2. 湖南省畜牧兽医研究所, 长沙 410131
2. Hunan Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Changsha 410131, China
瓜尔豆胚芽(guar germ)是豆科植物瓜尔豆种子的胚芽部分，是生产瓜尔豆胶的副产品，蛋白质含量很高，与瓜尔豆粕和瓜尔豆壳相比，瓜尔豆胚芽中瓜尔豆胶含量相对较少，胰蛋白酶抑制剂含量很低甚至可以忽略不计，饲用价值更高，更适合用做家禽饲料，是一种新型蛋白质饲料资源。我国已将瓜尔豆粕和瓜尔豆胚芽粕列入饲料原料名录[1]。研究畜禽对瓜尔豆胚芽的养分利用情况及酶制剂对瓜尔豆胚芽养分利用的影响，对饲料原料的开发和合理利用具有重要意义。有研究表明，在高产罗曼蛋鸡饲粮中添加5%的瓜尔豆胚芽和瓜尔豆粕对蛋鸡的生产性能和蛋品质无不良影响[2]，但过多瓜尔豆粕的加入，会因瓜尔豆胶含量高而使得蛋鸡的产蛋量下降[3]，对肉鸡的体增重和饲料转化率也会产生不良影响[4]。而关于瓜尔豆胚芽在鸭饲粮中使用和肉鸭对瓜尔豆胚芽利用情况的研究鲜见报道，为了准确了解肉鸭对瓜尔豆胚芽的养分利用情况及复合酶制剂对瓜尔豆胚芽利用率的改善程度，本研究以临武鸭为试验动物，通过代谢试验的方法测定瓜尔豆胚芽的鸭代谢能和肉鸭对瓜尔豆胚芽中常规养分和氨基酸的利用率，并在瓜尔豆胚芽中添加含有蛋白酶和非淀粉多糖酶的复合酶制剂，系统评价复合酶制剂对瓜尔豆胚芽中养分和能量利用的改善效果，为瓜尔豆胚芽在鸭饲粮中的使用和配方制定提供参考依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料 1.1.1 试验原料试验中所用瓜尔豆胚芽产自印度，用固体粉碎机(60~200目)粉碎，过40目筛(450 μm)，保存于广口瓶和封口袋中备用。淀粉为市售玉米淀粉。
1.1.2 试验用酶制剂试验用复合酶制剂由湖南尤特尔生化有限公司提供，主要成分为蛋白酶(6 000 U/g)、纤维素酶(1 000 U/g)和木聚糖酶(12 000 U/g)。
1.2 试验动物与分组选用体重(2.0±0.2) kg左右、采食正常、无怪癖、强饲后无异常反应的健康成年临武鸭公鸭作为试验鸭，在代谢笼内个体饲养，共24只，随机分为3组，每组8个重复，每个重复1只鸭。1组为不加酶试验组，2组为加酶试验组，3组为内源组。1、2组试验鸭每只强饲60 g/d饲粮，2组饲粮中添加250 mg/kg的复合酶，3组强饲60 g/d无氮饲粮。试验在湖南省畜牧兽医研究所水禽试验场的家禽代谢实验室进行，自然光照，自由饮水。
1.3 测定指标与方法 1.3.1 瓜尔豆胚芽中营养成分和总能的测定干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(Ash)、钙(Ca)和总磷(TP)的含量采用文献[5]中方法进行测定。总能(GE)采用全自动氧弹式量热仪(湖南开元仪器有限公司)测定，采用Pico-Tag氨基酸分析仪(美国，Waters公司)测定样品中17种氨基酸的含量。
1.3.2 概略养分、氨基酸和能量利用率的测定采用全收粪法进行测定，试验分预试期、正试期(禁食排空、强饲、粪尿排泄物收集)2个阶段进行。通过手术将排泄物收集瓶于排泄腔口外围处缝合一个无底瓶盖，以便收集粪尿，手术后试验鸭恢复5 d。预试期1周，饲喂全价料，正试期开始前一顿饲喂试验饲粮，禁食48 h，期间自由饮水并通过饮水每只鸭每日补充葡萄糖50 g，禁食结束后进行强饲，以不呕吐为度，通过强饲器对1、2组试验鸭每只强饲60 g/d试验饲粮，其中含36.67%的瓜尔豆胚芽，63.33%的无氮饲粮，试验原料的粗蛋白质含量为17.83%，2组饲粮中添加250 mg/kg的复合酶，内源组强饲60 g/d无氮饲粮。无氮饲粮由45.5%的玉米淀粉，45.5%的蔗糖，5%的纤维素粉，4%的磷酸氢钙、微量元素预混料和维生素预混料组成。及时按个体记录强饲时间，收集排泄物48 h。根据鲜粪重量和含水量酌情加入1~10 mL 10% HCl用于固氮和3～5滴甲苯用于防腐，搅拌均匀，立即保存于4 ℃冰箱。全部收集完成后转入60～65 ℃烘箱中鼓风干燥至恒重，置室内回潮24 h后称重，粉碎过40目筛制成风干样品保存于封口袋中备测。粪样的能值及DM、CP、EE、CF、Ash、Ca、TP和氨基酸含量的测定方法同1.3.1。概略养分、氨基酸及能量利用率采用套算法进行计算，加酶后的营养改进值按有效营养改进值(ENIV)系统理论[6]计算，公式如下：
