Chinese Journal of Animal Nutrition >

2024 , Vol. 36 >Issue 6: 3587 - 3600

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.309

RESEARCH PAPER

Determination of Nutritional Value of Fermented Rapeseed Meal and Its Effects on Growth Performance of Fattening Pigs

  • ZHU Jiang , 1 ,
  • GUAN Wenbo 2 ,
  • TANG Lizi 1 ,
  • XING Fangfang 2 ,
  • RAO Jia 1 ,
  • TANG Xiongzhuo 1 ,
  • WANG Jing 1 ,
  • TAN Bi’e 1 ,
  • MA Xiaokang , 1, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
  • 2 Animal Husbandry Development Promotion Centre, Hedong District, Linyi City, Linyi 276000, China
*lecturer, E-mail:

Received date: 2024-01-05

  Online published: 2024-06-07

Fold

Abstract

The aim of this study was to determine the digestible energy and metabolizable energy of fermented rapeseed meal (FRSM) and rapeseed meal (RSM) for growing pigs by digestion and metabolism test, and the ileum terminal amino acid digestibility of growing pigs was determined by T-fistula surgery, then the effects of FRSM and RSM on growth performance of fattening pigs were measured. In experiment 1, the digestible energy and metabolizable energy of RSM and FRSM for growing pigs were determined by total manure collection method. Eighteen “Duroc×Landraces×Yorkshire” hybrid castrated boars with initial body weight of (26.41±3.08) kg were randomly divided into 3 groups with 6 replicates per group and 1 pig per replicate. Pigs in the control group were fed a corn basal diet, and the others in experimental groups were fed the basal diet with FRSM and RSM replacing 25% corn. The experiment period was 19 days, including 7 days of adaptation period, 7 days of pre-experimental period and 5 days of formal period. In experiment 2, the ileum terminal amino acid digestibility of FRSM and RSM was determined by nitrogen-free diet and semi-homozygous diet. Eighteen “Duroc×Landraces×Yorkshire” hybrid castrated boars with initial body weight of (22.47±1.74) kg were randomly divided into 3 groups with 6 replicates per group and 1 pig per replicate. Pigs in the control group were fed a nitrogen-free diet, and the others in experimental groups were fed the diets supplemented with 30% FRSM and RSM. The experiment lasted for 14 days, including 7 days of recovery, 5 days of pre-experimental period and 2 days of formal period. In experiment 3, twenty (Duroc×Landraces×Yorkshire) hybrid pigs with initial body weight of (68.43±2.63) kg were randomly divided into 2 groups with 10 replicates per group and 1 pig per replicate. Pigs in 2 groups were fed experimental diets supplemented with 11.2% RSM and FRSM, respectively. The experiment lasted for 45 days. The results showed as follows: 1) on the feeding basis, the digestible energy and metabolizable energy of FRSM were 12.00 and 10.79 MJ/kg, respectively, and the digestible energy and metabolizable energy of RSM were 11.12 and 10.06 MJ/kg, respectively. There were significant differences in digestible energy and metabolizable energy of FRSM and RSM (P<0.01). 2) The apparent ileal digestibility (AID) and standard ileal digestibility (SID) of amino acids of FRSM were 55.62% to 78.72% and 62.71% to 83.14%, respectively, and the SID of lysine, threonine, methionine, tryptophan and valine of FRSM were 71.51%, 71.45%, 81.69%, 76.79% and 74.36%, respectively. The AID and SID of amino acids of RSM were 47.74% to 77.11% and 53.94% to 79.98%, and the SID of lysine, threonine, methionine, tryptophan and valine of RSM were 65.17%, 63.65%, 79.98%, 67.47% and 66.26%, respectively. 3) Compared with RSM group, the average daily gain (ADG) of FRSM group was significantly increased (P<0.05), and the feed to gain ratio (F/G) was significantly decreased (P<0.01). In summary, compared with RSM, the FRSM has higher digestible energy and metabolizable energy and AID and SID of amino acids, which can increase the ADG and reduce the F/G of fattening pigs.

Key words： fermented rapeseed meal; pigs; digestible energy; metabolizable energy; amino acid digestibility; growth performance

Cite this article

ZHU Jiang , GUAN Wenbo , TANG Lizi , XING Fangfang , RAO Jia , TANG Xiongzhuo , WANG Jing , TAN Bi’e , MA Xiaokang . Determination of Nutritional Value of Fermented Rapeseed Meal and Its Effects on Growth Performance of Fattening Pigs[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024 , 36(6) : 3587 -3600 . DOI: 10.12418/CJAN2024.309

