高郵鴨對豆粕和豌豆蛋白粉的氨基酸消化率的比較研究

周根來，楊曉志，殷潔鑫，左偉勇

(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇泰州 225300；2.江蘇省現(xiàn)代畜牧與新獸藥工程技術(shù)中心/江蘇省獸用生物制藥高技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇泰州 225300)

豆粕作為最常用的植物性蛋白飼料，其價格波動頻繁對養(yǎng)殖成本控制影響大，需求與實(shí)際供給間的缺口較大，畜禽飼糧配制也普遍依賴于使用豆粕。因此，加快豌豆蛋白粉等非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料資源的利用具有重要的實(shí)踐價值[1]。氨基酸含量及組成比例是評定飼料營養(yǎng)價值的一個重要指標(biāo)，對蛋白原料在飼糧中的合理利用具有重要指導(dǎo)意義。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)數(shù)據(jù)顯示，2012年世界干豌豆總產(chǎn)量986.18萬t。豌豆制作粉絲后的廢水含20%～30%的蛋白質(zhì)，經(jīng)回收處理后得到豌豆蛋白粉[2]。我國是世界第二大豌豆生產(chǎn)國，山東、江蘇等地豌豆蛋白粉具有較豐富的資源。豌豆蛋白粉也已被納入最新《飼料原料目錄》，但缺乏其營養(yǎng)成分的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究。高郵鴨是中國著名的肉蛋兼用品種，在國內(nèi)具有較大的養(yǎng)殖量，本研究結(jié)果將對高郵鴨利用豆粕和豌豆蛋白粉提供應(yīng)用研究資料。目前，有關(guān)鴨對豌豆蛋白粉氨基酸消化率的研究還未見報(bào)道，實(shí)際應(yīng)用時缺乏數(shù)據(jù)參考。因此，本試驗(yàn)以豆粕為參照，測定豌豆蛋白粉的常規(guī)養(yǎng)分及在高郵鴨體內(nèi)的氨基酸利用情況，評價豌豆蛋白粉作為蛋白質(zhì)飼料原料應(yīng)用的可行性，為其在家禽飼糧中合理應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

目前，測定飼料氨基酸利用率的主流方法有標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率法(SID)[3-4]、強(qiáng)飼法[1]和體外仿生法[5]等。SID法避免了回腸末端發(fā)酵作用對糞中氨基酸的影響，結(jié)果穩(wěn)定可靠且具有可加性。體外仿生法具有簡便、快捷、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，但因與畜禽消化道的差異，不能真實(shí)反映飼料的消化率[5]。強(qiáng)飼法因方便、快速、易控也常被用于氨基酸消化率的測定，Sibbald和趙峰等的研究均表明強(qiáng)飼法可用于鴨飼料氨基酸真消化率的測定[6-7]。內(nèi)源氨基酸排泄量可以通過饑餓法(FAS)[1]、無氮日糧法(NFD)[8]、酶解酪蛋白法(EHC)[9-10]、差量法[11-12]等方法測定。相比較其他方法，F(xiàn)AS法是一種簡單而經(jīng)典的方法，成本較低，易于測定。因此，本試驗(yàn)選用饑餓—強(qiáng)飼法比較測定高郵鴨對豌豆蛋白粉和豆粕的真氨基酸消化率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇20周齡平均體質(zhì)量為(2.52±0.18) kg的高郵鴨公鴨18羽，隨機(jī)分成3個處理，每個處理6個重復(fù)，每個重復(fù)1羽。處理1為豌豆蛋白粉強(qiáng)飼組；處理2為豆粕強(qiáng)飼組；處理3為饑餓組，用以測定內(nèi)源氨基酸損失。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用的豆粕產(chǎn)自江蘇省南通市，豌豆蛋白粉產(chǎn)自山東省煙臺市。所用豌豆蛋白粉和豆粕的常規(guī)養(yǎng)分含量和氨基酸組成見表1、表2。從生產(chǎn)廠家倉庫中抽取具有代表性的樣品，粉碎過篩后用四分法制樣，保存于樣品袋中待測。

