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菜籽饼(粕)营养特点及其在猪饲料中的应用

菜籽饼(粕)营养特点及其在猪饲料中的应用

赛尔畜牧网 2014-02-25 15:07:19 |

[导读] 菜籽饼(粕)是仅次于豆粕贸易量的蛋白质饲料原料。文章就菜籽饼(粕)的营养特点,影响其消化率的因素及菜籽饼(粕)在猪饲料中的应用等研究进展进行综述。

本文相关专题:赛尔养猪2014年2月

  菜籽饼(粕)营养特点及其在猪饲料中的应用


  张涛1,2,李蕾3,朴香淑2


  1.中国牧工商(集团)总公司研究院;2.中国农业大学动物科技学院;3.中国食品发酵工业研究院


  菜籽饼(粕)是仅次于豆粕贸易量的蛋白质饲料原料。文章就菜籽饼(粕)的营养特点,影响其消化率的因素及菜籽饼(粕)在猪饲料中的应用等研究进展进行综述。


  我国是世界第一畜牧和水产大国,以及第二饲料生产大国。虽然2009年我国工业饲料总产量达1.37亿吨,但是蛋白质饲料原料主要依靠进口,2008年我国全年进口大豆3744万吨,进口依存度突破70%。蛋白质饲料资源缺乏是制约我国饲料工业和养殖业发展的一个主要因素,因此开发优质的蛋白质饲料资源就成为人们关注的热点。


  菜籽饼(粕)中约含粗蛋白35%~42%,粗纤维含量为12%~13%,属低能量的蛋白质饲料。菜籽饼(粕)氨基酸组成较平衡,蛋氨酸含量较高,富含铁、锰、锌和硒,其中,硒的含量是常用植物饲料中最高的。由于菜籽饼(粕)中含有硫甙、芥酸和植酸等抗营养物质,影响了菜籽饼(粕)的适口性甚至会对饲喂动物产生毒性,因此菜籽饼(粕)在饲料中的应用受到很大限制。自1974年开始,加拿大育种者已培育出低硫甙和低芥酸的油菜品种;1979年这些“双低”或“双零”油菜品种取得统一的注册商品名称。


  近年来由于我国畜牧业的快速发展,对蛋白原料需求大大增加,极大地促进了双低油菜的推广。菜籽饼(粕)因其较高的蛋白含量和低廉的价格成为畜禽养殖中重要的蛋白原料,特别是在我国蛋白原料缺乏的南方地区更为重要。自20世纪70年代后期开始,我国油菜的种植面积和产量均居世界首位。2008年我国油菜种植面积7277.7khm2,比2007年增加684khm2,总产量1365.7万吨,比2007年增加155.5万吨,创历史新高。“双低”油菜面积占油菜总种植面积的85.5%。按照出饼(粕)率60%计算,2008年我国油菜籽制油后可得菜籽饼(粕)超过800万t。菜籽饼(粕)在蛋白质饲料原料的贸易量中位居第二,仅次于豆粕。


  1菜籽饼(粕)的营养特点


  美国饲料管理协会(AAFCO)对双低菜粕的营养成分定义是,菜籽油中芥子酸的含量低于2%,脱脂菜粕中硫甙的含量低于30μmol/g,粗纤维含量不超过12%。菜籽粕的蛋白含量和饲用价值根据生产菜籽粕的油菜籽实类别、油菜生长的地理区域、油菜籽所含外壳质量及提取菜籽油方法等不同而存在差异。


  Liu等(1994)通过对超过200个菜籽饼(粕)样品的分析发现,提取菜籽油最主要的两种方式——螺旋压榨法和预榨浸出法生产的菜籽饼(粕)的营养成分含量存在显著差异。其原因是由于菜籽榨油工艺的不同致使榨油后的副产品菜籽饼(粕)中所含的剩余油脂含量存在很大的差异,同时菜籽饼(粕)中的氨基酸含量也存在很大的差异。在干物质基础上,螺旋压榨菜籽饼平均粗蛋白含量为389、油脂106、粗纤维132、灰分87、钙8和磷11g/kg,赖氨酸3.7g/16gN,硫代恶唑烷酮(2.3±2.2)和异硫氰酸酯(2.7±1.8)mg/g;预榨浸出菜粕平均粗蛋白含量为432、油脂19、粗纤维138、灰分99、钙9和磷12g/kg,赖氨酸3.4g/16gN,硫代噁唑烷酮(1.5±1.1)和异硫氰酸酯(1.4±1.0)mg/g。由此可见,菜籽饼的油脂含量要高于菜籽粕,菜籽饼在作为蛋白原料提供氨基酸的同时还提供了一定的能量,这在能量原料价格居高不下的情况下显得十分重要。但有研究指出日粮中添加高含量菜籽饼会降低猪肉质量,这是由于菜籽饼中剩余的菜籽油含有丰富的不饱和脂肪酸,会软化胴体脂肪(Rowghani等,2007)。


