动物营养学报  2013, Vol. 25 Issue (8): 1904-1910   PDF (956KB)    
引用本文
贺淼, 周安国, 王之盛, 陈中平, 张海波, 邹华围, 申俊华. 复合酵母的营养价值评定[J]. 动物营养学报, 2013, 25(8): 1904-1910.  
HE Miao, ZHOU Anguo, WANG Zhisheng, CHEN Zhongping, ZHANG Haibo, ZOU Huawei, SHEN Junhua. Evaluation of Nutritional Value of Composite Yeast[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2013, 25(8): 1904-1910.  
复合酵母的营养价值评定
贺淼1, 周安国1, 王之盛1 , 陈中平2, 张海波1, 邹华围1, 申俊华1    
1. 四川农业大学动物营养研究所,动物抗病营养教育部重点实验室,雅安 625014;
2. 安琪酵母股份有限公司,宜昌 443000
收稿日期：2013-03-07
基金项目：四川农业大学"双支计划"项目
作者简介：贺 淼(1988—),男,湖北黄冈人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学.E-mail: hemiao_sau@163.com
通讯作者：王之盛,教授,博士生导师,E-mail: wangzs@sicau.edu.cn
摘要：本研究旨在评定复合酵母对仔猪的营养价值,重点评定复合酵母在仔猪上表观消化能、表观代谢能、粗蛋白质的真消化率、粗蛋白质的真利用率和氨基酸的回肠消化率.通过化学分析和仔猪消化代谢试验测定复合酵母的营养成分和主要养分的生物利用率.饲养试验采用单因子设计,选用体重(19.9±1.2) kg的"杜×长×大"三元杂交仔猪12头进行消化代谢试验,随机分为2组,每组6个重复,每个重复1头猪.各组分别饲喂无氮饲粮和以复合酵母作为唯一蛋白质源的半纯合饲粮.试验期7 d,预试期3 d,正试期4 d.结果表明:复合酵母粗蛋白质含量高达47.35%,赖氨酸含量为3.43%,蛋氨酸含量为0.72%,赖氨酸:蛋氨酸:色氨酸:苏氨酸=100:21:19:64,与猪的理想蛋白质氨基酸模式接近;复合酵母的表观消化能为14.98 MJ/kg,表观代谢能为14.05 MJ/kg;粗蛋白质的真消化率、真利用率分别为89.71%和69.53%;除了苏氨酸,其他必需氨基酸的回肠真消化率都高于80%.由此可见,复合酵母属于优质蛋白质饲料,蛋白质含量高,氨基酸平衡性好,有效能值高,仔猪对复合酵母的蛋白质、氨基酸的消化利用效果理想.
关键词： 复合酵母     营养价值评定     仔猪     氨基酸    
Evaluation of Nutritional Value of Composite Yeast
HE Miao1, ZHOU Anguo1, WANG Zhisheng1, CHEN Zhongping2, ZHANG Haibo1, ZOU Huawei1, SHEN Junhua1     
1. Key Laboratory of Animal Disease-Resistance Nutrition of Ministry of Education, Institute of Animal Nutrition, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China;
2. Angel yeast CO. ,Ltd. , Yichang 443000, China
Abstract: This study was conducted to evaluate the nutritional value of composite yeast for piglets, and focused on evaluate the apparent digestible energy, apparent metabolizable energy, true digestibility of crude protein, true availability of crude protein and ileal digestibility of amino acids. Nutritional ingredients of composite yeast and bioavailability of its major nutrients were determined by chemical analysis and piglet’s digestion and metabolism trials. A single factor design was used in the feeding trials. Twelve "Duroc×Landrace×Yorkshire" cross breed piglets with body weight of (19.9±1.2) kg were randomly divided into 2 groups with 6 replicates in each group and 1 piglet in each replicate. The pigs in the two groups were fed N-free diet and semi-purified diet with composite yeast as the only protein source, respectively. The trial lasted for 7 days (3 days for adaptation and 4 days for sampling). The results showed that the composite yeast’s crude protein content reached up to 47.35%, lysine content was 3.43%, methionine content was 0.72%, and lysine:methionine:tryptophan:threonine=100:21:19:64, which closed to the ideal protein amino acids model in pig. The apparent digestible energy of composite yeast was 14.98 MJ/kg, and the apparent metabolizable energy was 14.05 MJ/kg; true digestibility and availability of crude protein were 89.71% and 69.53%, respectively; true ileal digestibility of other essential amino acids except threonine were higher than 80%. In conclusion, composite yeast is a high-quality protein feed, and it has high protein content, fine amino acid balance, high effective energy; and protein and amino acids in composite yeast can be better used by piglets.
Key words: composite yeast     nutritional value evaluation     piglets     amino acid    

