趙必遷
(雅安市農業局畜牧發展中心,四川 雅安 625000)
淺談新玉米作為飼料原料的使用策略
趙必遷
(雅安市農業局畜牧發展中心,四川 雅安 625000)
我國是玉米生產大國,但玉米生產量不能滿足需要,同時新玉米上市價位相對較低,使得新玉米收獲后被直接應用于飼料生產的現象較為常見。但是新玉米因為水分含量、成熟度、霉變度、飽和度、光澤度、干燥方法、貯存條件、地區和品種的影響,產品品質較陳玉米都有差異,配制畜禽日糧后出現一系列問題,研究表明新收獲玉米可以引起畜禽腸道菌群失調、養分消化率和吸收率下降、生產性能降低等問題。本文就新玉米用于飼料原料的使用方案做一簡要探討。
1.1 新玉米的抗性淀粉問題 玉米是后熟化作物,新玉米中的抗性淀粉含量最高,一般需要一個半月左右的后熟化時間,抗性淀粉逐漸降低。抗性淀粉分為4個類型,分別是RS1、RS2、RS3和RS4型。研究表明新玉米中抗性淀粉中RS1型和RS2型含量高。RS1型抗性淀粉是物理包埋淀粉,因細胞壁的屏障作用或蛋白質的隔離作用而不能被淀粉酶接近,粉碎的玉米原料中仍然大量存在完整的胚乳細胞,表面還沒有暴露就通過小腸進入后腸,很難被消化利用。RS2型指天然具有抗消化性的淀粉顆粒,其抗酶解的原因是具有致密的結構和部分結晶結構,抗性淀粉顆粒由許多環層構成,環層內是呈放射狀排列的微晶束,微晶束是由直鏈淀粉與支鏈淀粉分子的側邊相互平行排列,相鄰羥基通過氫鍵結合形成致密結構。
新玉米中的抗性淀粉在動物養殖生產是作為一種難消化物質的抗營養因子。抗性淀粉以顆粒的形式存在,其含量和玉米的收割期和品種有關系,其抗酶解的原因是具有致密的結構和部分結晶結構。抗性淀粉可抵抗酶的分解,在體內消化速度緩慢,使其不能完全消化而排出體外;抗性淀粉類似于可溶性食用纖維的功能,刺激腸道蠕動,減少飼料在腸道的停留時間,引起軟糞便甚至拉稀;抗性淀粉還可以影響其他養分的吸收,這是因為抗性淀粉分子結構大,對正常淀粉及其他營養物質有物理包埋作用和屏障作用,不能被淀粉酶及相應的消化酶接近,因此,影響其正常消化。
1.2 新玉米水分高的問題 新玉米剛曬干后,含水量較大,大多數在17%以上,13%以內的干燥玉米很少。水份17%的新玉米,加工成飼料后營養成分稀釋,營養含量降低。玉米容重與籽粒蛋白質含量呈顯著正相關,而容重與水分有關。新玉米水分17%~19%,容重隨著水分的升高而降低。能量相對降低后提高了動物采食量,飼料轉化率降低。
1.3 新玉米的霉菌毒素問題 玉米霉菌分為倉儲霉菌和田間霉菌。玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、T-2毒素和煙曲霉菌毒素等屬于田間霉菌毒素,表明玉米在田間生長和收割期間就已被鐮刀菌屬等田間霉菌污染并產生這類霉菌毒素。赭曲霉菌毒素、黃曲霉菌毒素等屬于倉儲霉菌毒素,當新玉米儲存在高溫多濕等的儲存條件時很易滋生曲霉菌屬等倉儲霉菌并產生這類霉菌毒素。四川省長時間處于多濕的氣候條件當中,黃曲霉毒素等倉儲霉菌毒素的污染較為嚴重,而東北及華北地區是我國主要生產玉米的地區,由于在收割、干燥及貯存過程中,可能主要因為沒有及時把玉米的水分降低,導致在收割、干燥及貯存過程中都能夠滋生霉菌從而產生大量不同類型的霉菌毒素。
霉菌毒素影響廣泛,從動物的急性死亡、慢性死亡到生長緩慢和繁殖性能降低。攝入一定量的霉菌毒素可削弱其免疫力,降低動物對傳染性疾病的抵抗力,可使動物臟器損傷(如肝臟、腎臟、胃腸道和繁殖器官等),繁殖性能下降,并且在動物性產品中殘留,對人類健康造成危害。
