油莎豆粕的營養(yǎng)價(jià)值及其替代部分玉米對(duì)生長豬的飼喂效果研究

師煌偉，王 力，王 璐，賴長華

（動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100193）

飼料資源短缺是目前制約我國飼料工業(yè)發(fā)展的瓶頸 問題之一。提高飼料利用效率、開發(fā)新飼料原料資源是解決此問題的關(guān)鍵途徑。油莎豆（Cyperus Esculentus）亦稱油莎草，屬一年生莎草科莎草屬植物，是一種油脂含量高且產(chǎn)量高的新型經(jīng)濟(jì)作物。原產(chǎn)于非洲及地中海沿岸國家，1960年由保加利亞引入我國栽培，2015年以后其種植才得到大力推廣。油莎豆富含淀粉、油脂、糖類、蛋白質(zhì)和各種微量元素，一般通過壓榨或浸提法提取油脂。取油后的油莎豆餅/粕同樣含有豐富的淀粉、糖類以及蛋白質(zhì)，可直接用作飼料，或用于制糖和釀酒，而糖渣和酒糟也可用作飼料。雖然油莎豆餅/粕作為一種營養(yǎng)豐富的加工副產(chǎn)物，具有很大的飼用潛力，但一直沒有對(duì)油莎豆餅/粕作為飼料資源的開發(fā)研究，對(duì)其飼用營養(yǎng)價(jià)值參數(shù)一無所知，因此限制了油莎豆餅/粕作為飼料資源的應(yīng)用及推廣。本實(shí)驗(yàn)室前期對(duì)油莎豆副產(chǎn)物油莎豆餅、油莎豆粕、油莎豆酒糟以及油莎豆草粉的營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，油莎豆餅/粕的能值及部分化學(xué)營養(yǎng)成分與玉米接近。因此，本試驗(yàn)在對(duì)生產(chǎn)中最常見的一種副產(chǎn)物油莎豆粕進(jìn)行營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究其以不同比例替代基礎(chǔ)日糧中部分玉米對(duì)生長豬生長性能和養(yǎng)分消化率的影響，為油莎豆加工副產(chǎn)物的飼用推廣及玉米的替代方案提供更多的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而緩解我國能量飼料資源短缺的問題。

1 材料與方法

1.1 油莎豆粕對(duì)生長豬的營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)（試驗(yàn)1）

1.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及日糧 選取12頭體重（51.12±3.41）kg的杜×大三元雜交健康去勢(shì)公豬，隨機(jī)分為2個(gè)日糧處理，每個(gè)處理6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬。2個(gè)日糧處理分別為玉米-豆粕基礎(chǔ)日糧和油莎豆粕試驗(yàn)日糧。試驗(yàn)日糧中油莎豆粕替代基礎(chǔ)日糧中供能部分（玉米與豆粕）的25%。日糧養(yǎng)分滿足生長豬營養(yǎng)需要，其組成及營養(yǎng)成分見Wang等。

1.1.2 試驗(yàn)管理和樣品采集 試驗(yàn)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料工業(yè)中心豐寧動(dòng)物試驗(yàn)基地（河北承德九運(yùn)農(nóng)牧有限公司院士工作站）進(jìn)行，試驗(yàn)2同。試驗(yàn)豬置于代謝籠（1.4 m×0.7 m×0.6 m）中單獨(dú)飼養(yǎng)，自由飲水。飼喂量為豬初始體重的4%，分別于每日08:00和15:00分2次等量飼喂。記錄試驗(yàn)豬采食、排糞及生理狀況。飼養(yǎng)溫度控制在（22±2）℃。試驗(yàn)期12 d，試驗(yàn)的具體過程見Wang等。

1.1.3 檢測(cè)指標(biāo)及方法 分別取樣測(cè)定油莎豆粕的營養(yǎng)成分（干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、鈣、磷、淀粉和總能）、日糧的干物質(zhì)和總能、糞和尿樣的總能。取樣及測(cè)定方法見Wang等。消化能、代謝能及總能表觀消化率計(jì)算方法參考Adeola的公式。

1.2 油莎豆粕替代玉米對(duì)生長豬的生長性能和養(yǎng)分表觀消化率的影響（試驗(yàn)2）

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及日糧 采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選取141頭初始平均體重（34.7±2.4）kg的生長豬，隨機(jī)分為4組，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8～9頭豬。對(duì)照組飼喂玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組日糧以10%、15%和20%油莎豆粕替代玉米用量，參考《中國豬營養(yǎng)需要》配制等能等蛋白質(zhì)日糧。日糧組成及營養(yǎng)成分見表1。試驗(yàn)期共28 d，2周稱1次體重。

