粕,但高于棉籽粕。固态发酵已被广泛用于提高菜籽粕中营养物质的生物学利用率(包括油菜籽肽、钙、磷酸盐和B 族维生素)及降低其抗营养因子水平。因此固态发酵菜籽粕也广泛用于不同动物日粮以替代豆粕原料。同时,芥子酸胆碱脂和硫代葡萄糖苷含量都显著低于普通菜籽粕的双低菜籽粕在畜禽饲料中也有广泛应用。
菜籽粕在肉鸡及蛋鸡日粮中都可以替代豆粕降低饲料成本。姜春艳等(2023)采用4%、8%、12% 的脱毒菜籽粕替代豆粕,结果表明肉鸡养殖效益分别比对照组提高1.59、2.91、1.76 元/ 只。说明用8% 的菜籽粕替代豆粕养殖效益最高,而添加12% 的菜籽粕替代可能会引发肉鸡毒副反应,给血清生化指标带来负面影响。而邓卉等(2022)在肉鸡日粮中添加2.5%、5.0%、7.5%、10.0% 的膨化发酵菜籽粕结果表明,各添加组平均日增重、平均日采食量和料重比与对照组均无显著差异,但料重比随添加水平升高呈先降低后上升的趋势,以5% 的添加比例为最佳。分别在基础日粮中添加3%、6% 和9% 发酵菜籽粕等营养替代豆粕,结果表明与对照组相比,试验组肉鸡平均日增重、平均日采食量和料重比差异均不显著;9% 试验组肉鸡较3%、6% 试验组平均日增重分别提高16.47%、15.03%,料重比分别降低7.71% 和4.27%;各组肉鸡胸肌的pH1、pH24、肉色、蒸煮损失和嫩度差异均不显著;但试验组肉鸡胸肌的失水率与对照组相比均显著降低;与对照组相比,试验组总蛋白含量均有提高,其中9%试验组提高至33.92%。总体上添加9%发酵菜籽粕效果最佳(吴东等,2015)。在蛋鸡饲料中用4%、8% 和10% 的菜籽粕替代豆粕,不同试验组蛋鸡产蛋量、产蛋率、蛋重等产蛋性能无显著差异。其中饲喂8%菜籽粕组蛋鸡的产蛋率最高,10% 菜籽粕组饲料成本最低,蛋重则以饲料菜籽粕的替代量为4%组较高,替代量为10%组较低。以饲料菜籽粕的替代量为8% 组料蛋比最低。各组粗蛋白质的表观利用率差异不显著,在饲养实践中可推广应用(曾植虎,2011)。
菜籽粕可在猪日粮中有效替代豆粕,其中双低菜籽粕在猪日粮上有广泛的应用。王凤来等(2004)在不同体重阶段生长育肥猪饲料中使用双低菜籽粕和普通菜籽粕替代豆粕,替代比例10%。结果表明使用3.85%~9.03% 的双低菜籽粕和4.05%~9.49% 普通菜籽粕替代部分豆粕粗蛋白质的饲养效果尽管不及玉米豆粕型对照组,但仍表现日增重800 g 以上和料重比低于3:1的较好效果。实践中结合原料资源和饲料成本因素,在生长育肥猪饲粮中适量使用双低菜籽粕或双低油菜籽实是可行的。使用发酵菜籽粕替代豆粕对杜长大生长肥育猪生长性能、血清生化指标和肠道菌群的影响进行研究,分别在生长阶段用发酵菜籽粕4% 替代,肥育阶段5% 替代(试验1 组);生长阶段用发酵菜籽粕8% 替代,肥育阶段10% 替代(试验2 组)。结果表明与对照组相比,试验1 组日增重增加1.3%,试验2 组日增重降低15.58%,料重比提高12.50%。生长阶段试验 1 组较对照组总蛋白提高8.94%。试验2 组与对照组生长肥育阶段总蛋白、谷丙转氨酶差异都不显著。与对照组相比,生长和肥育阶段2 个试验组对肠道菌群(大肠杆菌和乳酸菌含量)影响不显著。因此生长猪饲粮利用发酵菜籽粕等营养替代4% 豆粕,肥育猪替代5% 豆粕是可行的(吴东等,2014)。孙佩佩等(2019)同样使用发酵菜籽粕对“杜× 长× 大”生长猪日粮等氮替豆粕,替代比例8.4%、12%、16%。