飼料原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

■Hans H.Stein

（伊利諾斯州立大學(xué)動(dòng)物科學(xué)系，烏爾班納 61801）

1 氨基酸

氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率(SID)最能正確反映氨基酸的消化率(Stein等，2007;NRC,2012)。為了測(cè)定氨基酸的SID值,首先測(cè)定的是氨基酸表觀回腸消化率(AID)，然后通過(guò)內(nèi)源氨基酸的損失校正這一表觀值(Stein等，2007)。

為了測(cè)定AID值，通常使用的方法是在豬回腸末端安裝瘺管。在仔豬、生長(zhǎng)育肥豬和妊娠母豬回腸上插瘺管的方法均有報(bào)道(Gargallo等，1980;Walker等，1986;Stein 等，1998)。在豬上大多數(shù)測(cè)定日糧的飼喂期為7 d，5 d的適應(yīng)期和2 d的食糜收集期，每天收集8 h的回腸食糜。這一方法已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)實(shí)驗(yàn)。用此方法計(jì)算的AID值的變異性較小(Knabe等，1989)，且這個(gè)方法在豬回腸末端插入瘺管的操作很直接，豬也易耐受。采用這個(gè)方法的主要優(yōu)勢(shì)在于幾個(gè)日糧能在連續(xù)時(shí)間內(nèi)飼喂給相同的豬。另一種獲取回腸食糜的替代方式是在實(shí)驗(yàn)的最后1 d屠宰豬,然后從回腸遠(yuǎn)端30～40 cm處收集食糜。這種方法已經(jīng)被一些實(shí)驗(yàn)(Moughan等，1987；Donkoh等，1994)所采用，但不足之處是，每頭動(dòng)物只能收集到一個(gè)樣品。不管采用哪種收集食糜的方法，都只有一部分食糜能被收集。因此，日糧中必須添加指示劑。氧化鉻和二氧化鈦是最常用的指示劑。

通過(guò)飼喂待測(cè)原料和非蛋白原料，如玉米淀粉、油和蔗糖來(lái)測(cè)定氨基酸的AID值。日糧中氨基酸的AID值就代表了待測(cè)原料的氨基酸AID，因?yàn)榇郎y(cè)原料提供了日糧所有的氨基酸。因此，這種方法被稱為“直接法”，用來(lái)測(cè)定氨基酸的AID值，并在很多已發(fā)表文章的試驗(yàn)中被采用(Stein等，2006；Petersen等，2005；Baker等，2009；Kim等，2009)。然而,在一些實(shí)驗(yàn)中，不可能使用直接法進(jìn)行測(cè)定，因?yàn)樨i不耐受或者不愿意吃含有大量特殊原料的日糧。在這種情況下，基礎(chǔ)日糧即包含一個(gè)容易被豬接受的對(duì)照蛋白原料，而測(cè)定組則是將待測(cè)原料與基礎(chǔ)日糧組進(jìn)行混合配制成試驗(yàn)日糧。然后，采用直接法測(cè)定兩種日糧的氨基酸AID，基礎(chǔ)日糧中氨基酸AID也代表了對(duì)照蛋白源氨基酸AID值。這樣我們就可以得到混合日糧內(nèi)對(duì)照蛋白源的氨基酸AID值，然后再通過(guò)兩者之差計(jì)算待測(cè)日糧的氨基酸AID值。這種方法被稱為“差額法”，這一方法也被用來(lái)確定高纖維原料和動(dòng)物蛋白原料的氨基酸AID值(Mateo等，2007)。

內(nèi)源氨基酸基礎(chǔ)損失可以通過(guò)給豬飼喂無(wú)蛋白日糧、低酪蛋白日糧或者所謂的多肽營(yíng)養(yǎng)日糧方法來(lái)確定，這些日糧中都包含水解酪蛋白(Moughan，2003)。這一無(wú)蛋白質(zhì)方法有很好的效果，是世界上大部分地區(qū)最常用來(lái)確定內(nèi)源氨基酸基礎(chǔ)損失的方法。