表1 試驗(yàn)2日糧組成及營養(yǎng)成分

1.2.2 飼養(yǎng)管理和樣品采集 試驗(yàn)期間豬自由采食和飲水。每日觀察豬的健康狀態(tài)，飼養(yǎng)溫度控制在（22±2）℃。每個(gè)階段對(duì)豬只稱重，記錄采食量，并計(jì)算日增重、日采食量以及飼料增重比。試驗(yàn)結(jié)束前3天，每個(gè)重復(fù)每天隨機(jī)收集300～500 g新鮮糞便樣品，-20℃保存。備樣以測(cè)定營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率。

1.2.3 檢測(cè)指標(biāo)及方法 測(cè)定日糧以及糞樣的干物質(zhì)、粗灰分、粗蛋白質(zhì)、酸不溶灰分和總能。酸不溶灰分測(cè)定參照《飼料中鹽酸不溶灰分的測(cè)定》（GB/T 23742-2009 ）進(jìn)行。最后以酸不溶灰分作為內(nèi)源指示劑計(jì)算各營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率。其他指標(biāo)測(cè)定見Wang等。

各營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率=100 %— [糞樣中營養(yǎng)養(yǎng)分含量（%）×日糧中酸不溶灰分含量（%）]/[糞樣中酸不溶灰分含量（%）×日糧中營養(yǎng)養(yǎng)分含量（%）]×100%

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 使用SAS 9.2 統(tǒng)計(jì)軟件中的UNIVARIATE程序檢測(cè)數(shù)據(jù)的異常值。以重復(fù)（欄）作為試驗(yàn)單位，使用GLM模型進(jìn)行方差分析，日糧為固定效應(yīng)，豬為隨機(jī)效應(yīng)，采用Tukey′s進(jìn)行多重比較，CONTRAST程序進(jìn)行線性和二次曲線相關(guān)分析（生產(chǎn)性能的線性和二次性變化趨勢(shì)不顯著，因此表3沒有列出其值）。＜0.05時(shí)為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 油莎豆粕營養(yǎng)價(jià)值及對(duì)生長豬的有效能值 由表2可知，油莎豆粕的淀粉和粗纖維含量高，蛋白質(zhì)含量較低；對(duì)生長豬的總能消化率也較低，只有65.73%，但其有效能如消化能和代謝能值分別為14.61 MJ/kg與13.54 MJ/kg；鈣磷比接近2:1，鈣磷比較平衡。

表2 油莎豆粕的化學(xué)成分及對(duì)生長豬的有效能值

2.2 油莎豆粕替代玉米對(duì)生長豬生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響 由表3可知，在0～14 d，油莎豆粕替代玉米后對(duì)豬的日增重和飼料增重比沒有顯著影響，而對(duì)照組的日采食量比10%和20%替代組分別提高了6.9%和4.9%（＜0.01）。在14～28 d以及0～28 d，不同日糧處理對(duì)豬的日增重、日采食量以及飼料增重比沒有顯著影響。

表3 油莎豆粕替代玉米對(duì)生長豬生長性能的影響

由表4可知，隨著油莎豆粕添加量的增加，干物質(zhì)、有機(jī)物和總能的消化率呈線性降低（＜0.01）。對(duì)照組干物質(zhì)、有機(jī)物以及總能的消化率高于15%和20%替代組（＜0.01）。10%與15%和20%替代組相比，干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)和總能的消化率都高（＜0.01）。總體而言，10%替代組生長豬的養(yǎng)分表觀消化率最好。

表4 油莎豆粕替代玉米對(duì)生長豬營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

3 討 論

3.1 油莎豆粕的營養(yǎng)價(jià)值 本試驗(yàn)所用油莎豆粕的粗脂肪、粗纖維和淀粉含量都較高，蛋白質(zhì)含量5.22%、淀粉含量28.33%，與王璐陽等報(bào)道的結(jié)果一致。油莎豆粕的蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)低于其他常用餅粕及通常定義的蛋白質(zhì)飼料的蛋白質(zhì)范圍（蛋白含量在25%以上），這主要是由于油莎豆本身蛋白質(zhì)含量不高，僅5%～8%。其他油料籽實(shí)榨油后粗脂肪含量較低，如大豆粕1.05%、棉籽粕0.42%、花生粕0.82%、菜籽粕1.57%，而油莎豆粕的粗脂肪含量為13.28%，這主要是由于油莎豆中淀粉含量較高，不利于榨油過程的熱加工預(yù)處理。而且，油莎豆的脫皮、制油工藝落后于其他油料籽實(shí)的榨油工藝，油脂提取程度不高，餅粕中油脂殘留較多。玉米作為能量飼料中占比最大的飼料原料，含70%～75%的淀粉，總能為16.24 MJ/kg，但是遠(yuǎn)低于油莎豆粕的總能21.02 MJ/kg。油莎豆粕比其他油料餅粕類產(chǎn)品的淀粉含量（28.33%）高，其中直鏈淀粉占24.48%，支鏈淀粉占76.42%，與玉米的淀粉組成幾乎一致。原料的有效能值取決于其化學(xué)組分、加工工藝、動(dòng)物因素等。油莎豆粕中含有較高粗脂肪和淀粉是總能偏高的主要原因，但是由于纖維成分會(huì)顯著降低能量利用率，導(dǎo)致其總能消化率只有65.73%，在生長豬的消化能和代謝能也只有14.61 MJ/kg和13.54 MJ/kg，與玉米的消化能14.74 MJ/kg和代謝能14.30 MJ/kg接近。綜上所述，油莎豆粕不適合作為蛋白原料應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)，但其對(duì)生長豬的有效能值與玉米接近，因此具有替代玉米作為能量飼料的潛力。

