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不同儲存時間小麥在生長豬上營養價值評定

來源: 動物營養學報    作者:    時間: 2021-08-24

   摘要: 本試驗旨在研究不同儲存時間小麥在豬上的消化能和營養物質消化率。試驗于2016年在河北省國家糧倉分別采集2012、2013、2014、2015和2016年收獲的小麥樣品。試驗1:選取30頭初始體重為(45.2±1.5)kg杜×長×大三元雜交健康去勢公豬,采用全收糞法測定5個小麥樣品的消化能和營養物質表觀全腸道消化率。試驗2:選用6頭初始體重為(32.6±1.2)kg裝有簡單T型瘺管的杜×長×大三元雜交健康去勢公豬,采用6×6拉丁方試驗設計,測定5個小麥樣品中氨基酸的表觀和標準回腸消化率以及淀粉的表觀回腸消化率。結果表明:儲存時間顯著影響小麥的消化能以及總能、粗蛋白質和中性洗滌纖維表觀全腸道消化率(P < 0.05)。2012—2016年小麥對生長豬的消化能分別為14.16、14.11、14.06、14.43和14.06 MJ/kg。2015年小麥的消化能以及總能和中性洗滌纖維表觀全腸道消化率顯著高于其他年份小麥(P < 0.05),2015年小麥的粗蛋白質表觀全腸道消化率顯著高于2014和2016年小麥(P < 0.05)。從氨基酸表觀和標準回腸消化率來看,2015年小麥多種氨基酸的表觀和標準回腸消化率均處在較高水平。綜上可知,以河北省國家糧倉儲存的小麥為研究對象,儲存1年后對于生長豬的營養價值最佳,其后隨儲存時間延長,小麥的營養價值降低。

  關鍵詞: 陳化小麥 消化能 氨基酸消化率 生長豬 儲存年份

  受“新冠”和“非瘟”雙疫情的影響,玉米價格持續上升,小麥市場穩中有跌,越來越多的飼料企業和養豬企業將小麥作為能量飼料替代玉米。長期儲存的小麥不適合作為人的口糧,其消費用途應轉向飼料與工業[1]。因此,準確評價不同儲存時間的小麥的飼用價值具有重要的意義。小麥的營養價值受眾多因素的影響,如播種時間、加工方式、評價方法和種植環境等[2-6]。糧食收獲后,在其自身的呼吸作用下,水分、淀粉和蛋白質等化學成分會發生變化,隨儲存時間的延長,易受到霉菌毒素的污染而無法作為人的口糧[7-9]。研究表明,飼糧中添加60%陳化玉米時,生長豬的生長性能和營養物質消化率與對照組相比沒有顯著差異[10]。陳化小麥生料酒精發酵的研究表明,與新收獲小麥相比,陳化小麥同樣適用于酒精生產[11]。然而,很少有研究評價不同儲存時間的陳化小麥對于豬的營養價值。推進農業供給側結構性改革,將陳化小麥作為飼料原料可以減少糧食在儲存過程中所造成的經濟損失,降低國家的財政負擔,同時還可以緩解國家糧食儲備壓力,響應國家的儲備糧“去庫存”政策。因此,本試驗擬評定不同儲存時間小麥在生長豬上的營養價值,以期為其在生長豬飼料配方中的合理利用提供數據支持。

  1 材料與方法

  1.1 試驗材料

  本試驗中所用的小麥種植于河北省,于收獲當年(2012、2013、2014、2015和2016年)入庫河北省隆化縣儲備糧倉(河北省承德市隆化縣357省道北側;北緯41°72′,東經117°09′;溫帶季風氣候),使用編織袋分袋封口包裝(每袋40 kg),不同年份的小麥分別儲存在不同的磚砌平房倉內,倉房內側空間長15.8 m、寬11.2 m、高7.8 m,通風良好,儲存條件符合相關國家標準[12]。小麥樣品采集于2016年,所有小麥樣品的采集均使用點收集法,每5袋作為1個取樣單位,每個取樣單位隨機選擇包裝袋取樣,得到樣品約40 kg,混勻后縮樣至30 kg。分別從10個不同取樣單位采集不同儲存時間的樣品各300 kg,從中各取1 kg樣品混合均勻后粉碎備用。剩余小麥樣品混合均勻,運往動物試驗基地進行動物試驗。

