二次制粒工藝下膨化玉米添加比例對顆粒飼料加工質(zhì)量及斷奶仔豬生長性能的影響

葛春雨 李軍國 楊 潔 韓 晴 張嘉琦 秦玉昌

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081；2.農(nóng)業(yè)部食物與營養(yǎng)發(fā)展研究所，北京 100081；3.農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193)

隨著集約化養(yǎng)殖業(yè)和動物營養(yǎng)研究的不斷發(fā)展，仔豬早期斷奶飼糧的營養(yǎng)與加工受到了廣泛的關(guān)注。仔豬斷奶是養(yǎng)殖生產(chǎn)中的一個最重要的環(huán)節(jié)，仔豬能量來源由富含乳糖的液態(tài)母乳轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的飼糧，往往會引起仔豬的斷奶應(yīng)激，導(dǎo)致腸道損傷以及功能紊亂[1]。對飼糧中能量物質(zhì)的攝取是克服斷奶應(yīng)激的關(guān)鍵步驟。玉米作為飼糧中的主要能量來源物質(zhì)，在畜禽飼糧中大量使用，但玉米的淀粉分子聚集成緊密的淀粉粒結(jié)構(gòu)，淀粉粒內(nèi)的抗酸抗酶的晶體結(jié)構(gòu)不利于機(jī)體消化吸收，且斷奶仔豬存在消化系統(tǒng)發(fā)育不成熟、吸收養(yǎng)分能力差、消化酶和胃酸分泌不足的生理特點(diǎn)[2-3]，因此在仔豬飼糧中生產(chǎn)常用適量的膨化玉米替代部分玉米。膨化玉米淀粉粒破裂，熟化度高，玉米結(jié)構(gòu)的變化提供了酶的作用空間，從而提高了玉米能量的利用率，減少了仔豬的腹瀉。王瀟等[3]研究表明，與普通玉米相比，添加膨化玉米組顯著提高了斷奶仔豬的日增重，降低了料重比。李忠榮等[4]研究表明，添加膨化玉米可顯著提高斷奶仔豬的日增重及采食量，降低腹瀉率。Wood[5]研究顯示，膨化玉米組平均日增重優(yōu)于非膨化玉米組，以膨化玉米組仔豬生長性能最佳。以上研究都是針對添加一定量的膨化玉米對斷奶仔豬生長性能的影響，但針對斷奶仔豬生長性能最佳時的膨化玉米添加比例、膨化玉米添加比例在二次制粒工藝條件下對斷奶仔豬顆粒飼料加工質(zhì)量影響的研究報道罕見。鑒于此，本試驗(yàn)擬通過研究不同添加比例的膨化玉米替代普通玉米作為主要能量原料在二次制粒條件下對顆粒飼料加工質(zhì)量及斷奶仔豬生長性能的影響，找出飼糧中膨化玉米的最佳添加比例，供飼料企業(yè)參考。

1 材料與方法

1.1 基礎(chǔ)飼糧

基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)采用二次制粒加工工藝，先將玉米、膨化豆粕等需要粉碎的原料經(jīng)粉碎機(jī)(篩片孔徑2.0 mm)進(jìn)行粉碎，再將除熱敏性原料和預(yù)混料之外的其他所有粉狀大料配料混合制成大料混合料，大料混合料經(jīng)高溫制粒(調(diào)質(zhì)溫度90 ℃，模孔直徑3 mm、長徑比5∶1)制成顆粒，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、預(yù)混料、油脂配料混合，最后低溫制粒成形(調(diào)質(zhì)溫度60 ℃，?？字睆? mm、長徑比5∶1)。飼糧中設(shè)置5種膨化玉米添加比例(膨化玉米添加量占玉米添加總量的百分比)，分別為0、25%、50%、75%、100%。養(yǎng)殖試驗(yàn)在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口養(yǎng)殖基地進(jìn)行，采用單因素試驗(yàn)設(shè)計，選用28日齡、初始體重(8.57±0.87) kg的斷奶仔豬80頭，按窩別、胎次、體重相近的原則隨機(jī)分為5個組，每個組4個重復(fù)，每個重復(fù)4頭豬，進(jìn)行50 d的飼養(yǎng)試驗(yàn)，分為前期和后期2個階段，前期28 d，后期22 d。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供Premix provided the following per kg of the diet：VA 2 104 IU，VD 300 IU，VE 6.66 IU，VK30.83 IU，VB21.53 mg，VB60.9 mg，VB126 μg，泛酸 pantothcnic acid 5.0 mg，煙酸 niacin 10.1 mg，生物素 biotin 0.02 mg，Cu 33.33 mg，F(xiàn)e 30 mg，Mn 13.33 mg，Zn 26.67 mg，I 0.28 mg，Se 0.08 mg。2)粗蛋白質(zhì)為實(shí)測值，其他營養(yǎng)水平為計算值。CP was a measured value, while the other nutrient levels were calculated values.

