受世界经济、政治及气候等因素影响,粮食价格不断上涨,进而影响到饲料价格,2022年以来大宗饲料原料价格不断上涨,其中豆粕价格已突破5 500元/t,对畜牧业发展影响较大,同时也暴露出我国长期对豆粕、玉米、苜蓿等饲料原料进口依存度高的问题。为保障我国畜牧业的持续性发展,农业农村部2021年起出台多部相关政策,推进饲料中玉米、豆粕的减量替代新模式。自饲料中玉米、豆粕减量替代技术方案的发布,在我国肉类和牛奶产量创历史新高的同时大豆进口量比上年减少约380万t,减量替代政策初显成效,但大豆进口占比仍高达85.48%,为广辟饲料原料,摆脱大豆进口的高度依存,保障饲料原料的有效供给,使得豆粕减量替代的研究持续受到重视,如何充分利用我国本土资源、开发新型饲料配方结构、提高畜禽养殖的饲料报酬成为研究的主要方向。目前豆粕减量替代技术主要包括:一、推进低蛋白质饲粮结构,精准调控饲粮氨基酸水平;二、充分挖掘可利用的非常规蛋白质资源;三、利用生物技术提高植物蛋白质利用率。
1 豆粕饲料应用现状
豆粕作为一类农产品副产物,因其较为丰富的蛋白质含量和符合动物机体所需的氨基酸组成,是一种非常理想的动物类蛋白质资源,美国NRC营养标准中将玉米-豆粕蛋白质饲料组合作为最理想的蛋白质来源,近10年来,玉米-豆粕型饲料配方在我国也作为基础配方广泛应用,但受限于我国人口庞大、人均耕地面积小、大豆种源条件等原因,我国大豆的种植成本和产量远落后于美洲国家。如图1所示,我国从2002年起开始进口大豆,随后进口量线性上涨,尽管在此期间我国大豆产量有所增加,但也无法填补我国大豆产需的巨大缺口。从原料供应来看,自2002年至今,我国大豆进口量线性增长,近2年受南美产区干旱天气、国际局势和全球疫情的影响,美国农业部预测,2022年度全球大豆供应较上年下降,在国际原油价格大涨的背景下,豆油价格上涨拉动国际大豆期货价格持续上涨,国内大豆进口成本大幅增加[1]。
我国人口的增长和生活水平的提高,更是对畜产品的产量和安全提出了更高的要求,同时对动物饲料原料的需求和质量要求也同步提升,针对我国饲料原料进口需求量大的情况,农业农村部相继出台《饲料中玉米豆粕减量替代工作方案》《“十四五”全国畜牧兽医行业发展规划》等多部相关政策,旨在适应目前饲料原料供求趋势,立足我国国情,进一步优化新型饲料配方结构,同时农业农村部还提出构建现代饲草产业体系,因地制宜的推行粮改饲政策,增加我国自产玉米、豆粕、苜蓿类高需求饲料,提高畜牧业优质蛋白质饲料的自给率。
2 饲用豆粕减量替代技术
2.1 低蛋白氨基酸平衡饲粮技术
蛋白质是供给动物生长发育或生产所必需的营养物质,动物对蛋白质的需求实质上是对氨基酸的利用,因此,氨基酸的供给平衡是减少蛋白质浪费的有效途径,目前常用的氨基酸调控手段既在配合饲料的基础上单独添加赖氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸,利用工业氨基酸增加或调控饲粮中各类氨基酸比例,从而达到理想氨基酸水平,减少氮浪费[3]。通常指将饲粮中粗蛋白质(CP)水平按NRC或我国的营养标准推荐量降低2~4个百分点,充分考虑豆粕等蛋白质饲料原料减量条件下,饲料中的矿物质、维生素等其他养分平衡,合理使用饲料添加剂,适当采取饲料原料预处理工艺,提高饲料营养物质消化率,确保畜禽维持正常生长性能,最大限度节约蛋白质资源。有研究表明,饲粮中CP水平每降低1%,即可节约豆粕用量2.82个百分点,减少氮排放10%[4]。推行低蛋白质饲粮的应用是减少豆粕类蛋白质饲料原料用量的主要途径。