随着畜牧业的发展,我国对蛋白质的饲料原料需求急剧增长,然而目前我国蛋白质饲料原料严重依赖进口,据国家粮油信息中心测算,2024年全国大豆新增供给量为11 800万t,其中国产大豆产量2 100万t,进口大豆9 700万t[1]。如何研制新型饲料原料、如何有效地利用好现有蛋白质饲料原料是实现我国畜牧业可持续发展的必由之路。油菜是我国第一大油料作物,2021年我国食用植物油消费3 710万t,其中菜籽油占比约21.57%,仅次于大豆油(43.69%)[2]。菜籽粕(rapeseed meal,RSM)是油菜籽榨油后的副产物,粗蛋白质(crude protein,CP)含量高(38%),氨基酸含量丰富,已在动物生产中得到广泛应用[3⇓-5]。然而,RSM中硫甙等抗营养因子(antinutritional factors,ANFs)含量较高,限制了其在动物生产中的应用。有研究表明,与RSM相比,经过固态发酵处理得到的发酵菜籽粕(fermented rapeseed meal,FRSM)中硫苷含量降低,CP含量提高,从而提高了RSM的饲料利用率[3]。
近年来,FRSM和RSM被广泛的运用到了畜牧业中,但是关于FRSM的消化能(digestible energy,DE)、代谢能(metabolizable energy,ME)和回肠末端氨基酸消化率的研究主要集中在家禽方面[4⇓-6],目前很少有FRSM在生长猪上的消化能、代谢能和回肠末端氨基酸消化率评定研究报道。因此,本研究拟用生长猪为试验动物,采用套算法和外源指示剂法测定FRSM和RSM在生长猪上的消化能、代谢能及氨基酸标准回肠消化率(standard ileal digestibility,SID)和表观回肠消化率(apparent ileal digestibility,AID),旨在为FRSM和RSM在生长猪饲粮中的合理应用提供科学依据,并为其在育肥猪饲粮中的使用提供参考。

1 材料与方法

1.1 RSM和FRSM营养成分及FRSM制备方法

RSM购自成都某粮油有限公司。FRSM在湖南农业大学动物科学技术学院实验室自行发酵而成,复合酶制剂由湖南某生物科技有限公司提供,其组成为:果胶酶30 000 U/g、中性蛋白酶50 000 U/g、纤维素酶20 000 U/g,乳酸杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌由本实验室自行培养获得。酶和菌按一定比例和纯水混合(料水比为1.0∶0.8),然后加入RSM中混合均匀,分批装入发酵袋中,抽真空后在恒温培养箱中40 ℃发酵48 h,其中间隔24 h需要抽1次真空,随后在烘箱中65 ℃烘干48 h,在常温回潮1 d即可得成品。FRSM和RSM的常规营养成分分析如表1所示。
表1 FRSM和RSM的常规营养成分分析(干物质基础)

Table 1 Conventional nutrient analysis of FRSM and RSM (DM basis)%

项目 Items 菜籽粕 RSM 发酵菜籽粕 FRSM
粗脂肪 Crude fat 0.94 0.90
粗蛋白质 Crude protein 43.03 45.65
粗纤维 Crude fiber 16.14 14.91
中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber 54.62 48.37
酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber 43.70 36.55
粗灰分 Crude ash 9.06 8.64
淀粉 Amylum 2.50 1.08
钙 Calcium 0.75 0.68
磷 Phosphorus 0.95 0.79
必需氨基酸 Essential amino acids
精氨酸 Arginine 1.96 2.17
组氨酸 Histidine 1.20 1.30
异亮氨酸 Isoleucine 1.68 1.84
亮氨酸 Leucine 3.04 3.35
赖氨酸 Lysine 1.28 1.35
蛋氨酸 Methionine 0.82 0.91
苯丙氨酸 Phenylalanine 1.70 1.84
苏氨酸 Threonine 1.73 1.92
色氨酸 Tryptophan 0.45 0.34
缬氨酸 Valine 2.15 2.43
非必需氨基酸 Non-essential amino acids
丙氨酸 Alanine 1.99 2.20
天冬氨酸 Aspartate 2.82 3.06
胱氨酸 Cystine 0.84 0.92
谷氨酸 Glutamate 7.91 8.79
甘氨酸 Glycine 2.14 2.39
脯氨酸 Proline 2.70 2.96
丝氨酸 Serine 1.66 1.85
酪氨酸 Tyrosine 0.99 1.10

实测值

Measured values。

1.2 试验设计

试验1:选用18头初始体重(26.41±3.08) kg的“杜×长×大”三元杂交去势公猪,随机分成3组,每组6个重复,每个重复1头猪。对照组饲喂由97%的玉米组成的基础饲粮,试验组分别以25%的FRSM和25%的RSM等比例代替基础饲粮中的玉米,以粉料形式饲喂。采用全收粪法收集样品,利用套算法计算FRSM和RSM的消化能和代谢能。试验期为19 d,包括适应期7 d,预试期7 d,正试期5 d。试验1饲粮组成及营养水平见表2。
表2 试验1饲粮组成及营养水平(饲喂基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of diets in experiment 1 (as-fed basis)%

