常规营养成分分析

二、常规营养成分分析

1.甘蔗副产物

甘蔗梢叶是收获甘蔗时砍下的顶上2~3个嫩节和青绿色叶片的统称。纤维幼嫩、味甜,是甘蔗副产品。中国农业科学院饲料研究所对来自广西的22个品种进行了甘蔗梢、叶及甘蔗渣进行了常规营养成分分析,其结果见表2-21。

表2-21 甘蔗副产物营养成分表(干物质基础)

通过对甘蔗各部位的营养成分进行分析可知,甘蔗副产物中甘蔗叶营养价值较高。甘蔗叶CP含量为7.40%,NDF为54.75%,ADF为14.43%,EE含量为1.88%。甘蔗渣和甘蔗杆CP含量低,纤维含量高,营养价值较低。在常规分析中,CP含量是评价粗饲料营养价值的重要指标。饲料研究所测定结果与蚁细苗等(2015)测定的甘蔗叶的蛋白含量在3%~6%相似,稍高于唐书辉等(2015)测定的结果(5.34%),可能是由于产地和收获时间不同导致的。测定的甘蔗渣的蛋白含量与膨化甘蔗渣差别不大,均在6.6%左右,高于蚁细苗等(2015)的2%~3%的结果,可能是地域不同导致的,但具体原因还待进一步考究,全株甘蔗的CP含量为6.13%,整体来说,甘蔗副产物的CP约在6%以上,相比优质牧草苜蓿平均20.14%较低,但与羊草、豆秸、玉米秸等类似,并且甘蔗副产物糖分含量高、适口性好,可以在一定程度上缓解饲料成本高的问题,又可以减少资源的浪费。

甘蔗的梢、渣等作为糖产业的副产品产量高,是一种可以广泛用于草食动物养殖的饲料资源,甘蔗的不同部位其饲养价值不同;青贮或者膨化技术可以提高甘蔗副产物的饲料价值;甘蔗副产物均可以作为南方地区饲料开发的对象,可以添加一定量的优质牧草补饲。

2.苎麻副产物

中国苎麻产区辽阔,南到海南岛,北到山东,东到东南沿海一带,西到山西、陕西、甘肃等地都有种植,但是以湖北、湖南、四川、江西等4省的种植面积最大,其次是安徽、重庆、贵州、广西、云南、河南等省(直辖市、自治区),此外,浙江、江苏、福建和广东的部分地方也有少量种植。

苎麻的适应性强、种植面积广,生物产量大,尤其是新培育的饲用品种生物产量更大,现在我国一些科研院所已经培育出了一批优良的饲用苎麻品种,如由中国农业科学院麻类研究所选育的“中饲苎1号”在70cm刈割高度条件下每年可以刈割10次,干物质年产量最高可以达到31.5×103kg/hm2,湖南农业大学苎麻研究所选育的“湘苎3号”在70~100cm高度条件下每年刈割7次,干物质年产量最高可以达到23.8×103kg/hm2,湖北省农业科学院在畜牧兽医研究所和咸宁市农业科学院联合培育的“鄂牧苎0904”80~100cm高度条件下每年刈割7~8次,干物质年产量最高可以达到27.0×103kg/hm2

(1)苎麻常规营养成分含量

中国农业科学院反刍动物生理与营养实验室对湖南地区的苎麻叶进行研究发现(表2-22),苎麻叶的粗CP含量较高,不同品种苎麻叶CP含量在12.1%~21.99%之间,EE含量在2.35%~2.79%之间,NDF含量在55.92%~70.17%之间。苎麻Ash含量较高,在12.46%~14.51%之间,说明苎麻叶的矿物质含量丰富。苎麻叶的Ca含量较高,达到了3.21%,而P的含量却仅为0.17%,Ca和P的含量极不平衡。

表2-22 苎麻叶营养成分表(干物质基础)

魏金涛(2016)以“中饲苎1号”为对象,对7个茬次嫩茎叶的常规营养成分含量进行了测定(表2-23)。7个茬次苎麻的CP含量均较高,平均值达到了19.57%,而且呈现出随着茬次的增加,CP含量有所下降的趋势,但是第7茬和第6茬相比CP含量略有升高。7个茬次苎麻的EE、NDF、ADF和Ash的平均值分别达到了3.33%、49.08%、42.87%和16.62%。7个茬次苎麻Ca含量的平均值达到了3.70%,而总磷(TP)的含量平均值仅为0.16%,Ca/TP平均值达到了23.57,Ca和TP的含量不平衡。