复合酵母是采用纯培养酵母，利用内源酶(细胞内自溶酶)及外源酶水解，充分释放核酸、小肽等功效成分而获得的酵母提取物。由于其核酸含量高(≥8%)，可作为外源核酸营养源广泛应用于幼龄动物。集约化饲养条件下，仔猪的生长发育受制于营养供给、饲养管理和疾病抵抗力等因素的影响，仔猪的健康生长有利于提高全期的生产成绩，酵母含有丰富的蛋白质、核酸、B族维生素、氨基酸等物质，它能促进动物的生长发育，缩短饲养期，改良肉质和皮毛的光泽度，并能增强幼禽和幼畜的抗病能力，在仔猪饲粮中使用酵母水解产物对促进仔猪健康发育具有重要的意义。关于酵母水解物在动物上应用的研究已成为现代抗病营养的研究热点之一。已有的研究表明，在仔猪饲粮中添加酵母水解物能改善动物的生产性能，提高饲料的利用率。Veum等[1]发现在仔猪饲粮中添加酵母水解物能提高试验期内仔猪的平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)及饲料报酬(G/F)，另外的研究均表明在饲粮中添加酵母水解物能提高断奶仔猪的生长性能[2, 3, 4]；Heugten等[5]发现在饲粮中添加酵母与不添加酵母相比，能极显著地提高断奶仔猪的ADFI和ADG。虽然目前对酵母水解物在仔猪饲粮中应用的研究较多，但是关于复合酵母的营养价值还缺乏研究。为此，本研究通过化学分析和消化代谢试验，测定复合酵母的各养分含量和主要养分的生物利用率，从而系统地评定复合酵母的营养价值，为复合酵母的科学使用提供相关的营养参数。

1 材料与方法
1.1 试验材料

复合酵母由湖北安琪酵母股份有限公司提供，其生产原料均来源于特异性酿酒酵母菌株(Saccharomyces cerevisiae)，是被美国食品药物管理局(U.S. Food and Drug Administration)和中国农业部批准，可以直接饲喂动物的安全微生物菌种。其生产工艺为：优选天然微生物菌种，经深层通气发酵、自溶破壁、离心、喷雾干燥等工艺制作而成。

1.2 试验饲粮

试验采用无氮饲粮和半纯合饲粮，复合酵母作为半纯合饲粮的唯一蛋白质源，试验饲粮参照NRC(1998)[6]10~20 kg仔猪的营养需要量(粗蛋白质和氨基酸除外)配制成粉状饲粮，试验饲粮组成及营养水平见表1。

表1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) %


1.3 试验设计与饲养管理

试验采用单因子设计，选用体重(19.9±1.2) kg的“杜×长×大”三元杂交仔猪12头进行消化代谢试验，随机分为2组，每组6个重复，每个重复1头猪。对照组和试验组分别饲喂无氮饲粮和以复合酵母作为唯一蛋白质源的半纯合饲粮，预试期3 d，正试期4 d。试验在四川农业大学动物营养研究所试验场的环境控制与调节实验室进行，所有仔猪均单头饲养于仔猪代谢笼内。每天定时(08:30、12:30、16:30和20:30)饲喂，自由采食，自由饮水。室温控制在25 ℃左右。