1.3 飼養(yǎng)管理

各組飼喂環(huán)境條件一致，自由采食，自動飲水器供水，每天分別在08:00、12:00、16:00、20:00各飼喂1次，以排氣扇通風(fēng)，豬舍每周消毒3次，室內(nèi)溫度為26～28 ℃，相對濕度為60%～70%。試驗(yàn)期間按照仔豬常規(guī)免疫程序進(jìn)行免疫。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 顆粒飼料硬度

顆粒飼料硬度的測定參照《飼料檢驗(yàn)化驗(yàn)員》[6]中顆粒飼料硬度的測定方法檢測。

1.4.2 顆粒飼料脆性

顆粒脆性指樣品達(dá)到最大力的距離即變形距離，反映了脆度[7]。采用英國Stable Micro System公司的物性測試儀對樣品顆粒脆性進(jìn)行測試，測量模式：下壓過程測量力；試驗(yàn)動作：返回起點(diǎn)；測試前速度：2 mm/s，測試速度隨試驗(yàn)設(shè)計變化；測試速度：0.8 mm/s；測試后速度：2 mm/s；感應(yīng)力：Auto-5 g；下壓高度：60%；數(shù)據(jù)采集速率：500 pps。

1.4.3 顆粒飼料耐久性指數(shù)(PDI)

PDI檢測采用文獻(xiàn)[8]所述的美國農(nóng)業(yè)工程協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)方法測定。

1.4.4 淀粉糊化度

淀粉糊化度檢測采用美國飼料工業(yè)界普遍采用的測定淀粉糊化度的簡易酶法[9]測定。

1.4.5 生長性能指標(biāo)

分別于飼養(yǎng)試驗(yàn)第27天與第49天的晚上開始控料，自由飲水，使斷奶仔豬空腹24 h，于第28天、第50天逐只稱重，以重復(fù)為單位計算各組試驗(yàn)仔豬的平均體重。準(zhǔn)確記錄每天耗料量，計算各階段總耗料量。

平均日采食量[ADFI，g/(d·只)]=總耗料量/(只數(shù)×天數(shù)); 平均日增重[ADG，g/(d·只)]=總增重/(只數(shù)×天數(shù));料重比(F/G)=總耗料量/總增重。

1.4.6 養(yǎng)分表觀消化率

在試驗(yàn)的最后3 d采集新鮮的糞樣，將采集的糞樣混合均勻，加入10%的鹽酸進(jìn)行固氮處理，然后于65 ℃的烘箱內(nèi)干燥72 h，室內(nèi)回潮24 h制成風(fēng)干樣，將風(fēng)干樣粉碎后過40目篩，保存?zhèn)溆谩⒋郎y。

飼糧養(yǎng)分表觀消化率采用內(nèi)源指示劑法測定，用4 mol/L鹽酸不溶灰分作為內(nèi)源指示劑。鹽酸不溶灰分含量按照鹽酸消煮法測定，粗蛋白質(zhì)含量參照GB/T 6432—1994中的凱氏定氮法測定，干物質(zhì)含量參照GB/T 6435—2006測定。

某養(yǎng)分表觀利用率(%)=[(a/c-b/d)/(a/c)]×100。

式中:a為飼糧中某養(yǎng)分含量(%)；b為糞便中某養(yǎng)分含量(%)；c為飼糧中指示劑含量(%)；d為糞便中指示劑含量(%)。

1.4.7 血清生化指標(biāo)

于試驗(yàn)第50天，每個重復(fù)隨機(jī)選取1頭仔豬，頸靜脈抽血，取血樣于促凝管中，離心取血清，采用試劑盒測定血清尿素氮、總蛋白、白蛋白、球蛋白、高密度脂蛋白、鈣含量和堿性磷酸酶活性，試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。所有數(shù)據(jù)均用SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，差異顯著者用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，以P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 膨化玉米添加比例對顆粒飼料加工質(zhì)量的影響