结果表明,各组的平均日增重、平均日采食量和料重比差异不显著,但12%、16% 替代组优于8.4% 组。各组血清中葡萄糖、总蛋白和尿素氮的含量差异不显著。各组血清中谷胱甘肽过氧化物酶活性和总抗氧化能力差异不显著,16% 组血清中超氧化物歧化酶活性极显著高于8.4%、12% 组,而丙二醛含量显著低于8.4%、12% 组。各组血清中IgA、IgG、IgM 的含量均差异不显著。12% 组血清中肿瘤坏死因子-α 的含量显著高于16%组,其余各组间差异不显著。综上所述,添加发酵菜籽粕可在一定程度上改善生长猪的生长性能,降低血清中总胆固醇的含量,提高抗氧化能力,同时对免疫功能没有负面影响。发酵菜籽粕也可用于断奶仔猪日粮。添加发酵菜籽粕(6%)和豆粕(2%)可改善断奶仔猪的氧化还原状态,饲喂后猪的平均日增重和饲料转化率优于对照组(Shi 等,2016)。Satessa 等(2020)研 究 表 明,用发酵菜籽粕替代5%、10% 豆粕饲喂断奶仔猪可预防其断奶后肠道疾病,仔猪的生产性能、肠道发育和健康指标获得有效的改善。吴明文等(2010)用两种固态发酵菜籽粕代替10% 豆粕饲喂仔猪,结果表明,与对照组相比,试验组仔猪日增重提高,料肉比和猪腹泻发生率降低。丁小玲等(2011)研究显示,断奶仔猪阶段日粮中分别用固态发酵菜籽粕等氮替代20%、40% 和60%质量的膨化豆粕对断奶仔猪生长性能、腹泻率无显著影响;替代40% 时可显著提高仔猪IgA 水平,替代20%和40% 时血磷含量显著降低。
棉籽粕是棉籽脱壳榨油后的副产品,粗蛋白质含量高达40%~44%,与豆粕的粗蛋白质含量不相上下,由于价格低廉,因此常用做畜禽饲粮中豆粕的替代资源。棉籽粕中主要的抗营养因子为棉酚、环丙烯脂肪酸、单宁和植酸。这些抗营养因子影响动物生长发育,是其作为蛋白质饲料在单胃动物上大量应用主要的限制因素。发酵棉籽粕是使用发酵技术发酵脱毒后的棉籽粕,其抗营养因子含量大幅度降低,营养成分含量和适口性增加,更具应用前景。
棉籽粕对鸡的饲用价值主要取决于游离棉酚和粗纤维的含量。含壳多的棉籽粕粗纤维含量高,热能低,应避免在肉鸡中使用。用量以游离棉酚含量而定,通常游离棉酚含量在0.05% 以下的棉籽粕,在肉鸡中可用到饲粮的10%~20%,产蛋鸡可用到饲粮的5%~15%,未经脱毒处理的棉籽粕,饲粮中用量不得超过5%。脱毒棉籽粕在幼禽全价配合饲料中单项添加量3%~8%,中大禽8%~12%。孙晓晓等(2022)研究表明,肉鸡生长后期分别用5%、8% 和16% 的棉籽粕替代部分豆粕,3 个水平的棉籽粕对28~42 日龄肉鸡出栏时的生长性能无显著影响,其中5% 棉籽粕组的料重比最优,比对照组降低了 3.88%,且5%、8% 低水平棉籽粕替代豆粕有利于出栏体重和饲料转化效率的提高。另外5% 和8% 的棉籽粕替代组血清生化、抗氧化指标有所提高。16% 的棉籽粕替代豆粕对生长性能无显著影响,但降低了血清铁含量,提高了血清免疫球蛋白含量。在蛋鸡的实际生产中也经常使用一定比例的棉籽粕替代豆粕,相关研究中棉籽粕在蛋鸡日粮中的比例设计从5% 至30% 不等。研究表明,使用棉籽粕、菜籽粕及棉菜粕分别替代蛋鸡日粮中5.5%、5.0%、10.0% 的豆粕,可以显著降低饲料成本,同时对蛋鸡的产蛋率、日产蛋重和料蛋比均无明显影响(杨桂芹等,2007)。李玉洪等(2014)研究发现,蛋鸡饲粮中添加5.48% 的棉籽粕、5% 菜籽粕及10% 的棉菜粕替代豆粕对蛋形指数、蛋壳厚度、哈氏单位均无明显影响。在蛋鸡日粮中添加DGGS 可以有效加深蛋黄颜色(李羽丰等,2015),研究表明应用2% 棉籽粕+4%DDGS 及2% 棉籽粕+8%DDGS 替代日粮中部分豆粕对鸡蛋蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋形指数、破蛋率、哈夫单位及蛋白高度等蛋品质指标均无显著影响,而8%DDGS 组蛋黄颜色显著高于对照组和4%DDGS 试验组,因此联合添加棉籽粕与DGGS 可以有效提高蛋鸡的生产价值(陈晓慧等,2021)。
