許晏維,袁建敏*,周洪彬,許玲玲
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193;2.大連成三畜牧業(yè)有限公司,遼寧大連 116308;3.北京大發(fā)正大有限公司,北京 102211)
抗性淀粉又稱(chēng)抗酶解淀粉或難消化淀粉,是指在健康動(dòng)物小腸中不能被-胰淀粉酶水解吸收的淀粉及淀粉降解產(chǎn)物的總稱(chēng)??剐缘矸塾捎谠趧?dòng)物小腸中難以消化,被視作飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子??剐缘矸鄄粌H會(huì)降低飼料的能值,還會(huì)干擾動(dòng)物對(duì)淀粉、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝,進(jìn)而降低動(dòng)物生產(chǎn)性能。
飼料中抗性淀粉含量受加工的影響,精細(xì)加工(如研磨、微粉碎或加熱糊化)可降低天然谷物、豆類(lèi)等作物籽實(shí)中抗性淀粉(RS)含量。此外,常規(guī)淀粉經(jīng)高溫糊化后在冷卻或儲(chǔ)存過(guò)程中結(jié)晶也會(huì)形成RS,但其生成量會(huì)受加工條件制約??剐缘矸酆颗c谷物種類(lèi)、儲(chǔ)存時(shí)間、溫度等因素有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),新玉米中RS 含量較高,但會(huì)隨儲(chǔ)存時(shí)間增加而降低。生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),飼料中使用新玉米會(huì)導(dǎo)致畜禽腹瀉、生產(chǎn)性能降低、耗料增重比和死淘率增加,可能與新玉米抗性淀粉含量高有關(guān)。飼料加工時(shí)使用新玉米導(dǎo)致的RS 含量變化,是否是導(dǎo)致畜禽腹瀉的主要原因等問(wèn)題目前尚不清楚。因此,本試驗(yàn)旨在通過(guò)測(cè)定新玉米、陳玉米以及用不同比例新玉米加工的配合飼料制粒前后RS 含量的變化,探究添加新玉米與飼料成品RS 含量的關(guān)系,為解釋新玉米是否導(dǎo)致畜禽腹瀉提供數(shù)據(jù)支持。
1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)樣品分別來(lái)自北京、河北、山東和遼寧地區(qū)的5 家飼料廠(chǎng)。累計(jì)收集新玉米樣20 個(gè)(當(dāng)年10 月中旬之前入庫(kù))、陳玉米樣30 個(gè)(上一年10月中旬之前入庫(kù)的玉米)、使用不同比例新陳玉米的制粒前和制粒后肉雞飼料樣品各79 個(gè),所有飼料樣品的制粒方式均為蒸汽制粒(調(diào)制溫度:77~82℃,調(diào)制時(shí)長(zhǎng):30~60 s,制粒后風(fēng)冷18~25 min)。飼料為當(dāng)年9月中旬至11 月中旬不同批次生產(chǎn)(新玉米添加比例為0%~50%)。
1.2 采樣方法 飼料廠(chǎng)收購(gòu)新玉米后,根據(jù)原料的采樣流程對(duì)入庫(kù)的新玉以及陳玉米進(jìn)行采樣,并將玉米樣品快速送達(dá)本實(shí)驗(yàn)室(當(dāng)天或2 d 內(nèi)抵達(dá))。取每一批混合后但未經(jīng)調(diào)制的肉雞料作為制粒前的飼料樣品,當(dāng)同批飼料制粒后經(jīng)冷卻后再次進(jìn)行取樣,作為制粒后的飼料樣品。
1.3 檢測(cè)指標(biāo)與方法 將收集的玉米和配合飼料樣品經(jīng)萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎,過(guò)40 目篩,測(cè)定所有樣品的水分、RS 含量。
1.3.1 水分測(cè)定 根據(jù)《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》方法測(cè)定所有樣品水分,計(jì)算樣品干物質(zhì)含量。
1.3.2 RS 測(cè)定 根據(jù)試劑盒(K-RSTAR,Megazyme公司)所提供的方法測(cè)定樣品中的RS 含量。測(cè)定原理:樣品加入-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶后在37℃震蕩水浴恒溫孵育16 h;之后加入等量無(wú)水乙醇停止反應(yīng),經(jīng)過(guò)離心后RS 形成白色絮狀物;然后用酒精(50%,v/v)洗滌沉淀2 次。傾倒上層流動(dòng)液,將沉淀溶解于2 mol/L KOH,在冰水浴上用磁力攪拌器攪拌。用醋酸緩沖液中和,RS 在淀粉葡萄糖苷酶作用下轉(zhuǎn)化為葡萄糖,葡萄糖用葡萄糖氧化酶測(cè)定。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析 每個(gè)樣品的RS 含量測(cè)定2 次,以均值表示該樣品的RS 含量。測(cè)定最終結(jié)果以干物質(zhì)基礎(chǔ)表示,數(shù)據(jù)處理與分析采用Excel 2017 和SPSS 20.0 軟件進(jìn)行檢驗(yàn)和雙因素方差分析,以<0.05 表示差異顯著,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