表2-23 不同茬次苎麻常规营养成分含量 (干物质基础)

(2)苎麻氨基酸组成分析

如表2-24所示,7个茬次苎麻的TAA平均值达到了16.40%,占CP平均值含量的83.80%,Lys的平均含量达到了0.84%,Thr的平均含量达到了0.82%,说明苎麻蛋白质的品质较好。但是苎麻中Met和Cys总和的平均含量仅有0.12%,氨基酸组成不平衡,且氨基酸的总和随着茬次的增加呈下降的趋势,但是第7茬和第6茬相比略有增加。

表2-24 试验苎麻氨基酸组成分析

苎麻蛋白质的氨基酸组成较为合理,作为畜禽饲料中主要的限制性氨基酸Lys和Thr的含量较高,多数苎麻品种的赖氨酸含量超过1%,苏氨酸的平均含量达到了0.82%,是苎麻蛋白质最突出的特点。但是苎麻中含硫氨基酸含量较低,Met和Cys总和平均含量只有0.12%,在使用的过程中应注意其氨基酸的平衡性。

(3)苎麻微量元素含量

不同茬次苎麻微量元素含量分析结果见表2-25。7个茬次苎麻的Cu含量平均为10.77mg/kg,含量最高的是第3茬,达到了13.13mg/kg,而最低的是第7茬,含量仅为7.88mg/kg。Fe含量的平均值为325.46mg/kg,含量最高的是第4茬,达到了470.83mg/kg,最低的是第6茬,含量为218.37mg/kg。Zn含量的平均值为39.25mg/kg,含量最高的是第2茬,达到了45.57mg/kg,最低的是第6茬,含量为29.65mg/kg。Mn含量的平均值为489.56mg/kg,含量最高的是第3茬,达到了666.84mg/kg,最低的是第6茬,含量为237.05mg/kg。

表2-25 试验苎麻微量元素组成分析 mg/kg

3.木薯副产物

木薯的用途非常广泛,具有极其重要的经济价值,其叶片、茎干和块根是主要的利用部位,可以说木薯全身都是宝。木薯枝叶,富含蛋白质和维生素,因此利用木薯枝叶作为饲料来源,与优质的牧草相比,其效果相当,因此常用来饲养鱼、蚕和畜禽等动物。木薯加工生产成淀粉和乙醇后,遗留下大量木薯渣,如何处理这些木薯渣成了制约木薯加工企业进一步持续发展的瓶颈。随着木薯种植业的发展,木薯渣的产量也越来越大,目前国内外对木薯渣的研究主要集中在利用其生产单细胞蛋白和酒精等方面,利用量较少,大部分木薯渣因得不到充分利用而被废弃,腐烂后的木薯渣不仅占用了土地资源,还污染了周边环境。木薯渣是木薯加工后的下脚料混合物,含有对动物机体有益的常规营养成分和微量元素,并且价格低廉,经过科学的加工处理后可作为能量饲料用于动物生产中,既减少了环境污染又可以降低养殖成本。

表2-26 木薯副产物营养成分表(干物质基础)

木薯叶中Cp含量较高,在14.84%~21.64%,与苜蓿相当,EE含量在3.138%~4.608%,NDF在50.79%~57.14%之间,ADF的含量在27.33%~39.75%之间,Ash含量在6.0%~9.2%之间,钙含量较低,磷含量在0.15%~0.43%之间(表2-26)。木薯淀粉渣营养价值较低,木薯渣的主要成分是纤维素,含有少量的蛋白质。木薯渣作为饲料来源存在的问题:鲜木薯渣含水量高、易滋生微生物,且微量元素种类缺乏。鲜木薯渣中的氨基酸和蛋白含量较低(4.92%),直接煮熟伴以饲料饲喂给猪、鸡等动物的饲养效果并不明显,因为木薯渣里的主要成分是纤维素,猪鸡等动物对木薯渣的营养成分得不到很好的吸收。

由于品种、生长环境和加工方式等因素,不同的木薯渣检测出的营养成分含量差异较大。据广东省湛江市质量计量监督所测定结果,鲜木薯渣样中含水量32.57%,粗蛋白2.01%,粗灰分4.02%,钙0.17%,总磷0.03%,粗脂肪0.36%,粗纤维19.51%,无氮浸出物51.53%。胡忠泽等研究发现,木薯渣干物质中Ca、P、Cu、Zn、Mn的含量分别为8.45%、0.048%、24.02mg/kg、47.30mg/kg和66.20mg/kg。郝静等报道,木薯渣中还含有丰富的氨基酸成分。虽然木薯渣含有可被利用的营养成分,但是其缺乏淀粉和脂肪等营养物质,若想进一步利用,需要通过合理的生物加工技术来改善其营养价值。

