葛春雨 楊 潔 張嘉琦 許傳祥 李 俊 商方方 秦玉昌 李軍國(guó)*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193；3.農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

斷奶仔豬在早期階段消化器官發(fā)育尚未成熟，存在胃酸和消化酶分泌不足、免疫力低下等生理問(wèn)題[1]。為滿足仔豬特殊的生理需求，控制適宜的淀粉糊化度成為仔豬飼料加工的關(guān)鍵，常采用的加工工藝主要包括二次制粒工藝、大料膨化/膨脹低溫制粒工藝、原料膨化低溫制粒工藝等，目的是提高飼料的淀粉糊化度，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，改善適口性。謝紅兵等[2]的研究結(jié)果表明，二次制粒與普通工藝相比，提高了斷奶仔豬的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率和生長(zhǎng)性能，并使肉品質(zhì)有所提高。Sauer等[3]研究表明，3周齡斷奶仔豬飼喂擠壓膨化后的谷物飼料可使飼料轉(zhuǎn)化率提高6%，干物質(zhì)與粗蛋白質(zhì)表觀消化率分別提升3%和6%。孫杰等[4]研究表明，大料膨脹低溫制粒工藝較普通制粒工藝可提高斷奶仔豬的早期日增重，同時(shí)降低料重比。Medel等[5]研究表明，添加膨化玉米可以顯著提高斷奶仔豬斷奶后1～25 d的平均日增重。Rojas等[6]研究表明，擠壓膨化后的飼料對(duì)豬的能量利用率有著積極的影響。為了提高飼料的淀粉糊化度，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子，許多企業(yè)采用了大料膨化低溫制粒工藝，該工藝可很大程度地提高仔豬飼料的淀粉糊化度，促進(jìn)斷奶仔豬的生長(zhǎng)，但該工藝存在生產(chǎn)能耗過(guò)大、生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題。目前在此工藝下飼料淀粉糊化度多少合適暫無(wú)定論。因此，本試驗(yàn)通過(guò)改變擠壓膨化工藝參數(shù)制備了4種不同淀粉糊化度的顆粒飼料，研究大料膨化低溫制粒條件下，淀粉糊化度對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響，找出斷奶仔豬顆粒飼料最適淀粉糊化度，在滿足仔豬生長(zhǎng)性能的同時(shí)降低生產(chǎn)成本，供飼料企業(yè)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料

試驗(yàn)飼料采用大料膨化低溫制粒工藝進(jìn)行加工。選用2.0 mm篩片孔徑的粉碎機(jī)將玉米、豆粕等需要粉碎的原料進(jìn)行粉碎，按照表1中的配比對(duì)大料(包括玉米、豆粕、膨化大豆粉、小麥麩、碎米、魚粉等)進(jìn)行配料混合，大料混合物經(jīng)原料膨化機(jī)進(jìn)行擠壓膨化預(yù)處理，在膨化機(jī)喂料速度、調(diào)質(zhì)溫度、螺桿轉(zhuǎn)速等不變的條件下改變模板開(kāi)孔面積(模板開(kāi)孔數(shù)為3、5、7、9個(gè))，制備4種不同淀粉糊化度(分別為92%、85%、80%、73%)的擠壓膨化大料，再經(jīng)粉碎機(jī)(篩片孔徑1.5 mm)進(jìn)行粉碎，粉碎料與熱敏性原料(包括巧飼粉、發(fā)酵豆粕、乳清粉、果糖等)、預(yù)混料進(jìn)行配料混合，在相同條件下(調(diào)質(zhì)溫度60 ℃、調(diào)質(zhì)時(shí)間80 s，環(huán)模模孔直徑3 mm、長(zhǎng)徑比為3∶1)低溫制粒成型。

表1 試驗(yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平Table 1 Composition and nutrient levels of the experimental diet %

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用96頭初始體重為(7.56±1.07) kg的28日齡斷奶仔豬，按照窩別、胎次、體重相近的原則將其隨機(jī)分為4個(gè)組，每個(gè)組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)4頭豬。采用4種不同淀粉糊化度膨化大料配制的顆粒飼料，在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口養(yǎng)殖基地進(jìn)行50 d的飼養(yǎng)試驗(yàn)，前期為28 d，后期為22 d。

1.3 飼養(yǎng)管理

各組仔豬飼喂環(huán)境保持一致，自由采食，供水采用自動(dòng)飲水器，每天在08:00、12:00、16:00、20:00進(jìn)行飼喂。豬舍采用排風(fēng)扇通風(fēng)，每周消毒3次，室內(nèi)相對(duì)濕度為60%～70%，溫度為26～28 ℃。試驗(yàn)期間按照仔豬常規(guī)免疫程序進(jìn)行免疫。