品质良好的棉籽粕是猪良好的蛋白质饲料原料,可大比例代替饲料中豆粕无副效应,但需补充赖氨酸、钙、磷和胡萝卜素等。品质差的棉籽粕使用量大会影响适口性,并有中毒可能。棉籽粕是猪良好的色氨酸来源,但其蛋氨酸含量低,一般乳猪、仔猪不用。游离棉酚含量低于0.05% 的棉籽粕,在肉猪饲粮中可用至10%~20%,母猪可用至3%~5%。脱毒棉籽粕全价配合饲料中添加量:单项添加量小猪1%~3%,中猪4%~8%,大猪8%~10%;代替配方中豆粕使用量:单项添加量小猪10%,中猪30%,大猪40%。周维仁等(2000)在中大猪日粮中添加8% 与12% 脱毒棉籽粕,试验结果表明两组添加量都能取得较好的增重效果。敖维平等(2009)在生长肥育猪日粮中添加4%、6% 的棉籽粕代替等量豆粕,其中4% 替代组各项生长肥育性能参数与对照组基本一致,4%、6% 添加组增重成本与对照组比较分别降低0.33 元/ 头和0.47 元/ 头,表明棉籽粕适量替代能获得较好的经济效益。周维仁等(2007)分别以脱酚棉籽蛋白替代生长猪日粮中50% 和100% 的豆粕,再辅以人工合成的氨基酸平衡生长猪日粮氨基酸。试验结果显示,脱毒棉籽粕在配合饲料中的用量可达21.5%,猪在20~40 kg 体重阶段取得了平均日增重560 g、料肉比2.33:1 的饲养效果。试验猪对脱毒棉籽粕的消化吸收和利用情况良好,取得了与优质豆粕相似的生长效果。
棉籽粕对反刍动物不存在中毒问题,是反刍家畜良好的蛋白质来源。奶牛饲料中添加适当棉籽粕可提高乳脂率,若用量超过精料的50%则影响适口性,同时乳脂变硬。棉籽粕属便秘性饲料原料,需搭配芝麻粕等软便性饲料原料使用。肉牛可以以棉籽粕为主要蛋白质饲料,但应供应优质粗饲料,再补充胡萝卜素和钙,能获得良好的增重效果,一般在精料中可占30%~40%。棉籽粕也可作为羊的优质蛋白质饲料来源,同样需配合优质精料。脱毒棉籽粕犊牛精料用量可达20%,3~4 月龄可达40%,种公牛的用量应在33% 以下。荆元强等(2012)利用棉籽粕替代豆粕配制蛋白质水平为12.8% 和14.8% 的饲粮,研究表明14.8% 饲粮组试验牛的日增重比12.8%饲粮组显著提高18.57%,同时14.8% 饲粮组可以显著或极显著提高肉牛的屠宰率、净肉率、肋部脂肪厚、背膘厚,而对肉牛的胴体产肉率、眼肌面积、高档肉块占活重比例、肉骨比影响不显著。同等蛋白质水平下,用棉籽粕全部或部分替代豆粕对肉牛日增重及各项屠宰性能指标的影响均不显著,但棉籽粕组饲粮单价、肉牛每千克增重成本都低于豆粕组。由此可见,在肉牛育肥后期可以用棉籽粕替代豆粕降低成本。