1.4 样品的采集
1.4.1 饲料样和原料样的采集

分别采集复合酵母以及对照组和试验组的饲料样200 g左右于样品袋中，置于4 ℃冰箱中保存备测。

1.4.2 粪样尿样的采集

在正试期连续收集4 d的粪便，在早、中、晚固定时间(选在饲喂后的1 h内)收集；每天上午饲喂前收集前1天动物排泄的全部尿液。

每天早上结算前1天的粪尿样量，按粪样鲜重的10%加入浓度为10%的硫酸，并滴2~3滴甲苯防腐，置于-20 ℃冰箱中保存待测。代谢试验结束后分别将每个重复的4 d收集的粪样充分混匀，取总重的10%，倒入已烘干的干净瓷盘中65 ℃烘干，室温下回潮24 h，粉碎过40目筛，制成风干样，置于4 ℃冰箱中保存待测。供分析的尿样按总体积10%取样，并按尿样总体积的1%加入10%的硫酸，置于-20 ℃冰箱中保存待测。

1.4.3 回肠末端食糜的采集

在正式试验期第8天的07：00—08：00，对仔猪逐个饲喂，每隔10 min饲喂1头猪；在09:00—12:00屠宰对照组和试验组仔猪，采集回肠末端10 cm内的食糜样，用液氮罐冷冻后，保存于-70 ℃冰箱中保存待测[7]。

1.5 指标测定与计算方法
1.5.1 复合酵母的常规指标的测定

干物质的测定按GB/T 6435—2006中的方法进行；粗蛋白质的测定按GB/T 6432—1994中的方法进行；粗脂肪的测定按GB/T 6433—2006中的方法进行；粗灰分的测定按GB/T 6438—2007中的方法进行；钙的测定按GB/T 6436—2002中的方法进行；总磷的测定按GB/T 6437—2002中的方法进行；能量的测定采用GR-3500型氧弹式热量计。

1.5.2 粪样、尿样、饲料样和食糜样的指标测定

测定粪样、对照组和试验组饲料样中的干物质、粗蛋白质、能量、三氧化二铬(Cr2O3)含量，尿样中的能量、粗蛋白质含量；干物质、粗蛋白质、能量测定方法如前所述，Cr2O3含量的测定参照GB/T 6730.57—2004火焰原子吸收光谱法。

委托“国家粮食局成都粮油食品饲料质量监督检验测试中心”检测复合酵母、对照组和试验组饲料及回肠末端食糜中的氨基酸含量；回肠末端食糜中Cr2O3含量的测定参照GB/T 6730.57—2004火焰原子吸收光谱法。

1.5.3 复合酵母在仔猪上的表观消化能和表观代谢能计算

参照Adeola[8]的方法计算饲粮的表观消化能和表观代谢能：

饲粮的表观消化能=食入饲粮总能-粪能；

饲粮的表观代谢能=食入饲粮总能-粪能-尿能。

复合酵母在仔猪上的表观消化能和表观代谢能的计算方法采用套算法，参照杨凤[9]的方法进行计算：

待测原料的表观消化能=(待测饲粮组的消化能-基础饲粮组的消化能)/待测原料能量占待测饲粮能量比例+基础饲粮组的消化能；

待测原料的表观代谢能=(待测饲粮组的代谢能-基础饲粮组的代谢能)/待测原料能量占待测饲粮能量比例+基础饲粮组的代谢能。

1.5.4 复合酵母粗蛋白质在仔猪上的消化率和利用率计算

参照杨凤[9]的方法计算复合酵母粗蛋白质在仔猪上的消化率和利用率：

氮表观消化率=(食入氮-粪氮)/食入氮；

氮真消化率=[食入氮-(粪氮-代谢粪氮)]/食入氮；

氮表观利用率=(食入氮-粪氮-尿氮)/食入氮；

氮真利用率=[食入氮-(粪氮-代谢粪氮)-(尿氮-内源尿氮)]/食入氮。

1.5.5 复合酵母中氨基酸在仔猪上的回肠消化率计算

复合酵母氨基酸的回肠表观消化率(apparent ileal digestibility，AID)、回肠真消化率(true ileal digestibility，TID)的计算方法参照Stein等[10]的方法进行。