项目
Items		 基础饲粮
Basal diet		 菜籽粕饲粮
RSM diet		 发酵菜籽粕饲粮
FRSM diet
原料 Ingredients
玉米 Corn 97.00 72.75 72.75
发酵菜籽粕 FRSM 24.25
菜籽粕 RSM 24.25
石粉 Limestone 0.61 0.61 0.61
磷酸氢钙 CaHPO4 1.59 1.59 1.59
食盐 NaCl 0.30 0.30 0.30
预混料 Premix1) 0.50 0.50 0.50
合计 Total 100.00 100.00 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
总能 GE/(MJ/kg) 15.77 15.93 16.37
粗蛋白质 CP 7.85 14.71 16.75
干物质 DM 87.54 88.66 89.15
粗脂肪 EE 2.26 1.35 1.43
粗灰分 Ash 4.88 5.58 5.74

1)预混料为每千克饲粮提供 Premix provided the following per kilogram of diets: VB6 0.3 mg,VA 12 000 IU,VB1 0.4 mg,VD3 2 400 IU,VB12 0.036 mg,VE 45 IU,生物素 biotin 0.45 mg,VK 3 mg,叶酸 folic acid 2 mg,VB2 6.4 mg,烟酰酸 nicotinic acid 40 mg,D-泛酸 D-pantothenic acid 20 mg,Mn 40 mg,Fe 120 mg,Zn 100 mg,Cu 6 mg,I 1.30 mg,Se 0.30 mg。

2)营养水平均为实测值。Nutrient levels were measured values.

试验2:选用18头初始体重(22.47±1.74) kg的“杜×长×大”三元杂交去势公猪,进行回肠末端简单T型瘘管安装手术[7],随机分成3组,每组6个重复,每个重复1头猪。采用直接法,对照组饲喂无氮饲粮,同时校正内源氮损失;试验组饲喂以FRSM和RSM作为蛋白质和氨基酸的唯一来源的饲粮,分别添加30%的FRSM和30%的RSM,以粉料形式饲喂。以二氧化钛(TiO2)作为外源指示剂,测定FRSM和RSM的氨基酸AID和SID。试验期为14 d,包括恢复期7 d,预试期5 d,正试期2 d。试验2饲粮组成及营养水平见表3,试验2饲粮氨基酸组成见表4。
表3 试验2饲粮组成及营养水平(饲喂基础)

Table 3 Composition and nutrient levels of diets in experiment 2 (as-fed basis)%

项目
Items		 无氮饲粮
Nitrogen-free diet		 菜籽粕饲粮
RSM diet		 发酵菜籽粕饲粮
FRSM diet
原料 Ingredients
玉米淀粉 Corn starch 68.30 42.70 42.70
发酵菜籽粕 FRSM 30.00
菜籽粕 RSM 30.00
蔗糖 Sucrose 20.00 20.00 20.00
醋酸纤维素 Cellulose acetate 4.00
豆油 Soybean oil 3.00 3.00 3.00
磷酸氢钙 CaHPO4 2.40 1.00 1.00
石粉 Limestone 0.50 2.00 2.00
食盐 NaCl 0.40 0.40 0.40
氧化镁 MgO 0.10
碳酸钾 K2CO3 0.40
预混料 Premix1) 0.50 0.50 0.50
二氧化钛 TiO2 0.40 0.40 0.40
合计 Total 100.00 100.00 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
粗蛋白质 CP 1.02 13.69 15.28
干物质 DM 91.38 89.16 89.96

1)预混料为每千克饲粮提供 Premix provided the following per kilogram of diets:VB6 0.3 mg,VA 12 000 IU,VB1 0.4 mg,VD3 2 400 IU,VB12 0.036 mg,VE 45 IU,生物素 biotin 0.45 mg,VK 3 mg,叶酸 folic acid 2 mg,VB2 6.4 mg,烟酰酸 nicotinic acid 40 mg,D-泛酸 D-pantothenic acid 20 mg,Mn 40 mg,Fe 120 mg,Zn 100 mg,Cu 6 mg,I 1.30 mg,Se 0.30 mg。

2)营养水平均为实测值。Nutrient levels were measured values.

