棕櫚粕在保育料中的應(yīng)用前景

◆作者：范覺鑫 劉志強(qiáng) 龐培 江書忠 肖淑華

◆單位：湖南九鼎科技（集團(tuán)）有限公司

近年來，飼料原料價(jià)格周期性上漲，加之我國(guó)飼料資源相對(duì)短缺，制約我國(guó)畜牧業(yè)效益提高。棕櫚粕是油棕經(jīng)油脂浸提后生產(chǎn)的一類副產(chǎn)物原料，由于產(chǎn)量豐富，價(jià)格相對(duì)玉米等其他大宗原料有較大的優(yōu)勢(shì)，且綜合其能量、粗蛋白和氨基酸含量高的特點(diǎn)，棕櫚粕在養(yǎng)豬生產(chǎn)中應(yīng)用具有較大的潛在價(jià)值。但是，近年的研究表明，棕櫚粕中含有的較高比例的粗纖維（特別是其中的甘露聚糖），降低了棕櫚粕的消化率，進(jìn)而限制了棕櫚粕在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用。

保育期仔豬在經(jīng)歷斷奶應(yīng)激之后，受損的腸道結(jié)構(gòu)還沒有完全修復(fù)，胃酸分泌水平、內(nèi)源消化酶分泌水平均比較低，腸道微生物區(qū)系還在逐步恢復(fù)中，因此，保育豬還只能利用消化率相對(duì)較高、品質(zhì)相對(duì)較好的原料。但隨著近年酶制劑產(chǎn)品的改進(jìn)和發(fā)酵工藝的運(yùn)用，一些高纖維的副產(chǎn)物原料的消化率有所提高，飼用價(jià)值加大，使其能更大量地運(yùn)用到豬飼料產(chǎn)品中，或更能被幼齡動(dòng)物利用，因此，棕櫚粕或其發(fā)酵產(chǎn)物在保育料中的應(yīng)用也成為可能。

1 棕櫚粕的營(yíng)養(yǎng)組成及在動(dòng)物生產(chǎn)中的使用情況

棕櫚粕中含有大量蛋白質(zhì)、一些家畜必需氨基酸和豐富的微量元素，是一種較優(yōu)的飼料原料來源。棕櫚粕中總碳水化合物的含量高達(dá)50%，但其中40%左右是難以消化的非淀粉多糖，主要是甘露聚糖，其含量比玉米、豆粕等原料中甘露聚糖的含量高很多，這也限制了棕櫚粕的使用。棕櫚粕與玉米、豆粕的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)對(duì)比見表1。

表1 玉米、豆粕和棕櫚粕的營(yíng)養(yǎng)水平（飼料基礎(chǔ)）

由于棕櫚粕的產(chǎn)量較大，價(jià)格相對(duì)低廉，棕櫚粕已被廣泛用至畜禽的飼料產(chǎn)品中。程時(shí)軍等（2010）整理了棕櫚粕在不同動(dòng)物飼料中的推薦使用量，但不建議在仔豬飼料中使用棕櫚粕，在生長(zhǎng)育肥豬飼料中的添加比例可達(dá)15%～25%。

近年關(guān)于棕櫚粕在生長(zhǎng)肥育豬日糧中使用的研究越來越多，但棕櫚粕單獨(dú)使用會(huì)降低豬的生長(zhǎng)性能。敖翔等（2019）在生長(zhǎng)育肥豬日糧中使用5%棕櫚仁粕，結(jié)果表明顯著降低了豬的日增重，提高了料肉比。Liu等（2018）在生長(zhǎng)豬日糧中使用10%的棕櫚粕，豬的生長(zhǎng)性能也有所降低。Jiang等（2013）用均重52.26 kg的生長(zhǎng)豬為模型，測(cè)得該階段豬棕櫚粕總能、干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪、NDF、ADF、CF的消化率分別為 0.621、0.632、0.544、0.717、0.715、0.619 和0.431，該階段豬棕櫚粕的消化能為13.01 MJ/kg，代謝能為 12.83 MJ/kg，凈能為 7.36 MJ/kg，養(yǎng)分消化率整體偏低。作者認(rèn)為棕櫚粕中較高的纖維含量，及纖維中高比例的不可溶直鏈甘露糖是限制該棕櫚粕纖維消化率低的原因。另外，由于不同來源的棕櫚粕，其養(yǎng)分組成差異較大，使用棕櫚粕這類高纖維的原料尤其要注意其養(yǎng)分含量，避免配方氨基酸和代謝能不足，進(jìn)而影響動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。