目前棉籽粕在水产动物养殖中有广泛应用。脱毒棉籽粕在鱼、虾、蟹、鳗、鳖、鳜等高档水产代替配方中鱼粉、豆粕使用量:单项添加量鱼20%~50%,高档水产10%~30%。以发酵棉籽粕替代基础饲料20%、40%、60%、80% 的豆粕研究棉籽粕对中华绒螯蟹幼蟹的生长影响。结果显示发酵棉籽粕替代不同比例豆粕对幼蟹的成活率、增重率以及特定生长率均无显著影响。同时各试验组对全蟹水分、粗脂肪和粗蛋白质含量均无显著影响。与对照组相比,各替代组幼蟹肝胰腺还原型谷胱甘肽含量显著升高,60%、80%替代组总抗氧化能力显著升高,但80% 替代组幼蟹肠道组织结构出现明显损伤。总体上以生长性能作为评价指标替代比例为20% 时最佳,以肝胰腺和肠道健康为评价指标,发酵棉籽粕替代比例不宜超过40%(庞栋等,2023)。以棉籽粕20.65%、30.98%、41.30% 等氮替代鲤鱼基础日粮中的豆粕50%、75%、100%,棉籽粕替代豆粕达50% 不影响鲤鱼生长性能、肌肉品质和风味、肝肾组织形态结构、肝肾功能及发育、生殖功能、钾离子平衡调节、血清总蛋白、血糖及甘油三酯指标,棉籽粕替代豆粕75%对肝功能有明显抑制作用,而替代豆粕100% 除对肌肉品质及风味影响不大以外,对其他指标都产生明显的毒副作用(候红利,2006)。李旭巧(2022)利用棉籽浓缩蛋白替代日粮中豆粕研究对草鱼生长性能、健康及肌肉品质的影响。试验设置0%(C0)、15%(C15)、30%(C30)、45%(C45)、75%(C75)和100%(C100)六种豆粕等氮替代比例。结果显示在生长及形体指标方面,各组间特定生长率和饲料系数无显著差异,C45 组脏体比显著高于C0 组;在健康状况方面,C100 组血清白球比显著低于C0 组,C15 组血清超氧化物歧化酶活性显著高于C0 组,试验鱼肝脏和肌肉组织均未发生病变。在肌肉品质方面,较于C0 组,C75 组粗蛋白质和C30 组异亮氨酸含量显著升高,C30、C45 和C100 组试验鱼肌肉弹性和黏附性显著升高,C75 和C100 组试验鱼肌肉肌节长度显著升高。总体上草鱼日粮中使用18.27% 棉籽浓缩蛋白不影响草鱼的生长性能,还可提升草鱼的健康状况和肌肉品质,可完全替代豆粕。类似的研究使用棉籽浓缩蛋白分别等氮替代尼罗罗非鱼饲料中15%、30%、45%、 75% 和100% 豆粕,结果表明棉籽浓缩蛋白替代豆粕水平不宜超过30%,较高的替代比例(45%、75% 和100%)会影响尼罗罗非鱼生长状况和肠道健康,造成鱼体增重率、鱼肠道胰蛋白酶、肠道绒毛的宽度和高度都显著降低;其中当替代率达到75% 及以上时,肠道的跨上皮电阻显著降低;而当替代率达到100%,血清脂多糖的含量显著增加。因此对尼罗罗非鱼而言,使用低比例棉籽浓缩蛋白替代豆粕可以获得更好的生产价值(李玮洁,2022)。
棕榈粕是棕榈仁提油后的副产物,粗蛋白质含量为14%~17%,氨基酸组成优良,含有蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、胱氨酸等氨基酸,富含亚油酸和矿物质,但粗纤维含量较高(约15%),且含有非淀粉多糖β- 甘露聚糖等抗营养因子(Ntenga 等,2018;程时军等,2010)。棕榈粕的主产地有马来西亚、印度尼西亚和菲律宾等国,价格低于豆粕、菜籽粕和棉籽粕,近年来我国大量进口棕榈粕作为豆粕等的替代原料。王爽等(2020)研究饲粮中添加棕榈粕对产蛋期蛋鸭的影响发现,饲粮棕榈粕添加水平对蛋鸭平均蛋重、蛋黄重和蛋壳重有显著影响,随着棕榈粕添加水平的升高,平均蛋重、蛋黄重和蛋壳重呈下降趋势,其他产蛋性能和蛋品质指标均无显著差异,蛋鸭血浆和肝脏抗氧化指标及器官重量也均无显著差异。高兴宇(2019)研究结果表明,棕榈粕对肉兔是一种较好的纤维、蛋白质和脂肪来源,可以代替日粮中的部分苜蓿草粉。日粮添加20% 棕榈粕可以提高肉兔的生长性能,对饲料消化率无负面影响。
