油莎豆粕的营养价值及其替代部分玉米对生长猪的饲喂效果研究

师煌伟，王 力，王 璐，赖长华

（动物营养学国家重点实验室，中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193）

饲料资源短缺是目前制约我国饲料工业发展的瓶颈 问题之一。提高饲料利用效率、开发新饲料原料资源是解决此问题的关键途径。油莎豆（Cyperus Esculentus）亦称油莎草，属一年生莎草科莎草属植物，是一种油脂含量高且产量高的新型经济作物。原产于非洲及地中海沿岸国家，1960年由保加利亚引入我国栽培，2015年以后其种植才得到大力推广。油莎豆富含淀粉、油脂、糖类、蛋白质和各种微量元素，一般通过压榨或浸提法提取油脂。取油后的油莎豆饼/粕同样含有丰富的淀粉、糖类以及蛋白质，可直接用作饲料，或用于制糖和酿酒，而糖渣和酒糟也可用作饲料。虽然油莎豆饼/粕作为一种营养丰富的加工副产物，具有很大的饲用潜力，但一直没有对油莎豆饼/粕作为饲料资源的开发研究，对其饲用营养价值参数一无所知，因此限制了油莎豆饼/粕作为饲料资源的应用及推广。本实验室前期对油莎豆副产物油莎豆饼、油莎豆粕、油莎豆酒糟以及油莎豆草粉的营养价值评价结果显示，油莎豆饼/粕的能值及部分化学营养成分与玉米接近。因此，本试验在对生产中最常见的一种副产物油莎豆粕进行营养价值评价的基础上，进一步探究其以不同比例替代基础日粮中部分玉米对生长猪生长性能和养分消化率的影响，为油莎豆加工副产物的饲用推广及玉米的替代方案提供更多的数据支持，进而缓解我国能量饲料资源短缺的问题。

1 材料与方法

1.1 油莎豆粕对生长猪的营养价值评价（试验1）

1.1.1 试验设计及日粮 选取12头体重（51.12±3.41）kg的杜×大三元杂交健康去势公猪，随机分为2个日粮处理，每个处理6个重复，每个重复1头猪。2个日粮处理分别为玉米-豆粕基础日粮和油莎豆粕试验日粮。试验日粮中油莎豆粕替代基础日粮中供能部分（玉米与豆粕）的25%。日粮养分满足生长猪营养需要，其组成及营养成分见Wang等。

1.1.2 试验管理和样品采集 试验于农业农村部饲料工业中心丰宁动物试验基地（河北承德九运农牧有限公司院士工作站）进行，试验2同。试验猪置于代谢笼（1.4 m×0.7 m×0.6 m）中单独饲养，自由饮水。饲喂量为猪初始体重的4%，分别于每日08:00和15:00分2次等量饲喂。记录试验猪采食、排粪及生理状况。饲养温度控制在（22±2）℃。试验期12 d，试验的具体过程见Wang等。

1.1.3 检测指标及方法 分别取样测定油莎豆粕的营养成分（干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、钙、磷、淀粉和总能）、日粮的干物质和总能、粪和尿样的总能。取样及测定方法见Wang等。消化能、代谢能及总能表观消化率计算方法参考Adeola的公式。

1.2 油莎豆粕替代玉米对生长猪的生长性能和养分表观消化率的影响（试验2）

1.2.1 试验设计及日粮 采用完全随机区组设计，选取141头初始平均体重（34.7±2.4）kg的生长猪，随机分为4组，每组4个重复，每个重复8～9头猪。对照组饲喂玉米-豆粕型基础日粮，试验组日粮以10%、15%和20%油莎豆粕替代玉米用量，参考《中国猪营养需要》配制等能等蛋白质日粮。日粮组成及营养成分见表1。试验期共28 d，2周称1次体重。