2 棕櫚粕的非淀粉多糖組成及其抗?fàn)I養(yǎng)特性

棕櫚粕中難消化的非淀粉多糖以甘露聚糖為主。據(jù)報(bào)道，棕櫚仁粕中的總非淀粉多糖包含78%非水溶性的甘露聚糖、3%阿拉伯木聚糖、3%葡萄糖醛酸木聚糖和12%纖維素。

β-甘露聚糖是非淀粉多糖的組成成分之一，是以1,4-β-D-吡喃甘露糖苷鍵連接的線狀多糖，在主鏈某些殘基被葡萄糖取代，或半乳糖通過1,6-α-糖苷鍵與甘露糖殘基相連，則形成異甘露聚糖。甘露聚糖在飼料原料的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)中有四種存在形式，包括純甘露聚糖、半乳糖甘露聚糖、葡聚甘露聚糖和半乳葡甘露聚糖。

β-甘露聚糖降低動(dòng)物的生長(zhǎng)性能主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是β-甘露聚糖本身的能值較低，飼料中高比例的甘露聚糖直接起到稀釋劑的作用，影響飼料的表觀消化能值；二是由于甘露聚糖具有較高的抗?fàn)I養(yǎng)特性，降低了各種養(yǎng)分消化率，間接引起能量下降。

β-甘露聚糖的抗?fàn)I養(yǎng)特性與其黏度密切相關(guān)。β-甘露聚糖在水中溶解后，變成有黏性的溶液，使消化道食糜的黏稠度增加。隨著β-甘露聚糖濃度的增加，分子自身相互作用而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種作用力極大時(shí)會(huì)形成凝膠。食糜的黏度增加，減緩了腸內(nèi)食糜通過消化道的速度，一方面降低了畜禽的采食量，減少了畜禽養(yǎng)分的攝入；另一方面，高黏度會(huì)使食糜內(nèi)各組分混合不勻，減少了內(nèi)源消化酶與飼料中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)接觸的機(jī)會(huì)，且使已消化的養(yǎng)分向腸壁擴(kuò)散的速度減慢，降低了已消化養(yǎng)分的吸收。此外，食糜在腸道中通過速度的減慢，及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的降低，也為腸道內(nèi)的微生物的生長(zhǎng)提供了更好的條件，有害微生物繁殖產(chǎn)生大量毒素，抑制動(dòng)物生長(zhǎng)，進(jìn)而降低畜禽的生長(zhǎng)性能。高黏度還會(huì)使畜禽的飲水量增加，糞便水分含量提高，也影響了飼料產(chǎn)品的整體效果。

3 添加復(fù)合酶后對(duì)棕櫚粕在豬上的使用

鑒于棕櫚粕中非淀粉多糖（特別是β-甘露聚糖）含量較高，且單胃動(dòng)物腸道中不能分泌降解甘露聚糖的相關(guān)酶，β-甘露聚糖及其衍生物不能被動(dòng)物胃腸道中的消化酶分解，因此，能降解棕櫚粕中β-甘露聚糖的β-甘露聚糖酶的選擇和研究較多，以提高棕櫚粕在豬飼料中使用的研究也越來越多。

3.1 酶制劑對(duì)棕櫚粕中β-甘露聚糖降解的影響

Olaniyi（2014）的研究結(jié)果表明，來源于刺槐豆膠的β-甘露聚糖酶能很好地降解棕櫚粕中的纖維，提高棕櫚粕的粗蛋白水平，其中粗蛋白的水平由加酶前的16.02%提高到加酶后的23.26%，粗纖維的含量降低64.02%，木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的含量分別降低17.32%、76.85%和11.74%，降低了鈣、銅和鉀的水平，提高了鋅和磷的含量。用β-甘露聚糖酶處理棕櫚粕后，通過降低棕櫚粕中復(fù)雜纖維結(jié)構(gòu)提高了粗蛋白的含量。