在抗生素使用限制日益增多的时代,低蛋白质饲粮的应用不仅可以降低饲料成本和氮排泄,还可以有效地改善肠道健康。降低饲粮中CP水平3~4个百分点,并补充赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、蛋氨酸和缬氨酸,对动物的生长性能或氮沉积没有负面影响[5]。Yue等[6]将断奶仔猪饲粮中CP水平从23.1%降至18.9%,并按NRC(1998)理想氨基酸模式添加合成L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-组氨酸和L-苯丙氨酸,发现肠道形态和某些消化酶活性没有受到影响,低蛋白质饲粮组仔猪腹泻率下降,氮素利用率增加,且其生长性能达到高蛋白质饲粮组仔猪水平;但饲粮中CP水平进一步降低到17.2%会降低生长性能。郑泽敦等[7]研究表明,低蛋白质饲粮组通过氨基酸平衡,比标准饲粮CP水平降低4个百分点,不仅不影响仔猪的生长指标,且眼肌面积和瘦肉率分别提高了6.8%和2.8%。Wu等[8]研究公猪(40 kg)门静脉和肝脏中的氨基酸代谢对饲粮CP水平(18.0%、15.0%和13.5%)差异的反应变化,给猪补饲4种必需氨基酸的低蛋白质饲粮,结果显示,低蛋白质饲粮减少了粪便和尿液中氮排泄,同时导致氮沉积明显减少。低蛋白质饲粮导致肝脏中非必需氨基酸供应减少,必需氨基酸消耗增加。氨基酸代谢的这些变化对氨基酸的合成代谢是不利的,非必需氨基酸的缺乏可能是低蛋白质饲粮的一个主要缺点,所以在补充必需氨基酸的同时,应注意非必需氨基酸的补充以保持氨基酸平衡。大量研究表明,低蛋白质饲粮补充氨基酸饲喂蛋鸡,不仅不会降低产蛋量,还提高了CP、磷和干物质的利用率,减低了粪便中CP、磷的含量[9⇓⇓⇓⇓-14]。综上所述,在畜禽上应用低蛋白质饲粮可减少豆粕使用量,降低饲料成本,并可在保证氨基酸平衡的情况下不影响甚至提高畜禽生长性能,同时改善畜禽肉品质,促进肠道健康,增加饲料中氮的吸收利用,降低畜禽养殖废弃物的排放。
2.2 饲料精准配方高效加工技术
我国在研发各种新的饲料加工工艺和技术,如挤压膨化技术和高效干燥技术等,旨在对蛋白质的使用专一性更强、效率更高。应用近红外化学成分分析、动物消化代谢试验、体内氨基酸消化率精准评价等技术手段,评价饲料原料的氨基酸消化率和净能等营养价值参数。基于不同饲料原料的净能和氨基酸组成及其消化率等参数,适当补充赖氨酸蛋氨酸等合成氨基酸和维生素、矿物元素,精准制定饲料配方。根据不同饲料原料加工特性和加工设备参数,对饲料加工设备的运行过程参数进行准确评估,对饲料粉碎粒度、膨化温度等加工参数进行实时优化调整,通过精细加工提高饲料加工效率和产品质量。膨化技术可以有效的使豆粕中的抗营养因子,如抗胰蛋白酶、脲酶失活,并且有利于蛋白质变性、淀粉糊化,膨化过程中蛋白质由折叠结构逐渐向展开结构转变,可以有效改善蛋白质消化吸收,提高豆粕的利用率。干法膨化豆粕会使豆粕水分降低,纤维含量减少,淀粉糊化度升高;湿法膨化后豆粕水分和粗脂肪含量降低,总能、CP、粗纤维及钙含量升高。
2.3 利用生物技术和加工技术提高蛋白质消化率