利用內(nèi)源氨基酸基礎(chǔ)損失來(lái)校正AID值，得到氨基酸SID值。氨基酸SID值可以用于測(cè)定添加在混合日糧中的各種飼料原料，而氨基酸AID值卻不能總是適用于這種情況(Stein等，2005)。因此，氨基酸的SID值總是被用于混合日糧配方。氨基酸AID值、內(nèi)源氨基酸基礎(chǔ)損失和氨基酸SID值的計(jì)算公式都已公布發(fā)表(Stein等，2007；NRC,2012)。

如果豬的采食量達(dá)不到維持能量攝入量的3倍時(shí)，氨基酸AID和SID值將不準(zhǔn)確(Moter等，2004)，然而，豬采食量在達(dá)到3倍維持能量需要時(shí)，其氨基酸AID和SID值也就能代表豬自由采食時(shí)氨基酸的AID和SID值(Chastanet等,2007)。因此，在豬試驗(yàn)中要想確定氨基酸AID值和SID值，豬的采食量水平至少要滿足維持能的3倍需求量。每頭豬每天的飼喂次數(shù)可以是1次或2次，這都不會(huì)影響氨基酸的AID值(Chastanet等,2007)。

飼料原料的氨基酸含量可以用來(lái)確定蛋白質(zhì)的質(zhì)量，是用每個(gè)氨基酸占日糧粗蛋白濃度的方式來(lái)計(jì)算氨基酸的含量。氨基酸的比例越高，說(shuō)明蛋白質(zhì)的質(zhì)量越好。原料中可消化氨基酸的濃度通過(guò)氨基酸在原料中的濃度乘以該氨基酸的SID值計(jì)算得到。

原料或日糧被熱處理后由于發(fā)生美拉德反應(yīng)造成氨基酸的損失是一個(gè)特別值得關(guān)注的有關(guān)蛋白質(zhì)質(zhì)量的問(wèn)題(Nursten，2005；Pahm 等，2008)。大多數(shù)常用的飼料原料在經(jīng)過(guò)某種形式的熱處理加工過(guò)程時(shí)，原料中所含的氨基酸會(huì)受到熱損耗。最容易受到熱損耗的氨基酸是賴氨酸，但其他氨基酸同樣會(huì)受到影響(Gonzalez-Vega等，2011；Kim等，2012a)。熱損耗會(huì)減少原料中賴氨酸的含量，也降低了賴氨酸的SID值(Gonzalez-Vega等，2011)。因此，可以通過(guò)計(jì)算日糧中賴氨酸和粗蛋白質(zhì)含量的比率和非熱破壞前的賴氨酸和粗蛋白質(zhì)的比率來(lái)評(píng)估氨基酸的熱損耗量。如果某一原料的賴氨酸/粗蛋白質(zhì)比低于加熱前的比值，說(shuō)明該原料在加熱過(guò)程中有熱損耗。也可以通過(guò)計(jì)算日糧中“活性”賴氨酸的數(shù)量來(lái)評(píng)估飼料原料的熱損傷程度?；钚再嚢彼岜徽J(rèn)為代表可用于豬蛋白質(zhì)合成的賴氨酸量。幾個(gè)氨基酸評(píng)估方法可以用以計(jì)算日糧或原料中活性賴氨酸的含量，包括高精氨酸法(Fontaine等，2007；Rutherfurd等，2007)、二硝基氟苯法(Rutherfurd等，2009)、糠氨酸法(Pahm等，2008；Cozannet等，2010；Gonzalez-Ve?ga等，2011)。然而，關(guān)于這點(diǎn)，與賴氨酸/粗蛋白比率相比，并沒(méi)有證據(jù)表明計(jì)算活性賴氨酸的量是一個(gè)能更好地預(yù)測(cè)賴氨酸質(zhì)量的方法(Kim等，2012a)。

