夏明亮 , 程 璐 ,董荣华 ,邹仕庚
(1.温氏股份西南养猪公司,四川 仪陇 637600; 2.农业部动物营养与饲料科学重点实验室,广东 新兴 527400)
豌豆营养价值及其在养猪生产中的合理使用
夏明亮1,2, 程 璐1,2,董荣华1,邹仕庚2
(1.温氏股份西南养猪公司,四川 仪陇 637600; 2.农业部动物营养与饲料科学重点实验室,广东 新兴 527400)
介绍了豌豆的营养价值及其抗营养因子成分,综述了猪的不同生理阶段豌豆适宜添加量和热处理、细粉碎的重要性,以及使用酶制剂的研究进展。建议生产中根据猪的不同生理阶段调整豌豆添加量,同时以适当的热处理消除抗营养因子负面影响,并通过细粉碎和合理使用酶制剂改善其饲喂效果。
豌豆;营养价值;猪生产
豌豆在全球种植较为广泛,凡是能种植小麦和大麦的地方,几乎都有豌豆栽培[1]。世界豌豆的主要种植区域为亚洲、美洲和欧洲,主产国为加拿大、俄罗斯、中国、美国、印度、法国等,全球豌豆年种植面积和产量相对较为稳定,2000~2013年均在1 000万t左右[2]。豌豆的蛋白质和淀粉含量较高,是动物日粮优质的能量和蛋白质来源,因此,被逐步应用于养猪生产中[3-4]。
豌豆与豆粕、玉米的营养价值比较见表1[3]。
由表1可知,豌豆的营养价值较高,其淀粉质量分数超过40%,净能值为豆粕的112.6%、玉米的90.5%。豌豆的粗蛋白质质量分数一般在20%以上,且与淀粉含量呈强烈负相关,其赖氨酸含量较高,但含硫氨基酸、色氨酸含量较低。整体而言,粗略计算的豌豆营养价值大约等于1/3豆粕加2/3玉米。
表1 豌豆与豆粕、玉米的营养价值比较(NRC,2012)
与很多豆科植物种子相似的是,豌豆含有较高的抗营养因子,如胰蛋白酶抑制因子、单宁、植酸等,但其抗营养因子含量可能跟品种关系也较大。春季播种的豌豆胰蛋白酶抑制因子含量较低(小于4胰蛋白酶抑制单位/毫克粗蛋白质),除了在小猪料中需要注意控制豌豆用量之外,不需要过多关注。但冬季播种的豌豆胰蛋白酶抑制因子较高(大于6胰蛋白酶抑制单位/毫克粗蛋白质),生产中需要特别关注[4]。研究表明,豌豆每毫克粗蛋白质含有的胰蛋白酶抑制剂升高1单位,其氨基酸标准回肠可消化率降低0.2%[4]。
褐色豌豆单宁含量较高,需要注意。绿色和黄色豌豆单宁含量很低(几乎无法检出),不需要特别关注。与其他豆科植物种子一样,豌豆中低聚糖如棉籽糖和水苏糖的含量相对较高。
前文已经提到,豌豆的营养价值大致等于1/3豆粕加2/3玉米,在生产中可以以此比例进行大致替代,并进行配方营养成分的平衡。此外,由于豌豆的赖氨酸含量较高,但含硫氨基酸和色氨酸含量较低,而菜粕的含硫氨基酸和色氨酸含量较高,使得二者的必需氨基酸含量具有很强的互补性,生产中也经常会搭配使用[5]。豌豆是猪蛋白质和能量的良好来源,但由于抗营养因子的存在,生产中使用豌豆要结合动物不同生长阶段进行灵活调整,尤其是需要控制幼龄动物日粮中豌豆的添加比例,同时应通过合理的饲料加工工艺提升饲喂效果。
3.1 关注豌豆的氨基酸消化率问题
豌豆中的蛋白质主要由球蛋白和白蛋白组成,分别占豌豆粗蛋白质总量的55%~65%和20%~25%,对猪而言,球蛋白的消化率要优于白蛋白。由于白蛋白中含硫氨基酸比例较高,故豌豆中含硫氨基酸消化率较低[6]。
同时,由于豌豆中的胰蛋白酶抑制因子含有大量胱氨酸,会诱导同样富含胱氨酸的胰蛋白酶分泌,所以当猪料中胰蛋白酶抑制因子含量较高时,通过内源和外源胱氨酸计算出来的胱氨酸回肠表观和回肠标准消化率会比较低[7]。研究发现,通过高温挤压膨化降低胰蛋白酶抑制因子活性之后,豌豆中的胱氨酸消化率提高幅度最大,这也印证了以上论述[8]。
3.2 根据动物不同生理阶段控制豌豆用量
