蒸汽壓片對玉米在肉仔雞的養分生物學效價的影響

中國農業大學動物科技學院 王 磊 劉鳳菊 咼于明*

玉米作為飼料原料是使用最廣泛的谷物籽實類飼料之一。當前人畜爭糧問題日益嚴重，解決飼料原料短缺的問題主要依靠改善飼料原料的消化利用率或者尋找新型的飼料資源。其中改變飼料原料的加工方式就是改善飼料利用率的方法之一。然而長期以來在畜禽生產中使用玉米的方式就是整粒直接飼喂反芻動物或粗粉碎后飼喂畜禽。自從我國引進國外先進的蒸汽壓片技術，在反芻動物飼養方面，已有很多研究證實蒸汽壓片技術能夠改善玉米的營養價值，提高飼料原料的利用率。然而關于蒸汽壓片玉米應用在豬和家禽上的研究較少，本試驗通過對21日齡AA肉仔雞的全收糞代謝試驗研究蒸汽壓片對玉米各種營養成分利用率的影響，從而對蒸汽壓片玉米的營養價值做一科學的評價，為蒸汽壓片玉米在家禽生產上的應用提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 蒸汽壓片玉米以及用于生產制備蒸汽壓片的原料玉米均購買自河北凱特飼料集團。飼喂時，蒸汽壓片玉米和原料玉米都經過SD40X13型粉碎機粉碎，以便試驗雞采食。

1.2 試驗動物與飼養管理 選擇21日齡體重相近的AA肉仔雞，均勻分組后，飼喂相應的飼料，每籠飼喂4只雞，試驗過程自由飲水。

1.3 試驗設計 選擇96只21日齡AA肉仔雞，按體重均勻分成4組，每組6個重復，每個重復4只雞。試驗1、2組分別飼喂蒸汽壓片玉米和粉碎玉米（營養成分見表1）。試驗3組：饑餓處理用于測定內源能量代謝。試驗4組：飼喂無氮日糧（日糧組成見表2），用于測定內源氨基酸代謝。

1.4 樣品收集與制備 21日齡AA肉仔雞在籠養雞舍進行代謝試驗，采用全收糞法收糞，試驗開始前禁食14 h，然后自由采食，以重復為單位收糞3 d。代謝試驗結束前14 h清空飼料，并繼續收糞至試驗結束。將收集的排泄物挑出羽毛和廢料后，稱量總重并計算飼料消耗量。將排泄物混合均勻后取樣，在烘箱中65℃，烘干48～72 h至恒重，室溫回潮24 h，稱重并記錄，粉碎過40目篩，裝入自封袋內密封。

表1 蒸汽壓片玉米與粉碎玉米的養分含量

1.5 測定指標和方法

1.5.1 測定指標 測定飼料、排泄物中的淀粉、干物質、粗蛋白質、氨基酸、總能，以此計算玉米的淀粉消化率、干物質消化率、N存留率、氨基酸利用率和代謝能。相關計算公式（計成，2007；咼于明，2004）如下：

（1）淀粉消化率/%=（食入淀粉量－排泄物中淀粉量）/食入淀粉量×100；

（2）干物質表觀消化率/%=（食入干物質量－排泄物中干物質量）/食入干物質量×100；

表2 無氮日糧組成 %

（3）干物質真消化率/%=（食入干物質量－排泄物中干物質量+內源性干物質量）/食入干物質量×100；

（4）每千克飼料沉積N/g=（食入總氮量－排泄物中總氮量）/食入的飼料量；

（5）表觀N存留率/%=（食入總氮量－排泄物中總氮量）/食入總氮量×100；

（6）真N存留率/%=（食入總氮量－排泄物中總氮量+內源總氮量）/食入總氮量×100；

（7）表現代謝能（AME）（kJ/kg）=[I×GE-（FE+UE）]/I；

式中，I為采食量，kg；GE 為飼料的能量，kJ/kg；（FE+UE）為排泄物的能量，kJ/kg。

（8）AMEn（kJ/kg）=AME-RN1×34.39；

式中，RN1為家禽每攝入1 kg飼料沉積的表觀氮沉積量，g，34.39為每沉積1 g氮用34.39 kJ的能量校正。RN1=食入飼料氮（g）-排泄物中氮（g）;