由表2可知，顆粒飼料硬度隨著膨化玉米添加比例的增加而增加，各組間均有顯著差異(P<0.05)，以100%組最高，未添加組最低；隨著膨化玉米添加比例的增加，顆粒飼料脆性先逐漸升高后趨于穩(wěn)定，未添加組與25%組顯著低于其他組(P<0.05)；PDI隨著膨化玉米添加比例的增加而增加，其中50%組、75%組、100%組顯著高于未添加組和25%組(P<0.05)，且75%組與100%組顯著高于50%組(P<0.05)；隨著膨化玉米添加比例的增加，一次制粒與二次制粒淀粉糊化度均逐漸升高，其中一次制粒淀粉糊化度各組間均存在顯著差異(P<0.05)，以100%組最高，未添加組最低；二次制粒淀粉糊化度表現(xiàn)為75%組與100%組顯著高于未添加組、25%組、50%組(P<0.05)，且未添加組、25%組、50%組之間均存在顯著差異(P<0.05)。

2.2 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬生長性能的影響

由表3可知，前期末重、平均日增重、平均日采食量各組之間無顯著差異(P>0.05)，其中末重與平均日增重以100%組最高，25%組次之，未添加組最低，平均日采食量以25%組最高；前期料重比以未添加組最高，顯著高于其他組(P<0.05)。后期末重、平均日增重、平均日采食量、料重比各組之間無顯著差異(P>0.05)，其中末重與平均日增重以100%組最高，未添加組最低。全期平均日增重、平均日采食量、料重比各組之間無顯著差異(P>0.05)，其中平均日增重以100%組最高，25% 組次之，未添加組最低，平均日采食量以25%組最高，料重比隨著膨化玉米添加比例的增加逐漸降低。

表2 膨化玉米添加比例對顆粒飼料加工質(zhì)量的影響

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

表3 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬生長性能的影響

2.3 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表4可知，干物質(zhì)表觀消化率以100%組最高，25%組次之，未添加組最低，100%組顯著高于其他各組(P<0.05)，未添加組顯著低于其他各組(P<0.05)；粗蛋白質(zhì)表觀消化率除25%組與75%組之間差異不顯著(P>0.05)外，其余各組之間均存在顯著差異(P<0.05)，以100%組最高，未添加組最低。

2.4 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響

由表5可知， 75%組血清總蛋白含量顯著高于未添加組、50%組和100%組(P<0.05)；血清白蛋白、球蛋白含量各組之間無顯著差異(P<0.05)，以75%組白蛋白含量最高，25%組次之，100%組最低；100%組血清堿性磷酸酶活性顯著高于未添加組(P<0.05)，與其他各組間無顯著差異(P>0.05)；血清甘油三酯含量隨著膨化玉米添加比例的增加逐漸降低，未添加組顯著高于50%組、75%組和100%組(P<0.05)；25%組與75%組血清高密度脂蛋白含量顯著高于50%組(P<0.05)；50%組血清鈣含量顯著低于其他各組(P<0.05)。

表4 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

表5 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響

3 討 論

3.1 膨化玉米添加比例對顆粒飼料加工質(zhì)量的影響

隨著飼料工業(yè)的飛速發(fā)展，在保證飼料營養(yǎng)成分的前提下，對顆粒飼料的加工質(zhì)量要求也越來越高，由于斷奶仔豬的生理特點(diǎn)及其飼料配方的特殊性，所以在加工質(zhì)量方面要求仔豬飼糧淀粉糊化度要高，顆粒硬度要低。飼糧中添加適量的膨化玉米可以顯著增加顆粒黏合性，降低制粒難度，改善顆粒耐久性，提高淀粉糊化度，便于仔豬的消化吸收，且膨化后的玉米使顆粒飼料有著濃郁的香味，可提高仔豬的適口性。孫杰[10]研究發(fā)現(xiàn)，添加50%膨化玉米低溫制粒組顆粒飼料硬度與PDI顯著優(yōu)于普通制粒組，且淀粉糊化度顯著高于普通制粒組。本試驗(yàn)研究表明，在二次制粒加工工藝下，隨著膨化玉米添加比例的增加，顆粒飼料硬度、PDI與淀粉糊化度也逐漸增加，這與孫杰[10]研究結(jié)果相似，這是由于玉米經(jīng)膨化后，淀粉鏈間氫鍵斷裂，淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，發(fā)生糊化，從而增加了飼糧的糊化度，且糊化的玉米具有黏結(jié)性，使顆粒結(jié)構(gòu)更緊密穩(wěn)定，從而增加顆粒飼料的硬度和PDI[11]。隨著膨化玉米添加比例的增加，顆粒飼料脆性呈下降趨勢，這可能是由于隨著膨化玉米比例的增加，顆粒飼料的黏結(jié)性增加，從而使顆粒飼料不易發(fā)生形變，使其脆性降低。除添加膨化玉米外，加工工藝對仔豬顆粒飼料的加工質(zhì)量也存在很大的影響，孫杰等[12]研究發(fā)現(xiàn)二次制粒組顆粒飼料硬度、PDI與淀粉糊化度均高于普通制粒組。這是由于大料混合料經(jīng)高溫制粒制成顆粒，再粉碎，粉碎料與熱敏性成分、預(yù)混料等混合，最后低溫制粒，此工藝過程中大料經(jīng)高溫調(diào)質(zhì)充分糊化，且熱敏性原料在低溫制粒條件下不會發(fā)生焦化，從而提高了淀粉糊化度等加工質(zhì)量指標(biāo)。本試驗(yàn)采用二次制粒工藝，在添加膨化玉米的基礎(chǔ)上，使顆粒飼料加工質(zhì)量進(jìn)一步提高，但是膨化玉米添加比例過高時，物料在經(jīng)調(diào)質(zhì)后黏度增大，會造成堵機(jī)現(xiàn)象，會出現(xiàn)硬度過大或顆粒飼料出現(xiàn)硬心的現(xiàn)象，且大量使用膨化玉米存在著能耗大和成本高的問題，一般仔豬飼糧硬度要求為20 N左右，綜合本試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在二次制粒工藝下，膨化玉米添加比例為25%時顆粒飼料的硬度適中，且淀粉糊化度達(dá)到50%以上。

