2. 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 北京 100193
2. Institute of Animal Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China
玉米干酒糟及其可溶物(distillers dried grains with solubles，DDGS)是玉米部分发酵生产乙醇后留下的副产品。DDGS含有25%~30%的粗蛋白质，被认为是家禽蛋白质、能量、水溶性维生素和矿物质以及氨基酸的良好来源[1-2]。相对于玉米和豆粕，DDGS的低成本使其成为上述2种原料有竞争力的替代品[3-5]。但是，DDGS的氨基酸不平衡，赖氨酸含量低，而豆粕是一种氨基酸含量高的良好蛋白质来源，因此DDGS和豆粕的联合使用可以改善氨基酸平衡[6-7]。
Spiehs等[8]研究了32种玉米DDGS，得到其营养成分(干物质基础)的平均值如下：89.3%的干物质、30.9%的粗蛋白质、10.7%的粗脂肪、7.2%的粗纤维、6.0%的粗灰分、0.9%的赖氨酸以及0.75%的磷。DDGS中的粗纤维被小肠微生物发酵，产生短链脂肪酸，使得向空气中排放的氨气(NH3)减少，因此对空气质量的有害影响较小[9-10]。酵母发酵过程中还可以将植酸磷转化为可利用磷的形式，节约磷酸氢钙的用量，从而节约成本并减少磷的排放，保护环境[11]。Fahrenholz[4]研究了DDGS对颗粒饲料中颗粒质量和颗粒粉碎机性能的影响发现，添加10%~40%DDGS对颗粒质量无显著影响，且对制粒性能无负面影响。DDGS可作为肉鸡饲粮的蛋白质来源，添加量可达10%~15%[12]。其中，Loar等[13]研究发现，1~14日龄雏鸡饲粮中最高可以含有8%DDGS，而且对生长性能无显著影响；在肉仔鸡9~35日龄生长饲粮中添加12%的玉米DDGS不会对生长和饲料转化率产生不利影响[7]；在肉鸡饲粮中添加15%的DDGS可替代部分玉米和豆粕，降低饲料成本，对生长性能和肉品质无任何负面影响[14]；当DDGS添加水平超过14%可能会对肉鸡生长、采食量、胴体产量和胸肉产量产生负面影响[15]；肉鸡饲粮中添加30%DDGS，生长性能和肉品质降低[16]；DDGS通常以低水平(10%或15%)用作蛋鸡饲粮中的饲料成分，而对产蛋性能、饲料利用率、养分消化率和鸡蛋质量没有显著影响[1]。
限制DDGS使用的因素有饲料产量和颗粒质量以及产品质量参差不齐等[17-18]。为了评估在不同饲养阶段，在肉鸡饲粮中添加玉米DDGS的安全可用量，以及对饲粮颗粒饲料质量的影响，本研究旨在研究饲粮添加不同水平玉米DDGS对颗粒饲料质量、肉鸡生长性能和血清生化指标的影响。
1 材料与方法 1.1 试验设计选取1日龄爱拔益加(AA)肉仔鸡960只，按照体重相近原则随机分为6组，每组8个重复，每个重复20只(公母各占1/2)。对照组饲喂不添加玉米DDGS(产地河北，由某公司提供)的基础饲粮(F0)，基础饲粮为参照NRC(1994)[19]营养需要配制的配合饲料；试验组饲喂在基础饲粮中分别添加5%(F5)、10%(F10)、15%(F15)、20%(F20)和25%(F25)玉米DDGS的试验饲粮，各组饲粮组成及营养水平见表 1。饲料粉碎选用2.0 mm筛片，调质温度75~80 ℃，环模孔径前期(1~21日龄)3.0 mm、后期(22~42日龄)4.0 mm。试验期42 d，期间肉仔鸡自由采食，充足饮水，按正常免疫程序进行免疫接种。
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表 1 饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) |
饲料颗粒硬度和酥脆性采用质构分析仪(TA.XT2，Stable Micro Systems Co. Ltd.，英国)测定，试验数据为随机采集20个样品的平均值。
将500 g已过筛除去细粉的样品放进颗粒耐久性测试装置中翻转10 min，取出样品，过筛，称量筛上颗粒饲料重量，按下列公式计算颗粒耐久性(pellet durability index，PDI)
PDI(%)=100×翻转后颗粒饲料的重量/翻转前颗粒饲料的重量。