通過近期如美國建明工業、江蘇奧邁等公司對全國市場玉米進行霉菌毒素檢測,表明黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、T-2毒素四大毒素污染都較為嚴重。
黃曲霉毒素在各霉菌毒素中,被認為是毒性最強、危害最大的致癌物質,幾乎所有動物對黃曲霉毒素都敏感,對幼齡動物的毒性強,致死率高,成年動物的耐受力較強。黃曲霉毒素中毒性最強的是黃曲霉菌B1,對動物的主要影響是致腫瘤、免疫抑制、致突變和致畸,影響的主要靶器官是肝臟,是一種肝毒素,可引起肝臟出血、肝臟脂肪變性、膽管增生等,并可導致肝癌的發生。
玉米赤霉烯酮是鐮刀霉菌產生的對哺乳動物具有雌激素樣效應的一類次級代謝產物,動物敏感性為豬>牛、畜類>禽類,受影響最大的部位是其生殖系統,由于玉米赤酶烯酮具有類雌激素作用,公豬會表現睪丸萎縮、乳頭增大的雌性特征,對于母豬而言則會引起排卵、假懷孕、胎兒發育等。
嘔吐毒素是常見的鐮刀霉毒素,高溫處理完全無法破壞,對豬影響較大,主要癥狀為豬只厭食,嚴重者表現為拒食或嘔吐。
T-2毒素是主要在田間的鐮刀菌屬的三線鐮刀真菌產生,為毒性高的免疫抑制物質,破壞淋巴系統,是目前被認為是對家禽最毒的毒素,可引起口腔和腸道出血、潰瘍,降低免疫力,產蛋率下降,體重減輕,危害母豬生殖系統,可引起種豬不孕、流產或產下虛弱仔豬。
2.1 使用特異性酶制劑部分消除新玉米的抗營養因子 針對新玉米中抗性淀粉含量較高,酶制劑需加入高酶活的針對新玉米淀粉特性的淀粉酶;考慮到可溶性非淀粉多糖對畜禽抗營養起主要作用的部位在嗉囊(胃)、空腸和回腸,非可溶性淀粉多糖起主要作用的部位在嗉囊、肌胃(胃)和回腸,而嗉囊和肌胃pH很低,酶制劑開發中選取的木聚糖酶需具有一定的耐酸性;考慮到淀粉顆粒外周包裹的蛋白質基質,阻礙淀粉的消化,而淀粉中含有淀粉-脂肪復合物,增加了淀粉的疏水性,降低了淀粉的膨脹能力和接觸淀粉酶的機會,也影響了淀粉的消化,開發的酶制劑中應適當添加蛋白酶與脂肪酶,進而提高淀粉的消化。
2.2 預防和部分消除新玉米的霉菌毒素危害 新玉米的霉菌毒素污染的前提首先是霉菌滋生,去毒的前提是做好防霉。霉菌的生長需要適宜的溫度、濕度和氧氣等環境條件,如能有效控制其中的環境條件,即能達到防霉的目的,目前來說干燥保藏是主要方法。玉米收獲后需及時在陽光下晾曬,若遇陰雨天要抓緊時間風干、烤干或在密閉容器內加吸濕劑吸干,使之迅速干燥到防霉含水量(13%)之下。新玉米過篩與過風,可以有效減少破碎粒及雜質在玉米中的含量,從而減少霉菌毒素對動物的危害,適口性也可以得到改善。新玉米品控須控制生霉粒在1%范圍內。
新玉米倉儲要求進行通風、除濕、消毒,避免因潮濕、封閉等不良環境發生新玉米蟲損、霉變。在新玉米存放時需用木板架等進行撐隔,使其底面保持干燥。保存環境的相對濕度是防止霉菌污染的最重要因素。若倉儲環境的相對濕度過高,即使是達到防霉含水量(13%)以下的干燥玉米、也會從環境中吸收水分直至平衡,由于總是玉米表面首先吸水,極易從玉米表面滋生曲霉菌屬等倉儲霉菌,從而產生大量黃曲霉素等霉菌毒素污染。因此,要求倉儲的相對濕度必須小于70%。
關于新玉米已受霉菌毒素污染進行去毒方式,經過20多年時間,嘗試了多種去毒的方法,包括物理脫毒、化學脫毒、生物降解脫毒、吸附脫毒等。