另外因为木薯渣中微量元素、蛋白质和氨基酸等营养成分含量较低,国内外学者利用生物工程发酵技术,能增加木薯渣的营养成分,这样便能更好将木薯渣当作饲料来源。Hang把产阮假丝酵母加入木薯渣里进行固态发酵,结果表明,各营养成分含量:蛋白质提高2.5倍,烟酸提高3.4倍,泛酸增加10倍,VB1增加1.5倍,VB2增加1.2倍。刘馄以木薯渣为原料,利用工业糖化酶和产肮假丝酵母固态发酵,制取单细胞蛋白饲料,结果表明,利用工业糖化酶,发酵过程易于控制,不需要选育淀粉分解菌,使培养成本降低,具有一定的工业应用潜力。汤燕花将木薯渣作为碳源,加入一定的氮源,利用黑曲霉与啤酒酵母混种发酵,将木薯渣转化为蛋白饲料,提高木薯渣的蛋白含量,作为一种酵母单细胞蛋白饲料应用于生产和饲养牲畜,并使废弃物得到资源化处理。

4.桑枝叶

传统的农牧业生产中,桑叶仅作为家蚕饲料喂蚕,其潜在价值远未得到充分发掘和利用。桑叶中营养丰富,含有人体所需的16种氨基酸、7种维生素,还含有锌、锰、钙、铁等营养元素。随着畜牧业的高速发展,人畜争粮矛盾越来越突出,新型饲料资源的开发已成为畜牧业可持续发展的紧迫课题。近年来,我国也育成了一批能够作为大中型饲料企业的原料基地栽植的优良杂交桑,并在饲料工业生产中展示出良好的前景。桑叶作为动物的非常规饲料,具有极大的开发潜力和利用价值。近年来国内外学者围绕桑树的营养成分及饲用价值,动物饲养体系以及饲喂效果,桑树作为动物饲料的栽培模式、收割、利用方式等进行了广泛的研究。大量的研究表明,桑树是比较优越的饲料作物,开发桑叶饲料潜力较大。桑树是多年生植物,一经种植,多年收益,是目前木本叶用植物中产量最高的树种之一。桑叶是桑树的主要利用部分,桑叶占据桑树地上部分生产量的64%。桑树生命力旺盛,桑叶每年可摘3~6次。据悉,每亩桑园年产桑叶可达1.5t,每年可产出干物质0.675t,其中,桑枝0.3t、桑叶0.375t。桑叶虽然具有高级而广泛的营养饲用价值,然而目前除养蚕外桑叶的用途比较单一,出现了大量桑叶过剩的现象,特别是晚秋桑叶,利用率比较低。有学者估计,按照传统的养蚕模式我国每年会产生过剩桑叶大约873万t。

成熟的桑叶约含水75%,干物质为25%。桑叶营养成分丰富而均衡,氨基酸含量丰富,且含多种维生素和矿物质(表2-27)。中国农业科学院饲料研究所测定发现,以干物质基础计算,桑叶中CP含量为11.89%~24.75%,EE3.62%~5.87%,NDF含量为46.04%~61.10%,ADF含量为15.03%~22.45%,Ash8.97%~13.09%,Ca含量较高,为1.84%~2.87%,P0.2%~0.4%,钙磷比例不平衡。

表2-27 不同品种桑叶营养成分表(干物质基础)

续表2-27

桑叶与苜蓿相比,具有蛋白质和糖类含量高,纤维素含量低,饲用率高的特点。对于桑叶主要营养成分的分析,国内报道较多,但因产地、品种、收获季节、加工工艺等不同,分析结果差异较大。刘军等对57个品种桑叶的营养组成进行了测定分析,结果表明参试品种桑叶鲜样中粗蛋白含量集中在为4.50%~8.95%,可溶性糖为1.66%~5.56%。张爱芹、李勇等测得桑叶(干物质)中粗蛋白含量15%~30%,粗脂肪4%~10%,钙1%~3%,磷0.3%~0.35%。李启武等在19种常规饲料比较中,认为桑叶中粗蛋白仅次于大豆、蚕豆、沙棘籽,相当于豌豆(春桑叶),甚至高于豌豆(秋桑叶),赖氨酸含量位居第六,蛋氨酸与脱氨酸位居中游,钙位于第五,磷含量较低。彭廉到测定了桑叶、洋槐叶、榆树叶等29种树叶的各种营养成分,其中桑叶的粗蛋白含量为20.6%,粗脂肪的含量为6.1%,通过比较各营养成分,认为桑叶的营养成分在木本植物叶片中是较高的。何雪梅等对干桑叶的氨基酸进行了测定,结果表明桑叶中动物必需和半必需的氨基酸占总量的50%以上。比较桑叶与苜蓿、甘薯和大豆粕等常见饲料作物的氨基酸组成可以发现,桑叶中必需氨基酸比苜蓿粉、甘薯叶粉及大豆饼等都高,尤其是谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸等在糖类和蛋白质代谢过程中起着重要的作用的几种氨基酸,认为从基础营养成分的层面上来说,桑叶不失为一种优良的饲料原料。