大量研究表明,饲料纤维能够通过增加动物饱腹感,促进肠道蠕动,改善肠道健康和生理代谢,单胃动物的消化液中不含有纤维分解酶,主要依靠后肠发挥分解吸收作用,由于食糜在后肠停留时间较短,微生物对其分解效果不好,是饲料中营养成分浪费的主要原因,因此发展饲料发酵技术,能够提高单胃动物对棉籽粕、大豆粕、甜菜糠等饲料中营养成分的利用[15]。发酵豆粕可以通过提高氮消化率,防止蛋白质在后肠中发酵,增强断奶仔猪的生长性能[16]。研究表明,发酵过程中微生物代谢活动的生化变化可能减少抗营养因子和不良化合物含量,以及提高营养物质生物利用度和消化率[17]。Jazi等[18]研究表明,发酵可以提高豆粕的营养价值,从而改善动物生长性能。此外,发酵产品中的酸性pH和理想的微生物群落可以通过增加有益细菌的数量和减少致病细菌的数量来影响胃肠道的功能,其作用方式与益生菌相似;此外,过瘤胃包被技术的发展也对蛋白质饲料利用效率的提升起到推动作用,针对反刍动物而言,蛋白质饲料首先在瘤胃微生物的作用下被分解为小肽、氨基酸及氨氮类,作为瘤胃微生物的氮源,合成微生物蛋白,而余下的部分则随瘤胃微生物蛋白共同进入小肠,经小肠吸收进入血液,用于畜产品的生产和自身细胞的修复,因此过瘤胃蛋白和过瘤胃氨基酸的研究能够更好地提供动物机体和畜产品,提高了蛋白质的利用效率。
3 新型蛋白质饲料的开发
3.1 杂粮、杂粕型多元化饲料
我国非常规蛋白质饲料资源丰富,但由于氨基酸水平变化较大,尚未得到有效利用。近年来,随着豆粕价格的不断上涨(图2),杂粮、杂粕类蛋白质资源逐渐得到重视,如菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕等,相比豆粕,杂粮、杂粕类经济实惠,虽然存在氨基酸消化率低、均衡性差等问题,但通过现代配方技术调整氨基酸种类和水平,仍有望成为一类低成本的优质蛋白质资源,以缓解目前国内常规蛋白质饲料不足的压力。
3.1.1 菜籽粕
植物性蛋白质饲料的氨基酸组成见表1。菜籽粕的CP含量比豆粕略低;粗纤维含量高,约为11%,是豆粕的2倍以上;钙、磷含量较高;代谢能为8.144 MJ/kg。菜籽粕是替代豆粕的重要植物性蛋白质饲料资源,在蛋白质饲料原料的贸易量中仅次于豆粕。但由于菜籽粕中含有的抗营养因子硫苷、植酸、单宁和芥子碱等物质,过量添加会降低动物的适口性以及降低动物的生长性能,因此在添加时需注意用量,豆粕替代量尽量不超过40%~50%。目前,常用的菜籽粕抗营养成分的脱毒技术有物理脱毒(加热脱毒、辐射脱毒、膨化脱毒)、化学脱毒(酸碱脱毒、有机溶剂脱毒、盐处理脱毒)、生物脱毒(添加酶制剂、微生物发酵脱毒),其中生物脱毒法成本低、营养价值损耗少,是目前首选的脱毒方法。如采用植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌固态发酵菜籽粕,可使CP含量由37.1%提高到58.4%[19];菜籽粕中添加2.4%的外源植酸酶,在45 ℃、pH 4.7条件下反应90 min,植酸酶解率可达60%[20],在实际生产中应用效果较好。
表1 植物性蛋白质饲料的氨基酸组成Table 1 Amino acid composition of plant protein feed[30]% |
| 项目 Items | 大豆粕 Soybean meal | 棉籽粕 Cottonseed meal | 菜籽粕 Rapeseed meal | 花生粕 Peanut meal | 向日葵仁粕 Sunflower kernel meal | 亚麻仁粕 Flaxseed meal | 玉米蛋白粉 Corn protein flour | 玉米干酒糟 及其可溶物 Corn DDGS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 干物质 DM | 89 | 88 | 88 | 88 | 88 | 88 | 90 | 89 |
