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甜菜粕在畜禽中的研究表明可改善腸道菌群、促進腸道發育,提高瘦肉率

2024-01-24 15:22:11      點擊:

甜菜是我國第二大糖料作物,甜菜糖產量占食糖總產量的10%左右。甜菜最主要的用途是制糖,而在其加工過程中會產生諸多的甜菜加工副產物。目前,由于社會各界對這些副產物重視不足,收集、保藏和利用不當,造成了資源的嚴重浪費。本文對甜菜加工副產物,尤其是甜菜粕的營養價值及在飼料方面的應用效果作了簡單的介紹和總結,旨在為甜菜粕在飼料生產中的應用提供借鑒。

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1、我國甜菜生產及加工現狀

甜菜包括糖用甜菜、葉用甜菜、根用甜菜和飼用甜菜4個種類。我國的甜菜種植區域主要分布在新疆、黑龍江和內蒙古省。世界范圍內來看,歐洲和北美是甜菜主產區。我國甜菜生產情況如表 1所示。據統計,2013年我國甜菜種植面積和總產量分別占世界的 5.55%和 4.82%(FAO數據庫)。

甜菜經過清潔、切絲、滲出、充分提取糖分后,得到較高純度的糖。在此過程中產生的副產物主要包括莖葉、切絲后的廢絲和提取糖后的廢蜜,這些副產物均有一定的營養價值。其中,甜菜廢蜜能量高,含糖量高,粘性大,還含有多種無機鹽和含氮化合物,是一種適口性良好的飼料載體和粘結劑,可用于制作顆粒飼料和飼料塊;但在生產中,大部分廢蜜都用于微生物發酵,產品包括酒精、酵母、草酸和甜菜堿等。甜菜加工過程中產生的廢絲等稱為甜菜渣,甜菜渣經過物理烘干后稱甜菜粕,制粒后稱甜菜粕顆粒,是甜菜制糖過程中量最大的副產品。甜菜粕具有很高的飼用價值,不僅可以飼喂牛、羊等反芻動物,還可飼喂豬等單胃動物。據統計分析,每100噸甜菜平均生產5噸甜菜粕、5噸甜菜糖蜜和15噸糖。

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2、甜菜粕的營養價值

從表2和表3中不難發現,甜菜粕中蛋白水平較低,纖維含量較高。提出,甜菜粕中果膠含量可達甜菜粕干重的19.6%。這一特性也使甜菜粕成為提取果膠的重要原料之一。果膠具有良好的乳化、增稠、穩定和膠凝作用,在各產業中均有應用。除去果膠外,甜菜粕中還富含甜菜堿。甜菜堿作為一種甲基供體,與蛋氨酸和膽堿有著類似的營養作用,有改善母豬生產性能、調節脂代謝等功能。分析了包括甜菜粕在內的幾種纖維原料中的纖維物質組成(見表4),并測試了其物化特性以及飼用效果后發現,甜菜粕的最大產氣量主要來自于其慢速可發酵部分,且甜菜粕的最大產氣量顯著高于其他幾種纖維源,同時,甜菜粕在發酵過程中產生的短鏈脂肪酸濃度要顯著高于不溶性纖維原料。

值得注意的是,甜菜粕中還含有多種抗營養因子。首先,甜菜粕中含有較多游離酸(如草酸),大量飼喂易引起家畜酸中毒。其次,甜菜糖渣中含有硫葡萄糖昔,飼喂孕畜可引起先天性甲狀腺腫;甜菜粕中的甜菜堿對犢牛和胎兒可能有毒害作用,圍產期奶牛應盡量減少或避免食用;甜菜渣中還含有少量的硝酸鹽,可能引起動物體組織急性或持續。另外,甜菜渣中還含有少量的植物性雌激素和玉米赤霉烯酮,大量飼喂甜菜粕時可能導致動物生產和生長性能下降。

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3、甜菜粕的飼用方式

3.1 濕甜菜渣

濕甜菜渣包括甜菜制糖加工剩下的莖葉等,水分高,適口性好。國內外通常用濕甜菜渣替代反芻動物的谷物飼料,包括玉米或大麥等奶牛和青年公牛每天分別可飼喂 12 kg和24 kg[9]。報道,飼喂鮮甜菜粕增加了反芻動物的采食量,作為精料補充料時還可以提高動物采食日糧時的咀嚼時間和頻率,改善動物生長性能。然而直接飼喂法也存在一些問題 : 濕甜菜粕中草酸含量較高,動物采食后存在酸中毒的風險,因此不適宜大量飼喂濕甜菜粕在儲存過程中容易損失營養物質,由于水分太高導致莖葉腐爛變質,滋生細菌降低飼用價值。