1.3 代謝試驗(yàn)

試驗(yàn)鴨按照鴨場常規(guī)管理模式進(jìn)行單籠飼養(yǎng)，自然通風(fēng)和光照。利用強(qiáng)飼法測定消化率，其具體過程包括適應(yīng)期 48 h，飼喂基礎(chǔ)配合飼糧；禁飼排空36 h后強(qiáng)飼組分別強(qiáng)飼各待測飼料，饑餓組空腹，自由飲水；再收集排泄物36 h。

表1 豆粕和豌豆蛋白粉的常規(guī)養(yǎng)分含量 %，干物質(zhì)基礎(chǔ)

表2 豆粕和豌豆蛋白粉氨基酸組成及含量

強(qiáng)飼時，參考前人經(jīng)驗(yàn)[1，13]，在傳統(tǒng)TME法[14]基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，預(yù)先準(zhǔn)確稱取60 g豌豆蛋白粉或豆粕，用簡易強(qiáng)飼器進(jìn)行填飼。強(qiáng)飼結(jié)束后，每只代謝籠下放上集糞盆進(jìn)行全收糞，每12 h收集1次排泄物。收集排泄物時，先用鑷子夾取糞樣中的羽毛及污染物，再用刮糞板將全部排泄物刮入大號培養(yǎng)皿內(nèi)，并用10% H2SO4(加10 mL/100 g)處理糞樣，置于0～4 ℃冰箱內(nèi)保存。收集結(jié)束后將3次排泄物集中置于烘箱65 ℃下烘干至恒質(zhì)量，室溫下放置回潮24 h，準(zhǔn)確稱質(zhì)量后粉碎過40目篩制得風(fēng)干樣品。

1.4 樣品測定及計(jì)算方法

1.4.1 測定指標(biāo) 飼料樣品測定的指標(biāo)及方法：水分(GB/T 6435—2014《飼料中水分的測定》)、粗蛋白(GB/T 6432—1994《飼料中粗蛋白測定方法》)、粗脂肪(GB/T 6433—2006《飼料中粗脂肪的測定》)、粗纖維(GB/T 6434—2006《飼料中粗纖維的含量測定 過濾法》)、粗灰分(GB/T 6438—2007《飼料中粗灰分的測定》)、鈣(GB/T 6436—2002《飼料中鈣的測定》)、總磷(GB/T 6437—2002《飼料中總磷的測定》)和氨基酸(GB/T 18246—2000《飼料中氨基酸的測定》)，排泄物樣品測定指標(biāo)有水分和17種氨基酸。氨基酸用日立L-8500A氨基酸分析儀測定。

1.4.2 計(jì)算方法 待測飼料中氨基酸消化率按下式計(jì)算：

氨基酸表觀消化率=[(食入氨基酸-排泄物中氨基酸含量)/食入氨基酸]×100%；

氨基酸真消化率=[(食入氨基酸-排泄物中氨基酸含量+內(nèi)源氨基酸)/食入氨基酸]×100%。

待測飼料中可消化氨基酸含量按下式計(jì)算：

飼料表觀可消化氨基酸含量(mg/g) =飼料氨基酸含量(mg/g) ×飼料氨基酸表觀消化率(%)；

飼料真可消化氨基酸含量(mg/g)=飼料氨基酸含量(mg/g)×飼料氨基酸真消化率(%)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

常規(guī)養(yǎng)分及氨基酸含量的數(shù)據(jù)以2次平行樣的“平均值”表示，氨基酸消化率和可消化氨基酸含量的數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0軟件通過獨(dú)立樣本t-檢驗(yàn)進(jìn)行差異性分析，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 豌豆蛋白粉和豆粕的常規(guī)養(yǎng)分含量及氨基酸組成