  1.2 試驗設計和飼養管理

  試驗1:采用完全隨機試驗設計,選取30頭初始體重為(45.2±1.5) kg的杜×長×大三元雜交去勢公豬,使用全收糞法進行消化試驗。將30頭豬按照平均體重相近的原則隨機分配到5個試驗飼糧處理中,每個處理6個重復,每個重復1頭豬。5個小麥樣品分別為5種試驗飼糧中唯一的供能組分。通過直接法計算5個小麥樣品的消化能和營養物質消化率。試驗期共19 d:在正式試驗前試驗豬先于代謝籠中適應7 d,飼喂普通的生長豬全價飼糧;正試期12 d,飼喂試驗飼糧,前7 d為預試期,后5 d為糞收集期。試驗2:采用6×6拉丁方試驗設計,選取6頭初始體重為(32.6±1.2) kg的裝有簡單T型瘺管的杜×長×大三元雜交去勢公豬,分別飼喂1種無氮飼糧和5種小麥飼糧。飼糧中添加0.30%的三氧化二鉻(Cr2O3)作為外源指示劑,通過指示劑法計算5個小麥樣品的粗蛋白質和氨基酸的表觀和標準回腸消化率以及淀粉的表觀回腸消化率。試驗共6期,每期持續7 d,其中前5 d為飼糧適應期,后2 d為食糜收集期。動物試驗在農業農村部飼料工業中心豐寧動物試驗基地(河北承德九運農牧有限公司院士工作站)進行,按照農業部飼料效價與安全監督檢驗測試中心(北京)的豬飼料營養價值評價技術規程進行所有試驗操作。試驗豬放置于代謝籠(1.4 m×0.7 m×0.6 m)中,單籠飼喂,自由飲水。試驗期間每天按照其初始體重4%的飼喂量進行飼喂,于每天08:30和15:30分2次等量飼喂。試驗飼糧的營養水平參照《豬飼養標準》(NY/T 65—2004)[13]推薦值進行設計。試驗飼糧的組成見表 1。

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  1.3 樣品制備與分析

  1.3.1 樣品的制備

  試驗1采用全收糞法收集樣品。糞收集期開始時,將收糞盤放置在豬籠漏縫板下,保證豬所排的糞全部落入收糞盤中。結束后將收集的糞進行稱重,于65 ℃烘箱中烘72 h至風干狀態,回潮24 h后至恒重,粉碎過60目篩,裝袋備用。試驗2在每期的第6天和第7天的08:00—18:00,使用橡皮筋將樣品收集袋固定在瘺管上。每隔30 min更換1次收集袋以防止食糜發酵,換下的收集袋立刻轉移到-20 ℃冰柜。試驗結束后將每頭豬在每一期的食糜混合,然后取500 mL使用凍干機進行真空冷凍干燥,最后放置于4 ℃儲存室待檢。

  1.3.2 樣品的分析

  樣品中干物質、粗蛋白質、粗脂肪、總淀粉、粗灰分、鉻和18種氨基酸含量分別按照GB/T 6435—2006[14]、GB/T 6432—1994[15]、GB/T 6433—2006[16]、GB/T 5009—2006[17]、GB/T 6438—2007[18]、GB/T 13088—2006[19]和GB/T 18246—2000[20]中方法測定;中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量按照Van Soest等[21]報道的方法進行測定;總能按照國際標準ISO9831:1998推薦的方法使用氧彈式測熱儀(Parr 6300 Calorimeter,美國)測定。使用配備熒光檢測器(Agilent 1100,Agilent Technologies,美國)的高效液相色譜儀定量樣品中的霉菌毒素含量。

  1.4 計算公式

  消化能和營養物質表觀全腸道消化率的計算公式參照Adeola[22],具體如下:

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  1.5 統計方法

  采用SAS 9.2統計分析軟件,數據先用UNIVARITE程序進行正態性檢驗和異常值檢測,然后用GLM模型對數據進行單因素方差分析。每1頭豬作為1個試驗單元,試驗飼糧作為固定效應,用LSMEANS語句計算均值,差異顯著時用Tukey法進行多重比較,采用正交多項式對比法(orthogonal polynomial contrasts)檢測不同儲存時間下小麥樣品的線性和二次效應,P < 0.05為差異顯著,0.05 < P < 0.10為有差異的趨勢。

