日粮淀粉直支比对断奶仔猪养分消化率和生长性能的影响
黄伟1,杨秀娟1,2,曹志勇3,郝欣蔚4,陶琳丽1,2*,张曦1,2*
(1.云南农业大学动物科学技术学院,云南昆明650201;2.云南省动物营养与饲料重点实验室,云南昆明650201;3.云南农业大学基础与信息工程学院,云南昆明650201;4.云南农业大学园林园艺学院,云南昆明650201)
日粮淀粉来源、颗粒大小、颗粒形态、分子结构、结晶度及直支比影响着断奶仔猪的养分消化率和生长性能。其中适宜的直链淀粉与支链淀粉比,会改善畜禽小肠的形态结构和肠道环境,提高小肠的消化吸收能力,从而提高饲料的利用率。本文对日粮淀粉来源及直支比对断奶仔猪养分消化率和生长性能的影响进行了综述,旨在为养猪生产提供适宜的淀粉来源及直支比。
淀粉;直支比;断奶仔猪;养分消化率;生长性能
淀粉是谷物类饲料碳水化合物的主要成分,也是畜禽所需能量饲料的重要能源。淀粉的来源不同,结构组成也存在一定的差异,因此,不同来源的淀粉及同一来源不同结构组成的淀粉在动物体内的消化部位和速度存在明显差异(Weurding,2001),因此,淀粉的供能效率以及对断奶仔猪的养分消化率和生长性能存在差异。目前断奶仔猪日粮淀粉来源有玉米、糯玉米、高粱、糯高粱、小麦、大麦、大米、糯米等谷物(黄伟等,2016;安树元,1997)。不同来源的谷物及谷物中直链淀粉和支链淀粉的比例影响着断奶仔猪的养分消化率和生长性能(Li等,2002;Hongtrakul等,1998)。本文就不同日粮淀粉来源及直支比对断奶仔猪养分消化率及生长性能的影响进行了综述。
淀粉是由D-葡萄糖单体组成的高聚物,为植物中糖类的主要贮存形式,由直链淀粉和支链淀粉组成(邹思湘,2011)。直链淀粉是由α-D-葡萄糖以α-1,4糖苷键链接而成,含1500~6000个葡萄糖单位,呈左手螺旋状的构象,每6个葡萄糖残基为一个螺旋周期。不同来源淀粉中直链淀粉含量和结构有一定的差异。支链淀粉是由α-D-葡萄糖分子缩合而成的高分子聚合物,分子结构中含有许多分支,除了α-1,4糖苷键,还含有较多的α-1,6-糖苷键,分支结构不可形成螺旋环状结构。支链淀粉易溶于水,而直链淀粉仅少量溶于热水中(余平和石彦忠,2011;李京杰,2011)。
普通玉米淀粉中直链淀粉含量少,形成的结晶区小,无定形区比例大,容易吸水膨胀(邱礼平和温其标,2005)。大米淀粉颗粒是由支链淀粉分子以疏密相间的结晶区与无定形非结晶区组合而成,中间掺杂以螺旋结构存在的直链淀粉分子。直链淀粉和支链淀粉在淀粉粒中形成发散的各向异性和半结晶结构(顾正彪等,2004)。蜡质小麦淀粉颗粒,含有100%的支链淀粉分子,其形态呈现出非常规则的扁圆形,对于普通小麦淀粉,直链淀粉的含量在20%左右(陈佩等,2015;周中凯等,2013),仍存在扁圆形形态,但淀粉颗粒的厚度增加,可能是直链淀粉是淀粉合成过程中向纵向发展的决定性因素。高直链小麦淀粉颗粒的正常形态逐步消失,完全变成不规则形。高粱籽粒中淀粉平均含量为79.5%,不同样品间差距很大,高粱直链淀粉含量在9.16%~20.33%(田晓红等,2010;谭斌等,2007)。糯高粱品种的直链淀粉含量非常低,支链淀粉的含量接近100%(刘庆芳等,2016;田晓红,2010)。
不同来源的日粮淀粉所含有的直链淀粉和支链淀粉的比例不同,由表1可看出,蜡质玉米淀粉和糯米淀粉支链淀粉含量较高。普通玉米淀粉、小麦和高粱的直支比均在0.32左右,大米的支链淀粉含量相比玉米、小麦和高粱较高,甜玉米的直链淀粉含量较高,在70%左右。
表1 日粮淀粉中直链淀粉与支链淀粉含量
Englyst等(1999、1992)根据淀粉在人体内消化的速度把淀粉分成快消化淀粉、慢消化淀粉和抗性淀粉。快消化淀粉指在小肠前端被完全消化的淀粉,如支链淀粉。慢消化淀粉指部分在小肠前端消化,部分在小肠后端、大肠消化,如直链淀粉。抗性淀粉指不被小肠消化吸收的淀粉,如纤维,可以在大肠发酵利用。张斌等(2010)参照Englyst等人的体外模拟酶水解法,进行体外消化试验,由表2可看出,快消化淀粉含量最高的是蜡质玉米淀粉,说明蜡质玉米淀粉的支链淀粉含量较高。普通玉米的慢消化淀粉含量最高。抗性淀粉的含量随着直链淀粉含量的增高而增大,HylonⅦ的抗性淀粉高达69.7%。