3.2 不同比例油莎豆粕替代玉米對(duì)生長豬生長性能及表觀消化率的影響 與玉米相比，油莎豆粕中含有更多的纖維成分。當(dāng)日糧中纖維水平過高時(shí)，會(huì)刺激口腔、舌頭從而導(dǎo)致飼料適口性下降，并且會(huì)引起飽腹感使豬提前終止進(jìn)食，導(dǎo)致動(dòng)物采食量下降，這解釋了0～14 d 所有替代組的日采食量低于基礎(chǔ)日糧組。在14～28 d，不同處理間日采食量差異縮小且差異不顯著，一方面是由于豬在14 d后適應(yīng)了日糧，采食量恢復(fù)；另外一方面是由于豬的胃腸道系統(tǒng)逐漸發(fā)育成熟，纖維對(duì)其采食量的影響變小。油莎豆粕油脂含量較高，因此替代組中較為明顯的另一個(gè)變化就是日糧中粗脂肪含量增加。Kil等研究也發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，8%大豆油組生長豬的生長性能并未受到影響。這是由于油莎豆粕中油酸、亞油酸占比超過80%，均為不飽和脂肪酸，而不飽和脂肪酸多被機(jī)體代謝用于維持需要，不會(huì)沉積為體組織。因此，由油莎豆粕添加造成的粗脂肪含量增加并不直接影響豬的生長，各處理組生長性能并無差異。

一般而言，日糧中纖維含量的增加會(huì)降低豬的營養(yǎng)物質(zhì)消化率。但是本研究發(fā)現(xiàn)，10%替代組的豬養(yǎng)分消化率最高，與生長性能部分結(jié)果一致，即10%替代組的飼料轉(zhuǎn)化效率在4個(gè)處理組中最高。使用油莎豆粕替代玉米會(huì)使日糧中纖維含量增加。Lawrence等報(bào)道，適當(dāng)提高飼料中的纖維水平，并不會(huì)降低生長豬對(duì)粗蛋白質(zhì)和能量的消化率，甚至?xí)蟹e極影響，而當(dāng)纖維水平過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致消化率下降。纖維由于其理化特性，不易被小腸消化吸收，是后腸道微生物發(fā)酵的主要底物。適當(dāng)?shù)睦w維攝入可以增加后腸道微生物多樣性及微生物發(fā)酵，從而提高豬的全腸道消化率。但是過高的纖維水平會(huì)抑制消化酶活性以及消化酶與腸道食糜內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的酶促反應(yīng)，從而導(dǎo)致15%替代組以及20%替代組的有機(jī)物和能量的消化率下降。Liu等研究表明，飼料中添加油脂會(huì)提高育肥豬的營養(yǎng)物質(zhì)消化率。而本試驗(yàn)中油莎豆粕的替代比例從10%增加到20%，日糧的粗脂肪含量隨之上升，各營養(yǎng)物質(zhì)的消化率卻明顯下降，這可能是由于纖維含量的增加在替代比例到15%、20%時(shí)就超過了此時(shí)豬的耐受界限，除了降低消化酶活性及酶促反應(yīng)外，纖維也增加了食糜轉(zhuǎn)運(yùn)速率，使食糜與消化酶接觸時(shí)間減少，降低了其營養(yǎng)物質(zhì)消化率。這種負(fù)面效應(yīng)遠(yuǎn)比油脂含量增加可能帶來的正面效應(yīng)要大，導(dǎo)致15%、20%替代組的營養(yǎng)物質(zhì)消化率下降。如果生產(chǎn)中使用較高比例油莎豆粕，結(jié)合消化酶以降低纖維帶來的負(fù)面效果可能會(huì)更好。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，油莎豆粕對(duì)生長豬的消化能和代謝能分別為14.61 MJ/kg和13.54 MJ/kg，可以作為一種能量原料替代部分玉米；綜合考慮生長豬的生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率，油莎豆粕替代玉米的最適比例為10%。