喷雾干燥鸡血浆蛋白粉在仔猪上的营养价值评定

2016-02-21 21:17陈代文毛湘冰黄志清罗钧秋王建霞
畜牧兽医学报 2016年1期
关键词:营养价值氨基酸蛋白质

张 勇,陈代文,郑 萍*,余 冰,何 军,毛湘冰,黄志清,虞 洁,罗钧秋,王建霞

(1.四川农业大学动物营养研究所,动物抗病营养教育部重点实验室,雅安 625014;2.上海杰隆生物制品股份有限公司,上海 201210)



喷雾干燥鸡血浆蛋白粉在仔猪上的营养价值评定

张勇1,陈代文1,郑萍1*,余冰1,何军1,毛湘冰1,黄志清1,虞洁1,罗钧秋1,王建霞2

(1.四川农业大学动物营养研究所,动物抗病营养教育部重点实验室,雅安 625014;2.上海杰隆生物制品股份有限公司,上海 201210)

摘要:本试验旨在对喷雾干燥鸡血浆蛋白粉在仔猪上的营养价值进行评定。试验采用单因子设计,将24头健康的“杜×长×大”三元杂交去势公猪(初始体重(24.96±1.05)kg)随机分配到3个处理,每个处理8个重复。分别饲喂无氮饲粮、玉米-豆粕型基础饲粮、鸡血浆蛋白粉饲粮(等氮替代基础饲粮中40%的氮)。所有仔猪预饲6 d后,进行4 d的消化代谢试验,收集全部粪尿,用于测定养分消化率和利用率。试验结束后所有仔猪麻醉屠宰,采集回肠末端食糜,用于测定氨基酸表观回肠消化率和标准回肠消化率。结果表明:喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的粗蛋白质高达69.36%,赖氨酸含量为4.53%,蛋氨酸含量为1.65%,赖氨酸∶蛋氨酸∶色氨酸∶苏氨酸=100∶36∶30∶91,与猪的理想蛋白质氨基酸模式较接近;鸡血浆蛋白粉的表观消化能为16.02 MJ·kg-1,表观代谢能为15.39 MJ·kg-1;粗蛋白质的表观消化率和真消化率分别为87.58%和91.11%;除了甘氨酸外,所有氨基酸的标准回肠消化率都高于80%。综上表明,喷雾干燥鸡血浆蛋白粉是一种优质的动物性蛋白质原料。

关键词:喷雾干燥鸡血浆蛋白粉;蛋白质;氨基酸;仔猪;营养价值

近年来,随着中国畜牧业的快速发展,并且伴随着海洋渔业资源和耕地面积的的不断减少,使得蛋白质饲料原料紧缺的状况日益突出,特别是动物源性蛋白质饲料紧缺尤为严重,最终造成蛋白质饲料的价格不断上涨,因此寻找廉价、优质且供应稳定的鱼粉替代品具有重要的意义。中国作为肉鸡养殖大国,每年宰杀量达到10多亿只,产生的鸡血达50多万吨,因此可以利用新鲜的鸡血液来生产鸡血浆蛋白粉,来满足对动物性蛋白质的需求。血浆蛋白粉是一种新型的蛋白质饲料,其蛋白质和氨基酸含量丰富,免疫球蛋白含量较高,还含有很多生物活性物质。近年来,许多研究报道,血浆蛋白粉能促进幼龄动物的生产性能,提高饲料利用率,增强动物的免疫能力以及降低腹泻率。A.J.Van Dijk等[1]综述,添加血浆蛋白粉能使仔猪的ADG和ADFI分别提高26.8%和24.5%。J.D.Quigley等[2]研究发现,饲粮中添加血浆蛋白粉能提高狗的消化能力以及降低粪便中养分的排泄量。L.M.Wittish等[3]报道,在饲粮中添加血浆蛋白粉能预防仔猪因运输造成的血液组分的改变以及促进断奶后的日增重。R.Jiang等[4]报道,与大豆蛋白比较,仔猪饲粮中添加血浆蛋白粉会降低氨基酸的代谢,降低血清中尿素氮的浓度,从而增加肌肉的生长。Y.Zhang等[5]报道,日粮添加鸡血浆蛋白粉提高了断奶仔猪的生产性能和消化酶的活性,改善了肠道形态,以及降低了血清中尿素氮的浓度。尽管目前对血浆蛋白粉在动物饲粮中应用的研究较多,但主要是集中在猪血浆蛋白粉上。而喷雾干燥鸡血浆蛋白粉是一种新型的饲料蛋白质资源,关于其营养价值还缺乏研究。