棕榈粕中纤维含量高、不溶性甘露聚糖含量也较高,降低棕榈粕中这些抗营养因子,提高利用率将是其得到有效利用的关键。通过膨化等物理化学预处理以及添加外源酶、生物发酵等生物预处理的方法,均可提升棕榈粕的营养价值。张玉利(2020)研究表明,使用纤维素酶和甘露聚糖酶处理棕榈粕可使其半纤维素含量和纤维素含量分别降低26.26% 和32.62%。徐智鹏等(2023)探索了甘露聚糖酶与发酵菌剂同时处理棕榈粕对其体外仿生消化的影响,结果表明处理组干物质消化率、反刍体外总产气量、反刍体外发酵菌体蛋白、NH3-N 均显著高于对照组。于长青等(2019)研究表明,以棕榈粕渣发酵饲料替代部分(10%、20%、30%)玉米秸秆作为肉牛粗饲料能达到同样的育肥效果,育肥过程中对照组及试验组牛存活率均为100%,健康状况良好,盈利随替代量增加而提高。杨欢等(2021)将棕榈粕进行膨化处理后部分替代玉米和豆粕的日粮饲喂断奶仔猪,与饲喂玉米- 豆粕型日粮的对照组相比,平均日增重、干物质表观消化、血液红细胞数量及血球容积均有提高,料重比较对照组显著降低。
棕榈粕产量丰富且价格低廉,是豆粕的理想替代饲料之一,在畜禽饲料中的应用日渐广泛。但是不同来源棕榈粕的营养水平往往有较大差异,因此最佳使用量也会有所不同。另外,关于在不同畜禽上的营养价值评定及高效利用方法的报道较少,仍需更多研究。
粕类饲料是油料农作物经油脂提取后的副产物,我国农副产品种类繁多,分布广泛,产量巨大,除上述菜籽粕、棉籽粕、棕榈粕以外,还有多种杂粕类资源如花生粕、葵花籽粕、芝麻粕、亚麻籽粕、油茶籽粕等均可用作蛋白饲料,在豆粕减量替代中发挥作用。
花生粕是脱壳花生果经提取油脂后的副产品,我国是花生种植与生产大国,每年花生粕有900 多万t,花生粕蛋白质含量为40%~50%(刘庆芳等,2017),与豆粕接近甚至略高,还富含黄酮类、酚类、多糖等生物活性物质,而价格比豆粕低,因此用花生粕替代豆粕可以节约大量饲料成本。刘毅等(2021)研究用花生粕替代豆粕对津新鲤2 号的影响发现,饲料中花生粕替代豆粕比例不超过50%,对鱼体生长性能、肌肉营养组成和血液生化指标无明显负面影响,可以降低饲料成本。Dias 等(2018)研究发现,花生粕可以完全替代精料混合物中的豆粕饲喂泌乳奶牛,而不改变干物质的摄入量、产奶量和乳品质,并且可以降低饲养成本。
然而花生粕蛋白质品质欠佳,氨基酸不平衡,精氨酸含量高,但缺乏赖氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸,存在抗营养因子植酸、植物性血球凝集素、胰蛋白酶抑制因子等,本身虽无毒素,却易霉变感染黄曲霉毒素,一定程度上限制了花生粕的高效利用(Akinmusire 等,2019 ;樊庆山等,2018)。微生物发酵可改善花生粕的氨基酸平衡,降低抗营养因子与毒素含量,改善饲用品质。朱立飞等(2022)通过固体发酵法从36 种食用菌中比较筛选出降解花生粕中黄曲霉毒素B1(AFB1)能力较好的白芝菌,优化其发酵和降解条件后花生粕AFB 含量由57 g/kg 降为5 g/kg,植酸含量则下降67.39%,蛋白质、总糖和必需氨基酸含量分别提高5.15%、19.1% 和7.85%。使用米曲霉发酵花生粕,其蛋白含量可由44.05%增至49.60%,脂肪含量由7.05% 增至12.8%(Duhan 等,2021)。李洪琴等(2020)研究发现,饲料中添加发酵花生粕相较于添加未发酵花生粕,可使凡纳滨对虾质量增加率、特定生长率和饲料转化率显著增加。利用枯草芽孢杆菌固态发酵花生粕可以有效提高其多肽含量,纳豆芽孢杆菌和红曲霉发酵也可增加花生粕多肽含量,使用此花生粕多肽可以促进小鼠的生长,并对高脂膳小鼠的脂代谢具有一定的调节作用(王芬等,2022 ;张惠雯,2019)。