3.2 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬生長性能的影響

膨化玉米是玉米在高溫、高壓的條件下，經(jīng)過水分、高強(qiáng)度機(jī)械剪切、摩擦與揉搓綜合作用下的產(chǎn)物。經(jīng)擠壓膨化后的玉米淀粉粒膨脹，氫鍵斷裂，使得淀粉發(fā)生糊化，部分淀粉鏈斷裂被降解成了小分子寡糖，從而促進(jìn)飼糧中養(yǎng)分的消化吸收，提高仔豬的生長性能；此外，膨化后的玉米還具有濃郁的香味，可增加仔豬的適口性[11,13-15]。王瀟[15]研究發(fā)現(xiàn)，添加膨化玉米組在仔豬生長前2周平均日增重顯著高于對照組，料重比顯著低于對照組，其中60%組效果最好。Medel等[16]研究表明，膨化玉米可以顯著改善仔豬斷奶后1～25 d的平均日增重與料重比。唐志高等[17]研究表明，添加膨化玉米組60日齡體重與日增重顯著高于其他組。本研究表明，25%組、50%組、75%組、100%組仔豬前期料重比顯著高于未添加組；后期與全期生長性能雖各組之間無顯著差異，但平均日增重表現(xiàn)為各膨化玉米添加組均高于未添加組，且全期料重比隨著膨化玉米添加比例的增加逐漸降低。這可能是由于斷奶仔豬腸道中淀粉酶等消化酶分泌不足，添加膨化玉米組淀粉糊化度均達(dá)到50%以上，顯著高于未添加組，同時膨化處理也降低了飼糧中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，促進(jìn)了飼糧養(yǎng)分的消化吸收，從而提高仔豬的生長性能[14,18]。此外，本研究還表明，隨著膨化玉米添加比例的增加，全期平均日增重雖有提升，但各組間差異不顯著，說明膨化玉米在飼糧中過量添加對生長性能的影響不大；平均日采食量以25%組最高，再增加膨化玉米添加比例，平均日采食量反而出現(xiàn)下降，這是可能由于膨化玉米黏結(jié)性好，隨著膨化玉米添加比例的增加，顆粒飼料的硬度逐漸升高，進(jìn)而影響了仔豬的采食量。二次制粒工藝也可提高飼糧糊化度，從而提高仔豬生長性能。程志斌等[19]研究發(fā)現(xiàn)，二次制粒工藝下仔豬的日增重與日采食量最高，生長性能最佳，這是由于大料進(jìn)行高溫一次制粒后，飼糧充分糊化，并降低了飼糧中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，進(jìn)而改善仔豬的生長性能，防止仔豬腹瀉。本試驗(yàn)所用飼糧在添加膨化玉米的基礎(chǔ)上采用二次制粒工藝，也進(jìn)一步提高了仔豬的生長性能。