由表1可知，豌豆蛋白粉、豆粕中干物質(zhì)含量分別為89.07%、89.64%，其中粗蛋白含量分別為56.08%、44.34%。由表2可知，在干物質(zhì)基礎(chǔ)上，豌豆蛋白粉中Glu的含量最高，為5.83%；而Cys的含量最低，為0.19%；豆粕中含量最高和最低的氨基酸也是Glu、Cys，分別為6.57%、0.22%；豌豆蛋白粉、豆粕的必需氨基酸含量分別為17.53%、17.30%，分別占其氨基酸總量的47.70%、46.56%。

2.2 豌豆蛋白粉和豆粕的氨基酸消化率及可消化氨基酸含量

通過干物質(zhì)基礎(chǔ)下豌豆蛋白粉和豆粕的氨基酸含量與氨基酸消化率，可以計(jì)算出2種原料中可消化氨基酸的含量。由表3可知，豆粕中總必需氨基酸、總非必需氨基酸和總氨基酸的表觀(真)消化率要顯著高于豌豆蛋白粉的相應(yīng)值(P<0.05)，其中Leu、Ile、Val、Glu和Pro的差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

由表4可知，豆粕的表觀可消化總氨基酸含量、真可消化總氨基酸含量均極顯著高于豌豆蛋白粉的相應(yīng)含量(P<0.01)。在必需氨基酸方面，豌豆蛋白粉和豆粕的表觀(真)可消化含量差異不顯著，但豆粕中Lys、Ile和His 3種表觀(真)可消化氨基酸含量要極顯著高于豌豆蛋白粉中相應(yīng)氨基酸值(P<0.01)，相反豌豆蛋白粉中表觀(真)可消化Met含量極顯著高于豆粕中含量(P<0.01)。在非必需氨基酸方面，豆粕中總非必需氨基酸、Asp、Ser、Glu、Tyr、Pro的表觀(真)可消化氨基酸含量極顯著高于豌豆蛋白粉中相應(yīng)氨基酸值(P<0.01)，相反豆粕中表觀(真)可消化Ala含量極顯著低于豌豆蛋白質(zhì)相應(yīng)值(P<0.01)。

表3 豌豆蛋白粉和豆粕的氨基酸消化率(干物質(zhì)基礎(chǔ))

注：同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下表同。

3 討論

3.1 鴨可消化氨基酸測定方法的選擇

對于單一原料氨基酸消化率的測定方法，至今沒有一種方法能夠得到準(zhǔn)確的測定結(jié)果，這一直成為動物營養(yǎng)學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題之一。強(qiáng)飼法是禽類營養(yǎng)代謝研究中較公認(rèn)的測定方法。強(qiáng)飼法也稱Sibbald法或TME法，由Sibbald于1976年提出，用于雞飼料代謝能值測定[14]，并成功地應(yīng)用于氨基酸真消化率的測定[6]。這種方法因操作簡便、試驗(yàn)時間短、易于準(zhǔn)確控制采食量而被廣泛使用。趙峰等證實(shí)了強(qiáng)飼法可用于鴨飼料氨基酸真消化率的測定，但饑餓法所測的內(nèi)源性氨基酸值會導(dǎo)致鴨氨基酸的真消化率偏低，建議使用無氮飼糧估測內(nèi)源性氨基酸排泄量[7]。本試驗(yàn)利用強(qiáng)飼法測定鴨對豆粕的真氨基酸消化率為85.01%，結(jié)果要低于趙峰等測定的12個豆粕樣品平均值91.43%[7]。這可能是因?yàn)槔灭囸I法收集獲得的內(nèi)源氨基酸含量損失較多，而趙峰等利用無氮飼糧法估測了內(nèi)源性氨基酸的排泄量[7]。杜懿婷等利用套測法和強(qiáng)飼法比較測定了肉雛鴨飼糧中小麥氨基酸代謝率，同樣得出強(qiáng)飼法測得氨基酸代謝率要顯著低于套測法測定結(jié)果，分析認(rèn)為是由于強(qiáng)飼法單一飼料原料中氨基酸不平衡[15]。