葵花籽粕是葵花籽提油后的副产物,向日葵是我国重要的油料作物,葵花籽饼粕产量也位居世界前列,是一种很有市场潜力的蛋白饲料原料(杨晨等,2020)。由于脱壳程度不同葵花籽粕营养价值差异较大,但粗蛋白质含量均可达到30%以上,且不含有显著影响生产的抗营养因子,这也是其一大特点(夏明亮等,2019)。虽然葵花籽粕的蛋氨酸含量高但是赖氨酸含量却较低,粗纤维含量也较高,特别是葵花籽壳中的木质素很难消化,限制了其饲料化利用。日粮添加20%葵花籽粕同时补充复合酶可以改善肉鸡生长后期的饲料效率、降低空肠隐窝深度、提高胰腺相对重量、提高肉鸡生产的经济效益(王萍,2021)。戴振宇(2020)研究发现,葵花籽粕的饲粮添加量为 8%、12% 时可显著提高蛋鸭肝脏抗氧化功能,大于8% 时可降低肝脏胆固醇和甘油三酯含量,低于16% 时对蛋鸭产蛋性能和空肠消化功能无影响。
芝麻粕是芝麻去油后的副产物,主要成分为蛋白质, 粗蛋白质含量45% 以上,蛋氨酸含量高,是优质的蛋禽饲料原料,但是赖氨酸含量较低,且含有植酸、草酸和单宁等抗营养因子,影响动物适口性,降低了饲料的消化率,限制了芝麻粕在畜禽日粮中的广泛应用。微生物发酵法可以有效地减少芝麻粕中植酸等抗营养因子含量,还能够提高粗蛋白质和小肽等有益成分的含量(宋鹏等,2019)。吴东等(2013)研究发酵芝麻粕替代豆粕对肉鸭的影响,结果表明肉鸭的平均日增重、料增重比等生长性能,胸肌水分、粗蛋白质、粗脂肪和多种氨基酸含量等肉品质,以及多个血清生化指标与饲喂基础饲粮组均无显著差异。
亚麻籽粕是亚麻籽加工制油后的主要副产物,油用型亚麻又叫胡麻,亚麻籽是一种重要的油料作物,我国年产量居世界第二(吕蕾等,2022)。亚麻籽粕中蛋白质含量为 32%~49%,且富含多种不饱和脂肪酸,以及黄酮、木酚素等抗氧化物质,可用作畜禽蛋白饲粮(郝京京等,2020)。但亚麻籽中的生氰糖苷、抗维生素B6因子和植酸等抗营养因子在一定程度上限制了其在畜禽饲粮中的应用。方媛等(2019)研究了基础饲料中添加30% 的亚麻籽粕对奶牛和肉牛肠道微生物的影响。郭宝珠等(2021)优化了亚麻籽粕固态发酵工艺,使生氰糖苷脱除率为93.66%,营养价值得到改善,有效降低了亚麻籽粕对肉鸡生长性能、免疫及抗氧化功能的不利影响。亚麻籽粕在畜禽生产中虽有应用,但尚未得到充分开发。
油茶籽粕是油茶籽提油后的副产物,油茶是我国特有的木本油料作物,与油棕、椰子和橄榄并称为世界四大木本油料植物。油茶籽粕的粗蛋白质含量为14%~20%,糖类物质含量丰富,并含多种微量元素(杨友志等,2020)。但木质纤维素含量高,特别是其主要的抗营养因子为溶血性的茶皂素,此外还有单宁、咖啡因,严重影响了油茶籽粕作为饲料的适口性和利用率(王建枫等,2015)。目前油茶籽粕主要用于肥料和燃料,少部分用于提取茶皂素或被废弃,在饲料产业中的应用开发还较少。
发酵饲料以其诸多优势在近些年已成为饲料行业的一个发展趋势,与传统饲料相比,发酵饲料可提升饲料营养价值和利用效率,提高动物生长性能,改善动物肠道健康,增加免疫力,减少抗生素的使用和环境污染,且成本较低,有助于养殖业的绿色健康可持续发展。用于饲料发酵的菌种主要有乳酸菌类(如植物乳杆菌、乳酸片球菌)、酵母菌类(如产假丝酵母、酿酒酵母)、芽孢杆菌类(如地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)和霉菌类(如黑曲霉、米曲霉),这些菌种也同样可用于粕类的发酵,并且通常混菌发酵的效果优于单菌发酵,经发酵后粕类的饲用价值可得到有效提升。
