動物為維持生命及生長發(fā)育、繁殖和生產需要,每天必須采食一定數量的飼料。飼料中含有動物需要的各種養(yǎng)分,包括能量、蛋白質、碳水化合物、粗脂肪,礦物質,維生素和水等。要提高動物生產和飼料轉化效率,必須了解飼料養(yǎng)分對動物生存,繁衍和生產所起的作用。
飼料配方是否能達到設計目標的關鍵在于:①對動物營養(yǎng)需要量的認識是否準確;②對飼料原料的有效養(yǎng)分含量或生物學效價掌握的準確程度;③對配合飼料加工貯藏過程中養(yǎng)分損失的準確預測。所以這些研究是營養(yǎng)學,飼料學和配方師的首要目標。
對動物通過采食、消化、吸收等生理活動用飼料養(yǎng)分滿足動物自身營養(yǎng)需要的機理,以及人類對動物所需養(yǎng)分和飼料所含養(yǎng)分的認識過程,是由粗到細,由簡到繁。從動物本身看,隨動物種類、性別、年齡、生理狀態(tài)、和生產性能的不同,所需養(yǎng)分的種類和數量也有變化。
1、經典的飼料養(yǎng)分
飼料所供給的養(yǎng)分以能量為主,因此以家畜利用能量的方式來區(qū)分化學能 (chemieal energy) 的方法,將是評估飼料分析的有效指標。由于實驗室化學分析方法較易實施且可重復性高,所以一般用化學分析法研究飼料所含養(yǎng)分的種類和數量。經典的常規(guī)化學分析測定表明,飼料中含有蛋白質、碳水化合物、粗脂肪、礦物質、維生素、水六大部分,見圖1。這些成分可分為能源物質、組織物質和活性物質三類。
飼料中的不同養(yǎng)分在動物體內的營養(yǎng)作用不同。能源物質為動物提供能量,主要成分是碳水化合物和脂肪。組織物質構成動物機體各種組織,蛋白質、脂肪、礦物質和水分是基本的組織物質?;钚晕镔|是對動物體內新陳代謝過程起調節(jié)作用的物質,維生素、微量元素和某些脂肪酸即屬于活性物質。這些物質在飼料中比例很小,但其功用十分重要,尤其在封閉圈養(yǎng)條件下動物無法自由活動,無法自己尋找到所需養(yǎng)分,所以無論缺少哪一種活性物質,動物都會發(fā)生疾病或生長受阻。
(1)粗蛋白質(crude protein)。一般用飼料中含氮化合物中的總氮量乘以6.25的積來表示。因蛋白質中含氮約16%,因此將飼料的含氮量乘以6.25即被視為其蛋白質的含量。但飼料中含氮化合物并非全部以蛋白質形態(tài)存在,不同品種的飼料含氮物中還含有不等量的氨基酸、酰胺(amied)、含氮有機堿類及氨化物等,因此,這種方法測出的蛋白質含量只是一個近似值。常用凱氏法測定,市售儀器品種繁多,原理概同,皆以農硫酸加催化劑水解飼料樣品,使形成硫酸氨,再與堿反應生成氨,然后導入定量的酸標準液中滴定,間接算出氮的含量,再乘以系數即得,我國國家標準也采用這種方法。
(2)粗脂肪(crude fat,ether extracts)是飼料中可溶于無水乙醚的一組成分,所以又稱為醚浸出物。粗脂肪中除包括脂肪外,還含有部分有機酸、蠟質、色素和類脂質。因為測定的醚浸提物中,除真脂肪外,還含有其他溶于乙醚的有機物質,例如葉綠素,胡蘿卜素,脂溶性維生素等。常規(guī)飼料分析采用索氏(Soxhlet)脂肪提取器測定。近年來這種儀器改進很大,但主要部件還是冷凝管、回流浸提器(或淋式浸提器)和接受瓶三部分組成。也有將樣品稱于濾紙筒或濾經紙包內,放入浸提管加入無水乙醚浸泡并加溫熱回流抽提。浸提時間依飼料性質而定。原理是測定樣本浸提前后重量之差,視為粗脂肪含量。