2 脂質(zhì)

飼料原料中大多數(shù)的脂質(zhì)都是以甘油三酯的形式存在，但甘油三酯中脂肪酸的濃度因不同原料而不同，許多動(dòng)物原料含有比植物原料更多的飽和脂肪酸。當(dāng)然也有例外,魚粉主要含長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸,椰干和棕櫚仁產(chǎn)品主要含有中鏈飽和脂肪酸(NRC，2012)。

不同飼料原料中脂肪的含量有很大差別，例如野豌豆、谷物和溶劑萃取的油籽粕脂肪含量最少(＜3%)，許多動(dòng)物蛋白(肉骨粉、魚粉、羽毛粉等)含有10%～15%的脂肪，然而一些動(dòng)物組織卻含有很少的脂肪(如血液制品和大部分奶制品)。大多數(shù)壓榨油籽含有5%～15%的脂肪，一些谷物副產(chǎn)物，如DDGS、米糠和面包渣也含有5%～15%的脂肪。而另一些其他谷物副產(chǎn)物如玉米胚芽粕、玉米麩、玉米蛋白飼料、小麥麩脂肪含量不到5%。

脂類也可以直接添加在日糧中，包括純的脂肪源。脂肪的能值跟脂肪酸在脂肪中的含量成正比(Powles等，1995)，優(yōu)質(zhì)的脂肪源，脂肪酸濃度至少為85%,有時(shí)甚至高達(dá)92%。因?yàn)橹局饕筛视腿ソM成，所以優(yōu)質(zhì)脂肪中游離脂肪酸濃度很低。飼料原料的完整脂肪中只有不到5%的脂肪酸未與甘油結(jié)合，但純脂肪源中的甘油三酯經(jīng)常會(huì)發(fā)生水解，因此，純脂肪源中的游離脂肪酸濃度會(huì)高于飼料原料中的游離脂肪酸濃度。但是，游離脂肪酸的濃度不會(huì)超過(guò)15%。水分、雜質(zhì)和不可皂化物質(zhì)的總和也將低于3%。

因?yàn)橹灸苤当绕渌麪I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能值高(E wan，2001；NRC，2012)，通常會(huì)用飼料原料中的脂肪濃度來(lái)預(yù)測(cè)原料中的可消化能，然而，這種情況也不會(huì)經(jīng)常發(fā)生。因此，脂肪的主要作用就是增加日糧中的能量濃度。

相對(duì)于氨基酸，脂質(zhì)只在小腸被吸收，在大腸中被大量合成，從而導(dǎo)致了檢測(cè)全腸道的消化能值比檢查小腸末端的消化能值低(Kil等，2010)。因此,脂質(zhì)的消化率應(yīng)該由回腸消化能值來(lái)確定，這樣可以避免內(nèi)源分泌的脂肪進(jìn)入小腸而受到負(fù)影響，當(dāng)評(píng)估飼料原料時(shí)，應(yīng)測(cè)定脂肪的真消化能值(NRC,2012)。然而,飼料原料間脂肪的消化率變異相對(duì)較大,某些原料的脂肪消化率低于50%(Noblet等，1994)。我們也認(rèn)識(shí)到完整脂肪源中脂肪的消化率比從原料脂肪中提取出來(lái)反過(guò)來(lái)又回添到飼料中的脂肪的消化率要低(Adams等，1984；Kil等，2010)。

脂質(zhì)會(huì)發(fā)生氧化酸敗，這將降低脂肪的能值和適口性。有時(shí)候可用過(guò)氧化值作為判斷氧化的一個(gè)指標(biāo)，但是由于過(guò)氧化值只在氧化早期升高,使得過(guò)氧化值不總是能成為評(píng)估脂肪質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)(Ross等，2006)。一個(gè)較低的過(guò)氧化值可能表明沒(méi)有氧化或有較好的抗氧化狀態(tài),此時(shí)過(guò)氧化物被轉(zhuǎn)換為次級(jí)氧化產(chǎn)物(NRC，2012)。測(cè)定硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物(Thiobarbituric Acid Reactive Substanc?es，TBARS)值、苯或甲氧基苯胺也通常用于確定脂肪的氧化程度,但是所有的這些測(cè)量都無(wú)法完全準(zhǔn)確地反映脂肪的氧化程度(NRC,2012)。為了防止脂肪的氧化，抗氧化劑應(yīng)該被添加到高脂肪含量的原料中和混合日糧中。