| 粗蛋白质 CP | 44.2 | 47.0 | 38.6 | 47.8 | 36.5 | 34.8 | 63.5 | 27.5 |
| 精氨酸 Arg | 3.38 | 5.44 | 1.83 | 4.88 | 3.17 | 3.59 | 2.01 | 1.12 |
| 组氨酸 His | 1.17 | 1.28 | 0.86 | 0.88 | 0.81 | 0.64 | 1.23 | 0.75 |
| 异亮氨酸 Ile | 1.99 | 1.41 | 1.29 | 1.25 | 1.51 | 1.33 | 2.92 | 0.97 |
| 亮氨酸 Leu | 3.35 | 2.60 | 2.34 | 2.50 | 2.25 | 1.85 | 10.50 | 3.13 |
| 赖氨酸 Lys | 2.68 | 2.13 | 1.30 | 1.40 | 1.22 | 1.16 | 1.10 | 0.71 |
| 蛋氨酸 Met | 0.59 | 0.65 | 0.63 | 0.41 | 0.72 | 0.55 | 1.60 | 0.57 |
| 半胱氨酸 Cys | 0.65 | 0.75 | 0.87 | 0.40 | 0.62 | 0.55 | 0.99 | 0.54 |
| 苯丙氨酸 Phe | 2.21 | 2.47 | 1.45 | 1.92 | 1.56 | 1.51 | 3.94 | 1.28 |
| 酪氨酸 Tyr | 1.47 | 1.46 | 0.97 | 1.39 | 0.99 | 0.93 | 3.19 | 1.09 |
| 苏氨酸 Thr | 1.71 | 1.43 | 1.49 | 1.11 | 1.25 | 1.10 | 2.11 | 0.99 |
| 色氨酸 Trp | 0.57 | 0.57 | 0.43 | 0.45 | 0.47 | 0.70 | 0.36 | 0.20 |
| 缬氨酸 Val | 2.09 | 1.98 | 1.74 | 1.36 | 1.72 | 1.51 | 2.94 | 1.32 |
3.1.2 棉籽粕
棉籽粕的CP含量较高,一般在38%~50%,但由于氨基酸水平不平衡,在应用过程中应注重补充赖氨酸;另外棉籽粕中含有一定量的游离棉酚和环丙烯脂肪酸等抗性营养因子,在替代豆粕使用中用量不宜过高,必要时进行脱毒处理。有研究表明,棉籽粕在添加3%酶蛋白CPR-CYP6AE12、35 ℃、底物水分35%的条件下,经过1.5 h后可脱除92.67%的游离棉酚[21]。与普通棉籽蛋白相比,脱酚后的棉籽蛋白替代比例可由30%提升到80%左右[22]。Gu等[23]研究发现,发酵后的棉籽粕取代豆粕,还可降低动物血清丙二醛(MDA)含量,提高血清免疫球蛋白G(IgG)含量、抗氧化酶活性以及肠道、肝脏抗氧化酶活性。
3.1.3 花生粕
花生粕总黄酮含量高达1.095 mg/g,多糖含量为32.50%,CP含量达48%以上,能够作为优质蛋白质饲料替代豆粕使用。但花生粕在使用过程中需要注意2点:1)花生粕中虽然CP含量较高,但其氨基酸组成不平衡,在应用中要进行氨基酸组合配比;2)花生粕极易受黄曲霉菌感染产生黄曲霉毒素,黄曲霉毒素具有极强的致癌、致突变和致畸性,在使用中可通过发酵技术降低花生粕中的黄曲霉毒素含量,同时将花生粕中的蛋白质降解为小肽,去除花生粕中的抗营养因子,获得有益代谢物和活性益生菌等物质,提高蛋白质消化利用率,改善饲用品质。
3.1.4 玉米加工副产物