养分表观利用率(%)＝[(养分摄入量-养分排泄量)/养分摄入量]×100；
养分真可利用率(%)＝[(养分摄入量-养分排泄量＋内源养分量)/养分摄入量]×100；
D=100×(A-B)/F＋B；
F=C1×f/[C1×f＋C0×(1-f)]。
式中：D为待测原料瓜尔豆胚芽中某营养物质的表观利用率(%)；A为试验原料中该营养物质的表观消化率(%)；B为无氮饲粮中该营养物质的表观消化率(%)；F为待测原料中该营养物质占试验原料中该营养物质的比例(%)；f为试验原料中掺入待测原料的比例(%)；C0为无氮饲粮中该营养物质的含量(%)；C1为待测原料中该营养物质的含量(%)。
表观(真)可利用养分(g/kg)＝养分表观(真)利用率×饲料中该养分含量×1 000；
ENIV(g/kg)＝添加复合酶的真可利用养分－未添加复合酶的真可利用养分；表观代谢能(AME，MJ/kg)=(食入总能-排泄物总能)/食入风干物质量；
真代谢能(TME，MJ/kg)=(食入总能-排泄物总能+内源能)/食入风干物质量；
能量表观代谢率(%)=100×AME/原料总能；
能量真代谢率(%)=100×TME/原料总能；
代谢能的ENIV(MJ/kg)=加酶后TME-加酶前TME。
1.4 数据处理采用Excel 2003软件对数据进行初步处理，采用SPSS 19.0统计软件作独立样本t检验，显著水平为P<0.05。试验结果以“平均值±标准差”表示。
2 结果与分析 2.1 瓜尔豆胚芽的养分、氨基酸含量和总能瓜尔豆胚芽的常规养分及氨基酸含量见表1。瓜尔豆胚芽的GE为18.365 MJ/kg。
 | 表1 瓜尔豆胚芽的常规养分及氨基酸含量Table 1 Conventional nutrient and amino acids contents of guar germ |
由表2可见，与不加酶组相比，添加复合酶组临武鸭对瓜尔豆胚芽的DM、CP、EE和CF表观利用率和真可利用率均有提高，DM、CP、EE和CF的真可利用率分别提高了5.23%、8.02%、5.80%和 3.66%(P＞0.05)。加酶组瓜尔豆胚芽的AME和TME有所提高，分别提高了3.97%和3.27%(P＞0.05)，能量表观利用率和真利用率分别提高了4.02%和3.31%(P＞0.05)，添加复合酶使临武鸭对瓜尔豆胚芽的代谢能增加了0.45 MJ/kg。
| 表2 添加复合酶对临武鸭瓜尔豆胚芽的养分利用率、能量利用率、AME和TME的影响Table 2 Effects of guar germ supplemented with compound enzymes on nutrient utilization rate,energy utilization rate,AME and TME of Linwu ducks |
由表3可知，17种氨基酸的真可利用率为67.72%~93.70%；加酶组17种氨基酸的真可利用率均有一定提高，其中丝氨酸、甘氨酸、亮氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的真可利用率显著提高(P＜ 0.05)，分别提高了8.65%、10.99%、11.62%、 9.73%和8.24%，天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸和脯氨酸的真可利用率分别提高了5.63%、3.51%、5.14%、1.73%、5.63%、6.25%、5.68%、4.70%、10.74%、6.19%、2.19%和9.27%(P＞0.05)；17种氨基酸的ENIV为0.09~4.22 g/kg。
| 表3 添加复合酶对临武鸭瓜尔豆胚芽的氨基酸利用率的影响Table 3 Effects of guar germ supplemented with compound enzymes on amino acid utilization rate of Linwu ducks |