3.2 常規(guī)養(yǎng)分的含量及比較

豆粕是大豆經(jīng)浸提去油后得到的副產(chǎn)品。眾多研究表明，豆粕的營養(yǎng)價值除了與大豆品種、生長、儲存條件有關(guān)外，與加工過程中榨油工藝、加熱溫度、去皮程度等因素有很大關(guān)系[16]。其CP含量一般在40%～50%范圍內(nèi)，因提油方法不同而有一定差異；其CF含量與加工過程中是否去皮相關(guān)。本研究所得豆粕中CP和CF含量分別為44.34%和6.13%，與前人試驗(yàn)數(shù)據(jù)和《中國飼料成分與營養(yǎng)價值表(第26版)》查閱值都相近[17]。本試驗(yàn)所測豆粕中EE含量1.95%、Ash含量6.27%、TP含量0.62%，與第26版飼料營養(yǎng)價值表中豆粕相應(yīng)數(shù)據(jù)也基本一致[17]。

豌豆蛋白粉是在生產(chǎn)粉絲時，從其粉漿中分離出淀粉后經(jīng)干燥獲得的粉狀副產(chǎn)品[2]。豌豆蛋白粉作為一種非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料原料，雖然已列入最新《飼料原料目錄》，但《中國飼料成分及營養(yǎng)價值表(第26版)》仍沒有提供其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[17]。之前有關(guān)豌豆蛋白粉營養(yǎng)成分含量的報(bào)道也很鮮見，本試驗(yàn)通過常規(guī)分析方案得到其常規(guī)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)。本試驗(yàn)測得豌豆蛋白粉CP含量、Ash含量、Ca含量、TP含量分別為56.08%、2.86%、1.01%和0.63%，與李金喜等的報(bào)道結(jié)果(59.90%、2.76%、1.23%和0.45%)基本一致[18]。豌豆蛋白粉的營養(yǎng)價值可能因豌豆品種、提取工藝、干燥方式等的不同而有較大差異。

表4 豌豆蛋白粉和豆粕的可消化氨基酸含量(干物質(zhì)基礎(chǔ))

本試驗(yàn)結(jié)果表明，與豆粕相比，豌豆蛋白粉中CP含量較高，CF含量略低，由此可見豌豆蛋白粉的營養(yǎng)價值要略優(yōu)于豆粕。豌豆蛋白粉的EE含量(3.15%)高于豆粕的EE含量(1.95%)，這主要由于豆粕經(jīng)過充分浸提去油，豌豆蛋白粉生產(chǎn)過程中沒有提油工藝[2]。與豌豆蛋白粉相比，豆粕中CF含量、NFE含量均較高，這可能與豌豆加工粉絲過程中去皮、分離纖維等工藝有關(guān)。本試驗(yàn)沒有測定2種蛋白質(zhì)飼料的代謝能值，李金喜等測定豌豆蛋白粉的雞代謝能為 10.01 MJ/kg[18]，豆粕的雞代謝能在飼料營養(yǎng)價值表中查閱值為 10.00 MJ/kg[17]，可以看出2種原料的代謝能值沒有顯著差異。在常量礦物元素方面，豌豆蛋白粉的Ca含量要高于豆粕的Ca含量，且鈣磷比例也優(yōu)于豆粕。