1.4 檢測(cè)指標(biāo)

1.4.1 顆粒飼料硬度

參照《飼料檢驗(yàn)化驗(yàn)員》中的檢測(cè)方法測(cè)定顆粒飼料的硬度[7]。

1.4.2 顆粒飼料脆性

顆粒受力達(dá)到變形的距離反映了顆粒的脆性。本試驗(yàn)采用物性測(cè)試儀(TA-XT2，Model 1000 R，Stable Micro Systems，Blackdown Rural Industries，英國(guó))檢測(cè)顆粒飼料的脆性[8]。

1.4.3 顆粒飼料耐久性指數(shù)(PDI)

采用美國(guó)農(nóng)業(yè)工程協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)方法[9-10]對(duì)顆粒飼料耐久性指數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

1.4.4 擠壓膨化大料和顆粒飼料淀粉糊化度

采用美國(guó)飼料工業(yè)普遍使用的簡(jiǎn)易酶法[11]對(duì)擠壓膨化大料和顆粒飼料的淀粉糊化度進(jìn)行測(cè)定。

1.4.5 生長(zhǎng)性能指標(biāo)

飼養(yǎng)試驗(yàn)期間，在第28天和第50天結(jié)束的前1天對(duì)仔豬進(jìn)行控料，但不限制其飲水，使其空腹24 h。之后分別于第28天和第50天早晨對(duì)仔豬逐頭稱重，每個(gè)重復(fù)為1個(gè)單位，對(duì)各組仔豬進(jìn)行平均體重的計(jì)算。每天準(zhǔn)確記錄飼料消耗量，計(jì)算各階段的總飼料消耗量。

平均日采食量[ADFI，g/(d·頭)]=飼料總消耗量/(頭數(shù)×飼喂天數(shù))；平均日增重[ADG，g/(d·頭)]=仔豬總增重量/(頭數(shù)×飼喂天數(shù))；料重比(F/G)=飼料總消耗量/仔豬總增重量。

1.4.6 養(yǎng)分表觀消化率

采用內(nèi)源指示劑的方法對(duì)養(yǎng)分表觀消化率進(jìn)行測(cè)定，將4 mol/L鹽酸不溶灰分作為內(nèi)源指示劑。

某養(yǎng)分表觀消化率(%)=[(a/c-b/d)/(a/c)]×100。

式中：a為飼糧中該養(yǎng)分的含量(%)；b為糞便中該養(yǎng)分的含量(%)；c為飼糧中指示劑的含量(%)；d為糞中指示劑的含量(%)。

1.4.7 血清生化指標(biāo)

試驗(yàn)第50天時(shí)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取1頭豬，進(jìn)行頸靜脈采血，將采集的血液置于促凝管中，離心后取血清，-40 ℃冷凍保存待測(cè)。血清尿素氮、總蛋白、白蛋白、球蛋白含量均采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式。所有數(shù)據(jù)均通過(guò)SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較。當(dāng)P<0.05時(shí)被認(rèn)為差異顯著；當(dāng)0.05

2 結(jié) 果

2.1 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)顆粒飼料加工質(zhì)量的影響

4種淀粉糊化度的擠壓膨化大料分別與熱敏性原料、預(yù)混料混合后低溫制粒，所得顆粒飼料加工質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表2。由表中數(shù)據(jù)可知，淀粉糊化度85%、80%、73%組顆粒飼料的硬度差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于淀粉糊化度92%組(P<0.05)；淀粉糊化度92%組的顆粒飼料耐久性指數(shù)顯著低于其他各組(P<0.05)，脆性顯著高于淀粉糊化度80%、73%組(P<0.05)。

表2 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)顆粒飼料加工質(zhì)量的影響Table 2 Effects of extruded bulk materials with different starch gelatinization degrees on processing quality of pellet feed

2.2 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

由表3可知，斷奶仔豬前期的各生長(zhǎng)性能指標(biāo)各組間差異均不顯著(P>0.05)。淀粉糊化度85%組斷奶仔豬后期的平均日采食量顯著高于淀粉糊化度92%和80%組(P<0.05)，淀粉糊化度92%組斷奶仔豬后期的平均日采食量有低于淀粉糊化度85%和73%組的趨勢(shì)(0.050.05)。淀粉糊化度73%組斷奶仔豬全期的平均日增重有高于淀粉糊化度92%組的趨勢(shì)(0.05