表4 试验2饲粮氨基酸组成(饲喂基础)

Table 4 Amino acid composition of diets in experiment 2 (as-fed basis)%

项目
Items		 无氮饲粮
Nitrogen-free diet		 菜籽粕饲粮
RSM diet		 发酵菜籽粕饲粮
FRSM diet
必需氨基酸 Essential amino acids
精氨酸 Arginine 0.01 0.55 0.61
组氨酸 Histidine 0.00 0.31 0.34
异亮氨酸 Isoleucine 0.01 0.52 0.56
亮氨酸 Leucine 0.04 0.87 0.94
赖氨酸 Lysine 0.01 0.43 0.46
蛋氨酸 Methionine 0.00 0.26 0.30
苯丙氨酸 Phenylalanine 0.01 0.48 0.53
苏氨酸 Threonine 0.01 0.48 0.53
色氨酸 Tryptophan 0.01 0.15 0.18
缬氨酸 Valine 0.02 0.65 0.73
非必需氨基酸 Non-essential amino acids
丙氨酸 Alanine 0.02 0.56 0.61
天冬氨酸 Aspartate 0.03 0.85 0.92
胱氨酸 Cystine 0.02 0.26 0.28
谷氨酸 Glutamate 0.05 2.55 2.57
甘氨酸 Glycine 0.01 0.58 0.66
脯氨酸 Proline 0.02 0.79 0.84
丝氨酸 Serine 0.01 0.43 0.47
酪氨酸 Tyrosine 0.01 0.29 0.32

实测值

Measured values。

试验3:选用20头初始体重(68.43±2.63) kg的“杜×长×大”三元杂交猪,随机分成2组,每组10个重复,每个重复1头猪。2组分别饲喂含11.2%的RSM和FRSM的试验饲粮,试验3饲粮组成及营养水平见表5。2组饲粮净能相同,可消化赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸水平基本一致。试验期为45 d。倒数第4天开始收粪,连收3 d并保存于-20 ℃冰箱内。
表5 试验3饲粮组成及营养水平(饲喂基础)

Table 5 Composition and nutrient levels of diets in experiment 3 (as-fed basis)%

项目 Items 菜籽粕组 RSM group 发酵菜籽粕组 FRSM group
原料 Ingredients
玉米 Corn 41.35 43.59
糙米 Brown rice 23.00 23.00
米糠粕 Rice husk meal 16.50 16.50
豆粕 Soybean meal 2.00 0.00
发酵菜籽粕 FRSM 11.20
菜籽粕 RSM 11.20
大豆油 Soybean oil 2.85 2.50
磷酸氢钙 CaHPO4 0.45 0.45
石粉 Limestone 1.00 1.00
食盐 NaCl 0.30 0.30
赖氨酸 Lys 0.43 0.50
蛋氨酸 Met 0.01 0.01
苏氨酸 Thr 0.09 0.10
色氨酸 Trp 0.02 0.05
二氧化钛 TiO2 0.30 0.30
预混料 Premix1) 0.50 0.50
合计 Total 100.00 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
净能 NE/(MJ/kg) 10.21 10.21
粗蛋白质 CP 13.51 13.48
可消化赖氨酸 DLys 0.70 0.70
可消化蛋氨酸 DMet 0.23 0.22
可消化苏氨酸 DThr 0.45 0.47
可消化色氨酸 DTry 0.12 0.13

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets: VA 4 100 IU,VE 10.0 IU,VD3 1 200 IU,VB1 0.6 mg,VK3 1.20 mg,VB2 2.0 mg,VB6 1.2 mg,VB12 0.010 mg,叶酸 folic acid 0.30 mg,烟酸胺 nicotinamide 12.5 mg,Fe (as FeSO4) 55.0 mg,泛酸 pantothenic acid 6.5 mg,生物素 biotin 0.02 mg,Cu (as CuSO4) 15.0 mg,I (as KI) 0.30 mg,Zn (as ZnO) 45.0 mg,Mn (as MnO) 15.0 mg,Se (as Na2SeO3) 0.25 mg。

2)营养水平均为计算值。Nutrient levels were calculated values.

1.3 饲养管理

试验在湖南农业大学动物试验基地(湖南长沙)完成。试验猪采用不锈钢单体代谢笼饲养。
试验1:将18头试验猪分别置于代谢笼中,试验饲粮的饲喂总量按照试验猪体重的4%进行饲喂。每天08:00和16:00分2次等量饲喂,粪尿收集期为5 d,试验期间自由饮水,每天收集粪便和尿液,同时记录每头试验猪每天的采食量及粪便、尿液的总量。每日对环境温度进行调控,同时做好猪舍消毒。室温保持在23~25 ℃。每次收集的剩料装于铁盆后放入烘箱中烘干,待冷却后称重计入剩料。
试验2:于试验开始之前给试验猪做回肠末端T型瘘管手术,手术后置于代谢笼内康复7 d,手术后绝食1 d,第2天开始少量饲喂葡萄糖直至恢复正常采食,7 d后开始试验。将18头猪分别置于代谢笼内饲养并自由饮水,试验猪每天的饲喂总量为初始体重的4%。每天08:00和16:00分2次等量饲喂,猪舍每天定期消毒1次,同时清扫干净圈舍,室温保持在23~25 ℃。在试验开始之前要对试验猪进行检查,检查合格后方可开始试验。
试验3:采用全封闭式猪舍,试验前对猪舍进行戊二醛及烧碱彻底清洗消毒。进猪后第1周全方位消毒1次,1周后每周消毒3次,保证试验猪安全。每头试验猪单独饲养于2.10 m×0.65 m×1.10 m的定位栏内,在试验期内定时饲喂,自由饮水,对所有试验猪采用统一的饲养管理方法,每天观察并记录采食及剩料情况,试验期间猪舍室内温度维持在25~27 ℃。相对湿度维持在55%~70%。

