田 忠 王新穎 李江兵 曾 偉
(1.貴州健康職業學院,貴州 銅仁 554300;2.銅仁職業技術學院,貴州 銅仁 554300)
飼料是一種能夠給養殖動物提供生長所需的各種營養成分(如蛋白質、脂肪、纖維素和礦物質等)的物質,飼料中的營養要素是否能夠維持和滿足養殖動物的良好生長態勢,是評價一種飼料的基本標準。
飼料原料資源的缺乏是限制家禽養殖業發展的主要因素,尤其是飼料蛋白源的短缺和高成本問題更是嚴重影響了家禽養殖業的發展。蛋白質作為飼料中的重要營養要素,對動物的生長有很重要的作用,參與動物機體中各種組織的結構和功能的維持,和動物機體物質代謝的調節密切相關,以及參與動物機體免疫系統的建立等。其質量和在飼料中的含量直接影響飼料的品質。放眼當下,飼料供需關系日趨緊張,由于飼料成本不斷上漲,導致飼料生產企業的生存發展嚴重受阻。飼料生產企業想要持續向好地發展就需要企業從原料的來源和成本上做出合理地調整,以及從飼料的生產加工到市場管理運營上去降低成本,以期達到增加收益的目的,飼料原料成本中蛋白源所占比例相對較大。所以,尋找低成本的優質飼料蛋白源必然成為了飼料生產企業的共同目標,也是相關科研工作者研究飼料蛋白源的意義所在。
就目前的研究來看,飼料蛋白的來源主要分三大類,即動物蛋白、植物蛋白和新型人工合成蛋白,本文綜合分析三種蛋白源的營養成分和特性,以及它們在家禽養殖中的應用狀況和前景,以期為飼料蛋白源的進一步研究應用提供參考。
家禽飼料中應含有家禽生長所需要的全部營養元素,其中氨基酸是家禽正常成長繁殖所需的重要營養要素,是動物各種蛋白質合成的基本單位,蛋白質氨基酸種類越多、比例越均衡營養價值就越高。動物源性蛋白相對植物源性蛋白其含有的必需氨基酸種類更多,能被家禽利用的效率更高,對家禽的生長繁殖性能和免疫力均有很好改善作用。動物源性蛋白來源于動物的生產加工,在生產過程中容易受到環境的污染,因此需要嚴格控制生產條件,消除由生產過程帶來的生物安全隱患。另外,因動物源性蛋白相對植物源性蛋白更容易發生腐化變質,所以對其保存的條件相對植物源性蛋白要求更高,保質期相對于植物源性蛋白更短。
曾新平通過對草原蝗蟲的研究發現,草原蝗蟲干粉中蛋白質含量可達70%-75%,且氨基酸種類均衡,可作為家禽飼料蛋白源替代部分常規飼料蛋白,對蛋雞的生長性能有一定的改善作用。黃粉蟲作為一種食性廣、繁殖快和產出高的資源型昆蟲,其干物質中含有豐富的粗蛋白以及一些具有生物活性的抗菌肽和凝集素,能夠提高家禽對病原菌的抵抗能力,增強家禽對機體的免疫調節功能,提高禽蛋的品質,改善家禽的健康水平。因此,黃粉蟲可以作為常規飼料蛋白的部分替代品,使目前飼料蛋白源緊缺的現狀得到一定的改善。
研究發現,用大麥蟲替代飼料中常規蛋白源對家禽動物的生長健康水平以及物質代謝水平均有很好的改善和調節作用,是一種極具開發潛力的動物源性蛋白。作為環保資源型昆蟲,黑水虻因其具有飼養簡單、飼養周期短、成本低、幼蟲蛋白含量豐富等特征,有潛力成為一種家禽飼料優質的動物蛋白源。黑水虻幼蟲蛋白質含量可32%-48%,將其可按一定比例添加至多種飼料中替代豆粕或魚粉,對動物生長和機體的生理功能等均無不良影響,其幼蟲含有較高水平的生物活性物質,如月桂酸、幾丁質和抗菌肽等對動物的健康有很好的改善作用。張金金等研究發現,將黑水虻幼蟲粉加入飼料中飼養蛋雞可使其生產性能和血清生化指標得到提高和改善,且不會破壞蛋雞機體內環境中各種理化因素相對穩定的狀態。
飼料中的植物源性蛋白來源于植物的加工提取,相對動物源性蛋白來源更廣泛,成本更加低廉,加工工藝更加簡單,但植物源性蛋白不管是種類、數量還是結構組成均不能滿足動物生長所需,例如植物源性蛋白中缺乏動物生長所需的部分必須氨基酸和對動物機體起免疫保護作用的免疫球蛋白,所以其營養價值沒有動物源性蛋白高;另外,植物源性蛋白因其結構中含有一些難溶性的纖維組織成分,使其吸收相對動物蛋白更困難,且在豆制品蛋白中還存在一種抵抗營養吸收的因子,這種抵抗因子也會影響家禽對該類蛋白以及其他營養物質的吸收。