3.3 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

玉米經(jīng)膨化后其細(xì)胞壁發(fā)生破裂，淀粉鏈變短，糊化度升高，抗?fàn)I養(yǎng)因子含量降低，從而更有效地提高仔豬對養(yǎng)分的消化吸收能力。Lv等[20]研究表明，仔豬養(yǎng)分表觀消化率隨著膨化玉米添加比例的增加有所改善。Moritz等[21]研究發(fā)現(xiàn)，玉米膨化加工后，在0～3周齡階段肉仔雞養(yǎng)分表觀消化率有所提升。王瀟等[3]研究表明，添加膨化玉米組可以顯著提高斷奶仔豬的有機(jī)物表觀消化率。本研究表明，添加膨化玉米組仔豬的干物質(zhì)與粗蛋白質(zhì)表觀消化率均顯著高于未添加組，且隨著膨化玉米添加比例的增加而升高。這與Lv等[20]的研究結(jié)果相一致，可能是由于膨化玉米中淀粉充分糊化；粗纖維含量減少，纖維分子間化學(xué)鍵裂解，部分不溶纖維裂解為可溶纖維；蛋白質(zhì)變性，蛋白酶更易進(jìn)入蛋白質(zhì)內(nèi)部，從而使干物質(zhì)與蛋白質(zhì)的消化率得到提高[12]。此外，在添加膨化玉米的基礎(chǔ)上，二次制粒工藝也一定程度上提高了仔豬飼糧的糊化度，降低了抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，進(jìn)而提高了仔豬對養(yǎng)分的消化能力。

3.4 膨化玉米添加比例對斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響

血清生化指標(biāo)與動物新陳代謝和健康狀況有著密切的關(guān)聯(lián)，是評估動物健康狀態(tài)和疾病的重要指標(biāo)[22]。總蛋白由白蛋白和球蛋白構(gòu)成，血液中總蛋白的含量反映了機(jī)體蛋白質(zhì)代謝情況與免疫能力。白蛋白由肝臟合成，具有運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)、維持血液滲透壓穩(wěn)定等功能；球蛋白由機(jī)體免疫器官合成，與機(jī)體免疫力相關(guān)聯(lián)[23]。本研究表明，除50%組和100%組外，其余各添加膨化玉米組血清總蛋白與白蛋白含量均高于未添加組，這可能是由于膨化玉米中蛋白質(zhì)發(fā)生變性，蛋白質(zhì)溶解度增加，使蛋白質(zhì)更容易被機(jī)體吸收利用，從而增加了血液中的蛋白質(zhì)的含量[12]血液中甘油三酯的含量反映了機(jī)體脂類代謝的情況。本試驗(yàn)中，血清甘油三酯含量隨著膨化玉米添加比例的增加逐漸降低，未添加組血清甘油三酯含量顯著高于50%組、75%組、100%組，這可能是由于膨化加工后的玉米中脂肪含量下降，從而減少了血液中甘油三酯的蓄積[24]。高密度脂蛋白可運(yùn)載周圍組織中的膽固醇，將其轉(zhuǎn)化為膽汁酸或直接通過膽汁從腸道排出[25]。本研究發(fā)現(xiàn)，25%組與75%組血清高密度脂蛋白含量要高于其他組。由此可說明，膨化玉米的添加減少了仔豬應(yīng)激，可以提高血液中高密度脂蛋白的含量，進(jìn)而促進(jìn)動物的生長發(fā)育；同時，在添加膨化玉米的基礎(chǔ)上，二次制粒工藝也在一定程度上提高了仔豬飼糧的糊化度，降低了抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，一定程度上改善了仔豬因斷奶產(chǎn)生的應(yīng)激行為，進(jìn)而一定程度上提高了血液中高密度脂蛋白的含量。

4 結(jié) 論

① 顆粒飼料硬度、PDI、淀粉糊化度隨著膨化玉米添加比例的增加而增加，在二次制粒工藝條件下，膨化玉米添加量為玉米添加總量的25%時，顆粒飼料硬度適中、淀粉糊化度達(dá)50%以上。

② 飼糧中添加膨化玉米能夠提高斷奶仔豬的生長性能，在二次制粒工藝條件下，膨化玉米添加量大于玉米添加總量的25%時，隨著膨化玉米添加比例的增加，仔豬生長性能等各項(xiàng)指標(biāo)變化不顯著。

③ 飼糧中添加膨化玉米能夠提高斷奶仔豬的養(yǎng)分表觀消化率，同時對血清生化指標(biāo)也有所改善。

④ 綜合考慮膨化玉米添加比例對顆粒飼料硬度、斷奶仔豬生長性能和加工成本的影響，建議在二次制粒工藝條件下，斷奶仔豬飼糧中膨化玉米添加量為玉米添加總量的25%。