1.2.2 生长性能分别于21和42日龄，每个重复随机选取1只鸡，进行个体空腹称重，统计试验期内的采食量，计算各组的前期(1~21日龄)、后期(22~42日龄)和全期(1~42日龄)的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。
1.2.3 屠宰性能42日龄时，每重复随机挑选1只肉鸡屠宰，测定屠宰率、全净膛率、腿肌率、胸肌率、腹脂率、肝重率、腺胃重和肌胃重；取十二指肠、空肠和回肠，测定其长度及重量，用以计算肠道指数。计算公式如下：
屠宰率(%)＝(屠体重/宰前体重)×100；
全净膛率(%)＝(全净膛重/宰前体重)×100；
腿肌率(%)＝(腿肌重/全净膛重)×100；
胸肌率(%)＝(胸肌重/全净膛重)×100；
腹脂率(%)=[(腹脂重+肌胃外脂肪重)/全净膛重]×100；
肝重率(%)=(肝脏重/全净膛重)×100；
腺胃指数(%)=(腺胃重/宰前体重)×100；
肌胃指数(%)=(肌胃重/宰前体重)×100；
肠道相对长度(cm/kg)＝各肠段长度(cm)/宰前体重(kg)；
肠道相对重量(g/kg)＝各肠段重量(g)/宰前体重(kg)。
1.2.4 肉色42日龄时，每重复随机挑选1只肉鸡屠宰，取胸肌样现场立即采用CR-10全自动色差计测定胸肌新鲜切面的亮度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)值。
1.2.5 营养物质表观消化率分别于21和42日龄，收集肉鸡粪便，剔除毛屑杂物，将每个重复收集的粪便取150 g左右置于65 ℃烘箱内烘干至恒重，放置室温回潮24 h，粉碎后制成风干样品，用于饲料营养物质表观消化率的测定。饲粮和粪便样品中的干物质含量根据GB/T 6435—2006方法测定，粗蛋白质含量根据GB/T 6432—2018方法测定。
本试验采用内源指示剂盐酸不溶灰分(AIA)法进行营养物质表观消化率的测定，计算公式如下：
某营养物质表观消化率(%)=100-100×(饲粮中AIA含量/粪中AIA含量)×(粪中该营养物质含量/饲粮中该营养物质含量)。
1.2.6 血清生化指标42日龄时，每个重复随机选取1只肉鸡，颈静脉放血处死，取血，于4 000 r/min离心5 min分离血清，-20 ℃保存待测。血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)含量以及谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和转肽酶(GGT)活性采用科华ZY KHB-1280全自动生化仪测定。
1.3 数据统计分析试验数据采用SPSS 20统计软件中的one-way ANOVA程序进行单因素方差分析，采用Duncan氏法进行多重比较，差异显著性水平为P < 0.05，试验结果用“平均值±标准差”表示。
2 结果与分析 2.1 玉米DDGS对肉鸡颗粒饲料质量的影响玉米DDGS对肉鸡颗粒饲料质量的影响见表 2，随着DDGS添加水平的提高，肉鸡颗粒饲料的PDI、颗粒硬度和酥脆性均显著提高(P < 0.05)。生产中，肉鸡颗粒饲料粉化率应低于10%，本试验中肉鸡颗粒饲料的PDI均在90%以上，符合颗粒质量要求；颗粒硬度为31~64 N、颗粒酥脆性在0.4 mm左右，属于正常的颗粒饲料质量范围。
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表 2 玉米DDGS对肉鸡颗粒饲料质量的影响 Table 2 Effects of corn DDGS on pellet feed quality of broilers |
玉米DDGS对肉鸡生长性能的影响见表 3，1~21日龄，F20组和F25组肉鸡平均日采食量显著低于F0组(P < 0.05)，F0组肉鸡平均日增重显著高于其他各组(P < 0.05)；22~42日龄，F15组和F25组肉鸡平均日采食量显著低于F0组(P < 0.05)，F25组肉鸡平均日增重显著低于其他各组(P < 0.05)；1~42日龄，F15组、F20组和F25组肉鸡平均日采食量显著低于F0组(P < 0.05)，F20组和F25组肉鸡平均日增重显著低于F0组(P < 0.05)。随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，肉鸡各阶段料重比均显著提高(P < 0.05)。