常見的植物源性蛋白主要來自五谷類,像豆類、谷物和玉米等這些常見的蛋白源性物質雖然來源廣,但隨著全球耕地面積不斷減少,導致植物蛋白的原料供應嚴重不足,原料價格也在逐年上升,最終導致這一類蛋白源性飼料的成本也不斷上升。所以,尋找能夠代替常規五谷類的植物源性蛋白,以降低飼料生產的成本已成為一個新的探究方向。桑樹作為一種常見的植物,其干燥的葉粉中含有大量的粗蛋白,構成蛋白的氨基酸的種類可達18種之多,在家禽飼料中可部分替代常規五谷類蛋白。李麗平等將桑葉粉作為飼料蛋白原料用于飼養蛋雞,發現在蛋雞日料中添加10%的桑葉粉能提高蛋黃的著色效果,哈氏單位也能隨桑葉粉的添加得到提高。汪騰蛟等研究發現,用辣木莖葉粉部分代替蛋雞的基礎日糧可改善蛋黃的顏色,提高蛋黃粗脂肪的含量,對蛋雞機體狀況和蛋品質均一定的改善。苧麻,一種濕草速生類多葉植物,其莖葉干粉粗蛋白含量可達22%,且含有豐富的營養要素(氨基酸、維生素、微量元素等),用苧麻葉粗粉部分代替常規五谷類蛋白,能夠降低飼料的成本,提高經濟效益,其新鮮葉攪碎配合飼料飼養蛋雞可提高蛋雞的產蛋率。大葉枸,一種多年生喬木植株,粗蛋白質含量可占葉子干重的20%以上,可作為植物蛋白源代替部分豆類蛋白和精料飼養禽畜,與普通配合飼料相比飼養效果無差異。樹菠菜,一種多年生灌木,其葉片干物質中粗蛋白含量高,礦物質種類豐富,氨基酸種類多(大約17種),且粗纖維的含量少,可作為飼料蛋白添加至飼料中,緩解家禽飼料蛋白原料的短缺。
為緩解飼料資源短缺,提高飼料的生產效益,改善飼料的營養價值,增加飼料在家禽動物體內的轉化利用效率,就需要對常規的飼料蛋白原料進行改良加工,或者利用新型人工合成技術研發新型飼料蛋白資源,這已成為當代飼料生產加工的新方向。微生物發酵和酶解是目前常見的飼料蛋白源研發的新技術,以微生物發酵為主。發酵和酶解,以及兩者的協同作用,使植物蛋白飼料相對常規飼料含有更多易消化的小分子肽和氨基酸,以及更加豐富的生物活性物質,如酶和益生菌等,使植物蛋白的營養價值得到很大的提高。
李重陽等,將CO氣體用乙醇梭菌通過液態發酵培養技術,可獲得一種新型蛋白質(乙醇梭菌蛋白),該蛋白應用到禽類飼料中可代替或減少豆粕使用量,降低原料成本,且對禽類的生長性能也有明顯的改善。吳雨珊研究發現,乙醇梭菌蛋白相對于豆粕能夠更好地提升顆粒飼料的硬度和耐久性,具備更好的制粒特性,且對肉雞血漿抗氧化能力和腸道穩定健康均有顯著提升。宋宇等,應用精釀啤酒糟和藍莓果渣混與高溫放線菌、植物乳桿菌和白地霉混合發酵生產飼料蛋白,通過優化發酵條件使真蛋白含量高達40.15%。李悅明等,將白酒糟、裂殖壺藻粉通過黑曲霉和產朊假絲酵母發酵,通過優化發酵條件,使原料蛋白含量提高了28.75%。玉米生產加工產生的副產品玉米皮,含有豐富的營養價值,以其為原料,通過不同的發酵工藝,使其真蛋白含量得到很大的提高,可用以制備高質量的家禽蛋白飼料。Jazi等研究發現,菌酶協同發酵棉籽粕相對未發酵棉籽粕能使肉雞的生長性能和腸道健康水平得到明顯的提高。岳麗等,通過菌酶協同發酵技術優化高粱秸稈生產蛋白飼料的條件,可使產品的粗蛋白的質量分數到達15.5%,提高了甜高粱秸稈的飼用價值。構樹,其葉中含有禽畜生長所需的很多營養要素,但通過簡單的研磨加工或直接食用,會造成營養的大量丟失,同時簡單加工得到的飼料中含有較多粗纖維的成分和不易消化的大分子蛋白,影響飼料的適口性和營養價值,而利用酶工程發酵技術可減少構樹飼料中粗纖維的含量,改善飼料的適口性,提高飼料的營養價值。在家禽養殖過程中,發酵構樹飼料可有效提高家禽的生產性能和蛋品質,改善家禽的腸道健康。
發酵飼料在飼料生產過程中雖也得到廣泛應用和認可,但仍然存在不足,例如發酵規模普遍較小,發酵技術不夠先進,沒有統一的生產標準和管理體系。由于發酵原料的來源廣泛,種類較多,導致在原料品質監管方面存在很大的難度,還有發酵飼料生產用的菌種是活菌,在發酵過程中對菌種的選擇和活菌數量的控制難度較大。基于以上因素,在發酵飼料的生產過程中還需不斷探究菌種最佳選擇和發酵條件的優化,嚴格控制活菌數量,不斷提高發酵飼料的品質。
在禽畜養殖業快速發展和飼料蛋白原料供應日趨緊張的情況下,對禽畜飼料蛋白源的開發利用和研究已變得刻不容緩。在禽畜養殖過程中,在不影響其正常生長和相關產品品質的前提下,以價格低廉的飼料蛋白源或運用新型技術手段獲取的質優價廉的飼料蛋白源代替常規蛋白源,可有效緩解飼料蛋白原料短缺和長期依賴進口的壓力,同時可很大程度縮減養殖成本,獲取更大的市場經濟效益,為禽畜養殖業持續向好的發展提供重要的保障。