表3 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響 Table 3 Effects of extruded bulk materials with different starch gelatinization degrees on growth performance of weaned piglets

2.3 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表4可知，淀粉糊化度80%和73%組斷奶仔豬的干物質(zhì)表觀消化率顯著高于淀粉糊化度92%組(P<0.05)；斷奶仔豬的粗蛋白質(zhì)和粗脂肪表觀消化率均以淀粉糊化度80%組最高，淀粉糊化度73%組次之，淀粉糊化度92%組最低，且淀粉糊化度80%組顯著高于其他各組(P<0.05)。

表4 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響 Table 4 Effects of extruded bulk materials with different starch gelatinization degrees on nutrient apparent digestibility of weaned piglets %

2.4 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響

由表5可知，血清總蛋白、白蛋白、球蛋白和尿素氮含量各組之間均無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表5 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響Table 5 Effects of extruded bulk materials with different starch gelatinization degrees on serum biochemical indexes of weaned piglets

3 討 論

3.1 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)顆粒飼料加工質(zhì)量的影響

飼料原料在高溫、一定水分含量與機(jī)械能的膨化條件下，淀粉糊化度可大幅度提升[12-15]，淀粉糊化度對(duì)顆粒飼料加工質(zhì)量和仔豬生長(zhǎng)性能等方面有重要影響。Lundblad等[16]研究表明，對(duì)飼料進(jìn)行蒸汽高溫處理可以提高顆粒飼料的耐久性。本研究結(jié)果表明，淀粉糊化度92%組顆粒飼料的耐久性指數(shù)、硬度顯著低于其他各組，而脆性好于其他各組。這與Lundblad等[16]的結(jié)果相似。在淀粉糊化度過(guò)高時(shí)，顆粒飼料的耐久性指數(shù)、硬度反而降低，這可能是由于大料經(jīng)過(guò)一定條件膨化處理后，過(guò)度糊化增加了大料中抗性淀粉或受損淀粉的形成[17-19]。李新華等[20]研究表明，玉米淀粉在膨化加工中水分含量不變的條件下，模頭溫度大于130 ℃時(shí)抗性淀粉的含量提高。唐忠厚等[21]研究表明，當(dāng)?shù)矸圩優(yōu)榭剐缘矸酆箴ざ葞缀跬耆?，因此本試?yàn)結(jié)果在淀粉糊化度為92%時(shí)，由于大料過(guò)度膨化，抗性淀粉含量增加，同時(shí)也可能由于過(guò)高的溫度引起美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生類黑色素物質(zhì)，從而使物料間的黏結(jié)性下降，顆粒飼料加工質(zhì)量降低[22]。

3.2 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

飼料的淀粉糊化度對(duì)仔豬的生長(zhǎng)性能至關(guān)重要，研究表明飼喂高溫處理后的飼糧，豬的飼料轉(zhuǎn)化率提高6%～7%，這可能是由于淀粉糊化度增加所致[23-24]。Park等[25]研究表明，飼糧經(jīng)過(guò)高溫調(diào)質(zhì)處理后育肥豬的料重比降低2%，飼糧經(jīng)膨化處理后育肥豬的料重比降低7%。Steidinger等[26]研究表明，斷奶仔豬飼喂高溫條件下生產(chǎn)的飼糧，在仔豬的早期生長(zhǎng)階段平均日增重有所改善。Rojas等[6]的研究表明，擠壓膨化飼糧可以改善生長(zhǎng)豬的料重比。同時(shí)也有研究表明飼料經(jīng)較高壓力和高溫膨化處理對(duì)仔豬的采食量產(chǎn)生負(fù)面影響，從而降低增重[27-28]。Liermann等[29]飼喂膨化處理飼糧使育肥豬的采食量有所降低，但生長(zhǎng)性能并無(wú)提升。本研究結(jié)果顯示，除淀粉糊化度73%組斷奶仔豬的平均日增重和平均日采食量最高，料重比最低，而92%組的生長(zhǎng)性能最差。這與Millet等[27]和Liermann等[29]的研究結(jié)果一致。這可能是由于物料經(jīng)過(guò)激烈的膨化加工，雖然一定程度上提高了淀粉糊化度，但同時(shí)也引起了淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，抗性淀粉產(chǎn)生，氨基酸損失，還可能會(huì)造成美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生不易消化的類黑色素物質(zhì)，使飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低，從而導(dǎo)致斷奶仔豬生長(zhǎng)性能下降[30]；同時(shí)，也有可能是由于過(guò)高的淀粉糊化度導(dǎo)致飼料堆積密度增加，從而使仔豬胃部填充時(shí)間加快，引起持續(xù)飽腹感導(dǎo)致采食量減少[29]。