（9）真代謝能（TME）（kJ/kg）={I×GE-[（FE+UE）1-（FE+UE）2]}/I；

式中，（FE+UE）1為采食時的排泄物能量；（FE+UE）2為絕食時的排泄物能量。

（10）TMEn（kJ/kg）=TME-RN2×34.39；

式中，RN2為家禽每攝入1 kg飼料沉積的真氮量，g，34.39為每沉積1 g氮用34.39 kJ的能量校正。RN2=食入飼料氮（g）- 排泄物中氮（g）+內源糞尿氮（g）。

（11）氨基酸表觀利用率/%=（食入氨基酸量－排泄物中氨基酸量）/食入氨基酸量×100；

（12）氨基酸真利用率/%=（食入氨基酸量-排泄物中氨基酸量+內源氨基酸量）/食入氨基酸量×100。

1.5.2 測定方法 總能：氧彈測熱法。粗蛋白質：凱氏定氮法。氨基酸：在農業部飼料效價與安全監督檢驗測試中心（北京）測定，采用GB/T18246-2000中的酸水解方法測得15種氨基酸，GB/T18246-2000中氧化水解的方法測得2種含硫氨基酸（胱氨酸和蛋氨酸）。淀粉：采用熊易強（2000）的方法測定，由于該方法中推薦的酶制劑Sigma公司停產，故選用由Sigma公司生產同種類型的編號為A-7095的淀粉葡萄糖苷酶，同時根據熊易強（2000）方法中要求的酶添加量及酶活單位轉換出A-7095所需添加的劑量，本試驗每個測定樣品添加A-7095酶制劑0.6 mL，酶解反應的溫度控制在55℃。

1.6 數據統計分析 試驗數據用SPSS11.5軟件進行獨立性t檢驗，P＜0.05為差異顯著，數據以平均值±標準差的形式給出。

2 結果

由表3可知，飼喂蒸汽壓片玉米組在淀粉消化率、真N存留率、干物質消化率、代謝能、N排泄量方面均比飼喂粉碎玉米組高，并且差異極顯著（P＜0.01）；相比粉碎玉米組，在表觀N存留率以及每千克飼料表觀N存留量方面，蒸汽壓片玉米組有升高的趨勢，差異不顯著（P＞0.05）；然而在粗脂肪消化率方面，兩組差異不顯著（P＞0.05），但飼喂粉碎玉米組比蒸汽壓片玉米組略高。

由表4可以得到，相對于粉碎玉米，蒸汽壓片玉米的蛋氨酸表觀利用率極顯著提高（P＜0.01）；谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、組氨酸的表觀利用率顯著提高（P＜0.05）；而蘇氨酸、絲氨酸、脯氨酸、賴氨酸、酪氨酸、必需氨基酸（EAA）、含硫氨基酸以及總氨基酸（TAA）的表觀利用率差異不顯著（P＞0.05），但有升高趨勢；而天冬氨酸、甘氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、精氨酸及胱氨酸的表觀利用率，兩處理組間無顯著差異（P＞0.05）。

在氨基酸真利用率方面，蒸汽壓片玉米的蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、組氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、EAA、TAA極顯著高于粉碎玉米（P ＜ 0.01）；天冬氨酸、賴氨酸、丙氨酸、胱氨酸、含硫氨酸真利用率顯著提高（P＜0.05）；而甘氨酸、纈氨酸、精氨酸、脯氨酸的利用率差異不顯著（P＞0.05），但是有升高趨勢；苯丙氨酸的利用率則差異不顯著（P ＞ 0.05）。