以往人们总是认为,豌豆中的抗营养因子如胰蛋白酶抑制因子等含量较高,氨基酸含量不平衡,尤其是蛋氨酸和苏氨酸含量偏低,大量使用会导致肉猪生产性能变差,这限制了豌豆在猪料中的使用,尤其是乳小猪料中的使用更加受限。早期的报道认为猪料中豌豆用量最高不得超过20%,否则肉猪生产性能会下降[9-10]。但近年来,随着标准回肠可消化氨基酸和净能体系的引入,饲料原料中每种氨基酸的消化率及其能值能更准确地评估,使用一定量豌豆也可以制作出营养成分均衡的饲料配方。研究表明,生长育肥猪日粮最多可使用40%豌豆,对生产性能没有负面影响[11]。有学者持续对豌豆的用量进行了研究,初次研究发现乳仔猪阶段配方使用18%豌豆,育肥猪阶段使用36%豌豆,对肉猪生产性能和胴体质量均无负面影响[12]。在此基础上,该学者继续加大豌豆用量,其中肉猪生长期(20~50 kg)、育肥前期(50~85 kg)和育肥后期(85~120 kg)日粮中分别使用66%、48%和36%豌豆完全替代豆粕,结果发现豌豆对肉猪生产性能、胴体质量以及猪肉产品适口性均无负面影响[8]。在肉猪生长期(30~60 kg)和育肥期(60~100 kg)使用7.5%~30%豌豆部分或完全替代豆粕,同时补充晶体蛋氨酸和苏氨酸,使得各处理组净能值与回肠可消化氨基酸含量相同,肉猪生产性能与豆粕对照组非常接近,且对猪肉品质及其适口性也没有不良影响[13]。加拿大豌豆指南推荐的添加量为:乳小猪10%,生长肥育猪30%,哺乳母猪20%。
国内近年来也开展了较多的豌豆部分或全部替代豆粕的试验:在约19~35 kg生长猪日粮中分别使用15.2%和31.9%豌豆替代部分豆粕和玉米,肉猪采食量和长速下降,且随着豌豆用量的增加,下降的幅度也随之增加[14]。断奶仔猪日粮中分别使用1.5%、5.5%、9.5%豌豆等量替代豆粕,仔猪日增重有减少的趋势,但差异不显著[15]。在30~50、50~90 kg生长育肥猪日粮中分别使用10%和15%豌豆,发现使用豌豆后日粮适口性变差,肉猪采食量降低[16]。上述研究试验多数得出负面效果,如采食量下降、料重比升高、日增重降低,这可能也与配方中只是进行了简单替换,而没有考虑到氨基酸平衡,以及没有经过适当的热处理有关。在生长肥育猪20~35、35~60、60~90 kg三个阶段分别添加部分豌豆,并进行了日粮营养成分的平衡,发现使用豌豆为生长肥育猪部分蛋白质来源是可行的,但需要重点关注日粮蛋氨酸平衡[17]。
3.3 通过热处理改善豌豆日粮适口性
饲喂前适当的热处理对豌豆中营养物质消化率有很好地改善作用,因为这降低了抗营养因子含量,提升了营养物质消化率。多篇文献一致报道,挤压膨化能够提高豌豆中的淀粉体外消化率[18-19]以及体内回肠表观消化率[20-21],这可能是由于热处理后消化酶与淀粉分子接触几率增加,淀粉胶凝作用增强[20]。挤压膨化也能提高粗蛋白质和氨基酸回肠表观和回肠真消化率,这表明氨基酸更加容易被小肠吸收[22-23],这可能是由于挤压膨化会降低抗营养因子活性,同时改变豌豆蛋白质结构以使其更容易跟动物体内消化酶接触,从而提高氨基酸消化率[22]。
然而,不同热处理的方法会有不同的效果,若采用国内猪料生产常用的制粒温度(75~85℃),其对豌豆营养物质消化率的改善效果可能远远不如膨化的效果。荷兰SFR研究所给出的22~40 kg肉猪粉料和颗粒料日粮中的推荐添加量上限分别为5%、12.5%,40~110 kg肉猪粉料和颗粒料日粮中的推荐添加量上限分别为7.5%、22.5%,虽然颗粒料中豌豆添加量上限较粉料明显提高,但仍远低于前文各位研究者推荐的30%~66%的添加量。温氏集团的研究(未发表)结果表明,提高调质温度后,与对照组玉米豆粕日粮相比,豌豆日粮组的腹泻率下降、料重比下降,但仍高于对照组,提示高温调质只能够部分改善豌豆日粮饲喂效果。有学者研究了75、115、155℃挤压膨化以及75℃调制制粒对美国种植的豌豆营养物质消化率的影响,结果表明:与对照组(豌豆无热处理)相比,采用75℃制粒虽然显著提高了能量全消化道表观消化率2.6%(P<0.05),但并未提高氨基酸、粗蛋白质等营养物质及能量回肠表观消化率;而挤压膨化处理的豌豆,其粗蛋白质、氨基酸、淀粉和能量回肠表观消化率以及能量全消化道表观消化率均得到改善,115℃挤压膨化的效果最好[21]。
3.4 通过微粉碎提高豌豆消化率
研究发现,将整粒豌豆分别粉碎至直径200、500、1 000 μm,然后在85℃的温度下加热3 min,体外水解试验发现各组豌豆蛋白质体外水解率分别为25.2%、23.5%和12.2%,该研究同时使用胃蛋白酶、胰蛋白酶在pH2的条件下模拟了体外消化试验,发现各组豌豆蛋白质析出比例分别为62.6%、50.4%、31.5%,且各组差异均达到显著水平[24]。分别使用通过5.4、3.28、0.74 mm孔径筛片的粉碎豌豆(粉碎后豌豆的几何平均粒径分别为1 035、649、156 μm),并在(28±2)kg肉猪的谷物-豆粕型基础日粮中添加了30%,测得上述三组豌豆的消化能分别为14.0、14.7、16.1 MJ/kg,即豌豆消化能随粉碎粒度的下降而线性增加,该研究中同时开展了体外模拟试验,结果表明随着豌豆几何平均粒径的下降,豌豆淀粉水解比例线性增加[25]。这是因为通过微粉碎后,豌豆颗粒比表面积增加,底物与消化酶接触的面积显著增加,同时豌豆的细胞壁被破坏[26]。