(3)粗灰分(crude ash)是樣品在550~600℃下灼燒至恒重后的殘余物。其中除飼料自身所含各種常量元素、微量的氧化物外,還殘留有少量氯化物及碳酸鹽。此外在飼料中的無機物并非全部來自飼料自身,它混雜的砂石、塵灰也都包括在內。因此“粗灰分”不能反映飼料中的礦物質或微量元素的含量與質量,通常作為限制性指標加以控制。
粗灰分(%)=100×灰分重(克)/飼料樣本重(克)
(4)粗纖維(xrude fiber)是飼料有機物中不溶于稀酸、稀堿、乙醇、乙醚的無灰殘留物的總稱。其中有植物性纖維素、半纖維素、木質素、果膠以及動物性的甲殼素(chi tin)等。測定時前后用1.25%的稀硫酸和1.25%氫氧化鈉熱溶液將樣品分別先后各煮沸30分鐘,再用乙醚、乙醇沖洗殘渣,除去殘脂,烘干稱重,再灼燒,從減重中即得粗纖維含量。木質素是一種芳香族化合物,不能被家畜家禽消化;木質素常與纖維素和半纖維素結合一起,阻止酶與其它營養(yǎng)物質接觸,從而降低其它養(yǎng)分的消化率。纖維素、半纖維素均為纖維,都是比較復雜的多糖類化合物,可部分地被動物體內的微生物酵解而消化利用,但是消化率低于淀粉、蛋白質、脂肪等。動物性飼料原料一般不含粗纖維。有時在動物性飼料中出現(xiàn)的粗纖維多系混雜物含有少量甲殼質所致。在傳統(tǒng)的飼料分析制度中,把干物質區(qū)分為粗蛋白、粗纖維、無氮抽出物(NFE)、乙醚抽出物(粗脂肪)及灰分。粗纖維和NFE代表植物的碳水化合物部份。粗纖維過去是打算作為估計飼料中不可消化的部份。NFE是打算作為代表碳水化合物容易消化的部份。不幸的是一般傳統(tǒng)分析無法依營養(yǎng)價值把碳水化合物分開。
(5)無氮浸出物(nitrogen free extract)以各種飼料中各常規(guī)養(yǎng)分的百分含量之和為100,減去水分、粗蛋白質、粗脂肪、粗纖維、粗灰分百分含量后的余數即視為無氮浸出物。又稱可溶性無氮化合物。一般在常規(guī)飼料分析法中不直接單獨測定,而是通過計算求出。無氮浸出物不是單一化學物質,其中還包括有單糖、雙糖、無碳糖、淀粉及部分可溶性木質素、半纖維素等。溶于水和稀酸,易消化。主要成分是單糖(葡萄糖)、雙糖(乳糖、蔗芽糖)及多糖(淀粉、糊精)。
無氮浸出物計算值受許多因素影響,特別是在測定各項常規(guī)飼料成分時的系統(tǒng)誤差及樣品水分含量變異等都直接影響無氮浸出物計算值。因此在實際計算或應用這一參數時應根據其資料來源、測試環(huán)境條件等對數據的有意義性作出客觀評價。
(6)水分(moisture)是飼料樣品在100~105℃下烘至恒重所失去的重量,常用百分含量表示。飼料在100~105℃烘至恒重所失去的重量,定義為該飼料的水分含量。
水在飼料中有兩種存在狀態(tài),一是游離水,二是結合水。同種飼料中水分含量高低主要取決于游離水變化。不同飼料中水分含量不等,風干飼料一般含水分12%左右。飼料中含水分高時易發(fā)熱、發(fā)霉或變質,所以含水量是影響飼料質量的重要因素,直接影響飼料貯藏期限。動物體內也含水分,含水量隨家畜種類、體況和年齡而異。幼年家畜含水多,越胖含水越少。例如出殼雛雞含水分85%左右,42周齡時含水55%。
(7)干物質(dry matter)是從飼料樣品中扣除水分后的重量,常用百分含量表示,也可用每千克含多少克(g/Kg)表示。
在評價飼料的養(yǎng)分含量以及設計飼料配方時,需要把水分扣除才能有個統(tǒng)一的處理標準。尤其是青貯飼料和青綠飼料等含水分量極不穩(wěn)定的飼料原料,在干物質基準上評價和分析其養(yǎng)分含量才方便使用。