表3 21日齡AA肉仔雞的養分消化代謝率

3 討論

3.1 干物質消化率和淀粉消化率 在干物質表觀消化率和真消化率上，與粉碎玉米相比，蒸汽壓片玉米分別高7.10%和7.28%，并且差異顯著（P＜0.05）。干物質消化率提高則能夠使家禽干物質采食量減少，節約飼料原料。

本試驗中蒸汽壓片玉米的淀粉消化率高達98%，而粉碎玉米的淀粉消化率僅88%，與Zinn等（1995）提出的蒸汽壓片技術能夠將玉米的淀粉消化率從90%提高到99%這一結論相符。淀粉在有水的條件下加熱，能夠破壞結晶結構形成α-淀粉，更容易被淀粉酶分解，并且蒸汽壓片技術使玉米發生凝膠糊化反應，淀粉顆粒分子間的氫鍵被破壞，破壞淀粉之間的有序排列，使其在畜禽體內能更容易被微生物和酶分解；并通過兩軋輥的壓力作用，改變玉米中蛋白質的空間結構，使淀粉顆粒更容易暴露。這兩方面使淀粉的溶解性、酶解性提高，從而提高機體的淀粉消化率。

3.2.N存留率 本試驗中，蒸汽壓片玉米的表觀N存留率和真N存留率分別粉碎玉米提高11.35%和 11.50%，而 Zinn（1995）研究指出蒸汽壓片玉米與干壓片玉米相比，提高13%的過瘤胃蛋白。Plascencia和Zinn（1996）發現，相對于干碾壓玉米，蒸汽壓片玉米能分別提高菌體蛋白量、小腸N消化率和總腸道N消化率達28%、10%和8%。上述數據表明，無論是在反芻動物還是在家禽上，蒸汽壓片玉米均能改善蛋白質消化率，增加N存留率。顯然反芻動物在增加N存留率方面有更好的途徑：（1）由于蒸汽壓片技術使玉米發生輕度的美拉德反應，使蛋白質不易在瘤胃內降解，或降解率降低，從而提高了過瘤胃蛋白的數量；（2）瘤胃內淀粉消化率的提高為瘤胃內的微生物提供了能量及合成蛋白質所需的碳骨架，增加了菌體蛋白的數量，使瘤胃內氮利用率增加；（3）由于瘤胃內氮的利用效率增加，促進肝臟中的尿素向瘤胃中轉移，促進了尿素再循環并合成相應的菌體蛋白，這是一種良性循環的過程，從而使過瘤胃蛋白的量增加。在家禽提高消化率的機理可能是在加工過程中蛋白質由于受到物理因素（如加熱、加壓）和化學因素影響產生變性，適度的變性能夠使蛋白酶抑制劑和其他抗生理物質受到鈍化，并促使肽鏈結結構伸展，與酶接觸面積增大，從而提高蛋白質消化率（劉梅英等，2000）。

表4 氨基酸利用率

蒸汽壓片玉米組的排泄總量顯著小于粉碎玉米組，而在排泄物中含N濃度方面，蒸汽壓片玉米顯著高于粉碎玉米，但是由此計算出的N總排泄量，蒸汽壓片玉米組顯著小于粉碎玉米組，在N攝入量無顯著差異的情況下，導致氮的存留率顯著提高。

3.3 代謝能 Zinn（2002）研究指出，蒸汽壓片玉米相對于干碾壓玉米，在代謝能、維持凈能和增長凈能方面分別提高12.6%、14.2%、17.3%。而本試驗中，蒸汽壓片玉米組在AME、AMEn、TME、TMEn分別比粉碎玉米高6.83%、6.77%、6.97%、6.93%，在統計學上差異顯著。主要原因淀粉在玉米中約占70%，并且玉米是提供能量的主要物質，在淀粉消化率提高的情況下，代謝能當然有相應的提高。