傳統物理脫毒是采用物理加熱、紫外線照射等手段對污染玉米進行脫毒滅活處理,但其結果不確定,處理后還會破壞飼料中的營養成分,在實際生產中不實用。化學脫毒法包括酸處理、堿處理,即通過在玉米中添加有機酸或氨處理等方法,對部分的霉菌毒素來說,化學去毒法的去毒效果較好,但大多數的化學去毒方法不具有實際操作的可行性,尤其是在考慮安全和飼料適口性的情況下。總體上去除霉菌毒素的傳統物理和化學方法存在效果不穩定、營養成分損失大、影響飼料適口性、難以規模化生產等缺點而不能被廣泛應用到實際生產中。
生物降解脫毒法指微生物、植物及其代謝產生的酶與毒素作用,使其分子結構中毒性基團被破壞而生成無毒降解產物的過程。研究表明食用真菌有較好的解毒效果,但起作用的真菌酶多源于胞內,產量極低,很難對其進行提取、純化,限制了對酶學性質的進一步研究;細菌因其繁殖周期小,胞外酶產量相對較多,易于分離純化、酶活損失少,且部分細菌自身兼有益生性、抗逆性或木聚糖酶、纖維素酶活性,較適于實際生產的應用。研究發現芽孢桿菌在對各類毒素的去毒研究中都表現出一定的解毒效果,同時由于其自身的益生作用,所以未來在開發芽孢桿菌新型飼料酶制劑方面有一定的應用前景。
吸附脫毒法是通過使用無機、有機吸附物質吸附霉菌毒素的方法,在生產中應用廣泛。主要的吸附劑有鋁硅酸鹽類、葡甘露低聚糖等物質。天然鋁硅酸鹽如沸石、蒙脫石、硅藻土等,因為具有較大的比表面積和離子吸附能力,對霉菌毒素有一定的選擇吸附能力,對黃曲霉毒素有較好的選擇性吸附能力,但對鐮刀菌、單端孢類等產生的霉菌毒素(玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、T-2毒素、赭曲霉毒素等)吸附能力較差,同時鋁硅酸鹽可能會同使用霉變玉米配制的飼料中微量元素、維生素等吸附結合而降低營養物質利用率。目前對這類物質進行改性處理較多,可提高其吸附能力并減少負面影響。葡甘露低聚糖類作為飼料添加劑,在近幾年主要是作為一種益生素調節胃腸道微生態平衡,該物質大量存在于酵母細胞壁。大量研究表明,葡甘露低聚糖的表面富含不同孔徑的孔穴,用以大面積地吸附不同種類的霉菌毒素,其中對鐮刀菌產生的毒素有一定的脫毒作用,從而較大程度消除霉菌毒素的影響,而對飼料中其他營養成分無顯著的負作用。
各種不同類型的吸附劑對不同種毒素的吸附能力和吸附的效果都各不相同,因此在考慮將其作為脫霉吸附劑使用時可以考慮將這幾種吸附毒素效果比較好的物質結合起來使用。如蒙脫石與酵母細胞壁多糖以一定合理比例和添加劑量進行復配。
2.3 飼料選用和飼料營養配制策略 有條件下,新玉米需要入庫儲存一個半月,經過后熟化以后再使用。在生產上使用未后熟化的新玉米時需與部分陳玉米混合使用,通過逐漸增加新玉米的添加比例,過渡半個月以上,以減少抗性淀粉的影響。也可尋求玉米替代產品如小麥及其副產品,減少此階段新玉米的用量。在使用新玉米時,由于含水量較高,配制的飼料能量降低,需從飼料配方角度考慮進行調整,使用高能量原料,但是不可只是用油脂作為提升能量的唯一途徑,以防飼料脂肪水平過高,而且新玉米抗性淀粉、霉菌毒素等負面影響大,會加重畜禽的拉稀、過料等癥狀。飼料營養配制可考慮使用提高機體抗氧化能力和肝臟解毒功效的物質,如蛋氨酸、VC、VE、有機Se等,目的是加強機體肝臟對霉菌毒素解毒去毒的功能,如肝臟對黃曲霉解毒作用的生物學降解,氧化反應以谷胱甘肽為基礎,而谷胱甘肽的部分組成就是蛋氨酸和胱氨酸。
S16.4
A
1673-1085(2016)12-0040-03
2016-11-22
趙必遷(1983-),四川省雅安市滎經縣人,動物營養碩士,現從事畜禽養殖標準技術推廣和飼料配制技術研究工作,電子郵箱:zhaobiqian2006@126.com。