2 飼料養(yǎng)分的細分
養(yǎng)分是指具有營養(yǎng)作用的化學物質,如蛋白質、碳水化合物、礦物質、維生素、水,等。隨著分析手段和試驗方法的發(fā)展,人類對動物營養(yǎng)需要的認識越來越深刻,不僅認識的動物所需養(yǎng)分的種類越來越多,而且對各種養(yǎng)分需要量的認識越來越精確。目前人類已認識到家畜必須的養(yǎng)分種類已多達50余種,見表1。
表1 動物所需養(yǎng)分的種類 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 說明:注有 + - 的精氨酸、甘氨酸和絲氨酸是半必需氨基酸,有些條件下動物自身合成的速度不能滿足最大生長的需要,而需要日糧中供給。 |
3雞對飼料養(yǎng)分的消化吸收
3.1 雞對飼料的消化
飼料中養(yǎng)分在被動物利用前必須經消化過程。禽類沒牙齒,靠喙采食飼料,喙也能撕碎大塊食物。飼料與口腔內的唾液混合,吞入食管膨大部——嗉囊中貯存并將飼料濕潤和軟化,再進入腺胃。食物在腺胃停留時間很短,消化作用不強。禽類的肌胃壁肌肉堅厚,可對飼料進行機械性磨碎,肌胃內的砂粒更有助于飼料的磨碎和消化。禽類腸道較短,飼料在腸道中停留時間不長,所以酶的消化和微生物的發(fā)酵消化都比豬弱。未消化的食物殘渣和尿液,通過泄殖腔排出。
在消化過程中,大分子物質如蛋白質、脂肪和碳水化合物,以化學方法包括將一分子水加入化學鍵中使大分子水解成簡單成分;水解為消化作用的基本方式,而需要腸道中各種消化酶幫助來完成消化作用。
雞消化飼料的主要部位是小腸;淀粉消化起自口腔,而后為嗉囊,在小腸完成消化作用,淀料消化的終產物葡萄糖在小腸吸收;雙醣、麥芽糖和蔗糖在小腸中消化成單糖。脂肪也在小腸中消化,但脂肪的消化需要由肝臟產生而儲存在膽囊的膽鹽存在方可進行,當食物進入腸道便刺激膽囊釋放膽汁。胰脂肪酶能將三甘油脂消化成脂肪酸和單甘油脂,再與膽鹽交互作用以形成微小分子(微膠粒)能將脂肪消化產物溶解以被吸收。
蛋白質消化所需的酶較其他養(yǎng)分需要的多,因水解蛋白質分子中的每一種特殊鍵結都需要一種特殊的酶來作用,所有消化蛋白質的酶的作用,首先便是將蛋白質分子分解成稱為肽的小分子,而后再分解成氨基酸,便能被動物吸收。
維生素和礦物質一般不需消化,雖然維生素中有些化學鍵在飼料消化過程中被解散。消化產物在小腸吸收,經由特殊轉運系統(tǒng)自腸細胞膜穿過,將消化后的養(yǎng)分快速而完全吸收。
3.2細菌的消化作用
食物通過雞的消化系統(tǒng)十分迅速,而微生物消化作用只發(fā)生在盲腸,盲腸內有許多細菌能消化纖維素、其他復雜碳水化物和食物,但進入盲腸而進行消化作用的食物數量很少,僅為全部消耗食物量的小部分,對家禽來說盲腸中的消化作用不很重要。
3.3消化后營養(yǎng)物質的吸收
飼料中營養(yǎng)物質在動物消化道內經物理的、化學的、微生物的消化后,經消化道上皮細胞進入血液或淋巴的過程稱為吸收。動物營養(yǎng)學上把消化吸收了的營養(yǎng)物質視為可消化營養(yǎng)物質。
各種動物口腔和食道內均不吸收營養(yǎng)物質。非反芻動物的胃可吸收少量葡萄糖、小肽和水。各種動物吸收營養(yǎng)物質的主要場所在小腸。雞吸收消化產物-—單糖、氨基酸和脂肪酸的主部位在小腸后段的空腸和回腸。反芻動物不同于非反芻動物的是瘤胃可吸收氨和揮發(fā)性脂肪酸,其余三個胃主要是吸收水和無機鹽。