1.4 样品采集与处理

试验1:采用全收粪法,于正试期进行粪便、尿液的采集。正试期间每天采集鲜粪,随排随收,收集的粪样立即放入-20 ℃冰箱保存。试验结束后,将每头试验猪5 d收集的粪样充分解冻且混合均匀,之后取2份320 g左右,放入烘箱中65 ℃烘72 h后回潮1 d至恒重,粉碎后过60目筛,装袋待测。同时每天准确收集每头试验猪24 h所排的尿液:每天需要预先往尿桶中加入50 mL 6 mol/L的盐酸(HCl)固氮,每天收集完尿液后,将其充分混匀,取中间段尿样1/50,随即置于-20 ℃冰箱中保存。待试验结束时,将每头试验猪5 d内收集的尿样经解冻后充分混匀,再经纱布过滤,装入50 mL无菌管内,置于4 ℃冰箱待测。
试验2:每天08:00至18:00收集食糜,食糜收集方法参考Stein等[8]。用橡皮袋套在瘘管外端,袋中食糜每隔20 min或达到一定量需要更换橡皮带,随后立即放入-20 ℃冰箱保存。试验完成后将每头试验猪在2 d内收集到的食糜进行解冻并完全混合,再分别取400 mL食糜放入冷冻干燥机中冻干,再常温回潮24 h,随后粉碎过60目筛,装袋待测。
试验3:在试验猪进场稳定状态后,对所有试验猪空腹称第1次体重,结束试验前1天早上对所有试验猪空腹称第2次体重。

1.5 检测指标及测定方法

原料、饲粮及样品营养成分的测定:粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、粗纤维(CF)、干物质(DM)、CP、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、总磷(TP)、淀粉(只测原料)、钙(Ca)含量分别按照GB/T 6433—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6434—2006、GB/T 6435—2006、GB/T 6432—2018、GB/T 20806—2022、NY/T 1459—2007、GB/T 6437—2002、GB/T 20194—2018、GB/T 6436—2018测定,总能(GE)采用氧弹测热法测定,FRSM、RSM、饲粮及回肠食糜的氨基酸含量按照GB/T 18246—2019测定。粪样、饲粮及回肠食糜TiO2含量的测定参考邓雪娟等[9]。

1.6 计算公式

消化能、代谢能和总能表观消化率的计算参照Adeola[10]的套算法公式:

饲粮表观消化能(MJ/kg)=(食入的总能-粪中总能)/采食的饲粮总量;

饲粮表观代谢能(MJ/kg)=(食入的总能-粪中总能-尿能)/采食的饲粮总量;

原料表观消化能(MJ/kg)=[饲粮表观消化能-(100-X)×饲粮表观消化能]/X;

原料表观代谢能(MJ/kg)=[饲粮表观代谢能-(100-X)×饲粮表观代谢能]/X;

总能表观消化率(%)=[(食入总能-粪中总能)/食入总能]×100。

式中:X为25%,即FRSM和RSM替代基础饲粮中玉米的百分比。
氨基酸AID和SID的计算方法参考Stein等[11]的公式

氨基酸AID(%)=100-[(待测饲粮TiO2含量×食糜氨基酸含量)/(食糜TiO2含量×待测饲粮氨基酸含量)]×100;

回肠内源氨基酸流量(g/kg DMI)=(食糜氨基酸含量×待测饲粮TiO2含量)/食糜TiO2含量;

氨基酸SID(%)=氨基酸AID+(回肠内源氨基酸流量/待测饲粮氨基酸含量)×100。

式中:DMI表示干物质摄入量。
生长性能计算公式如下:

平均日增重(average daily gain,ADG)=(末重-初重)/试验天数;

平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)=单个猪只总采食量/试验天数;

料重比(feed to gain ratio,F/G)=ADFI/ADG。

1.7 数据统计分析

试验数据首先在WPS的Excel软件初步整理,然后使用SPSS 26.0软件ANOVA程序和独立样本t检验对试验数据进行分析。试验结果以平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。