3.3 可消化氨基酸含量及比較

豆粕中各種氨基酸的含量數(shù)據(jù)與第26版飼料營養(yǎng)價值表查閱數(shù)據(jù)基本相近[17]，其中蛋氨酸和胱氨酸2種含硫氨基酸的數(shù)值偏低，這可能是由于本試驗(yàn)使用鹽酸水解法處理樣品，影響了含硫氨基酸的回收率，結(jié)果要低于氧化水解法樣品處理[19]。可消化氨基酸含量是飼料原料蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的重要評定指標(biāo)。目前，有關(guān)對谷物和餅粕類飼料氨基酸消化利用率的研究較多。本試驗(yàn)中豆粕的總氨基酸真消化率為85.01%，與王冉等[20]、楊宇等[1]的報(bào)道數(shù)據(jù)相近，要低于Huang等[21]、王超勝等[22]的報(bào)道數(shù)據(jù)。這與前述分析的測定方法選擇、豆粕來源等因素不同有關(guān)，也可能與試驗(yàn)動物種類有關(guān)。實(shí)際生產(chǎn)中習(xí)慣于將雞對飼料原料的消化特點(diǎn)適用于鴨，而忽略了鴨與雞在消化生理上的差異。作為豆粕中的第一限制性氨基酸，本試驗(yàn)得到的Met真消化率為90.33%，與趙峰等試驗(yàn)數(shù)據(jù)[23]、第26版飼料營養(yǎng)價值表查閱數(shù)據(jù)[17]都基本一致，實(shí)時而準(zhǔn)確地測定豆粕的氨基酸真消化率及可消化氨基酸含量以進(jìn)行精確的飼糧配制，對于精細(xì)化飼養(yǎng)的實(shí)現(xiàn)具有十分關(guān)鍵的意義。

作為特殊的蛋白質(zhì)飼料來源，豌豆蛋白粉氨基酸組成和氨基酸利用率的研究尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)研究結(jié)果，鴨對豌豆蛋白粉總氨基酸、總必需氨基酸的真消化率分別為77.09%、79.05%，與棉籽粕、菜籽粕等蛋白原料氨基酸真消化率的研究數(shù)據(jù)接近。王冉等比較研究了5種蛋白質(zhì)飼料原料的氨基酸真利用率，得到棉籽粕的總必需氨基酸真利用率為79.60%[20]；楊宇等比較分析了北京鴨對3種蛋白原料氨基酸的消化率，結(jié)果湖北菜粕的氨基酸平均真消化率為81.79%[1]。

本試驗(yàn)得出，豆粕中氨基酸的消化率要顯著高于豌豆蛋白粉，其中5種氨基酸的差異達(dá)到極顯著水平；豆粕中可消化總氨基酸含量也極顯著高于豌豆蛋白粉，其中Lys、Ile和His3種必需氨基酸以及Asp等5種非必需氨基酸的可消化氨基酸含量也顯著高于豌豆蛋白粉。這些都表明豆粕在氨基酸消化率方面相對于豌豆蛋白粉有較大的優(yōu)勢，這也與前人得出豆粕氨基酸利用率高于棉籽粕、菜籽粕等雜粕的結(jié)論一致。豌豆蛋白粉的氨基酸利用率較低，很有可能是由于其中含有酚類、胰蛋白酶抑制因子、凝集素、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子[2]。但本試驗(yàn)研究同時也發(fā)現(xiàn)，豌豆蛋白粉中蛋氨酸、丙氨酸的可消化氨基酸含量極顯著高于豆粕中相應(yīng)含量。而蛋氨酸的缺乏一直是豆粕氨基酸質(zhì)量不高的重要原因，也是限制豆粕使用量的因素之一。豌豆蛋白粉在蛋氨酸含量方面的優(yōu)勢，使得豌豆蛋白粉部分替代豆粕以達(dá)到飼糧氨基酸平衡成為可能。試驗(yàn)中2種蛋白原料間同一氨基酸和同一原料間不同氨基酸的消化利用差異并不一致，可能是氨基酸消化吸收的具體機(jī)制不同[24]，但具體原因還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

高郵鴨對豆粕和豌豆蛋白粉中各種氨基酸的消化率存在著較大差異，豆粕的營養(yǎng)價值要高于豌豆蛋白粉。但豌豆蛋白粉的蛋白含量較高，可消化蛋氨酸含量豐富，具有一定的飼用價值，可作為蛋白質(zhì)飼料原料應(yīng)用于鴨養(yǎng)殖中。

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