用瓜尔豆为原料生产瓜尔豆胶后产生3种副产品：瓜尔豆胚芽、瓜尔豆粕和豆壳。瓜尔豆胚芽和瓜尔豆粕的蛋白质含量高，与大豆粕接近，可部分或全部替代大豆粕用于配制畜禽饲粮。瓜尔豆胚芽添加比例为7.5%时其营养组成与典型的玉米大豆家禽饲粮相似[7]。本研究得出的瓜尔豆胚芽的AME和TME与大豆粕AME和TME[8]数值接近，分别较大豆粕低6.72%和3.98%。
瓜尔豆胚芽、瓜尔豆粕及豆壳中不同程度的残留有瓜尔豆胶，瓜尔豆胶是增稠性多糖，会增加食糜黏度，减少消化酶与饲粮中养分的接触，抑制胃肠道的蠕动，对家禽的肠道产生一些负面影响[9]，进而影响家禽的生产性能。有研究者在高产罗曼蛋鸡饲粮中添加5%的瓜尔豆胚芽或瓜尔豆粕对蛋鸡的生产性能和蛋品质无不良影响，若提高含量则会有不良影响产生[2]。也有研究者认为在蛋鸡饲粮中添加3%以上的瓜尔豆粕就会降低蛋鸡的产蛋量[4]。在肉鸡饲粮中添加不同比例瓜尔豆副产品进行试验发现，添加2.5%的瓜尔豆副产品不会对肉鸡的生产性能产生不良影响，但超过此添加量会降低肉鸡的体增重和饲料转化率[3]。瓜尔豆中的某些成分还对动物有一定的有益作用，瓜尔豆粕中所含的皂甙成分具有杀虫作用，可以对抗球虫病，在肉仔鸡饲粮中添加5%的瓜尔豆粕能够一定程度地杀灭球虫孢子卵囊并防止出血性腹泻的发生[10]。与豆壳相比，瓜尔豆胚芽部分的瓜尔豆胶含量低，蛋白质含量高，更适于用作饲料。并且，瓜尔豆胚芽中的胰蛋白酶抑制剂含量很少，与瓜尔豆粕相比，胚芽中胰蛋白酶抑制剂的含量可以忽略不计，不会对家禽造成不良影响，也不会因此限制其在家禽饲粮中使用[11]，因而瓜尔豆胚芽比其他副产品更适合用做饲料原料。
用瓜尔豆胚芽配制反刍动物饲粮也有较好效果。将瓜尔豆胚芽按不同比例替代用高粱、花生饼和麦麸配制的基础饲粮中的花生饼，当替代比例为20%和30%时，去势苏丹沙漠羊的干物质采食量和粗纤维消化率显著增加，用瓜尔豆胚芽替代10%~40%的花生饼能够使去势苏丹沙漠羊的有机物和粗蛋白质消化率显著提高，替代比例为30%时生产性能最佳[12]。还有研究者发现，用瓜尔豆粕替代花生饼配制成长期公水牛饲粮，能够提高公水牛的血清激素水平，饲喂瓜尔豆粕饲粮对提高精子活力、血浆促黄体素(LH)和睾丸酮水平都有积极的作用[13]。
3.2 添加复合酶对临武鸭瓜尔豆胚芽养分利用率和 鸭代谢能的影响瓜尔豆胶的主要组分是半乳甘露聚糖，属于半纤维素。单胃动物的消化道不能够分泌降解半乳甘露聚糖的酶，因而家禽类食入瓜尔豆及其副产品后，瓜尔豆胶会对家禽产生一些抗营养作用，降低其对养分的吸收和利用。研究发现，在饲喂含瓜尔豆胚芽及其他副产品的饲料中添加β-甘露聚糖酶能够降低因食糜黏度高造成的生长性能下降[9]。若在含有瓜尔豆副产品的饲料中添加β-甘露聚糖酶，可以使瓜尔豆副产品的添加量增加到5%而不会对肉鸡产生不良影响[3]。在对蛋鸡饲喂瓜尔豆粕的试验中发现，当瓜尔豆粕的添加量大于3%时会对蛋鸡的生产性能产生不良影响，而β-甘露聚糖酶的加入，可以降解非淀粉多糖和降低肠道黏度，促进营养物质的消化和吸收，改善蛋鸡的产蛋量和料蛋比[4]。本试验结果表明，添加含有蛋白酶、纤维素酶和木聚糖酶的复合酶能够一定程度地改善瓜尔豆胚芽的养分和能量的利用率，按ENIV系统理论分析，添加复合酶后粗蛋白质的ENIV较高，为26.36 g/kg，占干物质ENIV的82.09%，粗纤维的ENIV为3.93 g/kg，占干物质ENIV的12.24%，可以推测复合酶对瓜尔豆胚芽中粗蛋白质利用率有一定的改善作用，纤维素酶作为由水解酶、氧化酶、磷酸化酶等多种酶组成的酶系，虽然不能够直接降解甘露聚糖，但对瓜尔豆胚芽中抗营养因子的降解仍起到一定的作用。
4 结 论在瓜尔豆胚芽中添加复合酶能够提高临武鸭对瓜尔豆胚芽的养分、氨基酸和能量利用率及代谢能，改善瓜尔豆胚芽的营养价值。
| [1] | 中华人民共和国农业部.中华人民共和国农业部公告第1773号《饲料原料目录》(续)[J]. 江西饲料, 2012, 6:27. ( 1)
|
| [2] | GUTIERREZ O, ZHANG C, CARTWRIGHT A L, et al.Use of guar by-products in high-production laying hen diets[J]. Poultry Science, 2007, 86:1115-1120. (2)
|