3.5 合理使用酶制剂
在生长猪大麦-豌豆型日粮(含40%大麦加45%豌豆)中添加了主要成分为β-葡聚糖酶和植酸酶的复合酶制剂,发现添加酶制剂后磷的表观回肠消化率提高了6.1%,赖氨酸、苏氨酸和缬氨酸的表观回肠消化率分别提高了4.6%、11.3%和5.8%,且差异达到显著水平,其他测定的必需和非必需氨基酸消化率也得到了显著提高[23]。然而,有其他研究却得到了不同的结果,与对照组大麦-豆粕型日粮相比,肉猪全程(体重9.9~103.3 kg)使用豌豆日粮即使不添加酶制剂,其生产性能和屠宰性能也与对照组相当,添加了复合酶制剂的肉猪生产性能和屠宰性能也没有得到进一步的改善[27]。加拿大学者也指出,豌豆日粮添加酶制剂的效果可能并不明显,无论是NSP酶或是蛋白酶等等,可能是因为豌豆日粮食糜通过胃肠道的速度与玉米相当[4]。所以豌豆日粮中添加酶制剂是否有效,还有待进一步研究。
豌豆是肉种猪良好的能量和蛋白质来源,可以做为养猪生产中的重要备选原料。生产中需根据猪的不同生理阶段合理控制添加量,尤其是幼龄动物,同时通过微粉碎、膨化等方法消除抗营养因子的不良影响。建议生产单位大规模使用前,可通过小规模试验逐步摸索其特性,避免对生产造成不良影响。
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(责任编辑:梅 竹)
Nutritional value of pea and its rational use in pig breeding
XIA Ming-liang1,2,CHENG Lu1,2,DONG Rong-hua1,ZOU Shi-geng2
(1.Southwest Pig Breeding Company of Wen's Shares,Yilong 637600,China;2.Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science,Ministry of Agriculture,Xinxing 527400,China)
We introduced the nutritional value of pea and its anti nutritional factor,summarized the importance of the suitable addition amount of pea in different physiological stages of pig breeding,and heat treatment and fine grinding,and the research progress in the use of enzymes.We proposed that in pig breeding pea addition amount should be adjusted according to the different physiological stages,at the same time,proper heat treatment could eliminate the negative effects of anti nutritional factor,and by fine crushing and rational use of enzymes,the feeding effect could be improved.
pea;nutritional value;pig breeding
2017-03-31;
2017-07-03
夏明亮(1986-),男,硕士,研究方向为猪营养与配方技术。
10.7633/j.issn.1003-6202.2017.07.015
S816.4
A
1003-6202(2017)07-0060-04