2 结果

2.1 FRSM和RSM的生长猪消化能、代谢能及氨基酸AID、SID

由表6可知,在饲喂基础下,FRSM的消化能和代谢能分别为12.00和10.79 MJ/kg,RSM的消化能和代谢能分别为11.12和10.06 MJ/kg,FRSM和RSM的消化能和代谢能存在极显著差异(P<0.01)。
表6 FRSM和RSM的生长猪消化能和代谢能(饲喂基础)

Table 6 DE and ME of FRSM and RSM for growing pigs (as-fed basis)MJ/kg

项目 Items 菜籽粕 RSM 发酵菜籽粕 FRSM SEM P值 P-value
消化能 DE 11.12 12.00 0.20 <0.01
代谢能 ME 10.06 10.79 0.19 <0.01
由表7和表8可知,FRSM的氨基酸AID和SID分别为55.62%~78.72%和62.71%~83.14%,其中FRSM的赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸和缬氨酸SID分别为71.51%、71.45%、81.69%、76.79%和74.36%。RSM的氨基酸AID和SID分别为47.74%~77.11%和53.94%~79.98%,其中RSM的赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸和缬氨酸SID分别为65.17%、63.65%、79.98%、67.47%和66.26%。FRSM和RSM的CP AID和SID存在极显著差异(P<0.01);FRSM和RSM的精氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、天冬氨酸和甘氨酸AID存在极显著差异(P<0.01),丝氨酸和丙氨酸AID存在显著差异(P<0.05);FRSM和RSM的精氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、丝氨酸、色氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和甘氨酸SID存在极显著差异(P<0.01)。
表7 FRSM和RSM的生长猪CP和氨基酸AID

Table 7 CP and amino acids AID of FRSM and RSM for growing pigs%

项目 Items 菜籽粕 RSM 发酵菜籽粕 FRSM SEM P值 P-value
粗蛋白质 Crude protein 59.14 64.87 1.33 <0.01
必需氨基酸 Essential amino acids
精氨酸 Arginine 72.27 77.08 0.76 <0.01
组氨酸 Histidine 74.25 74.06 1.83 0.92
异亮氨酸 Isoleucine 67.28 69.79 1.75 0.18
亮氨酸 Leucine 66.21 71.58 1.34 <0.01
赖氨酸 Lysine 59.49 65.22 0.95 <0.01
蛋氨酸 Methionine 77.11 78.72 1.34 0.26
苯丙氨酸 Phenylalanine 69.15 71.95 1.88 0.17
苏氨酸 Threonine 57.22 63.96 1.42 <0.01
色氨酸 Tryptophan 60.83 70.17 1.37 <0.01
缬氨酸 Valine 60.57 68.27 2.32 <0.01
非必需氨基酸 Non-essential amino acids
丙氨酸 Alanine 61.02 66.52 1.53 0.01
天冬氨酸 Aspartate 56.87 64.23 1.59 <0.01
胱氨酸 Cystine 59.56 61.53 1.56 0.23
谷氨酸 Glutamate 72.55 74.73 1.62 0.21
甘氨酸 Glycine 51.40 59.03 1.61 <0.01
脯氨酸 Proline 47.74 55.62 4.71 0.14
丝氨酸 Serine 59.90 65.12 1.51 0.02
酪氨酸 Tyrosine 69.94 69.83 1.99 0.96
表8 FRSM和RSM的生长猪CP和氨基酸SID

Table 8 CP and amino acids SID of FRSM and RSM for growing pigs%

项目 Items 菜籽粕 RSM 发酵菜籽粕 FRSM 标准误 SEM P值 P-value
粗蛋白质 Crude protein 65.90 72.34 1.33 <0.01
必需氨基酸 Essential amino acids
精氨酸 Arginine 77.69 83.14 0.76 <0.01
组氨酸 Histidine 78.59 78.92 1.83 0.86
异亮氨酸 Isoleucine 71.57 74.65 1.75 0.11
亮氨酸 Leucine 71.10 77.01 1.34 <0.01
赖氨酸 Lysine 65.17 71.51 0.95 <0.01
蛋氨酸 Methionine 79.98 81.69 1.34 0.23
苯丙氨酸 Phenylalanine 73.94 77.15 1.88 0.12
苏氨酸 Threonine 63.65 71.45 1.42 <0.01
色氨酸 Tryptophan 67.47 76.79 1.37 <0.01
缬氨酸 Valine 66.26 74.36 2.32 <0.01
非必需氨基酸 Non-essential amino acids
丙氨酸 Alanine 67.43 73.86 1.53 <0.01
天冬氨酸 Aspartate 62.80 71.01 1.59 <0.01
胱氨酸 Cystine 65.35 67.80 1.56 0.15
谷氨酸 Glutamate 75.53 78.33 1.62 0.12
甘氨酸 Glycine 58.80 66.90 1.61 <0.01
脯氨酸 Proline 53.94 62.71 4.71 0.11
丝氨酸 Serine 65.71 72.53 1.51 <0.01
酪氨酸 Tyrosine 74.84 75.29 1.99 0.82