1)喷浆玉米皮:喷浆玉米皮是我国目前应用于养殖端主要的玉米加工副产物,其CP含量高达20%、玉米蛋白纤维含量低于2%,另外,喷浆玉米皮中蛋氨酸和谷氨酸含量较高,而赖氨酸含量较低,因此在应用于仔猪饲料原料时应注意补充赖氨酸[24]。2)玉米胚芽粕:玉米胚芽粕中CP含量高达30%以上,粗脂肪含量相对较高,适口性好。研究表明,玉米胚芽粕代替玉米-豆粕类蛋白质饲料,能够将饲粮淀粉含量降低5%,且在不影响奶牛产奶量的基础上增加饲粮净蛋白质含量[25]。3)玉米蛋白粉:玉米蛋白粉一般在颗粒饲料中使用(粉状饲料中不超过5%),玉米蛋白粉中蛋氨酸含量较高,同时玉米蛋白粉中含有玉米黄质,能够减少外源色素的添加量,在家禽蛋白质饲料中应用广泛[26]。
3.1.5 向日葵仁粕
向日葵仁粕的营养成分受加工条件的影响较大,其蛋氨酸含量较高,赖氨酸和苏氨酸含量较低,在应用中应注意补充。研究表明,饲粮中添加20%向日葵仁粕同时补充200 mg/kg复合酶后可以改善生长后期肉鸡的饲料效率,降低空肠隐窝深度,提高胰腺相对重量,提高肉鸡生产的经济效益[27]。
3.1.6 亚麻仁粕
3.2 动物性蛋白质饲料
蛋白质饲料的稀缺一直是限制我国饲料工业发展的瓶颈问题,其中动物性蛋白质饲料资源因其氨基酸比例更接近于畜禽需要而得到广泛应用,目前动物性蛋白质饲料的使用占全部精饲料资源的32%,开辟新的蛋白质饲料资源以及对现有蛋白质饲料资源进行更深层开发利用,也是缓解我国蛋白质饲料资源短缺的有效途径,但要注意禁止在反刍动物饲粮中添加和使用动物性蛋白质饲料。目前我国常用的动物性蛋白质饲料包括鱼粉、肉粉、虫粉等,其蛋白质品质更高,富含的氨基酸也较为丰富,以下主要介绍几种潜力较大的动物性蛋白质饲料资源。
3.2.1 蝇蛆类动物性蛋白质
蝇蛆类动物性蛋白质是由蝇蛆类成虫制作而成,其中富含抗菌肽、壳聚糖、甲壳素等活性物质,其干物质含量约为36%[31],如黄粉(黄粉虫制作而成)中CP含量高达63.2%~64.3%,可作为一种高度可持续性动物性蛋白质资源[32]。根据我国饲料数据库显示,黄粉中含有丰富的蛋氨酸和亮氨酸,其含量显著高于棉籽粕,同时黄粉还可作为优质脂肪的新选择,在食用和农业生产中具有较大的利用价值和发展前景[33]。在刚出壳的肉鸡饲粮中添加2%、4%、6%的黄粉虫副产物替代豆粕,能够显著增加肉鸡的体重,降低料重比[34]。但由于黄粉虫类蛋白质来源广泛且规模化养殖程度低,其安全性直接影响畜产品的品质,因此在反刍动物上应用较少。
3.2.2 黑水虻类动物性蛋白质
黑水虻是近年来研究较为热点的一类动物性蛋白质资源之一,因其分布广泛、生长迅速、生命力顽强、耐恶劣环境、能够抑制家蝇滋生而受到广泛关注,黑水虻含有丰富的CP(40%~46%)、粗脂肪(22%~38%)、动物所需的多种氨基酸和多种抗菌肽、甲壳素等成分,黑水虻幼虫在厨余垃圾无害化处理、动物粪便的处理及渔业养殖都有巨大的贡献。研究发现,其成虫的加工产物中含有猪生长的必需氨基酸,添加到饲粮中可以产生抗菌肽用以保护猪自身免受微生物的感染[35]。
3.2.3 动物加工副产物
鱼粉、骨粉、血粉、羽毛粉等加工副产物同样能够作为一类蛋白质饲料来源应用于畜禽养殖业,这类产品具有价格低廉、氨基酸组成更接近于动物本身的优点,但动物性蛋白质饲料目前工业化水平低,规模化养殖程度低,且存在潜在的生物安全问题。动物加工副产物主要存在动物性饲料原料的同源性问题,以及加工过程易使蛋白质变性,降低生物学效价,部分动物性蛋白质含有蛋白酶抑制因子、生物胺、重金属等抗营养因子。膨化、微生物发酵、酶解、喷雾干燥等加工方法可作为提高动物性蛋白质的营养价值和利用率的有效手段。