表1 试验2日粮组成及营养成分

1.2.2 饲养管理和样品采集 试验期间猪自由采食和饮水。每日观察猪的健康状态，饲养温度控制在（22±2）℃。每个阶段对猪只称重，记录采食量，并计算日增重、日采食量以及饲料增重比。试验结束前3天，每个重复每天随机收集300～500 g新鲜粪便样品，-20℃保存。备样以测定营养物质表观消化率。

1.2.3 检测指标及方法 测定日粮以及粪样的干物质、粗灰分、粗蛋白质、酸不溶灰分和总能。酸不溶灰分测定参照《饲料中盐酸不溶灰分的测定》（GB/T 23742-2009 ）进行。最后以酸不溶灰分作为内源指示剂计算各营养物质的表观消化率。其他指标测定见Wang等。

各营养物质表观消化率=100 %— [粪样中营养养分含量（%）×日粮中酸不溶灰分含量（%）]/[粪样中酸不溶灰分含量（%）×日粮中营养养分含量（%）]×100%

1.3 统计分析 使用SAS 9.2 统计软件中的UNIVARIATE程序检测数据的异常值。以重复（栏）作为试验单位，使用GLM模型进行方差分析，日粮为固定效应，猪为随机效应，采用Tukey′s进行多重比较，CONTRAST程序进行线性和二次曲线相关分析（生产性能的线性和二次性变化趋势不显著，因此表3没有列出其值）。＜0.05时为差异显著。

2 结果

2.1 油莎豆粕营养价值及对生长猪的有效能值 由表2可知，油莎豆粕的淀粉和粗纤维含量高，蛋白质含量较低；对生长猪的总能消化率也较低，只有65.73%，但其有效能如消化能和代谢能值分别为14.61 MJ/kg与13.54 MJ/kg；钙磷比接近2:1，钙磷比较平衡。

表2 油莎豆粕的化学成分及对生长猪的有效能值

2.2 油莎豆粕替代玉米对生长猪生长性能和营养物质表观消化率的影响 由表3可知，在0～14 d，油莎豆粕替代玉米后对猪的日增重和饲料增重比没有显著影响，而对照组的日采食量比10%和20%替代组分别提高了6.9%和4.9%（＜0.01）。在14～28 d以及0～28 d，不同日粮处理对猪的日增重、日采食量以及饲料增重比没有显著影响。

表3 油莎豆粕替代玉米对生长猪生长性能的影响

由表4可知，随着油莎豆粕添加量的增加，干物质、有机物和总能的消化率呈线性降低（＜0.01）。对照组干物质、有机物以及总能的消化率高于15%和20%替代组（＜0.01）。10%与15%和20%替代组相比，干物质、有机物、粗蛋白质和总能的消化率都高（＜0.01）。总体而言，10%替代组生长猪的养分表观消化率最好。

表4 油莎豆粕替代玉米对生长猪营养物质表观消化率的影响

3 讨 论

3.1 油莎豆粕的营养价值 本试验所用油莎豆粕的粗脂肪、粗纤维和淀粉含量都较高，蛋白质含量5.22%、淀粉含量28.33%，与王璐阳等报道的结果一致。油莎豆粕的蛋白质含量远低于其他常用饼粕及通常定义的蛋白质饲料的蛋白质范围（蛋白含量在25%以上），这主要是由于油莎豆本身蛋白质含量不高，仅5%～8%。其他油料籽实榨油后粗脂肪含量较低，如大豆粕1.05%、棉籽粕0.42%、花生粕0.82%、菜籽粕1.57%，而油莎豆粕的粗脂肪含量为13.28%，这主要是由于油莎豆中淀粉含量较高，不利于榨油过程的热加工预处理。而且，油莎豆的脱皮、制油工艺落后于其他油料籽实的榨油工艺，油脂提取程度不高，饼粕中油脂残留较多。玉米作为能量饲料中占比最大的饲料原料，含70%～75%的淀粉，总能为16.24 MJ/kg，但是远低于油莎豆粕的总能21.02 MJ/kg。油莎豆粕比其他油料饼粕类产品的淀粉含量（28.33%）高，其中直链淀粉占24.48%，支链淀粉占76.42%，与玉米的淀粉组成几乎一致。原料的有效能值取决于其化学组分、加工工艺、动物因素等。油莎豆粕中含有较高粗脂肪和淀粉是总能偏高的主要原因，但是由于纤维成分会显著降低能量利用率，导致其总能消化率只有65.73%，在生长猪的消化能和代谢能也只有14.61 MJ/kg和13.54 MJ/kg，与玉米的消化能14.74 MJ/kg和代谢能14.30 MJ/kg接近。综上所述，油莎豆粕不适合作为蛋白原料应用于养猪生产，但其对生长猪的有效能值与玉米接近，因此具有替代玉米作为能量饲料的潜力。