本研究通过化学分析和消化代谢试验来测定喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的养分含量和养分的消化利用率,从而系统地评价喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的营养价值,为喷雾干燥鸡血浆蛋白粉在动物生产中的科学使用提供相关的营养参数。

1材料与方法

1.1试验材料

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉由上海杰隆生物制品股份有限公司提供。其生产工艺:收集经检疫合格的新鲜鸡血液经抗凝、冷却、过滤、分离、冷藏、调质、喷雾干燥、干粉速冻等流程生产饲料蛋白质原料。

1.2试验设计与饲养管理

试验采用单因子设计,将24头健康的“杜×长×大”三元杂交去势公猪(初始体重(24.96±1.05)kg)随机分配到3个处理进行消化代谢试验,每个处理8个重复,每个重复1头猪。分别饲喂无氮饲粮、玉米-豆粕型基础饲粮、鸡血浆蛋白粉等氮替代饲粮(等氮替代基础饲粮中40%的氮)。所有仔猪预饲6 d后,进行4 d的消化代谢试验,收集全部粪尿,用于测定养分消化率和利用率。试验结束当天麻醉屠宰,采集回肠末端20~25 cm处食糜,用于测定氨基酸表观回肠消化率和标准回肠消化率。

试验在四川农业大学动物营养研究所试验场的环境控制与调节实验室进行,所有仔猪均单笼饲养,试验期猪舍平均温度控制在25 ℃,湿度在55%~65%。每天定时饲喂(08:30、13:30、18:30),自由采食和饮水。其他日常管理按常规饲养管理进行。

1.3试验饲粮

饲粮的配制参照NRC(2012)[6]11~25 kg仔猪营养需要。无氮饲粮主要由玉米淀粉配制。基础饲粮为玉米-豆粕型,鸡血浆蛋白粉饲粮是用鸡血浆蛋白粉等氮替代基础饲粮中40%的氮,外源指示剂三氧化二铬(Cr2O3)的添加量为0.3%。饲粮组成及营养水平见表1。

1.4样品的采集

1.4.1原料和饲料样的采集分别采集鸡血浆蛋白粉和3组饲料样200 g左右于样品袋中,置于-20 ℃保存待测。

1.4.2粪样及尿样采集与处理正式试验期间,收集全部粪尿,每天08:00结算前1 d的粪尿样。粪样称重后,按照粪样重量的10%加入5%的硫酸,并加入两滴甲苯防腐,置于-20 ℃冰箱保存。代谢试验结束后分别将每头猪4 d的粪便混匀,取样10%,在65 ℃恒温箱中烘干,回潮24 h称重,粉碎过40目筛,制成风干样,置于-20 ℃冰箱中保存待测。按照尿样总体积的10%加入5 %硫酸,置于-20 ℃冰箱保存,将每头猪4 d的尿样混匀,置于-20 ℃冰箱中保存待测。

表1试验饲粮组成及营养水平(饲喂基础)

Table 1Composition and nutrient levels of experimental diets (as-fed basis)

矿物质预混料为每千克饲料提供:Fe 80 mg,Cu 10 mg,Zn 80 mg,Mn 4 mg,Se 0.30 mg,I 0.14 mg。维生素预混料为每千克饲料提供:VA 8 000 IU,VD32 000 IU,VE 20 IU,VK31 mg,VB11.5 mg,VB25 mg,VB62 mg,VB1230 μg,烟酸 20 mg,D-泛酸15 mg,叶酸 0.5 mg,生物素 0.1 mg。干物质、粗蛋白和总能为实测值,其余根据原料组成计算所得