| [3] | LEE J T, CONNOR-APPLETON S, BAILEY C A.et al.Effects of guar meal by-product with and without β-mannanase hemicell on broiler performance[J]. Poultry Science, 2005, 84:1261-1267. (3)
|
| [4] | EHSANI M, TORKI M.Effects of dietary inclusion of guar meal supplemented by β-mannanase on performance of laying hens, egg quality characteristics and diacritical counts of white blood cells[J]. American Journal of Animal and Veterinary Sciences, 2010, 5(4):237-243. (3)
|
| [5] | 张丽英.饲料分析及饲料质量检测技术[M]. 3版.北京:中国农业大学出版社, 2007. (1)
|
| [6] | 冯定远, 沈水宝.饲料酶制剂理论与实践的新理念——加酶日粮ENIV系统的建立和应用[J]. 饲料工业, 2005, 26(18):1-7. (1)
|
| [7] | LEE J T, BAILEY C A, CARTWRIGHT A L.Guar meal germ and hull fractions differently affect growth performance and intestinal viscosity of broiler chickens[J]. Poultry Science, 2003, 82:1589-1595. (1)
|
| [8] | ADEOLA O.鸭用饲料能值的参考值.中国饲料数据库[J]. 中国饲料, 2006, 22:37. (1)
|
| [9] | LEE J T, BAILEY C A, CARTWRIGHT A L.β-mannanase ameliorates viscosity-associated depression of growth in broiler chickens fed guar germ and hull fractions[J]. Poultry Science, 2003, 82:1925-1931. (2)
|
| [10] | HASSANA S M, EL-GAYARB A K, CADWELLA D J, et al.Guar meal ameliorates eimeria tenella infection in broiler chicks[J]. Veterinary Parasitology, 2008, 157:133-138. (1)
|
| [11] | LEE J T, CONNOR-APPLETON S, HAQ A U, et al.Quantitative measurement of negligible trypsin inhibitor activity and nutrient analysis of guar meal fractions[J]. Agriculture and Food Chemistry, 2004, 52(21):6492-6495. (1)
|
| [12] | AHMED M M, EL-HAG F M, AWOUDA M M.The use of guar meal in the diet of sheep[J]. Journal of Animal and Feed Sciences, 2000, 9(1):91-98. (1)
|
| [13] | LOHAN I S, KAKER M L, SINGAL S P, et al.Sperm motility and changes in certain plasma sex hormones in growing male buffaloes fed on guar (Cyamopsis tetragonoloba) meal[J]. Indian Journal of Animal Nutrition, 1989, 6(3):249-251. (1)
|