3.2 甜菜粕顆粒

甜菜粕顆粒是將濕甜菜粕壓榨脫水、烘干和制粒形成的副產物,每100t甜菜大約可產出甜菜粕顆粒 6t 。近年來,由于其易保存方便運輸、養分含量高等特性逐漸成為甜菜粕飼用的重要方式。此外,甜菜粕顆粒在制造過程中還可以與甜菜廢蜜結合,改善顆粒適口性,增加能量含量。

3.3青貯甜菜粕

青貯是一種簡便、有效的飼料貯存方式。通過青貯,可以增加甜菜粕中的可消化養分,減少草酸含量,改善甜菜粕的口感,滅活飼料中的細菌。在青貯中添加的氮源(例如尿素)和碳源(例如糖蜜)可使青貯飼料的粗蛋白和粗脂肪顯著增加,同時降低無氮浸出物的含量。發現,在青貯甜菜粕時添加0~10%的玉米粉顯著增加了可溶性碳水化合物和乳酸、乙酸含量,同時降低了飼料中氨態氮含量、丙酸和丁酸的含量。發現,甜菜渣青貯發酵類型為乙酸發酵,混合青貯為乳酸發酵,添加 0~50%玉米秸降低了青貯飼料的pH和蛋白質含量,提高了乳酸和纖維含量,且隨著玉米秸添加量的增加,青貯飼料的體外消化率降低。發現,青貯增加了甜菜粕中的蛋白質含量,并且在青貯甜菜粕中加入 20%稻秸、玉米秸、豆莢或麩皮降低了氨態氮總量和干物質損失率。

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4、甜菜粕的飼用效果

甜菜粕是一種高纖維的飼用原料,在反芻動物中的應用已經比較普遍,但在單胃動物中還有待推廣。一些關于甜菜粕飼用價值的研究見表5。

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4.1 反芻動物

當前甜菜粕最主要的飼用方式是作為反芻動物的飼料原料。認為,甜菜粕可以促進反芻動物咀嚼,延長反芻時間,促進唾液分泌,有助于維持瘤胃正常pH。由于甜菜渣纖維的填充性比粗飼料NDF低,長度小,能夠更迅速地被消化,因此可消化纖維含量高,可以增加采食量,提高泌乳期奶牛、羊的產奶量和乳脂率,同時可以有效減少亞急性瘤胃酸中毒引起的蹄葉炎和跋足。對于青年反芻動物,甜菜粕還是一種非常重要的優化瘤胃發育的原料。此外,由于甜菜粕中富含果膠,可通過離子交換和結合金屬離子的途徑等起緩沖作用來減緩瘤胃發酵,減緩瘤胃液 pH 下降和乳酸的生產,保持瘤胃內環境相對穩定。

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4.2單胃動物

單胃動物缺乏相應的酶分解甜菜粕中的纖維。生長育肥豬具有較強的后腸段消化能力所以較易接受甜菜粕日糧。 評價了甜菜粕等纖維原料在生長豬中的標準回腸氨基酸消化率,結果發現甜菜粕的各項指標均低于麥麩和苜蓿粕,在30%到61%不等,胱氨酸消化率甚至為-21%,他將甜菜粕的低氨基酸消化率歸咎于甜菜粕中的高果膠含量。通過體外發酵發現甜菜粕由于含有較多的可溶性纖維成分,可以顯著增加食糜滯留時間,但對最終產生的氣體沒有影響。在育成豬日糧中添加了 20%的甜菜粕,發現豬的采食降低,氮排出增加,腸道揮發性脂肪酸濃度下降。同時,甜菜粕后腸道發酵產生了更多的乙酸,而丙酸、丁酸則更少。

母豬孕期需要纖維原料來降低日糧能量濃度,維持采食量從而減少孕期由于饑餓感帶來的傷害行為。而甜菜粕由于能夠減緩食糜流動,增加母豬飽腹感,遂成為飼喂母豬的理想原料。提出在豬飼養中果膠可以改善腸道菌群、促進腸道發育,最終改善生長性能、提高瘦肉率。發現在母豬日糧中添加最多 15%的甜菜粕提高了窩產活仔數和窩產健仔數,并認為甜菜粕可以顯著提高母豬產仔數量。在母豬的飽腹感試驗中向日糧中添加33.4%的甜菜粕后發現,甜菜粕的系水力和膨脹性顯著減少了母豬的活動,增強了飼料的飽腹性,從而減少了母豬采食量。向懷孕母豬日糧中添加了8%的甜菜粕以及其他纖維飼料,發現母豬的生產性能明顯改善,并且初乳中油脂含量增加了29%。發現,在母豬飼料中添加了甜菜粕后在不改變母豬生產成績的基礎上增加了母豬的采食量。試驗發現,在母豬妊娠日糧中添加近 30%的甜菜粕顯著提高了母豬血漿中短鏈脂肪酸濃度,降低了游離脂肪酸濃度,改善了胰島素的敏感性,增加了母豬哺乳期采食量。