3 碳水化合物

碳水化合物分為淀粉、糖類和非淀粉多糖(NSP)。在谷物中淀粉和糖類的含量最高，在大多數(shù)的油籽和油籽粕中的含量最低。一些谷物副產(chǎn)物，如DDGS和玉米蛋白粉也含低濃度的淀粉和糖。NSP在不同飼料原料中的含量差異很大，在谷物中含量最低，而在許多谷物副產(chǎn)物(玉米蛋白飼料、DDGS、大豆皮、玉米胚芽粕等)中的含量最高。在油籽粕中，NSP在豆粕中的含量最低，而在棕櫚仁粕、椰子粕和向日葵粕中的含量最高。碳水化合物在動(dòng)物源性產(chǎn)品中的濃度接近于零，而奶制品除外，因?yàn)槟讨破分腥樘呛靠赡苓_(dá)到40%～90%。

淀粉和糖通常能被豬較好地消化，產(chǎn)物葡萄糖在小腸內(nèi)被吸收。多數(shù)(＞90%)飼料原料中的糖和淀粉通常在小腸被消化，隨后葡萄糖和其他單糖到達(dá)小腸末端之前被吸收。相比之下,NSP不被消化，唯一被動(dòng)物利用的方式就是通過(guò)腸道微生物發(fā)酵,這一發(fā)酵過(guò)程主要發(fā)生在大腸，但并不是唯一部位。NSP的發(fā)酵性變異很大，在40%～90%之間(Back Knudsen，2011)，可溶性NSP的發(fā)酵性最高，不溶性NSP的發(fā)酵性最低(Urriola等,2010)。因?yàn)榘l(fā)酵主要發(fā)生在大腸，所以用全腸道的消化率而不是回腸消化率來(lái)評(píng)估原料中NSP的價(jià)值。與氨基酸和脂質(zhì)不同，沒(méi)有內(nèi)源碳水化合物會(huì)被分泌進(jìn)入消化道，因此全腸道的表觀消化率不受內(nèi)源碳水化合物的影響。因此，不需要計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)或真可消化碳水化合物值，所以AID值適用于淀粉和糖，全腸道表觀消化率（ATTD）適用于NSP（NRC，2012）。

糖類和淀粉的消化可以有利于葡萄糖和其他單糖的吸收，NSP的發(fā)酵會(huì)促進(jìn)其產(chǎn)物短鏈脂肪酸的吸收，并能被用于合成ATP、合成葡萄糖和合成脂肪酸。然而,由于發(fā)酵是耗能過(guò)程，NSP供能作用遠(yuǎn)低于淀粉和糖(Just等，1983；Shi等，1994；Black，1995)。因此，飼料原料的能值通常與飼料原料中的纖維含量呈負(fù)相關(guān)。又因?yàn)樵谌占Z中使用更多的谷物和豆粕會(huì)增加飼料成本，所以更多的副產(chǎn)物和原料替代物被利用。與谷物和豆粕相比，這些替代原料大部分含有較高的NSP和較低的代謝能，因此，添加了副產(chǎn)物的日糧能值更低。

4 灰分和礦物質(zhì)