Mineral premix provided the following per kg of diets:Fe 80 mg,Cu 10 mg,Zn 80 mg,Mn 4 mg,Se 0.30 mg,I 0.14 mg.Vitamin premix provided the following per kg of diets:VA 8 000 IU,VD32 000 IU,VE 20 IU,VK31 mg,VB11.5 mg,VB25 mg,VB62 mg,VB1230 μg,nicotinic acid 20 mg,D-pantothenic acid 15 mg,folic acid 0.5 mg,biotin 0.1 mg.DM,CP and GE were measured values,other nutrient levels were calculated values

1.4.3食糜采集与处理试验结束当天早上每头猪每隔15 min饲喂1次,采食1.5 h后,用盐酸氯丙嗪麻醉后屠宰,打开腹腔,分离出回肠末端,在回盲瓣向回肠方向20~25 cm区段内取回肠食糜,置于干净的样品袋中,-80 ℃冰箱中保存,测定氨基酸和Cr2O3含量。

1.5指标测定及计算方法

1.5.1测定指标及方法粗蛋白质:凯氏定氮法;干物质:烘箱干燥法;粗脂肪:索氏抽提法;能量:GR-3500型氧弹式热量计;氨基酸(除色氨酸外):参照GB/T 18246-2000方法进行测定,即将绝干样品在110 ℃下用6 mol·L-1盐酸水解24 h后,通过氨基酸自动分析仪(日立L-8900,日本)测定;色氨酸:参照GB/T 18246-2000方法进行测定,即样品经4 mol·L-1氢氧化锂水解24 h后使用高效液相色谱仪(岛津 LC-10A,日本)测定;铬:参照GB/T 6730.57-2004方法进行测定,将待测样品经湿法消解后使用火焰原子吸收光谱仪(Hitachi Z-5000)测定。1.5.2鸡血浆蛋白粉在仔猪上的表观消化能和表观代谢能的计算参照L.Adeola等[7]的方法计算饲粮的表观消化能和表观代谢能:

饲粮的表观消化能=食入饲粮总能-粪能;

饲粮的表观代谢能=食入饲粮总能-粪能-尿能

鸡血浆蛋白粉在仔猪上的表观消化能和表观代谢能的计算方法采用套算法,参照杨凤[8]的方法进行计算:

待测原料的表观消化能=(待测饲粮组的消化能-基础饲粮组的消化能)/待测原料能量占待测饲粮能量比例+基础饲粮组的消化能;

待测原料的表观代谢能=(待测饲粮组的代谢能-基础饲粮组的代谢能)/待测原料能量占待测饲粮能量比例+基础饲粮组的代谢能。

1.5.3待测养分消化率的计算饲粮养分消化率参照杨凤[8]的方法计算:

养分表观消化率(%)=[(食入养分-粪中养分)/食入养分]×100;

氮真消化率(%)= {[食入氮-(粪氮-代谢粪氮)]/食入氮}×100。

鸡血浆蛋白粉养分消化率通过套算法计算:

式中,D为被测饲料养分消化率(%);A为顶替后混合饲粮养分消化率(%);B为基础饲粮养分消化率(%);F为被测饲料养分占混合饲料该养分的比例。

1.5.4回肠食糜氨基酸消化率的计算鸡血浆蛋白粉氨基酸的表观回肠消化率(Apparent ileal digestibility,AID)和标准回肠消化率(Standardized ileal digestibility,SID)的计算参照H.H.Stein等[9]的方法进行。

AID(%)=[ 1-(食糜中氨基酸含量×待测饲粮中铬含量)/(待测饲粮中氨基酸含量×食糜中铬含量)]×100;

无氮饲粮用于估测内源氨基酸损失,氨基酸标准回肠消化率计算公式:

SID(%)= 氨基酸表观回肠消化率+(回肠基础内源氨基酸损失量/待测饲粮中氨基酸含量×100)。

1.6数据统计与分析

所有试验的数据经Excel 2007进行处理,采用SPSS 18.0进行单因素方差分析和独立样本t检验;所有试验结果用“平均值±标准差”表示。P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

要想开始精益生产,光有领导层的支持是不够的,还需要有一个代理人来引导精益生产的实施。这个精益代理人的选择决定了以后企业精益生产实施的方向和道路,也在一定程度上影响着实施的结果。

2结果

2.1喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的营养成分

鸡血浆蛋白粉的营养成分如表2所示。 鸡血浆蛋白粉含:干物质91.70%,粗蛋白69.36%,粗脂肪1.65%,粗灰分5.52%,钙0.22%,磷0.48%,总能19.99 MJ·kg-1。其中必须氨基酸与非必须氨基酸之比为47∶53 (34.70%∶38.36%),赖氨酸含量为4.53%,蛋氨酸含量为1.65%,赖氨酸∶蛋氨酸∶色氨酸∶苏氨酸=100∶36∶30∶91。

表2喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的营养成分 (风干基础,n=3)

Table 2Nutrient composition of spray-dried chicken plasma (air-dry basis,n=3)

2.2试验饲粮中养分的消化利用率及有效能值

仔猪对试验饲粮蛋白质和能量的表观消化利用率见表3。仔猪对喷雾干燥鸡血浆蛋白粉饲粮粗蛋白的表观消化率和真消化率都显著高于基础饲粮组(P<0.05)。同时仔猪对喷雾干燥鸡血浆蛋白粉饲粮能量的表观消化率和表观消化能均有提高的趋势(P<0.1)。但仔猪在饲喂基础饲粮和喷雾干燥鸡血浆蛋白粉饲粮后采食量、食入总能、粪能、尿能、能量表观利用率和表观代谢能均无显著差异(P>0.05)。

表3仔猪对试验饲粮能量和蛋白质的消化利用率 (风干基础)

Table 3Protein,energy digestibility and availability of trial diets for piglets (air-dry basis)

同行数据后所标字母相异表示差异显著(P<0.05)

Different letters in the same row means significant difference between the treatments (P<0.05)

2.3喷雾干燥鸡血浆蛋白粉在仔猪上的消化能、代谢能及蛋白质消化率

通过外源指示剂法测定的喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的消化能、代谢能及粗蛋白质的消化率见表4。 以91.70%干物质的风干样品为基础,所测定的鸡血浆蛋白粉的总能为19.99 MJ·kg-1。通过套算法可得到鸡血浆蛋白粉的表观消化能和表观代谢能分别为16.02和15.39 MJ·kg-1;能量的表观消化率和表观利用率分别为80.14%和76.99%;粗蛋白质的表观消化率和真消化率分别为87.58%和91.11%。

表4喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的消化能、代谢能及蛋白质消化率(风干基础)

Table 4Digestive and metabolizable energy,and protein digestibility of spray-dried chicken plasma (air-dry basis)

2.4喷雾干燥鸡血浆蛋白粉在仔猪上的氨基酸表观回肠消化率和标准回肠消化率

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉氨基酸表观回肠消化率和标准回肠消化率见表5。除了缬氨酸,其他必需氨基酸的表观回肠消化率都在80%以上。鸡血浆蛋白粉赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸和苏氨酸表观回肠消化率分别为87.08%,84.93%,82.07%和83.53%;赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸和苏氨酸标准回肠消化率分别为93.55%,91.96%,89.82和92.51%。大部分必需氨基酸的回肠表观消化率和回肠标准消化率要高于非必需氨基酸。非必须氨基酸中表观回肠消化率和标准回肠消化率最高的是脯氨酸,分别为84.22%、102.45%;最低的是甘氨酸,分别为74.54%和79.68%。

表5喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的氨基酸表观回肠消化率和标准回肠消化率(干物质基础)

Table 5Apparent ileal digestibility and standardized ileal digestibility of amino acids of spray-dried chicken plasma (DM basis)