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表 3 玉米DDGS对肉鸡生长性能的影响 Table 3 Effects of corn DDGS on growth performance of broilers |
通过折线模型分析可知，1~21日龄和22~42日龄肉鸡饲粮中玉米DDGS最适添加水平分别为13.05%和18.05%(图 1)。
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图 1 肉鸡饲粮中玉米DDGS最适添加水平 Fig. 1 Optimal supplemental level of corn DDGS in diets for broilers |
玉米DDGS对肉鸡屠宰性能的影响见表 4，饲粮添加不同水平玉米DDGS对肉鸡屠宰率、全净膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率均无显著影响(P> 0.05)；但是与F0组相比，试验组肉鸡腹脂率有降低趋势，F20组腹脂率又有所回升；F25组肉鸡肝重率显著高于F0组、F5组和F20组(P < 0.05)。
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表 4 玉米DDGS对肉鸡屠宰性能的影响 Table 4 Effects of corn DDGS on slaughter performance of broilers |
玉米DDGS对肉鸡胸肌肉色的影响见表 5，随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，F25组肉鸡胸肌L*值显著低于F0~F15组(P < 0.05)，且F20组显著低于F5组(P < 0.05)；各组肉鸡胸肌a*和b*值差异不显著(P>0.05)。
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表 5 玉米DDGS对肉鸡胸肌肉色的影响 Table 5 Effects of corn DDGS on meat color in breast muscle of broilers |
玉米DDGS对肉鸡肠道指数的影响见表 6，随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，F15组、F20组和F25组肉鸡十二指肠相对长度显著低于F0组(P < 0.05)，F0组肉鸡空肠和回肠相对长度显著高于F5~F25组(P < 0.05)，各组肉鸡十二指肠和空肠相对重量差异不显著(P>0.05)，F20组和F25组肉鸡回肠相对重量显著低于F0组(P < 0.05)。
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表 6 玉米DDGS对肉鸡肠道指数的影响 Table 6 Effects of corn DDGS on intestinal indices of broilers |
玉米DDGS对肉鸡肌胃和腺胃指数的影响见表 7，F5组和F25组肉鸡肌胃重显著低于F15组(P < 0.05)，各组肉鸡腺胃重差异不显著(P>0.05)；F15组肉鸡腺胃重/肌胃重显著低于F10组(P < 0.05)，其他各组差异不显著(P>0.05)；F0组和F5组肉鸡肌胃指数显著低于F25组(P < 0.05)，F15组肉鸡腺胃指数显著低于F10组和F25组(P < 0.05)。
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表 7 玉米DDGS对肉鸡肌胃和腺胃指数的影响 Table 7 Effects of corn DDGS on indices of gizzard and proventriculus of broilers |
玉米DDGS对肉鸡营养物质表观消化率的影响见表 8，随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，F20组肉鸡1~21日龄干物质表观消化率显著低于F0组和F5组(P < 0.05)，F25组显著低于其他各组(P < 0.05)；F20组肉鸡1~21日龄粗蛋白质表观消化率显著低于F0组、F5组和F10组(P < 0.05)，F25组显著低于其他各组(P < 0.05)。肉鸡22~42日龄干物质和粗蛋白质表观消化率随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高显著降低(P < 0.05)。