表2 四种不同玉米淀粉的体外消化性结果%
2.1 玉米日粮对断奶仔猪消化率及生长性能的影响Camp等(2003)饲喂断奶长大二元仔蜡质玉米(淀粉100%为支链淀粉)和非蜡质玉米(支链淀粉75%、直链淀粉25%)两种玉米-豆粕日粮,结果表明,饲喂蜡质玉米的断奶仔猪平均日增重、采食量和饲料转化效率均高于非蜡质玉米组。李勇(2010)选择同一品种、同一胎次、体重13 kg左右的杜长大断奶阉公猪7头。饲喂直/支比分别为0.39、0.44和0.60玉米-豆粕日粮。结果表明,低直/支比(支链淀粉含量高)玉米-豆粕日粮回肠末端淀粉表观消化率和回肠末端能量表观消化率极显著高于高直/支比玉米-豆粕日粮(P<0.01)。Perez和Aumaitre(1979)选择128头5周龄的断奶仔猪,试验到9周龄,比较糯玉米、普通玉米对断奶仔猪生长性能的影响,结果表明,糯玉米使断奶仔猪日增重、饲料利用率显著提高。表明用不同来源淀粉的日粮饲喂断奶仔猪、生长育肥猪,支链淀粉含量越高,越容易被消化,饲料消化率越高。Yang(2016)等选取24头平均体重为(8.26±0.47)kg的断奶公猪,饲喂糯玉米、普通玉米两种日粮,结果表明,糯玉米显著降低了仔猪日粮淀粉、蛋白质的总表观消化率;普通玉米显著提高了仔猪断奶后第二周的平均日增重和平均日采食量,但对整个试验期内的平均日增重、饲料转化率无显著影响。这与Camp(2003)、李勇(2010)、Perez和Aumaitre(1979)等人的结果不一致,这可能与断奶仔猪的品种、身体状况、饲料配方等条件不一致有关。
2.2 小麦、大麦日粮对断奶仔猪消化率及生长性能的影响Kim(2005a)选择48头21日龄,平均体重(6.0±0.08)kg的断奶仔猪,试验期为21 d,饲喂糯小麦和非糯小麦两种日粮。结果表明,糯小麦显著提高了仔猪淀粉表观消化率,提高了蛋白质表观消化率;糯小麦的消化率高于普通小麦,但两者对猪生长性能的影响无差异(Kim等,2005b)。
Lindberg(2003)选取普通大麦、高直链大麦、高支链大麦三种日粮饲喂断奶仔猪,结果表明,高直链大麦日粮组小肠内的干物质、粗蛋白质、淀粉的表观消化率较普通大麦组和高支链大麦组高,但是在盲肠中,普通大麦组的干物质、粗蛋白质、淀粉的表观消化率高于高直链和高支链组。
Kim等和Lindberg等人的研究结果不一致,可能是由所选的小麦和大麦淀粉结构不同,直支比不同造成的,但是这两组试验均没有对比不同比例的直链淀粉与支链淀粉对断奶仔猪消化率和生长性能的影响。
综上所述,对于单一来源的日粮试验研究,蜡质玉米、糯小麦、糯大麦、糯高粱等谷物支链淀粉含量较高,达到100%左右。支链淀粉含量越高,越容易被消化,消化率越高,平均日增重也越高。但是比较小麦、大麦、高粱等日粮的不同直支比,值得进一步研究,以期为谷物的种植提供依据。
2.3 不同直支比日粮对断奶仔猪消化率及生长性能的影响Pluske(2007)等选择21日龄断奶仔猪,饲喂中粒大米、长粒大米、糯大米3种大米日粮,第4种日粮碳水化合物来源为小麦和大麦。结果表明,大米组仔猪直肠淀粉的消化率均显著高于小麦组,且胃肠道重量显著低于小麦组;各组仔猪生长性能相似,但大米组仔猪胴体率显著高于小麦组。Deng(2010)选择56头平均体重在(8.8±1.0)kg的28日龄断奶仔猪,饲喂玉米、糙米、糯米、Hi-Maize1043等4种日粮淀粉,试验期25 d,日粮直链淀粉/支链淀粉比分别为0.23、0.21、0.18、17.52,结果表明,抗性淀粉可降低仔猪对胰岛素的敏感性,日粮淀粉中不同直链与支链比对仔猪内脏蛋白质合成速率有不同影响,玉米组的平均日增重显著高于其他三组,且当直支链比为0.23时仔猪生长性能最佳。刘建高等(2007)选取48头(28±2)日龄的杜长大三元杂交断奶仔猪,饲喂玉米、糙米、糯米与抗性淀粉日粮,直/支比分别为0.23、0.21、0、17.52。结果表明,淀粉的消化受直/支比及抗性淀粉因素的影响,支链淀粉含量高的淀粉易于被消化,即糯米日粮消化率最高,直链淀粉含量高的淀粉消化缓慢,但是慢消化淀粉和抗性淀粉有利于维持血糖稳态和降低胰岛素分泌,所以并不是消化越快越好,而要综合考虑对断奶仔猪的影响。Pluske等、Deng等与刘建高等人的结果表明,玉米直支比为0.23时,对断奶仔猪的生长性能最好。