3.3 微生物蛋白质
微生物蛋白质是一种生物活性蛋白质饲料,主要包括酵母蛋白、食用菌及其加工产品等,乙醇梭菌利用工业煤气中的一氧化碳(CO),以氨水为氮源经过发酵和加工处理生成乙醇和菌体蛋白,并且已经取得新饲料原料证书,单一饲料生产许可证,是首次实现工厂化条件下利用无机物大规模生产优质蛋白质原料。常见微生物蛋白质CP含量为20%,能量为12 MJ/kg,水平大致介于玉米和豆粕之间[36],微生物蛋白质具有安全、稳定、营养全面的优势,针对一些小型养殖企业来讲操作简单,性价比高。研究表明,在育肥猪饲粮中添加微生物蛋白质,显著增加了育肥猪生长性能和饲料转化率。陈永辉等[37]也有相似的试验结果,并证明10%、20%和30%微生物蛋白质组的平均日增重分别比对照组提高了10.2%、12.5%和16.1%,微生物蛋白质有望成为安全、环保、营养全面的新型蛋白质饲料原料。但微生物蛋白质也存在产品质量参差不齐、细胞壁影响酵母粉的利用率等问题,可通过提高酵母深加工技术、利用酶制剂等提高微生物蛋白质利用率。
4 豆粕减量替代技术在畜禽应用上的研究进展
近年来,与传统饲粮相比,添加游离氨基酸降低饲粮CP水平对养猪业可持续发展具有巨大的优势,包括节省蛋白质原料、减少氮排泄、降低饲料成本和肠道疾病风险。由于玉米中赖氨酸含量有限,传统的玉米-豆粕饲粮中需要较高的豆粕以满足猪对赖氨酸的需求,导致CP水平较高[38]。高蛋白质饲粮会导致其他必需氨基酸过量,并导致粪便和尿液中过量的氮排出,从而降低氮的利用效率。此外,后肠中的蛋白质发酵会损害肠道健康。根据NRC(1998)的建议,将饲粮CP水平降低2%~4%,并另补充赖氨酸,能够提高氮利用率,降低饲料成本和氮排泄,并在不影响猪生长性能的情况下促进肠道健康[39⇓-41]。黄宇等[42]发现,在小猪(30~50 kg)、中猪(60~80 kg)阶段随着饲粮CP水平的降低,生长性能没有显著差异;大猪(80~100 kg)阶段随着饲粮CP水平的降低,平均日增重和平均日采食量无显著差异,料重比升高显著。
Grabež等[43]对40头生长育肥猪([长白猪×约克夏]×杜洛克)用18%的商业压榨油菜籽和16%的蚕豆替代豆粕发现,与豆粕组相比,菜籽粕的添加提高了猪育肥期的饲料转化率,降低了肉色亮度,但对总饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)含量无显著影响。Liu等[44]研究发现,妊娠期和哺乳期母猪饲粮中50%或100%的玉米和豆粕可以由玉米菜籽粕替代,而不影响母猪或胎儿的生长性能;Harikrishnan等[45]研究表明,黑水虻幼虫在生长过程中分泌的抗菌肽能够增加仔猪的肠道屏障稳定和肠道免疫力,提高仔猪生长性能,证明了适量添加黑水虻粉可以部分替代饲粮的营养成分。王翰阳等[46]研究发现,与普通豆粕相比,膨化豆粕和全脂膨化大豆具有更低的抗营养因子水平,且能显著提高体外CP表观消化率,并且显著提高了仔猪生长性能和各营养物质表观消化率。
