玉米豆粕减量替代的关键点及推荐方案
本文将对市场主流的玉米替代方案进行分析,以期给大家参考。
玉米高价运行,谷物替代迫切, 必须重点关注动物肠道健康
众所周知,玉米主要替代物小麦、大麦中含有大量的非淀粉多糖,其中水溶性非淀粉多糖最容易在肠道中形成凝胶样粘稠物,肠道内容物粘稠度增高,影响食糜与肠道绒毛的接触,进而影响养分的主动扩散和吸收,不仅降低营养物质的消化率,同时还会影响肠道菌群平衡。
不同谷物对肠道内容物粘稠度的影响
粘稠度是指一种物质对内部液体的抗性,被描述为胶状、粘稠、粘浆状或粘稠。粘稠度的度量单位是“厘泊”符号为cps。食糜粘稠度与可溶性非淀粉多糖的含量呈正相关。前肠中,玉米-豆粕食糜的粘稠度为1.5-4.5。(N. E. Ward, 1996)
不同谷物对肠道菌群的影响
谷物内的可溶性非淀粉多糖导致食糜粘稠度增加,食糜在肠道内的停留时间延长,为肠道细菌提供丰富的营养物质,有害微生物数量增加及其对肠道粘膜的损伤加大,从而影响肠道健康。C. B. Annett等(2002)研究了小麦、大麦和玉米日粮对A型产气荚膜梭菌体外增殖的影响,结果显示消化的小麦和大麦日粮中的细菌增殖显著高于消化玉米日粮;与玉米日粮相比,小麦和大麦日粮饲喂肉鸡,其坏死性肠炎的发病率较高,其原因是小麦和大麦日粮增加了产气荚膜梭菌的增殖。众多研究也已证实日粮内非淀粉多糖增加肠道有害菌的数量,见下表3-4.
因此,肉鸡产气荚膜梭菌攻毒试验或建立肉鸡坏死性肠炎模型时,多采用小麦基础日粮,原因就是因为小麦日粮增加了肠道食糜的粘度,有利于产气荚膜梭菌的增殖。
饲料无抗时代,当下玉米价格高位运行,谷物替代必须考虑对肠道健康的挑战;因此,首先要选择优秀的非淀粉多糖酶和内源酶复合的酶制剂产品来降低食糜中非淀粉多糖的含量,同时要考虑对肠道病原菌有明确高效抑制作用的益生菌类产品,从而综合提高谷物的利用及维护肠道菌群平衡。
饲料原料价格走高,特别是玉米、豆粕和豆油价格达到历年来的新高,饲料厂和牧场成本压力陡增。农业农村部也推出了玉米豆粕减量替代的通知。为了降低养殖成本,保证饲料粮的供应和价格稳定,玉米和豆粕的替代成为必然。
01 市场主流的玉米替代方案
目前,部分大企业具有成熟的玉米替代技术,然而很多的中小企业由于技术储备和地域问题,仍然不能有效大胆地使用替代谷物。市场上能够大量替代玉米的谷物有小麦、大麦、高粱、陈化稻谷等,主流的替代方案如表1。
表1:市场上玉米主流的替代方案
小麦日粮的应用相对成熟,很多企业已经在推广全小麦日粮。
由于小麦日粮的成本低,很多使用浓缩料/预混料的牧场开始更换全价料,这也促使浓缩料和预混料的企业不得不推出小麦型农场建议配方。沿海地区有使用大麦和高粱的优势,然而配方使用量不大,20%左右的添加量较为常见。
由于稻谷中稻壳含量高(25-30%),富含木质素且坚硬,饲料厂一般使用量在10-15%左右。糙米由于脱壳处理不干净,批次差异大,粉碎后易氧化等问题,一般用量也在30%左右。为了更大的节省成本,使用稻麦(85%稻谷+15%小麦)和糙麦(85%糙米+15%小麦)的厂家,会进一步用小麦替代玉米。建议饲料厂家购买糙麦使用,或者稻麦进行脱壳处理使用。
02 主流替代方案的NSP分析
替代原料中的抗营养因子是造成替代原料使用效果不稳定,畜禽生长成绩差的主要原因。非淀粉多糖(NSP)是其中最主要的一类。对表1中的日粮进行NSP组成分析,如图1。
图1:不同玉米替代日粮里主要NSP组成
从图1可以发现,各种日粮中木聚糖和纤维素含量均较高,而大麦日粮的葡聚糖含量较为突出。
高粱日粮的NSP组成跟玉米日粮差异不大,但是其醇溶蛋白含量高(55-70%),不仅自身消化率低,还影响淀粉的消化。另外,高粱中的单宁也会影响动物采食量及营养物质的消化。Pan L等的研究认为高粱的代谢能和消化能均与单宁含量成负相关,1%的单宁会造成能量降低200Kcal左右。稻麦和糙麦日粮中NSP更多是取决于小麦的添加量。
不同原料中的NSP不仅组成复杂,而且排列相互交错。另外,酶具有专一性,不同的NSP酶的作用位点不同,复合酶才能解决复杂的问题,如图2(Raza,2019)。
图2:不同酶制剂对日粮纤维的作用位点
Torres-Pitarch针对酶在断奶仔猪和生长肥育猪的作用效果做了meta分析,如表2和3. 从中我们可以发现,植酸酶和木聚糖酶在断奶仔猪阶段效果最为显著。
表2:酶制剂在断奶仔猪中的meta分析
表3:酶制剂在生长肥育猪中的meta分析