然而甜菜粕由于自身的高纖維含量帶來的負面作用仍然存在。向懷孕母豬日糧中添加了最高 12.5%的甜菜粕并研究了母豬的采食行為,發現相對于添加甜菜粕等纖維原料的高纖維日糧,母豬還是更趨向于選擇采食玉米豆粕組成的妊娠料或哺乳料。而研究也證明,高纖維含量的日糧會降低豬的生長性能。因此,如何在不影響動物生長性能的條件下添加甜菜粕仍是一個亟需解決的問題。

5、甜菜粕的其他用途

甜菜粕用途廣泛。除了用作飼料外,甜菜粕還可以用來提取果膠,制作高蛋白飼料,用作發酵時細菌的優質能量源等。此外,甜菜粕還是生產纖維素、甜菜堿和草酸的優質原料。

6、結語

近年來,隨著我國甜菜產業逐漸發展,甜菜粕的應用范圍也越來越廣泛?梢灶A見,甜菜粕的利用價值會越來越高。找到高效、簡單和高回報的應用方式是將甜菜加工副產物應用的主要發展方向。已有的研究和實際應用表明,將甜菜粕作為飼料原料在動物生產中使用,尤其是作為豬飼料,既可以充分利用甜菜粕,同時又能提升動物的生產性能,這將是一種合理有效的甜菜粕應用途徑。

實戰操作技術——棉菜籽餅脫毒變身優質飼料替代豆粕操作新技術

當前豆粕價格很高有些地方貨源緊缺,而棉菜籽餅(棉籽粕、菜籽粕)價格相對便宜,棉菜籽餅是棉子、油菜籽榨油后剩下的餅狀殘渣,蛋白質含量較高,含有各種氨基酸成分。但由于棉菜籽餅中含有植酸、芥子堿等物質,這些物質含有一定的毒性,還會影響動物的消化吸收,不能大量使用,因此不建議直接飼喂給動物!

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現在通過微生物飼料發酵劑的除毒脫毒技術,可以成功將菜籽餅變為優質添加飼料,直接按照1公斤發酵的棉菜籽餅(發酵前的重量)代替約0.85公斤豆粕進行使用。飼料發酵劑中的有益微生物,在發酵過程中分泌的代謝產物,可將棉菜籽餅中的毒性物質等有效分解。

豆粕、菜粕、棉粕成分對比

1.豆粕是一種高蛋白原料,無需脫毒即可用作飼料。其中蛋白質含量為40%-48%,賴氨酸含量為2.5%-3.0%,色氨酸含量為0.6%-0.7%,蛋氨酸含量為0.5%-0.7%。2020年11月12日報價每噸在3500元左右。

2.菜粕的粗蛋白含量在34%-38%之間,特點是蛋氨酸含量高(僅次于芝麻餅、粕),賴氨酸含量亦高。而精氨酸含量低,是餅、粕飼料中含量最低的。菜籽粕的有效能值偏低(淀粉含量低、菜籽殼難以消化利用)。礦物質中,鈣和磷的含量均高,硒和錳的含量亦高。特別是硒的含量是常用植物飼料中最高的。2020年11月12日報價每噸在2900元左右。

3.棉粕蛋白質含量一般為44.32%,僅次于豆粕的蛋白質含量48%,而高于菜籽粕的蛋白質含量36.04%。精氨酸含量高達3.6%-3.8%,而賴氨酸含量僅有1.3%-l.5%,只有豆粕的一半。2020年11月12日報價每噸在3000元左右。

是否需要脫毒處理

1.豆粕無需經過脫毒即可用作飼料。而且豆粕中富含蛋白質和多種氨基酸,在不需要額外加入動物性蛋白的情況下,僅豆粕中含有的蛋白質和氨基酸足以平衡家禽和豬的食譜,促進它們的營養吸收。只有當其他粕類單位蛋白成本遠低于豆粕時,豆粕才有可能被替代。

2.菜粕菜籽中含有硫葡萄糖苷、芥酸、單寧、皂角苷等不良成分,其中主要是硫葡萄糖苷。硫葡萄糖苷本身無毒,但在一定溫度和水分條件下,經過菜籽本身含有的芥子酶的酶解作用而產生異硫氰酸酯、唑烷硫酮和腈類等有害物質。這些物質可引起甲狀腺腫大,從而造成動物生長速度下降,繁殖力減退。單寧則妨礙蛋白質的消化,降低適口性。而芥酸阻撓脂肪代謝,造成心臟脂肪蓄積及生長受到抑制。。使用前需進行一定的脫毒處理,并且使用時要加以限制,具體喂量應根據菜粕中有害成分含量而定。經過脫毒處理的菜籽粕喂量可以加大,而“雙低”油菜籽生產的菜粕喂量要受限制。同時,應結合菜粕的氨基酸組成特點,適當搭配其它餅粕。