  席鹏彬(2002)从中国油菜主要生产省采集11个具代表性的菜籽品种,并在当地典型榨油工艺条件下加工成饼粕。结果表明,芥酸、粗脂肪和粗蛋白的含量受菜籽品种来源和榨油方法的影响;总硫甙含量基本无变化,只受菜籽品种来源的影响;蛋白溶解度只与榨油方法有关;榨油前脱脂油菜籽与榨油后油菜饼(粕)中多数氨基酸含量相似,菜籽饼(粕)中氨基酸含量不受榨油方法的影响。Zhang等(2011)从我国8个主要油菜产区随机各采集1种菜籽粕样品,通过分析可知各地菜籽粕的营养成分含量存在一定的差异,其中粗蛋白含量最大值和最小值差异为6.71%、粗脂肪为3.11%和粗纤维为5.92%,这些差异与各地菜籽粕品种及加工工艺等因素有关。菜籽粕平均粗蛋白含量为41.73%、油脂1.67%、粗纤维13.42%、灰分9.23%、钙0.69%和磷0.88%。这些数值与Liu等(1994)和席鹏彬(2002)所报道数值相近,见表1。


  注:引自Zhang等(2011)



  菜籽饼(粕)中含有硫甙、芥酸、单宁和皂角苷等不良成分,其中硫甙含量超标是限制菜籽饼(粕)利用的瓶颈因素。硫甙无毒,但硫甙与硫甙酶或芥子酶伴存,在油菜籽发芽、受潮或轧碎等情况下,硫甙可在芥子酶的酶解作用下产生异硫氰酸酯、恶唑烷硫酮和腈类等有害物质。这些物质对畜禽具有毒害作用,可引起甲状腺、肝或肾大,以及肝出血,造成动物生长速度下降及繁殖力减退。单宁则妨碍蛋白质的消化,降低适口性。芥酸阻挠脂肪代谢,造成心脏脂肪蓄积及生长受到抑制。除了培育抗营养物质含量低的菜籽饼(粕)品种外,还有物理法、化学法和生物法用于脱除硫甙,但这些方法还存在效果不理想、成本高、干物质损失和废水污染等缺陷,限制其在工业上大规模运用。


  菜籽饼(粕)粗纤维含量高是除抗营养物质含量高外,限制其在畜禽养殖中应用的另一重要因素。粗纤维和无氮浸出物占菜籽粕近50%,占菜籽壳的近80%,菜籽饼(粕)中的粗纤维和无氮浸出物成为营养学家研究的重点。菜籽壳占菜籽质量16%,相当于菜籽粕的30%。关于菜籽壳蛋白含量的报道差异很大,其原因是菜籽壳和菜籽仁很难完全分离。有学者报道菜籽壳粗蛋白含量为12%,也有报道其含量为16%。因为菜籽饼(粕)的粗蛋白含量为38%~43%,菜籽仁的粗蛋白为52%。由此可见,菜籽壳对于整个菜籽饼(粕)粗蛋白和氨基酸含量的影响十分显著(Bell,1984),见表2。



  双低菜籽和猪日粮中的其他饲料有很大的互补性,尤其是豌豆。双低菜籽含有较高的含硫氨基酸,正好弥补豌豆在这方面的不足;豌豆可以弥补双低菜粕在能量上的不足。由于适宜种植双低油菜的地方也适合种植豌豆,所以无论是从猪营养还是从作物育种角度,这两种作物的配伍都非常好。


  2影响菜籽饼(粕)消化率的因素


  Cho等(1970)报道,菜籽粕的蛋白消化率要低于豆粕,分别为78%和88%;必需氨基酸消化率也低于豆粕,分别为74%~86%和85%~92%。Bell(1981)和Sauer(1982)分别以高含量硫甙菜籽粕和低含量硫甙菜籽粕做试验得出,二者的蛋白消化率都为81%。Bell等(1981)报道,双低菜籽粕的干物质基础上猪的消化能为14.15MJ/kg,能量消化率为71%。Bourdon等(1990)报道,高硫甙含量的菜粕干物质基础上猪消化能为13.42MJ/kg,其能量消化率为68.5%。