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表 8 玉米DDGS对肉鸡营养物质表观消化率的影响 Table 8 Effects of corn DDGS on nutrient apparent digestibility of broilers |
玉米DDGS对肉鸡血清免疫指标的影响见表 9，随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，各组肉鸡血清TP、ALB、IgM、IgA、TC、TG、HDLC、LDLC含量以及ALT活性差异均不显著(P>0.05)，F25组血清AST活性显著高于F20组(P < 0.05)，F25组血清GLB含量显著低于F10组(P < 0.05)，F25组血清IgG含量显著低于F0组、F5组和F10组(P < 0.05)，F25组血清GGT活性显著高于F0~F15组(P < 0.05)。
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表 9 玉米DDGS对肉鸡血清免疫指标的影响 Table 9 Effects of corn DDGS on serum immune indices of broilers |
颗粒饲料质量与动物生长性能息息相关。较好的颗粒饲料质量不但可以节约成本，而且还会提高动物的采食量。PDI、颗粒硬度常作为肉鸡颗粒饲料的检测指标，本试验中颗粒硬度和酥脆性均在颗粒质量正常范围内。PDI较高的饲料，在饲喂前更有可能保持饲料的完整性。Shim等[20]研究表明，玉米DDGS降低了颗粒饲料的PDI；Loar等[17]也研究发现，随着DDGS添加水平的提高，颗粒质量呈线性下降。上述结果与本研究结果相反，这可能与玉米来源、品种、产地等不同以及加工方式和饲料加工设备不同导致DDGS质量差异有关。Pacheco Dominguez[21]研究发现，与不含DDGS的饲粮相比，含DDGS的饲粮PDI较高，将饲粮中的DDGS含量提高到30%会降低颗粒质量，这与本研究结果相同。这种结果的差异可能是脂肪添加水平导致的，脂肪含量增加，颗粒质量下降。因为脂肪会干扰糖化过程中水分和热量向饲料颗粒中的渗透，从而抑制颗粒在模具压缩过程中颗粒凝聚过程中的氢键作用。脂肪还增加了模具的润滑度并减少了摩擦热，因此颗粒表面的淀粉糊化较少，导致颗粒质量降低。
3.2 玉米DDGS对肉鸡生长性能和营养物质表观消化率的影响饲喂高质量的颗粒饲料可以提高肉鸡的增重和饲料转化率。在肉鸡1~21日龄，可以安全地使用含6%DDGS的饲粮；在22~42日龄，可以安全地使用含12%~15%DDGS的饲粮[17]；但是将饲粮中DDGS含量提高到30%反而会降低颗粒质量、肉鸡体重和粗蛋白质表观消化率，饲料效率也较差[21]。Wang等[22]研究表明，一旦DDGS在肉鸡饲粮中的添加水平超过20%，22~42日龄的体增重就会显著下降；饲喂含25%DDGS饲粮的雏鸡会消耗更多的饲粮，并且饲料转化率较差[23]，这与本研究结果相同。本研究中，1~21日龄饲粮中添加10%左右的DDGS和22~42日龄饲粮中添加10%~20%的DDGS对肉鸡生长性能无不良影响，饲粮添加25%的DDGS显著降低肉鸡1~21日龄和22~42日龄干物质和粗蛋白质表观消化率。添加较高水平DDGS的饲粮，饲料转化率较差可能与氨基酸消化率低有关。DDGS干燥温度应控制在407~598 ℃，DDGS在干燥过程如果温度过高，可能会引发美拉德反应，从而降低氨基酸消化率。另外，DDGS中未发酵的非淀粉多糖的抗营养作用也会降低营养物质的消化率[24]。还可能是由于随着DDGS替代豆粕含量的增加，使得饲粮粗纤维含量增加，而较高含量的纤维对消化酶的渗透造成了很强的屏障，导致粗蛋白质表观消化率随着纤维含量的增加而降低[25]。