灰分對(duì)飼料原料的能值沒(méi)有貢獻(xiàn)，但是這個(gè)組分主要包含了飼料原料的礦物質(zhì)成分。由于灰分沒(méi)有能量，飼料原料的能量含量通常與原料中灰分含量成負(fù)相關(guān)關(guān)系(Noblet等，1994；Pedersen等，2007；Olukosi等，2009)。谷物和大多數(shù)完整植物源性原料的灰分含量通常低于3%，而許多谷物副產(chǎn)物的灰分含量為5%～10%。更高的灰分通常都是沙或是污垢污染的結(jié)果，如果收獲條件不理想，對(duì)于許多原料來(lái)說(shuō)這可能就是一個(gè)問(wèn)題。如果土豆和木薯在使用之前不被完全清洗，則灰分的濃度就會(huì)較高。

許多動(dòng)物源性原料的灰分含量要高于植物源性原料。這是因?yàn)閯?dòng)物源原料含有動(dòng)物的骨頭,比如家禽副產(chǎn)品、肉骨粉、魚粉等。飼料原料中灰分的增加通常表明是骨頭含量增加的原因。尤其是魚粉，灰分含量差異可以從生產(chǎn)全魚魚粉的大約10%變化到餐飲行業(yè)魚片產(chǎn)業(yè)中含大量魚骨頭的25%。由于能值的降低與灰分含量的增加有關(guān)，高灰分魚粉的能值低于低灰分魚粉的能值。家禽副產(chǎn)品包括整只雞以及來(lái)自雞肉食品行業(yè)的內(nèi)臟都常常含有骨頭。因此，家禽副產(chǎn)品中灰分含量越高，就表明其內(nèi)臟含量越高，從而降低其產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

血產(chǎn)品通常含有5%～8%的灰分，奶制品可能含有2%～15%的灰分，這都跟產(chǎn)品加工工藝有關(guān)。無(wú)蛋白乳清粉中灰分含量和代謝能之間的關(guān)系最近被Kim等（2012b）報(bào)道，其研究表明，含有3 009和3 537 kcal/kg的無(wú)蛋白乳清粉的灰分含量分別為15.8%和1.7%。

灰分包括了飼料原料中的礦物質(zhì)和動(dòng)物需要的所有的礦物質(zhì)，磷是最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的，因?yàn)檫@一礦物的需求量很大，而且價(jià)格很貴。用標(biāo)準(zhǔn)總腸道消化率(STTD)能準(zhǔn)確評(píng)估磷的消化率，因?yàn)榱椎腁TTD值不總是適用于混合日糧(Stein,2011)。因此,內(nèi)源磷基礎(chǔ)損失需要被確定，但多個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，內(nèi)源磷基礎(chǔ)損失的變異并不大，通常值為190或200 mg/kg干物質(zhì)攝入量(Stein,2011；NRC,2012)。因此,沒(méi)有必要去確定每個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)源磷基礎(chǔ)損失來(lái)測(cè)定磷的消化率。我們可以直接使用200 mg/kg干物質(zhì)攝入量這個(gè)內(nèi)源磷基礎(chǔ)損失量來(lái)校正ATTD值，從而計(jì)算得到STTD值。由于可以收集所有的糞便，也就沒(méi)有必要在日糧中添加指示劑來(lái)測(cè)定磷的ATTD值和STTD值。ATTD值和STTD值的計(jì)算公式在之前已公布(Almeida等，2010；NRC,2012)。鈣消化率的報(bào)道沒(méi)有磷那么多，但最近的一項(xiàng)來(lái)自伊利諾斯州大學(xué)尚未發(fā)表的研究表明，鈣的STTD值也需要計(jì)算才能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混合日糧中鈣的消化率。

大多數(shù)植物都含有大量的磷，這些磷通過(guò)與肌醇環(huán)結(jié)合形成植酸磷，大多數(shù)植酸磷在飼喂豬和家禽時(shí)其消化率較低(Eeckhout等，1994)，但是,飼料原料中磷的消化率會(huì)因日糧中添加微生物植酸酶而提高(Jongbloed等,1992；Cromwell等,1995)。它也表明，能被發(fā)酵和浸泡在水中的飼料原料，磷的消化率比其他植物性飼料原料要高，因?yàn)榘l(fā)酵和浸泡能水解植酸磷肌醇環(huán)上與磷的結(jié)合鍵(Al?meida等，2012；Rojas等，2012a)。