尹富贵等(2010)选取18头21日龄三元杂交仔公猪,分别饲喂直链淀粉为0,支链淀粉为70.92%;直链淀粉为16.74%,支链淀粉为54.18%;直链淀粉为70.92%,支链淀粉为0的三种日粮。试验期为8d,结果表明,日粮中支链淀粉的含量越高越有利于仔猪对氨基酸的消化,进而提高仔猪对日粮氨基酸的利用率。
尹富贵等研究结果与Deng等和刘建高等结果不一致,可能是因为选择的动物年龄、动物性别、日粮配方、直支比不一致。Yang等(2015)对生长育肥猪分别饲喂直支比为0.13和0.43的日粮,结果表明,适当提高直链淀粉的比例,即直支比为0.43时,可以减少脂肪的生成。此结果与Doti与Suárez(2014)研究结果一致,Doti与Suárez选取大麦、大麦/碎米、大麦/玉米、大麦/豌豆组合饲喂72头体重为(63.0±4.55)kg的三元杂交生长育肥猪,结果表明,不同来源淀粉的消化速度对生产性能和背膘厚度有影响,慢消化的淀粉豌豆,可以减少胴体脂肪。但是关于对断奶仔猪肉品质的研究较少,可能与目前市场消费出栏猪大部分是育肥猪,消费断奶仔猪较少有关。所以在饲喂断奶仔猪时,不仅仅要考虑淀粉消化的快慢,更要考虑日粮淀粉对生长性能及肉品质的影响。
日粮淀粉来源及淀粉直支比影响着断奶仔猪的养分消化率和生长性能。用不同来源淀粉的日粮饲喂断奶仔猪时,支链淀粉含量越高,消化率越高,直支比为0.23的玉米日粮对断奶仔猪生长性能较好。在未来的研究中,设置不同的直支比梯度进行相关研究以及不同的直支比对猪肉品质的影响,值得进一步探讨。
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The source,particle size,particle morphology,molecular structure,crystallinity and amylose/amylopectin of diet starch affect the nutrient digestibility and growth performance of weaned piglets.The proportion of amylose/amylopectin could improve the intestinal morphology and intestinal environment in livestock and poultry.It also could improve the small intestinal digestion and absorption ability,thus improve the utilization rate of feed.The influences of dietary starch sources and amylose/amylopedtin on nutrient digestibility and growth performance in weaning piglets were reviewed in this paper. The aim was to provide snitable starch sources and amylose/amylopectin for pig production.
starch;amylose/amylopectin;weaned piglets;nutrient digestibility;growth performance
S816.4
A
1004-3314(2017)14-0020-04
10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171405
云南省重大科技专项-高原优质肉鸡产业工程化技术研发集成与示范推广(2016ZA008);云南省动物营养与饲料重点实验室开放基金(DYCX2015003);云南农业大学第十届科技创新项目(2017ZKX037)
*通讯作者