2.1 玉米和飼料成品中RS 含量變化 如表1 所示,不同飼料廠(chǎng)玉米中RS 含量為1%~4%,陳玉米中平均RS含量為2.28%,新玉米中RS 含量相對(duì)較高,平均為2.33%。由不同新玉米和陳玉米配制的飼料成品RS 含量也不同,制粒前飼料中RS 平均含量為1.07%,而制粒后RS 平均含量為0.78%,不同批次飼料加工前后飼料中RS 含量變化程度不同。
表1 不同飼料廠(chǎng)玉米和飼料中RS 含量 %
2.2 新玉米添加比例和制粒對(duì)飼料中RS 含量的影響飼料廠(chǎng)1 和飼料廠(chǎng)3 送檢的飼料樣品中RS 含量如表2所示。在飼料廠(chǎng)1 中新玉米的添加比例、制粒以及2 種因素互作效應(yīng)均未對(duì)飼料成品中RS 含量產(chǎn)生顯著影響,但制粒后飼料成品中RS 含量具有降低趨勢(shì)(<0.10)。飼料廠(chǎng)3 的數(shù)據(jù)結(jié)果相似,使用50% 的新玉米后飼料中RS 含量無(wú)顯著變化,制粒后飼料中RS 含量降低了50.3%(<0.001),制粒和新玉米的互作效應(yīng)對(duì)飼料中RS 含量無(wú)顯著影響。
表2 新玉米添加和制粒對(duì)飼料中RS 含量的影響 %
玉米是飼料中常見(jiàn)的淀粉來(lái)源,在生產(chǎn)中添加比例通常為50%~60%。本研究結(jié)果顯示,配合飼料在制粒前RS 含量為玉米R(shí)S 含量的50%~53%,與飼料配方中玉米的添加比例基本對(duì)應(yīng),可見(jiàn)配合飼料中RS 主要來(lái)源于玉米。因此,使用新陳玉米后對(duì)配合飼料中RS 含量無(wú)顯著影響,可能是因?yàn)樾玛愑衩字蠷S 含量無(wú)顯著差異。
尹達(dá)菲研究發(fā)現(xiàn),剛從地里收獲的新玉米中RS含量一般為4%~5%;收獲存放0~2 周,玉米中RS 快速下降至1.0%~1.5%;存放2~8 周,玉米中RS 含量穩(wěn)定于1.0%左右。RS 快速下降可能與新玉米在收獲后2周內(nèi)玉米內(nèi)源淀粉酶和總淀粉酶活性達(dá)到峰值有關(guān)。在本研究中,來(lái)自不同地區(qū)的5 家飼料廠(chǎng)的新玉米樣品中RS 含量均與陳玉米接近,可能與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中新玉米從收獲到被飼料廠(chǎng)收購(gòu)需要一定時(shí)間有關(guān),新玉米中RS 含量在此過(guò)程中可能已經(jīng)發(fā)生變化,與陳玉米無(wú)異,說(shuō)明新玉米可能不是導(dǎo)致飼料中RS 高的因素。
加工時(shí)的濕熱處理也會(huì)引起RS 含量變化。飼料經(jīng)調(diào)制時(shí)高溫處理會(huì)導(dǎo)致淀粉糊化,糊化會(huì)造成谷物淀粉中物理包埋淀粉(RS1)和天然抗性淀粉(RS2)結(jié)構(gòu)改變而降低。但糊化后的淀粉在冷卻過(guò)程中會(huì)重新結(jié)晶形成回生淀粉(RS3)。本研究發(fā)現(xiàn),制粒后飼料中RS 含量低于制粒前,可能是調(diào)制和制粒過(guò)程中淀粉糊化導(dǎo)致RS 含量下降。盡管谷物淀粉在制粒后冷卻過(guò)程中可能會(huì)重結(jié)晶生成回生淀粉,但RS3 的生成量與加工條件密切相關(guān)。飼料的調(diào)制和制粒條件與工業(yè)制備RS3 所需要的溫度(85℃)、處理時(shí)長(zhǎng)(30 min)以及冷卻溫度(4℃)和時(shí)長(zhǎng)(24 h)相差很大,因此制粒過(guò)程中RS3 生成量很小,導(dǎo)致飼料在加工過(guò)程中以RS1 和RS2 的減少為主。
很多研究認(rèn)為,新玉米對(duì)畜禽的不利影響與新玉中RS 含量高有關(guān),但日糧中RS 的適宜含量卻鮮有報(bào)道。Liu 等研究發(fā)現(xiàn),肉雞日糧中RS 絕對(duì)含量超過(guò)4.18%會(huì)導(dǎo)致肉雞生產(chǎn)性能降低,胴體品質(zhì)下降。胡杰等研究發(fā)現(xiàn),小鼠飼喂5%、10%、15% RS 后其生長(zhǎng)受到抑制,且具有劑量效應(yīng)。但也有研究發(fā)現(xiàn),在肉鴨日糧中添加不同水平的土豆RS(6%、12%、18%、24%)對(duì)肉鴨的生產(chǎn)性能均無(wú)顯著影響,更多的研究則認(rèn)為在動(dòng)物日糧中添加適量的外源RS 可以影響腸道微生態(tài)環(huán)境,改善腸道健康。RS 對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響目前沒(méi)有明確定論,還需要更多的研究來(lái)評(píng)估其在日糧中的適宜含量。本試驗(yàn)測(cè)得新玉米R(shí)S 含量為1.10%~3.03%。使用不同比例新玉米加工的飼料中RS含量在0.50%~1.21%??梢?jiàn),飼料內(nèi)源性RS 含量很低,或許不會(huì)對(duì)畜禽動(dòng)物的生長(zhǎng)造成不利影響。
本研究結(jié)果表明,使用新玉米并不會(huì)導(dǎo)致飼料中RS 含量升高,而且制粒過(guò)程會(huì)降低飼料中RS 含量。因此,使用新玉米導(dǎo)致畜禽腹瀉可能與新玉米中RS 無(wú)關(guān),新玉米引起腹瀉的因素還需要進(jìn)一步探討。