3.2 不同比例油莎豆粕替代玉米对生长猪生长性能及表观消化率的影响 与玉米相比，油莎豆粕中含有更多的纤维成分。当日粮中纤维水平过高时，会刺激口腔、舌头从而导致饲料适口性下降，并且会引起饱腹感使猪提前终止进食，导致动物采食量下降，这解释了0～14 d 所有替代组的日采食量低于基础日粮组。在14～28 d，不同处理间日采食量差异缩小且差异不显著，一方面是由于猪在14 d后适应了日粮，采食量恢复；另外一方面是由于猪的胃肠道系统逐渐发育成熟，纤维对其采食量的影响变小。油莎豆粕油脂含量较高，因此替代组中较为明显的另一个变化就是日粮中粗脂肪含量增加。Kil等研究也发现，与对照组相比，8%大豆油组生长猪的生长性能并未受到影响。这是由于油莎豆粕中油酸、亚油酸占比超过80%，均为不饱和脂肪酸，而不饱和脂肪酸多被机体代谢用于维持需要，不会沉积为体组织。因此，由油莎豆粕添加造成的粗脂肪含量增加并不直接影响猪的生长，各处理组生长性能并无差异。

一般而言，日粮中纤维含量的增加会降低猪的营养物质消化率。但是本研究发现，10%替代组的猪养分消化率最高，与生长性能部分结果一致，即10%替代组的饲料转化效率在4个处理组中最高。使用油莎豆粕替代玉米会使日粮中纤维含量增加。Lawrence等报道，适当提高饲料中的纤维水平，并不会降低生长猪对粗蛋白质和能量的消化率，甚至会有积极影响，而当纤维水平过高时会导致消化率下降。纤维由于其理化特性，不易被小肠消化吸收，是后肠道微生物发酵的主要底物。适当的纤维摄入可以增加后肠道微生物多样性及微生物发酵，从而提高猪的全肠道消化率。但是过高的纤维水平会抑制消化酶活性以及消化酶与肠道食糜内营养物质的酶促反应，从而导致15%替代组以及20%替代组的有机物和能量的消化率下降。Liu等研究表明，饲料中添加油脂会提高育肥猪的营养物质消化率。而本试验中油莎豆粕的替代比例从10%增加到20%，日粮的粗脂肪含量随之上升，各营养物质的消化率却明显下降，这可能是由于纤维含量的增加在替代比例到15%、20%时就超过了此时猪的耐受界限，除了降低消化酶活性及酶促反应外，纤维也增加了食糜转运速率，使食糜与消化酶接触时间减少，降低了其营养物质消化率。这种负面效应远比油脂含量增加可能带来的正面效应要大，导致15%、20%替代组的营养物质消化率下降。如果生产中使用较高比例油莎豆粕，结合消化酶以降低纤维带来的负面效果可能会更好。

4 结 论

本研究结果表明，油莎豆粕对生长猪的消化能和代谢能分别为14.61 MJ/kg和13.54 MJ/kg，可以作为一种能量原料替代部分玉米；综合考虑生长猪的生长性能和营养物质表观消化率，油莎豆粕替代玉米的最适比例为10%。