3讨论

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉中粗蛋白质含量为69.36%,不含粗纤维,根据国际饲料分类法,属于蛋白质饲料。粗脂肪含量为1.65%,磷含量为0.48%,钙含量为0.22%,钙磷比例适宜。

喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的赖氨酸∶蛋氨酸∶色氨酸∶苏氨酸=100∶36∶30∶91,其比例与NRC(2012)[6]公布的猪蛋白质沉积、泌乳的理想蛋白质氨基酸模式中的比例较接近,它们的赖氨酸:蛋氨酸:色氨酸:苏氨酸的比例分别为100∶28∶13∶53和100∶27∶18∶61。而氨基酸的平衡直接影响动物对饲粮蛋白质、氨基酸的消化和利用率。张鹤亮等[10]报道,玉米醇溶蛋白添加赖氨酸的平衡饲粮与不平衡饲粮相比,氨基酸消化率在数值上有提高,尤其是组氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸。郑春田等[11]在高血球粉低蛋白日粮中补充异亮氨酸后,显著提高了仔猪的日增重和日采食量,显著降低了血清中尿素氮、氨和游离异亮氨酸含量。赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸和苏氨酸是猪的主要限制性氨基酸,喷雾干燥鸡血浆蛋白粉中这4种氨基酸比例与NRC(2012)[6]推荐值比较接近,表明喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的平衡性好,是一种优质的蛋白质原料。

3.2喷雾干燥鸡血浆蛋白粉养分消化率

2013年中国饲料成分及营养价值表公布的鱼粉和豆粕在猪上的消化能分别为15.06和13.47 MJ·kg-1,代谢能分别为和13.01和11.16 MJ·kg-1。而喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的表观消化能和表观代谢能(16.02和15.39 MJ·kg-1)比豆粕和鱼粉高。乳糖和淀粉是仔猪断奶后能量的主要来源。R.Gatnau等[12]报道,饲粮中添加血浆蛋白粉提高了断奶仔猪肠道乳糖酶和淀粉酶的活性。与仔猪饲料中主要的蛋白质原料(鱼粉和豆粕)相比,鸡血浆蛋白粉的有效能值较高,在饲料中添加鸡血浆蛋白粉能提供更多的能量。本试验中,仔猪对鸡血浆蛋白粉粗蛋白质的表观消化率和真消化率分别为87.58%和91.11%。最近的研究也证实,断奶仔猪日粮中添加喷雾干燥鸡血浆蛋白粉提高了粗蛋白、粗脂肪和钙的消化率以及空肠淀粉酶和胰蛋白酶的活性,同时显著降低了腹泻率[5]。血清尿素氮(BUN)的含量反映了氮的代谢情况,进一步反映了蛋白质的沉积情况。R.Jiang等[4]报道,与大豆蛋白比较,仔猪饲粮中添加血浆蛋白粉会降低氨基酸的代谢,降低了血液中尿素、精氨酸、瓜氨酸和鸟氨酸的浓度,从而提高了日粮蛋白质的利用率。

本试验中,除缬氨酸外,其他必需氨基酸的表观回肠消化率都在80% 以上。鸡血浆蛋白粉氨基酸表观回肠消化率的结果与NRC(2012)[6]和R.O.Gottlob等[13]的报道较接近。但组氨酸的表观回肠消化率(80.58%)和标准回肠消化率(84.33%)低于R.O.Gottlob等[13]的结果(91.8%和93.5%)。其余必需氨基酸的消化率与R.O.Gottlob等[13]的结果一致。本试验中鸡血浆蛋白粉氨基酸的表观回肠消化率和标准回肠消化率数值均高于C.D.Mateo等[14]的结果。P.Leterme等[15]报道,随着日龄的增加,猪肠道内源氨基酸的损失量会降低。本试验中,动物的体重为(24.96±1.05) kg,而C.D.Mateo等[14]的试验中选用的是断奶仔猪,这可能是本试验氨基酸表观回肠消化率和标准回肠消化率较高的一个原因。同时血浆蛋白粉含有丰富的免疫球蛋白,氨基酸平衡性好,有益于仔猪肠道的健康。J.D.Spencer等[16]报道,饲粮中添加血浆蛋白粉能显著提高仔猪肠道绒毛高度,进而增加肠道对养分的吸收面积,提高日粮中养分的利用率。另一方面,肠上皮细胞有丝分裂活动的增强会产生更多不成熟的上皮细胞,从而导致肠道消化吸收功能受损[17]。A.J.Van Dijk等[18]报道,饲粮中添加血浆蛋白粉会降低仔猪肠上皮细胞的有丝分裂。这可能是血浆蛋白粉改善了仔猪肠道的形态,从而提高了氨基酸消化率的另一个原因。