3.4 粗脂肪消化率 粗脂肪的消化率雖差異不顯著，但是蒸汽壓片玉米組反而比粉碎玉米組低，可能有以下幾點原因：（1）玉米中易消化吸收的不飽和脂肪酸在蒸汽調制的過程中部分被氧化為不易吸收的飽和脂肪酸（劉梅英等，2000）；（2）由于淀粉消化率以及粗蛋白質消化率提高，受到糖、蛋白質、脂類這三大營養物質的被機體利用優先級的影響，導致脂肪的利用率減少；（3）蒸汽壓片玉米增加了盲腸中總脂肪酸的濃度，這可能是由于盲腸微生物發酵的結果，致使排泄物中總脂肪酸量增加，相應的導致粗脂肪的消化率降低（李桂冠和孟慶翔，2007）。

3.5 氨基酸利用率 蒸汽壓片玉米的氨基酸表觀利用率和真利用率值均高于粉碎玉米，并且在總氨基酸利用率上與粉碎玉米差異顯著，由于總氨基酸量≤粗蛋白質量，所以這個結果與在N存留率方面，兩個處理組差異顯著的結果是一致的。

甘氨酸表觀利用率很低，而甘氨酸的真利用率卻很高，超出了100%，主要原因是由于甘氨酸是家禽的必需氨基酸，它以尿酸形式排出體外，而排泄物中的尿素經過酸水解反應可以形成甘氨酸（Parson等，1983），導致甘氨酸表觀利用率很低；又由于內源氮主要包括消化液、黏蛋白和脫落細胞，其中甘氨酸不僅是膽汁中的主要氨基酸，還是黏蛋白中的主要氨基酸之一，所以甘氨酸的內源損失較多，導致校正后的真利用率很高。而酪氨酸表觀利用率正常，但是真利用率略微超出100%，翟少偉等（2006）比較優質蛋白玉米和普通玉米的氨基酸利用率時也得出類似結果，原因是由于苯丙氨酸和酪氨酸均屬于芳香族氨基酸，在體內苯丙氨酸可轉變成酪氨酸，且反應不可逆。因此苯丙氨酸是必需氨基酸，而酪氨酸則是非必需氨基酸。程伶（1989）在關于仔貓苯丙氨酸和酪氨酸需要量的研究中發現，仔貓的苯丙氨酸需要量有一半可以用酪氨酸來代替，這說明苯丙氨酸約有一半的用量在體內轉化成非必需的酪氨酸，這有可能是本試驗在經過內源氨基酸校正后，酪氨酸利用率的變化幅度大于苯丙氨酸的原因。

Taverner等（1981）指出，內源蛋白中甘氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬氨酸和谷氨酸在消化道中吸收較慢，所以這些氨基酸的內源損失較多。Moughan等（1991）認為，到達回腸末端的內源蛋白由膽汁分泌物和黏膜糖蛋白組成，這主要含有谷氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、絲氨酸和脯氨酸。本研究測定出的內源氨基酸組成，含量超過4%的氨基酸從高到低的順序依次是甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、脯氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、異亮氨酸。以上氨基酸除甘氨酸外均是由于內源排出量較高，通過內源校正后，造成兩處理間的氨基酸真利用率的差異相對于表觀利用率的差異均增大。

總體而言，本研究對家禽排泄物總重（風干樣）進行比較，發現粉碎玉米組明顯高于蒸汽壓片玉米組，而代謝試驗期間采食量粉碎玉米組高于蒸汽壓片玉米組，但差異不顯著。各類營養物質在食入總量差異不顯著的情況下，排出總量差異顯著，所以各類物質的消化率差異顯著。

4 結論

蒸汽壓片技術能夠顯著改善玉米的養分和代謝利用率，從而達到節約飼料原料的目的。日糧中應用蒸汽壓片技術可以顯著減少家禽N的排泄量，減輕環境污染。

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