减少饲料蛋白质以改善禽类健康、福利以及提高饲料利用率和行业可持续性一直是全球家禽业关注的问题。Teng等[47]在低蛋白质饲粮(CP水平16%)中添加0.75%的精氨酸、谷氨酰胺或苏氨酸可以改善受到轻度球虫感染的禽类的肠道健康。研究表明,生长鸡和育成鸡饲粮中的CP水平可以降低2.2%~2.3%(22~23 g/kg),而不会对肉鸡的生长性能产生不利影响,同时降低CP水平可以减少肉鸡舍中的氮排泄,改善鸡的福利,并减少对植物性蛋白质的依赖。此外,减少蛋白质摄入也降低了粪便中的氮和水分含量以及脚垫病的发生和严重程度[48]。Wang等[49]发现,与高蛋白质饲粮(CP水平17.5%)相比,低蛋白质饲粮(CP水平13.5%)的生长性能和采食量受到抑制。低蛋白质饲粮可以破坏肠道的完整性,诱发全身性的炎症反应,最后抑制生长性能,蛋白酶的补充可以部分减轻低蛋白质饲粮对北京鸭肠道健康的负面影响。梁海超[50]研究发现,育成期饲料中添加棉籽粕、菜籽粕或花生粕替代30%豆粕与3%橙子粕对育成鸡生长发育无显著影响。
瘤胃是反刍动物最主要的消化代谢器官,其瘤胃微生物区系同样是影响蛋白质吸收和氨基酸代谢的重要因素之一,近年来针对反刍动物的过瘤胃氨基酸的研究和应用初见成效。Gebeyew等[51]用低蛋白质饲粮(CP水平12.5%)补充过瘤胃蛋氨酸和赖氨酸饲喂羔羊,结果表现出更好的绒毛结构和肠道屏障功能,对羔羊免疫功能、肠黏膜完整性和微生物群组成均有有益作用。Lee等[52]将奶牛饲粮CP水平由15.7%降低到13.5%,验证低蛋白质饲粮对奶牛生长性能的影响,结果同样表明,在低蛋白质饲粮的基础上补充赖氨酸和蛋氨酸不会影响奶牛生长性能,而且能够显著提高氮利用率,减少氮排放。李国栋[53]研究也具有类似结果,降低饲粮CP水平并以过瘤胃保护形式添加蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸,能够在一定程度上提高饲料氮转化效率和减少粪、尿氮排放,饲喂60 d时对7~9月龄后备牛改善机体血糖水平、提高血清胰岛素含量有积极作用。
5 小结
虽然我国大豆类蛋白质饲料资源的需求量仍不断增加,但我国新型蛋白质饲料的研发和豆粕减量替代政策的初步成效已证明,我国大豆减量替代行业具有巨大潜力,有专家预测,如果政策得力、措施到位,养殖业有望实现豆粕减量2 300万t以上,为达到这一目标,可从以下几个方面进行加强和推进:1)持续推行低蛋白质饲粮技术的研发和应用,利用理想蛋白质模式,合理配置氨基酸水平和小肽水平。开展饲料原料营养价值测定,合理设置饲粮的有效能水平,运用动态饲料数据库,根据当地饲料资源特点,多种饲料合理搭配,发挥饲料的组合效应,优化饲粮结构,在保证营养平衡的前提下提高资源的利用率。2)持续开发新型饲料资源,针对饲料配方中替代原料的营养特性与抗营养因子种类,合理选用纤维素酶、蛋白酶等添加剂,采取生物发酵等脱毒技术,可改善饲料原料品质,配合采用特异性加工参数,降低各种杂粕的抗营养因子水平,提高杂粮、杂粕型饲粮中各类营养物质的利用效率。加快非常规饲料资源开发利用,建立我国蛋白质饲料资源开发与产业化示范体系,增加蛋白质饲料原料供给,缓解我国蛋白质饲料资源短缺现状。3)微生物蛋白质是利用生物质原料为底物,通过培养微生物的方式制造蛋白质,能够利用更少的资源产出更多的蛋白质,我国利用乙醇梭菌发酵率先实现了从CO到蛋白质的工业化生物合成。未来我们需要持续开发可利用的蛋白质资源,加大微生物蛋白质的开发力度,充分利用发酵技术,优化微生物蛋白质生产结构,规模化生产微生物蛋白质。4)持续增加优质牧草的供应,高质量青贮玉米、苜蓿草、燕麦草等青绿饲料的供给对反刍动物的生长发育而言必不可少,针对我国人口量大、土地资源紧张的情况,提高植物产量、优化饲用牧草的品种是增产的有效途径之一,因此可以从牧草优质品种选育和农牧结合的角度开展研究,以保障蛋白质资源的充足供给。
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