動(dòng)物性原料中磷的消化率通常遠(yuǎn)高于植物性飼料原料，因?yàn)閯?dòng)物源性產(chǎn)品中磷不會(huì)以植酸磷的形式存儲(chǔ)。因此,奶制品和血產(chǎn)品中磷的消化率大于90%(Almeida等，2011；Kim等,2012b)。然而,骨灰中磷的消化率低于軟組織中磷的消化率(Jongbloed等，1990),因此,與奶制品和血液制品相比，含骨飼料原料中磷的消化率更低。因而,肉骨粉、魚粉和家禽副產(chǎn)品中磷的消化率通常是60%～70%(Rojas等，2012b)。

谷物中鈣的含量很低，但是油籽粕、特別是菜籽粕含有大量的鈣。動(dòng)物源性飼料原料由于肉骨粉的原因含有鈣，因?yàn)殁}和磷以2∶1的比例沉積在骨骼中(Crenshaw,2001)。飼料原料中有關(guān)鈣的消化率的報(bào)道很少,在大多數(shù)已有的研究表明，鈣的消化率在50%～70%之間(Bohlke等,2005)。

5 能量

飼料原料中的能量含量可以用總能(GE)來(lái)表示,它是由絕熱氮式測(cè)熱法測(cè)得。消化能和代謝能通過(guò)總能分別減去糞能和糞能加尿能而得到。為了確定糞能和尿能，豬被放在代謝籠中，糞便和尿液分開定量收集。為了準(zhǔn)確地收集糞便，應(yīng)使用一個(gè)開始和一個(gè)停止標(biāo)記，來(lái)確定糞便收集的起始和結(jié)束(Adeola,2001；NRC,2012)。為了測(cè)定凈能(NE),需要測(cè)定熱增耗，這需要使用間接測(cè)熱法，但在實(shí)際的飼料原料評(píng)估中并不常用。而代替此方法的是通過(guò)之前建立的預(yù)測(cè)公式來(lái)計(jì)算凈能值(Sauvant等，2004；NRC,2012)。作為可替代間接測(cè)熱法的方法，比較屠宰法也可以用于測(cè)定飼料原料和日糧中的凈能值(Ewan,2001)。

由于脂肪的能值高于蛋白質(zhì)和碳水化合物(Ewan,2001)，飼料原料中脂肪的含量越高，ME和NE的含量也就越高。然而,高濃度的粗蛋白也會(huì)導(dǎo)致高M(jìn)E,這一結(jié)果已在原料DDGS中被證實(shí)(Widmer等,2007)。在大多數(shù)情況下，飼料原料中高濃度的淀粉也表明有更高的能值。與其說(shuō)是高淀粉引起的高能，不如說(shuō)是高濃度淀粉中含更低的NSP，因?yàn)镹SP是所有能量原料中對(duì)能量貢獻(xiàn)最小的成分,低濃度的NSP對(duì)原料代謝有正面的影響。相比之下，飼料原料中NSP的含量越高，原料的代謝能和凈能就越低。正如前面講到的原料中的灰分對(duì)能量的影響一樣，原料中NSP和灰分越高，其ME和NE就越低。大多數(shù)的副產(chǎn)物都是含高濃度的NSP和低濃度的ME，而大多數(shù)谷物中含NSP濃度較低，因此具有相對(duì)較高的ME和NE。而有一些副產(chǎn)物，如一些玉米副產(chǎn)物同時(shí)含有較高濃度的NSP和脂肪，其代謝能含量跟谷物能值相似(Pedersen等,2007)。同樣地，許多動(dòng)物蛋白質(zhì)同時(shí)也含有高濃度的脂肪和灰分，這就導(dǎo)致了這些原料具有中等或較低的ME。