2.2 FRSM和RSM对育肥猪生长性能的影响

如表9所示,与RSM组相比,FRSM组的ADG显著提高(P<0.05),F/G极显著降低(P<0.01)。
表9 FRSM和RSM对育肥猪生长性能的影响

Table 9 Effects of FRSM and RSM on growth performance of fattening pigs

项目
Items		 菜籽粕组
RSM group		 发酵菜籽粕组
FRSM group		 SEM P值
P-value
初重 IBW/kg 68.45 68.40 1.24 0.97
末重 FBW/kg 101.55 105.95 2.12 0.06
平均日增重 ADG/(g/d) 735.56 834.44 32.92 0.01
平均日采食量 ADFI/(g/d) 2 576.33 2 663.33 70.49 0.23
料重比 F/G 3.51 3.21 0.09 <0.01

3 讨论

3.1 FRSM和RSM的营养成分

我国是油菜籽生产大国,油菜籽加工过程中会产生大量的菜籽副产品[12]。初雷[13]研究表明,脱皮冷榨浸出工艺生产的RSM中CP和氨基酸含量要较传统预榨浸出工艺有所增加。但是RSM中CF含量高,且含有硫葡萄糖甙、植酸、单宁、芥子碱等ANFs[14⇓⇓-17],这些ANFs能使动物甲状腺肿大并出现多种中毒症状[18]。刘恒烈等[19]认为硫甙致使甲状腺肿大的影响要小于硫甙对适口性和采食量的影响。因此,RSM在单胃动物饲粮中的应用有限。然而,RSM经过霉菌协同发酵后可以使其主要ANFs硫甙的含量下降[20⇓-22],同时提高CP含量。大量研究表明,FRSM可以替代猪和鸡等饲粮中的豆粕而不影响动物的生长性能[3⇓-5,23⇓⇓-26]。RSM中氨基酸和菜籽蛋白含量极丰富,菜籽蛋白是一种高营养价值的全价蛋白质,其氨基酸含量十分丰富,几乎不存在限制性氨基酸[27]。同时,RSM中富含钙、磷、镁和硒等矿物质元素,但高达65%的磷含量与植酸盐结合,这意味着RSM中磷的消化率相对较低[28],重要的是,RSM中硒含量是植物蛋白质中最高的,硒缺乏是一个普遍的全球性问题,这提高了RSM在潜在商业应用中的重要性。因此,丰富的蛋白质、氨基酸、矿物质含量及低廉的价格,使RSM成为一种潜在的具有巨大开发背景的植物蛋白质资源。

3.2 FRSM和RSM的生长猪消化能、代谢能

本试验采用玉米作为基础饲粮,采用套算法测定原料的消化能、代谢能[29]。在饲喂基础下,本试验中FRSM的生长猪消化能、代谢能极显著高于RSM,造成这种差异的原因是由于FRSM经过霉菌协同发酵后提高了CP含量,使其消化能力得到改变。此外,RSM中ADF和NDF含量较高,ADF和NDF可抑制营养物质的消化吸收[30]。有研究表明,CP含量与消化能、代谢能呈正相关,而CF含量与消化能、代谢能呈负相关[31-32],这与本试验结果相符。
RSM已经广泛应用于畜牧业,但是有关FRSM的消化能、代谢能在生长猪上的研究较少。在本试验中,FRSM的ADF和NDF含量较高。而Shi等[33]研究报道,FRSM的ADF和NDF并未在猪的肠道中完全发酵,从而使消化能、代谢能增加。正因如此,本试验中RSM的消化能、代谢能较李德发[34]的《中国猪营养需要》中RSM的消化能、代谢能偏小,出现这一原因可能是产地、加工工艺及猪的大小等不同所导致,也与ADF和NDF含量有关,《中国猪营养需要》中RSM在干物质基础下的NDF和ADF含量分别为35.70%和22.75%,而本试验中RSM的NDF和ADF含量为54.62%和43.70%,高于《中国猪营养需要》。因此,本试验RSM的消化能、代谢能低于《中国猪营养需要》消化能、代谢能是正常结果范围之内。Shi等[33]研究表明,通过饲喂黑曲霉FRSM的生长猪,在饲喂基础下消化能为9.72 MJ/kg,代谢能为8.67 MJ/kg,低于本试验的生长猪消化能、代谢能,其原因可能是RSM的品种、加工工艺及添加量的不同所导致。在饲喂基础下,Shi等[33]的FRSM生长猪消化能为10.63 MJ/kg,代谢能为9.76 MJ/kg,与本试验FRSM的生长猪消化能、代谢能相比略低一点,可能是FRSM的CP含量、发酵工艺及添加量的不同所导致。综上所述,本试验FRSM和RSM的生长猪消化能、代谢能可在育肥猪饲养中的应用提供理论参考。