AID(%)={[(某氨基酸的摄入总量(g)-回肠流出食糜中该氨基酸总量(g)]/某氨基酸的摄入总量(g)}×100；

TID(%)={[某氨基酸的摄入总量(g)-(回肠流出食糜中该氨基酸总量(g)-内源损失的该氨基酸总量(g)]/某氨基酸的摄入总量(g)}×100。

1.6 统计分析

试验数据经Excel 2003预处理后，采用SPSS 18.0进行单因素方差分析和t检验；结果以平均值±标准差表示。P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。

2 结果与分析
2.1 复合酵母的营养成分

复合酵母的营养成分如表2所示。其中，必需氨基酸与非必需氨基酸之比为49∶ 51(19.69%∶ 20.17%)，赖氨酸含量为3.43%，蛋氨酸含量为0.72%，赖氨酸∶ 蛋氨酸∶ 色氨酸∶ 苏氨酸=100∶ 21∶ 19∶ 64。


表2 复合酵母的营养成分(风干基础)

Table 2 Nutritional ingredients of composite yeast (air-dry basis) %


2.2 复合酵母的消化能和代谢能

仔猪对试验饲粮能量的消化利用率见表3，复合酵母在仔猪上的表观消化能、表观代谢能见表4。由表3可知，仔猪饲喂半纯合饲粮所排出的粪能和尿能都极显著高于无氮饲粮组(P<0.01)。尽管仔猪对无氮饲粮能量的消化率和利用率都显著地高于半纯合饲粮组(P<0.05),但无氮饲粮和半纯合饲粮在仔猪上表观消化能和表观代谢能都没有显著差异(P>0.05)。

以95.51%干物质的风干样品为基础，所测定的复合酵母的总能为18.97 MJ/kg，在仔猪上的表观消化能和表观代谢能分别为14.98和14.05 MJ/kg，仔猪对复合酵母能量的表观消化率和表观利用率分别为79.0%和74.1%。

2.3 复合酵母粗蛋白质在仔猪上的消化率和利用率及氨基酸的回肠消化率

通过外源指示剂法测定的复合酵母粗蛋白质的消化率和利用率(表5)及氨基酸的回肠消化率(表6)。粗蛋白质的真消化率为89.71%，比表观消化率高8.92%；真利用率为69.53%，比表观利用率高13.64%。除了苏氨酸，其他必需氨基酸的回肠真消化率都高于80%。赖氨酸的回肠表观消化率、真消化率分别为91.84%和94.35%，蛋氨酸的回肠表观消化率、真消化率分别为74.46%和83.81%。大部分非必需氨基酸的回肠表观消化率、真消化率要低于必需氨基酸。非必需氨基酸中回肠表观消化率和真消化率最高的是丙氨酸，分别为75.26%、86.07%，最低的是甘氨酸，分别为29.61%、56.49%。

3 讨 论
3.1 复合酵母的氨基酸平衡性

复合酵母的粗蛋白质含量高达47.35%，粗脂肪含量为1.14%，未检出含有粗纤维，主要是特异性酿酒酵母菌及其水解物，根据国际饲料分类原则，属于单细胞蛋白质饲料。

复合酵母的赖氨酸∶ 蛋氨酸∶ 色氨酸∶ 苏氨酸=100∶ 21∶ 19∶ 64，其比例与NRC(1998)[6]公布的猪蛋白质沉积、泌乳的理想蛋白质氨基酸模式中的比例接近，NRC(1998)[6]所采用的猪蛋白质沉积、泌乳的理想蛋白质氨基酸模式中的赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸的比例分别为100∶ 27、18∶ 60、100∶ 26、18∶ 58。而氨基酸的平衡直接影响动物对饲粮蛋白质、氨基酸的消化和利用。张鹤亮等[11]发现玉米醇溶蛋白质添加赖氨酸的平衡饲粮与不平衡饲粮相比，氨基酸消化率提高，尤其是组氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸明显提高；郑春田等[12]发现在异亮氨酸含量明显不足的低氮饲粮补充合成异亮氨酸直至满足需要量，能显著降低仔猪尿液中尿素氮的排放量，尿素氮排放量从4.82 g/d降至2.63 g/d，且蛋白质沉积量提高了50%。赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸是猪的主要限制性氨基酸，复合酵母的这4种氨基酸比例与NRC(1998)[6]的推荐值接近，因而说明复合酵母氨基酸的平衡性好，是一种优质的蛋白质饲料原料。