3.3 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

飼料經(jīng)高溫加工后淀粉糊化，營(yíng)養(yǎng)成分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，養(yǎng)分表觀消化率也會(huì)有所提升。Sauer等[3]研究顯示，斷奶仔豬飼喂擠壓膨化的飼糧后，干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀消化率分別提升了3%和6%。Lundblad等[31]研究表明，制粒前高溫蒸汽處理和膨化處理組生長(zhǎng)豬的粗蛋白質(zhì)與淀粉表觀消化率高于未經(jīng)水熱處理組。而Vicente等[30]研究表明，淀粉糊化度從11%增加到52%時(shí)，養(yǎng)分利用的有所增加，但是采用高溫高壓條件將淀粉糊化度從52%提高到76%時(shí)，仔豬的養(yǎng)分表觀消化率并沒(méi)有進(jìn)一步提高。本試驗(yàn)研究表明，養(yǎng)分表觀消化率以淀粉糊化度80%組最好，淀粉糊化度75%組次之，淀粉糊化度92%組最差。這可能是由于大料在適度加工時(shí)，淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性增加了仔豬消化酶的利用率；但在高強(qiáng)度激烈的擠壓作用下，過(guò)量的熱量增加了大料中抗性淀粉的形成和淀粉的破壞[18-20]，進(jìn)而阻礙了α-淀粉酶對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可及性，降低了養(yǎng)分的消化率；同時(shí)，蛋白質(zhì)與還原糖會(huì)產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，形成仔豬難以消化的類黑色素物質(zhì)，進(jìn)而使蛋白質(zhì)的利用率降低，物料在高溫情況下脂肪也會(huì)氧化分解，導(dǎo)致仔豬的養(yǎng)分表觀消化率降低[22,30,32]。本試驗(yàn)中，淀粉糊化度80%組的養(yǎng)分表觀消化率高于淀粉糊化度75%組，但生長(zhǎng)性能略低于淀粉糊化度75%組，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因尚不明確，后續(xù)將對(duì)斷奶仔豬淀粉代謝進(jìn)行研究。

3.4 不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響

血液生化指標(biāo)作為評(píng)價(jià)動(dòng)物健康狀態(tài)與疾病的重要指標(biāo)，與動(dòng)物的新陳代謝密切相關(guān)[33]。血液中的總蛋白含量反映了機(jī)體的免疫能力和蛋白質(zhì)利用率。白蛋白在肝臟合成，具有運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、維持血液滲透壓穩(wěn)定等功能，球蛋白是機(jī)體免疫器官合成，與機(jī)體免疫力相關(guān)聯(lián)[34]。血清總蛋白含量的下降主要是由于白蛋白和球蛋白含量的下降，動(dòng)物血液中蛋白質(zhì)的減少可能歸因于蛋白質(zhì)和游離氨基酸代謝的變化[32]。血清尿素氮含量反映了仔豬體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸之間的代謝平衡，也可反映蛋白質(zhì)的代謝情況，其數(shù)值與氮的利用率和氨基酸、蛋白質(zhì)的平衡情況呈負(fù)相關(guān)[33]。本研究結(jié)果表明，斷奶仔豬血清總蛋白、白蛋白、球蛋白和尿素氮含量各組之間無(wú)顯著差異。由此推測(cè)，雖然擠壓膨化大料的淀粉糊化度對(duì)斷奶仔豬粗蛋白質(zhì)表觀消化率有一定的影響，但對(duì)血液中蛋白質(zhì)和游離氨基酸代謝無(wú)顯著影響。

4 結(jié) 論

在本試驗(yàn)條件下，擠壓膨化大料淀粉糊化度超過(guò)90%會(huì)降低顆粒飼料的加工質(zhì)量；隨著擠壓膨化大料淀粉糊化度的增加，斷奶仔豬生長(zhǎng)性能呈下降趨勢(shì)，淀粉糊化度73%組的生長(zhǎng)性能最好；擠壓膨化大料淀粉糊化度80%組的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)與粗脂肪表觀消化率最高。綜合考慮斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分表觀消化率、顆粒飼料加工質(zhì)量和成本，擠壓膨化大料的淀粉糊化度以73%最佳。