  菜籽粕的能量、蛋白质或其他营养成分的消化率与菜籽粕品种、加工方式、抗营养成分含量和物理性状等因素相关。Bell(1975)发现某品种菜籽粕消化能为7.32MJ/kg,双低菜籽粕其消化能含量为10.53MJ/kg,研究表明此菜籽粕品种并不适合在该地区种植,其收获时菜籽并没有成熟,质量较低。Seneviratne等(2010)报道,采用浸提法加工的菜籽其出油率要高于螺旋压榨法,进而菜籽粕的消化能和代谢能的含量要低于菜籽饼。不同的加工方式会影响菜籽饼粕的营养价值,因为加工方式不同会影响剩余在菜籽饼粕中的油脂含量,同时通过去菜籽壳的工艺有助于降低菜籽饼粕中纤维的含量。Bayley等(1969)研究表明,当菜籽粕替代40%的玉米豆粕日粮用于饲喂50kg公猪,菜籽粕的消化能含量为11.45MJ/kg。当菜籽粕经蒸汽制粒后重新破碎至之前粒度用于消化能测定,其加工后的消化能为12.62MJ/kg。


  菜籽粕中的菜籽壳含量对于菜籽粕的消化代谢能值影响很大。菜籽粕纤维含量高,主要源于其菜籽壳纤维含量高,菜籽壳的中性洗涤纤维(NDF)含量高达60%。De Lange等(1990)和Grala等(1998)研究表明,菜籽粕纤维含量高会显著影响日粮在回肠的吸收和内源氮损失。Sarwar等(1981)发现菜籽粕中含有菜籽壳会降低菜籽粕蛋白的消化率,其原因可能是菜籽壳中的蛋白大部分是不可消化的。席鹏彬(2002)在研究中国不同菜籽粕常规养分、能量全消化道或回肠表观消化率及氨基酸回肠表观(真)消化率时发现,菜粕干物质、有机物质、粗蛋白和能量全消化道或回肠消化率均显著低于豆粕(P<0.05);7种菜籽粕间常规养分和能量全消化道和回肠消化率间亦存在显著差异(P<0.05);菜籽粕粗蛋白和氨基酸(除半胱氨酸和谷氨酸外)回肠表观(真)消化率均显著低于豆粕(P<0.05);7种菜粕间蛋白和氨基酸(除半胱氨酸和谷氨酸外)回肠表观(真)消化率亦存在显著差异(P<0.05)。7种菜籽粕氨基酸回肠表观(真)消化率的变异主要是由菜籽粕的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量,以及相应氨基酸含量不同引起的。


  3菜籽饼(粕)在猪饲料中的应用


  3.1菜籽饼(粕)在仔猪饲料中的应用


  许多研究表明,随着日粮中菜籽饼(粕)添加比例的增加,断奶仔猪日增质量呈下降趋势。其主要原因是由于菜籽饼(粕)饲喂比例的增大会降低猪的采食量。Baidoo等(1987)以3周龄和5周龄的断奶仔猪为研究对象,用菜粕替代猪日粮中唯一的蛋白原料豆粕,替代豆粕比例分别为0、25%、50%、75%和100%。研究表明,日粮中添加菜粕显著降低了仔猪采食量,进而降低了生长速率。回归分析得出饲喂菜籽粕引起的仔猪生长速率降低是由于日粮采食量降低的原因,这可能与菜籽粕含有抗营养因子、适口性差和纤维含量高等因素有关。研究还得出仔猪日粮中菜籽粕含量每增加1%,仔猪日采食量降低4g,然而仔猪的饲料转化率却没有受到影响(所用菜籽粕硫甙含量9.8μmol/g~10.5μmol/g)。


  Gill等(1989)报道,在4周龄仔猪日粮中添加20%或40%的菜籽粕,结果猪日采食量和日增质量显著降低,究其原因可能与添加菜籽粕的日粮中含有较高水平的硫甙有关,其中添加20%或40%的菜籽粕日粮分别含硫甙3.4μmol/g和6.8μmol/g。丹麦的养猪人建议饲料中硫甙含量应低于1μmol/g。除硫甙外,菜籽粕中纤维含量较高和适口性较差也会影响仔猪养殖,可以通过去掉菜籽壳以降低菜粕中粗纤维含量。


  3.2菜籽饼(粕)在生长育肥猪饲料中的应用


  双低菜籽粕在猪饲料中已被广泛应用。随着生长肥育猪体质量增加、对双低菜籽粕的适应性增强和耐受力提高,双低菜籽粕添加比例随之提高。张德福等2000年报道,20kg生长猪采食双低菜籽粕日粮需经历一段适应期,饲喂初期其采食量可能会受到影响,其添加量不宜超过14%;对25kg~30kg以后的生长猪,日粮中添加14%~20%的双低菜籽粕是可接受的比例。王凤来等用3.85%~9.03%的双低菜籽粕替代部分豆粕饲喂体质量为20kg~90kg生长育肥猪可获得日增质量超过800g和料重比低于3∶1的良好生产成绩。Bell(1984)报道,在几个养猪场的生长猪饲料中添加含量25%的低硫甙菜粕,研究发现其中的大部分猪的日增质量和饲料转化率等指标随着菜籽粕添加量的增加而出现降低。当在饲料中添加赖氨酸,菜籽粕添加组的猪的生长达到和对照组豆粕饲料相同的水平。试验表明:生长育肥猪对双低菜粕有一定的耐受性,并且随着猪的生长其耐受性增加。作者建议在生长猪日粮中低硫甙菜籽粕的添加量不要超过蛋白原料添加量的一半。Brand等(2001)认为,在生长育肥猪日粮中可以添加10%~18%的双低菜籽饼,对生长育肥猪的生长性能没有影响,对猪肉品质只有很小的影响。