  2 結果

  2.1 不同儲存時間小麥的理化指標

  由表 1可知,5個入庫年份小麥中干物質、總能、淀粉、粗蛋白質、中性洗滌纖維、賴氨酸、蛋氨酸、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和維生素E含量的變化范圍分別為87.08%~88.60%、16.02~16.40 MJ/kg、60.46%~63.91%、12.37%~13.87%、10.44%~13.32%、0.33%~0.35%、0.20%~0.22%、5.62%~6.14%、17.23%~20.10%和6.52~13.30 mg/kg,其中2016年小麥中干物質、總能、淀粉、中性洗滌纖維、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和維生素E含量最高,隨儲存時間的延長,小麥中維生素E含量降低。

  2.2 不同儲存時間對小麥消化能和營養物質消化率的影響

  表 3所示為不同儲存時間小麥的消化能和營養物質消化率。5個入庫年份小麥的消化能范圍為14.06~14.43 MJ/kg。2015年小麥的消化能以及總能和中性洗滌纖維表觀全腸道消化率顯著高于其他年份小麥(P < 0.05),2015年小麥的粗蛋白質表觀全腸道消化率顯著高于2014和2016年小麥(P < 0.05),與2012和2013年小麥差異不顯著(P>0.05)。儲存時間的延長線性降低了小麥的淀粉表觀回腸消化率(P=0.05),對消化能和其他營養物質表觀全腸道消化率沒有規律性(線性或二次)影響(P>0.05)。

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  2.3 不同儲存時間對小麥氨基酸表觀和標準回腸消化率的影響

  表 4所示為不同儲存時間小麥的氨基酸表觀回腸消化率(AID)。2016年小麥的組氨酸表觀回腸消化率顯著高于2012和2013年小麥(P < 0.05),2015年小麥的亮氨酸和天冬氨酸表觀回腸消化率顯著高于2012和2013年小麥(P < 0.05),2015年小麥的賴氨酸和半胱氨酸表觀回腸消化率顯著高于2012、2013和2014年小麥(P < 0.05),2015年小麥的苯丙氨酸表觀回腸消化率顯著高于2013和2014年小麥(P < 0.05),2015年小麥的蘇氨酸表觀回腸消化率顯著高于2012年小麥(P < 0.05),2015年小麥的色氨酸表觀回腸消化率顯著高于2012和2014年小麥(P < 0.05),2015年小麥的丙氨酸表觀回腸消化率顯著高于2012、2013和2016年小麥(P < 0.05),同時2013年小麥的丙氨酸表觀回腸消化率顯著低于其他年份小麥(P < 0.05),2012、2013和2015年小麥的甘氨酸表觀回腸消化率顯著高于2014和2016年小麥(P < 0.05)。

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  表 5所示為不同儲存時間小麥的氨基酸標準回腸消化率。2016年小麥的組氨酸標準回腸消化率顯著高于2012年小麥(P < 0.05),2015年小麥的亮氨酸和天冬氨酸標準回腸消化率顯著高于2012和2013年小麥(P < 0.05),2015和2016年小麥的賴氨酸標準回腸消化率顯著高于2014年小麥(P < 0.05),2015年小麥的苯丙氨酸標準回腸消化率顯著高于2013年小麥(P < 0.05),2015年小麥的蘇氨酸和絲氨酸標準回腸消化率顯著高于2012年小麥(P < 0.05),2015和2016年小麥的色氨酸標準回腸消化率顯著高于2012年小麥(P < 0.05),2015年小麥的丙氨酸標準回腸消化率顯著高于2012、2013和2016年小麥(P < 0.05),同時2013年小麥的丙氨酸標準回腸消化率顯著低于其他年份小麥(P < 0.05),2015年小麥的半胱氨酸標準回腸消化率顯著高于2012、2013和2014年小麥(P < 0.05),2012和2015年小麥的甘氨酸標準回腸消化率顯著高于2014和2016年小麥(P < 0.05)。