高等動物可消化營養(yǎng)物質的吸收機制有胞飲吸收,被動吸收和主動吸收三種方式主動吸收形式是高等動物吸收營養(yǎng)物質的主要方式。
4動物的消化力與飼料的可消化性
飼料被動物消化的性質或程度稱為飼料的可消化性;動物消化飼料中營養(yǎng)物質的能力稱為動物的消化力。飼料的可消化性和動物的消化力是營養(yǎng)物質消化過程不可分割的兩個方面。消化率是衡量飼料養(yǎng)分的可消化性和動物消化力這兩個方面的統(tǒng)一指標,它是飼料中可消化養(yǎng)分占食入飼料養(yǎng)分的百分率。
有許多因素可影響飼料養(yǎng)分的有效性,大致有動物(包括動物的遺傳性能、性別、年齡、生理狀態(tài))、飼料(包括飼料種類、化學成分和飼料中的抗營養(yǎng)物質等)和飼養(yǎng)管理(包括動物環(huán)境、飼料加工、飼養(yǎng)水平等)三個方面。
5水分在飼料生產上的重要性
動物體獲取水的來源有飲水、飼料水、和代謝水。
(1)飼料中的水可提高飼料轉化率和動物生長速度。讓家禽自己選擇時,家禽會選擇加水飼料,因為加水飼料的適口性更好。即使調整過水分的飼料,家禽仍喜愛采食其中較濕的飼料。在家禽生長競爭中,飼喂加水飼料的家禽生長更快。
(2)增加攪拌機中物料的水分可增加顆粒穩(wěn)定性,減少制粒機能耗,從而提高顆粒質量,降低飼料廠費用。這就讓飼料廠家考慮在飼料加工過程中添加足量水分。
(3)飼料加工中物料的水分高低影響顆粒飼料中的淀粉糊化。高水分顆粒飼料的穩(wěn)定性和糊化度都好于低水分的同一飼料,這對3至6周生長期肉雞的影響最顯著。顆粒飼料所得的活體增重和飼料效率顯著高于粉料。高水分處理并添加表面活性劑/水使得養(yǎng)分稀釋,校正后的飼料效率表明,高水分制粒組得到的飼料效率顯著高于其他處理組。對此一個可能的解釋是,飼喂高水分顆粒飼料的肉雞能更好地將飼料能量用于生長(生產量),而不是用于攝食(維持能量)。肉雞在采食穩(wěn)定性好的完整顆粒時所消耗的能量,比采食穩(wěn)定性差且含粉量高的顆粒飼料要低。添加水分不影響死亡率;但制粒組的死亡率明顯高于粉料組。
(4)有人研究過加水、制粒、顆粒質量、養(yǎng)分濃度及肉雞生長的關系。將試驗處理的顆粒質量與對照處理相比時,添加水分明顯提高顆粒穩(wěn)定度,降低含粉量,提高制粒機產量,并顯著改善顆粒質量,而肉雞生長不受加水類型的影響。
不需擔心飼料發(fā)霉,因為顆粒飼料的含水量不超過16%。鐮刀菌(Fusarium)、曲霉(Aspergillus )和青霉(Penicillium)產生的真菌毒素對家禽都有不利影響,但這些真菌需要的最低含水量為19%~25%(Trigo-Stockli 和 Herrman, MF-2061),盡管營養(yǎng)師不會接受這樣的含水量。
(5)肉雞飼料通常都含高比例谷物,所以有很多淀粉。在加熱和用水的加工條件下,淀粉會糊化并將粉碎的飼料粘結在一起。Hoover (1995)提出淀粉糊化的定義,是一種有序/無序的相變,包括水擴散成微粒、水合膨脹、吸熱、晶體喪失、直鏈淀粉解離。解離的直鏈淀粉立即形成雙螺旋,可相互聚集(氫鍵)而形成半晶體區(qū)。Lund(1984)推測,當糊化淀粉冷卻時,分散的間質形成一種凝膠或糊狀體,可起到黏附或粘合劑的作用,此外還可能影響肉雞生產表現(xiàn),不過關于日糧中的糊化淀粉對顆粒質量和肉雞生產表現(xiàn)的影響,報道結果不一致. |