  Baidoo等(1987)报道,用菜粕替代生长期(20~60)kg和育肥期(60~90)kg猪日粮中唯一的蛋白原料豆粕,替代豆粕的比例分别为0、25%、50%、75%和100%,各处理日粮在相同的蛋白和能量水平。研究表明,在生长期日粮中添加不同水平的菜籽粕替代豆粕对日采食量和料肉比并没有显著影响(P>0.05),当菜籽粕替代豆粕的比例大于75%时,生长猪的日增质量会极显著降低(P<0.01)。育肥期间用菜粕替代豆粕对猪的生长性能没有显著影响(P>0.05)。建议在生长期间猪日粮中最多添加9%的菜籽粕可以得到好的生长性能,而在育肥期间双低菜籽粕可以作为日粮中唯一的蛋白原料。


  Rowan等(1986)以25kg的生长猪为试验动物,设计大麦-豆粕和大麦-低硫甙菜粕两种日粮,在这两种日粮中分别设计含19mg/kg和202mg/kg两种铜含量处理。在这2×2的4种日粮中,消化能、粗蛋白和赖氨酸含量相同。试验猪饲喂到体质量87.5kg屠宰。试验结果表明,铜含量为19mg/kg的大麦-低硫甙菜籽粕日粮处理组生长性能显著低于其他3个处理,而其他3个处理间没有显著差异。与大麦-低硫甙菜粕日粮相比,大麦-豆粕处理组胴体质量、出肉率和背膘厚度更高,大麦-豆粕处理的粗蛋白和消化能用于沉积胴体的效率更好。大麦-豆粕处理与大麦-低硫甙菜籽粕处理相比胴体无脂瘦肉率没有显著差异。


  3.3菜籽饼(粕)在母猪饲料中的应用


  一些研究表明双低菜粕可作为种畜日粮蛋白质饲料的一部分或全部,添加量在10%~20%的双低菜粕对母猪的产仔数、仔猪的初生质量和断奶质量没有不良影响,添加量超过20%会引起仔猪存活率降低;如果双低菜粕作为哺乳母猪饲料需要添加油脂以弥补双低菜粕在消化能上的不足;使用双低菜粕日粮要设一个过渡期,使猪逐渐适应这种饲料。


  Opalkal等(2001)以72头初始体质量为30kg的杂交母猪为试验动物进行研究。试验分为3个处理,在培育期、妊娠期和哺乳期,按照不同比例添加低硫甙菜粕。其中对照组整个试验期间不添加菜粕;中等水平添加菜籽粕组在培育期、妊娠期和哺乳期日粮中菜籽粕的对应添加量为7%、2.5%和7%,相应硫甙含量为0.45mmol/kg、0.12mmol/kg和0.45mmol/kg;高水平添加菜籽粕组在培育期、妊娠期和哺乳期日粮中菜籽粕的对应添加量为12%、5%和12%,相应硫甙含量为0.78mmol/kg、0.32mmol/kg和0.78mmol/kg。在后备母猪第1次发情期检测发现,饲喂高含量菜籽粕的试验组甲状腺体质量极显著高于对照组(P<0.01)。日粮中添加菜籽粕并没有影响后备母猪的子宫和卵巢的质量。中等水平菜籽粕添加试验组血液中三碘甲状腺氨酸含量显著低于对照组(P<0.01),高等水平菜籽粕组的血液孕酮含量显著高于对照组(P<0.01)。对2和35日龄的仔猪检测表明,添加菜籽粕对小母猪的甲状腺,卵巢和子宫的质量没有影响,对血清中的三碘甲状腺氨酸、促黄体激素和孕酮含量都没有影响。总之,长期饲喂低硫甙菜籽粕对母猪的繁殖性能没有明显的影响。


  4结论


  综上所述,双低菜籽粕蛋白质含量较高及抗营养因子含量低,在猪饲料中是替代豆粕的良好蛋白质饲料资源。特别是面对饲料需求量和蛋白质原料进口量的增加,如何更好地开发利用菜籽饼(粕)变得越来越重要。我国应重视双低油菜的育种和推广工作,加大加工技术的改进,并且针对猪营养特点对其作为蛋白饲料的应用进行研究,这样菜籽饼(粕)在饲料工业中的应用将会更加广阔,对解决蛋白饲料紧缺具有重要的意义。


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