表3 仔猪对试验饲粮能量的消化率和利用率(风干基础)

Table 3 Energy digestibility and availability of experimental diets for piglets (air-dry basis)


表4 复合酵母的表观消化能和表观代谢能(风干基础)

Table 4 Apparent digestible energy and apparent metabolizable energy of composite yeast (air-dry basis) MJ/kg


表5 复合酵母粗蛋白质的消化率和利用率(风干基础)

Table 5 Digestibility and availability of CP of composite yeast (air-dry basis) %


3.2 复合酵母的消化利用率

2008年饲料数据库所公布的豆粕的猪消化能和代谢能分别为14.26和12.43 MJ/kg，鱼粉(粗蛋白质62.5%)的猪消化能和代谢能分别为12.97和10.79 MJ/kg，显然复合酵母在仔猪上的表观消化能和表观代谢能(14.98和14.05 MJ/kg)比豆粕、鱼粉高。而豆粕、鱼粉是仔猪主要的蛋白质饲料，因而说明与一般的蛋白质饲料相比，复合酵母的有效能值较高，在猪饲粮中添加复合酵母能提供更多的能量。

复合酵母粗蛋白质的表观消化率为80.79%，表观利用率为55.89%，其蛋白质的生物学价值(biological value, BV)约为69%。饲料蛋白质的BV越高，说明其质量越好，动物营养学所公布的几种饲料蛋白质对于猪蛋白质的BV数据：鱼粉(96%～90%)、熟大豆(75%)[9]。显然，复合酵母蛋白质对于猪的BV要低于鱼粉和熟大豆，这可能是由于复合酵母的粗蛋白质有一部分是以核酸氮形式存在，而核酸氮只存在于核酸的碱基[15]，其结构是极其稳定的，动物对核酸氮的利用效率不如鱼粉蛋白和大豆蛋白。

表6 复合酵母中的氨基酸在仔猪上AID和TID(风干基础)

Table 6 AID and TID of AA in composite yeast for piglets (air-dry basis) %


受热会使赖氨酸产生“美拉德”反应，而导致其回肠消化率降低[13, 14]，而本试验所测定的赖氨酸TID高达94.35%。复合酵母在生产过程中经过喷雾干燥这道高温加工工艺，形成的产品带有一定的香味，与原料相比，产生了一定的“褐变”，复合酵母在生产加工过程中很有可能产生了“美拉德”反应。但是，由于复合酵母所含有的糖类物质是以β-葡聚糖和甘露寡糖的形式存在，所含有的还原糖含量低，因此，复合酵母在生产加工过程中即使产生了“美拉德”反应也是极其微弱的，这种微弱的“美拉德”反应并不影响动物对赖氨酸的消化利用。

4 结 论

① 复合酵母属于优质蛋白质饲料，粗蛋白质含量高，氨基酸的平衡性好，赖氨酸含量为3.43%，蛋氨酸含量为0.72%，赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸间的比例与猪理想蛋白质氨基酸模式中的比例接近。

② 复合酵母的有效能值高，以95.51%干物质的风干样品为基础，所测定的复合酵母的总能为18.97 MJ/kg，表观消化能和表观代谢能分别为14.98和14.05 MJ/kg。

③ 仔猪对复合酵母蛋白质、氨基酸的消化利用率高，仔猪对其粗蛋白质的真消化率为89.71%，真利用率为69.53%。除了苏氨酸，其他必需氨基酸的TID都高于80%。

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