我国有种类繁多、分布广泛、产量丰富的非常规蛋白质粕类资源,但是很多因含有毒素和抗营养因子,不适合直接进行饲喂。微生物发酵能够分解转化粕类中的有毒、有害及抗营养因子,使粕类资源在动物生产中更广泛地应用。棉籽粕中的抗营养因子游离棉酚可在动物体内蓄积,对机体有毒副作用。汪丰等(2022)筛选分离出一株棉酚降解菌株,研究其对棉籽粕中棉酚的脱毒效果发现,通过固态发酵可使棉籽粕中棉酚含量下降43%。
微生物发酵可将粕类中的蛋白质、脂质和多糖等大分子物质降解成易被动物消化吸收的小分子,有利于饲料中营养物质的利用。粕类经微生物发酵生成大量有机酸、氨基酸、小肽、酶等生物活性物质,提升了营养价值,也增加了其天然香味。另外,粕类植物蛋白中存在氨基酸分布不平衡,一些必需氨基酸缺乏的问题,微生物发酵后可以弥补其缺乏的氨基酸,使氨基酸组成更加合理。Wang 等(2022)研究发现,通过枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌发酵后,菜籽粕中的可溶性肽、游离氨基酸和小分子肽浓度极显著增加,发酵物表现出高抗氧化活性和免疫调节活性。
微生物利用粕类进行发酵过程中,菌体得到生长繁殖,可产生菌体蛋白,使发酵物中粗蛋白质含量提高。微生物菌体蛋白含量高,氨基酸种类齐全,比例恰当,营养价值高于普通的植物蛋白饲料。苏玲(2021)使用酵母菌、黑曲霉和青霉混菌发酵油茶籽粕,粗蛋白质含量从19.78%提高到32.17%,同时饲料适口性得到改善。
菌种是影响粕类发酵品质的关键因素,应根据发酵底物种类及不同目的,针对性的选择相应菌种。同时需考虑到不同菌种之间的相互作用,多种菌混合使用可能会出现拮抗作用,产生有害代谢产物,影响发酵效果。当前生物发酵饲料的生产与应用仍存在一定问题,没有统一成熟的标准和制度,发酵品质不稳定,畜禽使用效果差异较大,后续应根据粕类品种、菌株种系及目标动物的不同合理设计发酵方案,优化发酵工艺,通过发酵提高粕类品质,使其在豆粕减量替代中更好的发挥作用。
各种粕类在不同畜禽日粮中都可以有效替代豆粕,适合的日粮配方不仅不会降低受饲动物的生产性能,还可以提升动物的营养、免疫及肠道健康指标。总体上5%~20% 的替代可以在不同动物日粮中进行应用,其中发酵粕类由于改善了其营养价值,替代比例可以进一步增加。如以2022 年全国豆粕用量6580 万t 计算,20% 的替代约可以节约1300 万t 豆粕用量,从而产生显著的经济效益。由于粕类中所含抗营养因子的限制,还不能大比例或完全替代豆粕,各种粕类除了传统的脱毒工艺外,固态发酵已成为一种经济有效的脱毒手段,通过微生物发酵一方面对有毒物质或抗营养因子进行消解,同时还可以产生有机酸、小肽和益生菌菌体蛋白等益生因子,从而有效提升发酵粕类的营养价值。因此针对不同粕类可以进一步研发优化的固态发酵工艺,以期在豆粕替代中达到更大的比例。另外,除产量大分布广的菜籽粕、棉籽粕外,其他产量较小但具有地源性的杂粕也是地区特色养殖的饲料原料资源,应研发各类畜禽动物具有针对性的杂粕型日粮,拓展豆粕替代工作的多种途径,创制更多的豆粕减量应用成果。
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