3.棉籽中含有對動物有害的棉酚及環丙烯脂肪酸,尤其是棉酚的危害很大。在制油過程中,由于蒸炒,壓榨等熱作用,大部分棉酚與蛋白質、氨基酸結合而變成結合棉酚,結合棉酚在動物消化道內不被動物吸收,故毒性很小。另一部分棉酚則以游離形式存在于餅、粕及油品中,這部分游離棉酚對動物毒性較大,尤其單胃動物過量攝取或攝取時間較長,可導致生長遲緩、繁殖性能及生產性能下降,甚至導致死亡。幼小動物對棉酚的耐受能力更低。由于棉籽餅、粕中游離棉酚對動物有害,因此,在使用棉餅、粕時,要根據飼喂對象及餅粕中游離棉酚的含量加以限量。反芻家畜在有優質粗料及多汁青料的情況下,棉籽餅、粕的用量不受限制,不會造成中毒。對單胃動物要限制喂量,最好使用經過脫毒處理的棉籽餅粕。同時,使用棉籽餅、粕配制飼糧要注意氨基酸平衡,尤其是棉籽餅、粕的賴氨酸含量低,且利用率差,應注意添加賴氨酸。

發酵操作技術

發酵棉菜籽餅其實也是一個脫毒技術,具體操作如下:

1.仔細檢查棉菜籽餅,剔除棉菜籽餅中嚴重變質發霉的部分,輕度發霉的原料可以忽略,因為微生物發酵能夠脫霉。

2.將棉菜籽餅粉碎并添加適量的玉米粉淀粉類的能量飼料等,調節飼料營養比例。

3.每噸棉菜籽餅加入2公斤食鹽、玉米粉(其它淀粉、面粉次粉等也可以,或者粉碎的生紅薯300公斤也可以)100公斤、“em青貯發酵劑或99多功能飼料發酵劑”1包(500g/包,市場售價約25元,以高濃度乳酸菌、酵母菌、復合酶制劑的專業發酵劑)。

4.在混合物料中添加適量水分,使混合物料含水量保持在55%左右,以“手抓一把并緊握,無水滴落,松手后輕觸即散”為宜,一般上述配方中需要加入清水約500-600公斤。

5.發酵方式根據實際環境條件各異,在桶、缸、塑料袋等容器中發酵均可。

6.發酵時要盡可能排盡空氣進行密封發酵。如果使用的發酵容器有密封不嚴實的隱患,要在一開始就在其外層包裹一層塑料袋并扎緊。發酵過程中不能啟封。

7.發酵時間受環境溫度影響,通常夏季發酵2-3天,冬季發酵5-7天即可完成。發酵完成后,有較為強烈的酸香味,ph值在3-4。

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規模運用混合發酵現場

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發酵完成的棉菜粕飼喂動物技術

需要注意的是,發酵后的飼料酸度較低,不可以取代禽畜全部日糧。其他類發酵飼料同理。飼喂時根據不同情況,將發酵飼料按照一定比例添加到日糧中,發酵完成的棉菜粕為濕料,具體使用量每大概1.5-2公斤發酵棉菜粕(濕料)代替動物日糧配方中1公斤豆粕的使用量進行代替使用,與其它飼料混合后直接飼喂,由于棉菜籽粕蛋白較高,最高使用量不要超過禽畜日糧飼喂量的40%(濕料重量)。如果發現發酵飼料過酸適口性變差,可在飼喂前在陽光下曬1-2小時,或添加適量的碳酸氫鈉(小蘇打)即可改善。

發酵過程中與發酵后使用過程中,發酵的容器要一直保持密封狀態,可以長時間保存(一年左右)。

當前養殖業成本高居不下,而飼料成本是其中最高的,利用廉價原料發酵飼料(包括一些輕度發霉的粕類低價收回)是極佳解決辦法。通過微生物飼料發酵劑的發酵作用,可以將輕度霉變飼料變成優質飼料,將不易消化的物質分解為可被畜禽吸收的小分子糖類、氨基酸等。同時發酵飼料中富含有益微生物、酶制劑、酸化劑等,可調節畜禽腸胃微生態環境并進一步提高飼料利用率。發酵飼料氣味清香,提高了飼料的適口性,加上發酵飼料中有大約4℃的酒度,能夠促進動物新陳代謝促進健康抵御疾病,是當前養殖業發展中重要的一環。

本技術也可以同樣發酵菜籽粕(餅)、棕櫚粕等,方法同上。

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