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  3 討論

  長期儲存的糧食會發生一系列生理和生化變化,例如酶活性降低、結構松弛、化學成分發生變化等,儲存不當還會導致霉菌毒素含量上升,從而影響其營養價值,無法作為口糧食用[24]。本研究測得的小麥樣品的化學成分含量與NRC(2012)[25]中報道的數據接近,同時霉菌毒素含量符合國家標準《飼料衛生標準》[26]的規定,可以作為飼料原料使用。小麥與玉米的能量水平接近,同時有更高的粗蛋白質含量,以小麥作為能量飼料替代玉米還可以減少蛋白質補充料(如豆粕等)的使用,從而降低成本[2]。研究表明,儲存不當時玉米比小麥更容易發生霉變,霉菌毒素含量超標會對豬和家禽產生很大的危害[24, 27]。因此,當玉米價格上漲時,陳化小麥可以作為能量飼料替代玉米的使用,合理利用陳化小麥可帶來更多的經濟效益。

  研究表明,谷物中淀粉的結構會隨儲存時間的延長而方生變化。玉米儲存超過2個月后,其支鏈淀粉含量會隨儲存時間的延長而降低,而直鏈淀粉含量則會升高;玉米儲存超過6個月后,淀粉的峰值黏度和糊化焓變隨儲存時間的延長而降低,結晶度的百分比隨儲存時間的延長而增加[28-29]。本試驗中,儲存時間的延長線性降低了淀粉的表觀回腸消化率,淀粉結構和類型的改變是導致其消化率發生變化的主要原因。郭盼盼[30]研究了小麥不同儲存時間對育肥豬有效能值和營養物質消化率的影響,結果表明,與儲存9和12個月的小麥相比,儲存3~6個月的小麥對育肥豬的營養價值更高,同時發現小麥中性洗滌纖維含量隨著儲存時間的延長而升高,非淀粉多糖含量隨著儲存時間的延長而降低。以上研究的儲存時間跨度為1年以內,本試驗研究了儲存時間超過1年時小麥的營養成分變化及生長豬對能量和營養物質的消化率隨儲存時間的變化,結果表明,儲存時間未對小麥的化學組成、消化能和營養物質消化率產生規律性(線性或二次)影響。儲存時間的跨度以年為單位是導致本研究結果與以上參考文獻不一致的原因,正常儲存時間超過1年以后,小麥主要的化學組成和有效能值不會發生顯著的變化。儲存時間是影響維生素穩定性的原因之一,本研究發現,隨儲存時間的延長,小麥中維生素E的含量降低。孔凡科等[31]研究發現,處理時間的延長顯著提高了預混料中維生素E的損失率。使用陳化小麥作為飼料原料時,可以通過在預混料中添加維生素E來滿足畜禽的營養需要。本研究發現,2014年小麥的賴氨酸消化率、2012年小麥的蘇氨酸和色氨酸消化率低于其他年份小麥,針對這一情況,同樣可以通過配料時補充外源氨基酸來滿足豬的營養需要[25]。

  由于采樣量的限制,本研究并未通過大群生長試驗探究陳化小麥對豬生長性能的影響。研究表明,飼糧中添加陳化玉米會降低仔豬的采食量,造成仔豬肝臟和空腸的氧化損傷[24],還會降低肉雞的生長性能和肉品質[27]。很少有研究直接報道陳化小麥對畜禽生長性能的影響,筆者認為,與玉米相比,小麥更易儲存,不易受到霉菌毒素的污染,因此陳化小麥比陳化玉米能發揮更大的營養價值。同時有文獻報道,通過添加抗氧化劑或生物活性物質(如谷胱甘肽酵母粉)等可以緩解陳化玉米對畜禽生長的負面效應[32]。在使用陳化小麥作為飼料原料時,可以通過添加外源酶制劑或制粒處理緩解纖維和多糖的負營養作用,提高小麥的營養物質消化率和有效能值,進而促進豬的生長,達到最佳的飼喂效果[4]。

  4 結論

  ① 河北省國家糧倉儲存的2012—2016年小麥對生長豬的消化能分別為14.16、14.16、14.06、14.43和14.06 MJ/kg。

  ② 對于河北省國家糧倉儲存的小麥,收獲后儲存1年對于生長豬的營養價值最佳,超過1年后,小麥的營養價值降低。

  參考文獻(略)

 
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