3.3 玉米DDGS对肉鸡屠宰性能的影响肉鸡的屠宰性能好，可以获得更多的可食用肉质。研究表明，饲喂含15%和25%DDGS饲粮的家禽的屠宰率显著低于饲喂不含DDGS对照饲粮的家禽[23]。本研究中，饲粮添加20%以上的DDGS对肉鸡全净膛率和腹脂率无显著影响，但有降低趋势，这可能是因为DDGS中的蛋白质含量略高，使得肉鸡的胴体脂肪减少[20]。DDGS中含有高达40 mg/g的叶黄素[26]，Min等[27]用DDGS饲喂肉鸡后，发现DDGS对肌肉a*值无显著影响，而对b*值有显著影响，这与本研究相反。本试验中，随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，肉鸡胸肌a*和b*值无显著变化，但是饲粮添加25%DDGS显著降低胸肌L*值。这可能与DDGS生产过程中的含量高低有关；另外，干燥过程中的热破坏也会使叶黄素的实际含量较低[1]。Schilling等[28]研究发现，DDGS显著降低胸肌的L*值，这与本研究结果相同。
3.4 玉米DDGS对肉鸡肠道指数的影响饲粮消化在生长的各个阶段都很重要，胃的体积、相对重量和小肠长度、形态特征通常决定肉鸡的消化能力[29]。消化道不仅对营养物质的消化和吸收很重要，而且是体内最大的免疫器官，可以抵御外源性病原体[30]。鸡的腺胃分泌胃蛋白酶、盐酸和黏液[31]，肌胃负责收缩和挤压食物。在小肠中，饲粮被水解成简单的分子如游离小肽、氨基酸、游离脂肪酸和单糖，这些分子被十二指肠和空肠吸收，并通过血液循环输送到其他组织[32-33]。较发达的肌胃会更好地对颗粒饲料进行磨碎，并提高营养物质的利用率。肌胃重较低，黏膜与肠内容物之间的接触减少，回肠吸收较差，所以本研究中F25组肉鸡肌胃重显著低于F15组，F20组和F25组回肠相对重量显著低于F0组；而各组之间十二指肠和空肠相对重量差异不显著，这可能与十二指肠和空肠消化吸收能力高于回肠，这种肠道重量差异在消化吸收能力强的条件下没有表现出来[34]。本研究中，F15组、F20组和F25组十二指肠相对长度显著低于F0组，饲粮添加玉米DDGS组的空肠和回肠相对长度显著低于F0组。这可能是因为肌胃重降低同时降低了营养物质吸收能力，从而影响肠道发育，导致肠道较短[35]。F25组肌胃和腺胃指数较高可能是因为F25组活重较低造成的。
3.5 玉米DDGS对肉鸡血清生化指标的影响血液参数是禽类和动物健康状况以及生理和营养状况的重要指标。DDGS含有较多的多不饱和脂肪酸，添加到肉鸡饲粮中会改变免疫功能[36]。本试验中，F25组肉鸡血清GLB含量显著低于F10组，F25组血清IgG含量显著低于F0组、F5组和F10组，这说明饲粮添加25%的DDGS降低了肉鸡的免疫功能。本试验中，F25组肉鸡肝重率显著高于F0组、F5组和F20组，在血清检测中发现，随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，血清ALT活性以及TC、TG和LDLC含量差异不显著但有升高趋势，血清HDLC含量有降低趋势，F25组血清AST活性显著高于F20组，这说明饲粮添加25%DDGS对肉鸡肝脏功能有损伤，DDGS添加水平较高导致粗蛋白质利用率下降，肉鸡的抗氧化功能降低[37-39]。Shih等[40]研究发现，提高饲粮DDGS水平使蛋鸡血清TG含量增加，与本研究结果类似。GGT是肝脏功能的标志，位于肝细胞膜和胆管细胞中，这种酶通过催化谷氨酸和半胱氨酸之间的γ-谷氨酰键的水解参与谷胱甘肽的降解[41]。高GGT活性被用作肝病和胆汁流动障碍的指标，当胆管受到损伤时，GGT被释放到血液中。雌性禽类在产卵期的血清GGT活性通常会提高，反映了产卵期间肝脏代谢的增强[42]。在胆汁淤积或发生胆管上皮疾病时，禽类的血浆GGT活性比哺乳动物更有可能升高[43]。本试验中，F25组肉鸡血清GGT活性显著高于F0~F15组，说明饲粮添加25%DDGS对肉鸡肝脏代谢产生负面影响。
4 结论① 随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，肉鸡颗粒饲料的PDI、颗粒硬度和酥脆性均显著升高，但均在颗粒饲料质量要求范围内。
② 随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，肉鸡生长性能、小肠相对长度和回肠相对重量显著降低。
③ 随着饲粮玉米DDGS添加水平的提高，肉鸡血清AST和GGT活性显著升高，血清IgG和GLB含量显著降低，玉米DDGS对肉鸡肝脏代谢产生负面影响。
④ 综上所述，饲粮添加玉米DDGS对肉鸡颗粒饲料质量无显著影响；通过折线模型分析可知，肉鸡1~21日龄饲粮中玉米DDGS最适添加水平为13.05%，22~42日龄为18.05%；饲粮添加25%的玉米DDGS会对肉鸡肝脏健康产生负面影响。
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