然而,考虑断奶应激造成内源酶活性的降低,需要补充内源蛋白酶和淀粉酶。
另外,甘露聚糖酶和半乳糖苷酶也需要考虑,因为这两个NSP会造成免疫抑制和仔猪的胀气腹泻。在生长育肥猪中,复合酶相对单酶表现出更为稳定和优秀的效果。
03 替代谷物使用量建议
替代谷物的最大添加量是很多人关注的话题。堪萨斯州立大学的研究表明,小麦,玉米,大麦,高粱等谷物在猪料中使用没有用量限制。
然而,实际使用过程中需要考虑饲料厂对原料的分析能力,精准动态的数据库建立,原料的品质和稳定性,生产工艺调整等因素,所以结合市场调查和建明技术人员使用经验,下表4-5给出了各畜种的安全使用添加量。需要明确的是,添加量不是固定的,饲料厂需要根据自身情况进行调整。
表4:猪料和白鸡各阶段替代谷物添加量建议
表5:黄鸡和鸭各阶段替代谷物添加量建议
04 复合酶是关键一环
目前,能否安全高效的替代玉米是决定饲料厂利润和竞争力的关键。选择一款优秀的复合酶解决复杂日粮中NSP问题只是玉米替代方案中的关键一环。
然而,通过复合酶解决日粮中的NSP问题只是玉米替代的一个关键环节,下图1中的因素在玉米替代中均至关重要。本文将对这些关键点进行详细梳理和提出具体的解决方案。
图1 玉米替代的关键影响因素
05 替代原料的营养分析
原料营养的动态精准分析是替代原料使用的基石。
通过汇总CVB2019,中国饲料成分2019,法国INRA2004,某氨基酸企业和某饲料企业的数据库,调整干物质为87%,做了主要替代原料与玉米能值和标准回肠可消化氨基酸的对比,如表1-3。
表1:替代谷物猪净能与玉米的差异
表2:替代谷物禽代谢能与玉米的差异
表3:替代原料的蛋白及氨基酸分析
由于替代原料的变异度较大,动态的分析能量和可消化氨基酸十分有必要。标准回肠可消化氨基酸的分析相对比较容易。
常见数据库对原料标准回肠氨基酸(SID AA)消化率差异不大,一般是按照固定的SID AA与蛋白的比率或者SID AA与对应总氨基酸的比值进行动态的折算。能量分析相对比较复杂,如图2所示。
图2:动态猪净能分析方程对比
不同数据库给出了不同的猪净能分析方程,但是由于方程中一般涉及消化能或者代谢能,所以一般饲料厂没办法直接使用。
个人比较推荐CVB的净能计算方法。
CVB中原料的营养指标跟中国的原料相对接近,而且净能的分析方程是根据不同原料常见的分析指标进行方程的推算。实际应用过程中,CVB的方法也得到了很多营养师的验证和认可。
06 陈化对营养物质消化率的影响
如表4-5和图3所示(农业部饲料工业中心),玉米和小麦主要营养物质的消化率在后熟化以后最高,随着陈化时间的延长,营养物质的消化率逐渐降低。
表4:陈化对玉米营养物质消化率的影响
表5:陈化对小麦营养物质消化率的影响
图3:储藏时间对小麦氨基酸消化率的影响(年)
陈化也会造成小麦主要氨基酸消化率的降低。
当前市场上流通的小麦和稻谷产品均是陈化粮。
每年6-9月,陈化玉米也会大量使用。有经验的营养师在使用陈化粮时,通常会对营养物质消化率打折3-5%,目前原料价格高企的情况下,是一笔不小的损失。为了最大限度的降低成本和稳定使用效果,选择具有高效淀粉酶和蛋白酶的复合酶制剂产品是一种好的方案。
Setiawan等人的研究表明,淀粉酶可以将陈化玉米中淀粉的消化率提升至新玉米的水平。Lee等对蛋白酶的综述表明,蛋白酶平均可以提高2%左右的氨基酸消化率,而建明的蛋白酶对氨基酸的消化率有3%左右的提升。
07 加工工艺及其它影响因素
饲料厂使用替代原料普遍面临如下问题:
①底物复杂,普通NSP酶无法精准解决其抗营养因子问题;
②高温制粒,普通酶无法耐受;
③补充的内源酶耐酸性差,无法过胃;
④原料来源复杂,营养成分变异大,导致饲料品质不稳定;
⑤陈化导致谷物原料消化率变差,尤其是蛋白。
针对以上问题,建明对八宝威®FHS产品进行升级。
针对典型替代谷物原料,进行酶谱优化,酶活加强,核心包被处理,以及补充缓释淀粉酶和蛋白酶。考虑每个饲料厂玉米的替代方案不同,且随着行情的变化会有所调整,建明可以做到用一种酶覆盖所有日粮,只是根据实际情况对添加量进行调整,如表6。
表6:八宝威®FHS 针对不同动物及日粮添加量推荐表
高粱日粮可以参考玉米豆粕日粮的酶制剂添加量,高粱用量大于20%,考虑补充蛋白酶。稻谷和小麦混合日粮主要是根据小麦用量选择酶制剂添加量,并严格控制稻谷用量在10-15%为宜,糙米产品可适度增加用量。
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