4结论

4.1喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的粗蛋白质含量高,氨基酸平衡性好,赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸和苏氨酸的比例与猪理想蛋白质氨基酸模式的比例较接近。

4.2喷雾干燥鸡血浆蛋白粉的有效能值高,总能为19.99 MJ·kg-1,表观消化能和代谢能分别为16.02和15.39 MJ·kg-1。

4.3仔猪对喷雾干燥鸡血浆蛋白粉粗蛋白质的表观和真消化率分别为87.58%和91.11%,除缬氨酸外,其他必需氨基酸的表观回肠消化率和标准回肠消化率都在80%以上。

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(编辑郭云雁)

Nutritional Value Evaluation of Spray-dried Chicken Plasma in the Diet for Piglets

ZHANG Yong1,CHEN Dai-wen1,ZHENG Ping1*,YU Bing1,HE Jun1,MAO Xiang-bing1,HUANG Zhi-qing1,YU Jie1,LUO Jun-qiu1,WANG Jian-xia2

(1.KeyLaboratoryofAnimalDisease-ResistanceNutririonofChinaMinstryofEducation,InstituteofAnimalNutrition,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an625014,China;2.ShanghaiGenonBiologicalProductsCo.,Ltd.,Shanghai201210,China)

Key words:spray-dried chicken plasma;protein;amino acids;piglets;nutritional value

Abstract:The study was conducted to evaluate the nutritional value of spray-dried chicken plasma (SDCP) in piglets.A single factor design was adopted in this experiment.A total of 24 healthy crossbred “Duroc × Landrace × Yorkshire” barrows with an initial body weight of (24.96±1.05) kg were randomly allotted into 3 dietary treatments with 8 replicates per treatment.The 3 diets were N-free diet,corn-soybean basal diet and SDCP-diet (40% protein of basal diet were substituted by SDCP).After 6 days adaptation,all feces and urine from 24 piglets were collected for 4 days to determine the nutrient digestibility and availability.When the experiment ended,all piglets were euthanized and slaughtered to collect ileal digesta for determining apparent ileal digestibility (AID) and standardized ileal digestibility (SID) of amino acids.The results showed that crude protein content of SDCP reached up to 69.36%,lysine content was 4.53%,methionine content was 1.65%,and lysine∶methionine∶tryptophan∶threonine=100∶36∶30∶91,which closed to the ideal protein animo acids model in pig.The apparent digestibility energy of SDCP was 16.02 MJ·kg-1,and the apparent metabolizable energy was 15.39 MJ·kg-1;apparent and true digestibility of crude protein were 87.58% and 91.11%,respectively;standardized ileal digestibility of all amino acids other than glycine were higher than 80%.Overall,spray-dried chicken plasma is a superior animal protein resource.

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2016.01.014

收稿日期:2015-03-12

基金项目:国家生猪现代产业技术体系建设专项资金(CARS-36);生猪养殖全期关键技术研究与应用(2013NC0053)

作者简介:张勇(1989-),男,陕西汉中人,博士生,主要从事动物营养与饲料科学研究,E-mail:15284773948@163.com *通信作者:郑萍,副研究员,硕士生导师,E-mail:zpind05@163.com

中图分类号:S828;S816.32

文献标志码:A

文章编号:0366-6964(2016)01-0105-08

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