3.2 β-甘露聚糖酶對(duì)豬養(yǎng)分利用率的影響

有研究表明，酶制劑可提高含棕櫚粕的日糧的飼料消化率和表觀代謝能，如添加甘露聚糖酶后，飼料的蛋白質(zhì)消化率和中性洗滌纖維消化率分別提高6%～8%和12%～13%。Mok等（2013）用裝有回腸瘺管的生長(zhǎng)豬為模型，評(píng)估β-甘露聚糖酶對(duì)生長(zhǎng)豬日糧養(yǎng)分消化率的影響，結(jié)果表明β-甘露聚糖酶提高了干物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和能量的回腸表觀消化率，提高了能量的全腸表觀消化率。敖翔等（2019）在5%棕櫚仁粕日糧的基礎(chǔ)上添加1kg/t的酶制劑（含有β-甘露聚糖酶、半乳糖苷酶等），干物質(zhì)、總能消化率顯著高于未添加酶制劑組，豬的末重、日增重與正對(duì)照組差異不顯著，料肉比顯著低于未添加酶制劑組。此外，在含有棕櫚粕的生長(zhǎng)豬日糧中添加β-甘露聚糖酶，豬的上市時(shí)間提前，且上市時(shí)總的飼料費(fèi)用降低。這些研究結(jié)果均表明酶制劑在一定程度上能提高棕櫚仁粕的消化率，改進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，促進(jìn)棕櫚粕在生豬日糧中的使用。酶制劑提高棕櫚粕應(yīng)用成分消化率的機(jī)理可能是減少了食糜的黏性。

但是，也有的研究表明，β-甘露聚糖酶并不能提高豬對(duì)日糧中干物質(zhì)、粗蛋白、粗纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率及日糧消化能和代謝能。Kwon等（2005）的研究表明，在生長(zhǎng)豬日糧配方中使用30%的棕櫚粕，并添加2400 U、KG的β-甘露聚糖酶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入酶制劑后，豬的能量消化率沒有明顯改善，日糧消化能和代謝能也沒有改善。文章比較了全收糞法和二氧化硅指示劑法在評(píng)估日糧能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率關(guān)系，發(fā)現(xiàn)采用全收糞法測(cè)定β-甘露聚糖酶對(duì)日糧能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響，結(jié)果均表現(xiàn)為沒有差異，但使用氧化鉻指示劑法的研究結(jié)果均表明，在日糧中添加β-甘露聚糖酶能顯著提高日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率，說明不同的評(píng)估方法，其結(jié)果存在較大的差異，結(jié)合動(dòng)物生長(zhǎng)性能的效果可能更為準(zhǔn)確。

3.3 β-甘露聚糖酶在豬飼料中使用存在的問題

劉自陽等（2013）通過體外酶解的方法評(píng)估了不同廠家甘露聚糖酶對(duì)棕櫚粕的降解效果，發(fā)現(xiàn)對(duì)棕櫚粕降解效果最好的是百富酶和德國(guó)公司MP，百富酶939.5 g/t的添加量處理后，棕櫚粕中絕對(duì)還原糖含量為4.5717 mg/mL，德國(guó)公司MP 600 g/t處理后，棕櫚粕中絕對(duì)還原糖含量為3.1508 mg/mL，說明甘露聚糖酶的酶活、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的不同，都可能會(huì)很大程度影響棕櫚粕在動(dòng)物生產(chǎn)上的使用，且會(huì)進(jìn)一步影響使用成本。

另外，甘露聚糖酶的最適反應(yīng)溫度，也會(huì)影響其降解效率。研究發(fā)現(xiàn)，芽枝狀枝孢菌SD01可在棕櫚粕為唯一碳源的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，并在發(fā)酵上清液中檢測(cè)到甘露聚糖酶的活性，上清液可將甘露聚糖底物降解為甘露寡糖。芽枝狀枝孢菌SD01來源的甘露聚糖酶最適溫度為75℃，為一個(gè)嗜熱甘露聚糖酶，對(duì)側(cè)鏈分支頻率低的甘露聚糖的降解活性較高。但因?yàn)樗鼮橐粋€(gè)嗜熱酶，在動(dòng)物體溫條件下的降解活性未可知，因此，甘露聚糖酶的活性及使用效果還與它最適的溫度存在必然聯(lián)系。