3.3 FRSM和RSM的生长猪氨基酸AID、SID

以往研究一般采用直接法测定氨基酸消化率,只有当饲粮中所含成分的结果准确时,才可获得较为可靠的测试结果[35]。目前,国内外对FRSM在生长猪上的氨基酸回肠末端消化率的报道较少,前人探索大多集中在菜籽饼、RSM及脱皮双低RSM。本研究结果表明,在饲喂基础下,FRSM的氨基酸AID和SID分别为55.62%~78.72%和62.71%~83.14%,而RSM的氨基酸AID和SID分别为47.74%~77.11%和53.94%~79.98%。
李德发[34]的《中国猪营养需要》中RSM的氨基酸SID和AID分别为55%~80%和46%~77%。李波[36]研究报道,5种RSM的氨基酸SID和AID分别为66.81%~98.07%和52.72%~79.18%,其氨基酸中脯氨酸AID和SID平均值分别为52.72%和98.07%,这一数值之所以高于本试验数据,可能是因为饲喂无氮饲粮的猪回肠食糜中脯氨酸的基础内源氨基酸损失量偏大,造成其脯氨酸SID计算值偏大[37-38]。Li等[39]研究报道了9种双低RSM的氨基酸SID和AID,氨基酸AID为60.41%~68.53%,平均值为63.85%,略低于本试验FRSM结果;氨基酸SID为68.69%~76.72%,平均值为72.81%,比本试验RSM结果高,但是与FRSM结果接近。上述结果与本试验RSM的氨基酸AID和SID存在差异,可能是由于品种和产地的差异所导致。在本试验中,FRSM和RSM的CP AID和SID存在极显著差异,可能是FRSM在霉菌协同发酵后提高了CP含量及降低了CF含量,同时增加了FRSM中的氨基酸含量。李波[36]研究表明,RSM回肠末端氨基酸消化率的差异可能是由ADF含量差异所导致。在本试验中,RSM和FRSM的NDF和ADF含量也存在差异,可能与之有关。Shi等[33]研究表明,饲喂基础下CP AID为64.78%,CP SID为74.87%,与本试验结果相差不大,表明此次结果具有一定的价值。综上所述,通过霉菌协同发酵处理后的FRSM,其CP含量的增加和CF含量的降低,使氨基酸的消化率有明显的提高。目前已有试验验证RSM可用于替代豆粕添加在育肥猪的饲粮中,而FRSM添加在育肥猪饲粮中替代豆粕也有试验证明是可行的[23,40-41]。因此,如果在猪饲粮中用FRSM替代豆粕,不仅可以减少饲粮中蛋白质饲料原料的用量,减少大豆等蛋白质饲料原料的进口量,达到降本增效的目的,还可以增加饲粮中消化能和代谢能的需要量,为“替豆减豆”提供一定的参考价值,同时为FRSM在养猪生产中的使用提供参考价值。

3.4 FRSM和RSM对育肥猪生长性能的影响

RSM中含有多种ANFs和毒素,很大程度上限制了RSM在饲粮中的应用。研究表明,微生物和霉菌协同发酵可以降解RSM中的有毒成分和ANFs,使养分利用率得到明显提高[24,42-43]。刘琳等[44]研究报道,饲粮中添加1%的发酵中草药可以极显著提高育肥猪的增重,显著降低F/G。周小双等[45]研究报道,随着饲粮中FRSM添加量的升高,育肥猪的ADG和末重也随之升高。郭惠敏等[46]研究报道,饲粮中添加发酵麦麸等量替代麦麸,可以显著提高育肥猪的ADG和末重,显著降低F/G,有增加育肥猪ADFI的趋势,这与本试验结果基本相似。陈国福等[47]研究报道,饲粮中添加20%发酵饲料可以显著提高ADG,降低F/G。本研究结果表明,与RSM组相比,FRSM组ADG显著提高,F/G极显著降低。这说明通过霉菌协同发酵的FRSM有效降低了ANFs的不良影响,降低了F/G和提高了ADG,并且为FRSM在育肥猪生产中的使用提供参考价值。

4 结论

RSM经过酶菌协同发酵生产的FRSM可以提高生长猪消化能、代谢能和氨基酸AID、SID,同时还可以提高育肥猪ADG,降低F/G。

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