4 發(fā)酵工藝對(duì)棕櫚粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響

目前，主要用于發(fā)酵棕櫚粕的工藝包括單菌發(fā)酵、復(fù)合菌發(fā)酵和二次發(fā)酵，單菌發(fā)酵以黑曲霉的研究較多。研究發(fā)現(xiàn)，黑曲霉素對(duì)棕櫚仁粕中的β-甘露聚糖能完全降解，發(fā)酵后的棕櫚仁粕中粗纖維含量下降，粗蛋白含量提高，粗纖維和粗蛋白的消化率均提高。用黑曲霉素發(fā)酵棕櫚仁粕得到類似的結(jié)果，可以降低纖維素和半纖維素的百分比。段冬洋（2005）利用黑曲霉 As3.4039為菌種發(fā)酵棕櫚仁粕，將培養(yǎng)20小時(shí)的種子液按10%的接種量接入裝有30g固體培養(yǎng)基的容器中，27℃恒溫培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，棕櫚仁粕基質(zhì)中還原糖的含量由2.1%提到到20%，粗蛋白含量由6.49%提高到18.71%，說明黑曲霉可以較大限度地利用棕櫚仁粕中的淀粉及纖維并將其還原成還原糖，并能在棕櫚仁粕基質(zhì)中較好生長(zhǎng)，從而增加了發(fā)酵產(chǎn)品的粗蛋白含量。此外，張恒等（2012）利用從棕櫚粕堆或腐葉處提取篩選的菌種發(fā)酵棕櫚粕也收到較好的效果，發(fā)酵后棕櫚粕粗蛋白的含量增高量達(dá)到58.20%，且能明顯降低粗脂肪、中性洗滌纖維和半纖維素的含量，其降低量分別為52.27%、13.00%和24.66%。而對(duì)發(fā)酵棕櫚粕中的蛋白組分檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵后的棕櫚粕中小肽含量占總蛋白含量的75.74%，說明發(fā)酵可使棕櫚仁粕中的總蛋白部分可以轉(zhuǎn)化為能夠很好吸收的多肽類物質(zhì)。由此可知，發(fā)酵能較大程度地提高棕櫚粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

復(fù)合菌發(fā)酵和二次發(fā)酵主要是通過細(xì)菌、真菌、酵母菌等組合，并在優(yōu)化發(fā)酵條件后對(duì)棕櫚粕進(jìn)行發(fā)酵，這些工藝在提高棕櫚粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)，還能產(chǎn)生氣體風(fēng)味，飼用價(jià)值更高。殷臘生等（2010）利用預(yù)處理后的棕櫚粕為唯一碳源，通過絲狀真菌、釀酒酵母和枯草芽孢桿菌的組合固態(tài)發(fā)酵，使棕櫚粕物料的木質(zhì)纖維含量降低30%以上，粗蛋白含量平均能達(dá)到35%以上，其中多肽含量超過80%，且發(fā)酵過程中，釀酒酵母的繁殖增加了物料中單細(xì)胞蛋白的含量，且鹽桿菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)水解酶將基料中的蛋白質(zhì)分解為了小分子多肽，大大提高了產(chǎn)品蛋白質(zhì)的消化率，且纖維的降低，也提高了產(chǎn)品的適口性，為該發(fā)酵產(chǎn)品在仔豬前期料中的使用奠定了基礎(chǔ)。吳良柱等（2009）利用產(chǎn)朊假絲酵母、白地霉和黑曲霉為混合菌種，固態(tài)發(fā)酵棕櫚仁粕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，棕櫚仁粕經(jīng)二次發(fā)酵后生產(chǎn)的產(chǎn)品，粗蛋白相對(duì)原料有較大的提高，且產(chǎn)品具有特殊的香味，提高了棕櫚粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

5 小結(jié)

棕櫚粕的產(chǎn)量豐富，價(jià)格相對(duì)低廉，是畜禽飼料中一種較為優(yōu)良的原料。盡管其高含量的非淀粉多糖（主要是甘露聚糖）限制了棕櫚粕在保育豬飼料中的使用，但隨著酶制劑產(chǎn)品效果的提升和發(fā)酵工藝的改進(jìn)，棕櫚粕聯(lián)合酶制劑并發(fā)酵后，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及風(fēng)味均有較大改善，使其飼用價(jià)值提高，棕櫚粕在保育豬飼料中的使用成為可能。但目前關(guān)于發(fā)酵棕櫚粕在保育豬飼料中的研究還較少，有待進(jìn)一步研究。