桑叶的矿物营养较为丰富,含有锌、铜、硼、锰、铁等多种微量元素。铁和铜是血红蛋白合成的活化剂,桑叶铁的含量很高,桑叶具有止血消炎等作用,大概是由于铁和铜离子与它们的络合物具有抗菌消炎的功能有关。此外桑叶中含有多种维生素,比如维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、胡萝I-素等,这些维生素有助于维持机体免疫能力、提高抗氧化功能以及能够调节脂肪、糖类等作用。但因品种、产地气候、管理及栽培方法以及采摘季节和采摘部位的不同,不同桑叶的营养组成存在差异。

通过对不同来源桑叶常规营养水平组成的测定可以看出,不同来源桑叶其蛋白含量组成差异较大,但粗蛋白含量皆在13.3%以上,尤其以陕桑最好,达到了20.6%。各种矿质以氧化物、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐等形式存在于灰分中,桑叶的粗灰分含量较高,表明桑叶富含矿物营养,有利于畜禽的生长发育需要。

中国农业大学(王雯熙,2012)收集了29种桑叶样品,测定了常规营养成分,结果表明桑叶的营养价值丰富,富含微量元素,蛋白高于羊草,而纤维含量低于羊草,同时富含微量元素。试验结果表明,桑叶蛋白质含量高(221.5~323.8g/kg DM),纤维含量低(213.6~367.1g/kg DM),富含微量元素,可作为优质的蛋白饲料提供给动物食用,具有很好的开发前景。桑叶的营养价值随收获季节不同有异。上位叶粗蛋白与磷的含量高于下位叶,而粗脂肪、粗灰分、钙、镁、铁含量则低于下位叶;晚秋蚕期,桑叶含钙量比春蚕期高,但镁与磷含量却与钙情况相反。

5.香蕉副产物

香蕉副产物不同部位营养差异较大(表2-28),以香蕉叶片的营养价值最高,香蕉茎秆营养价值最低。香蕉叶片中Cp含量在8.73%~13.85%,EE含量为0.73%~9.6%。山地蕉副产物营养价值高于普通的香蕉副产物。香蕉茎秆的Cp含量很低,这也是限制其作为饲料使用的关键因素之一。

香蕉茎秆富含纤维素的问题。香蕉茎秆的纤维素、半纤维素和木质素含量高,且难于被降解,近几十年来国内外大多采用物理、化学处理等方法,但粗纤维的降解率低,故营养价值提高幅度不大,应用范围不广。虽然添加菌制剂和酶制剂可提高茎秆的消化利用率和营养价值,但由于受到酶的种类、活性、底物专一性和处理条件等因素的影响,纤维素的降解量仍然有限。如果能针对香蕉茎秆筛选出纤维素酶的高产菌株,并充分利用菌株之间的协同效应进行发酵,充分降解纤维素,就可以极大地提高利用率和营养价值。

表2-28 香蕉副产物营养成分表(干物质基础)

通过对以上南方5类经济作物副产物进行常规营养成分测定,结果可发现5类副产物中桑叶的Cp含量最高,平均在18.26%,其次是麻叶17.16%,甘蔗叶和香蕉叶则含量较低,平均在7%以下,木薯渣的蛋白质含量最低。麻叶、桑叶、甘蔗叶、香蕉叶的EE含量分别是2.56%、5.06%、2.36%、7.57%;NDF最大的是甘蔗叶,平均69.12%,依次是香蕉叶、麻叶、桑叶,分别是67.35%、64.39%、50.55%;对于酸性洗涤纤维,香蕉叶最大,平均为44.68%,依次是麻叶、甘蔗叶、桑叶,分别为39.79%、38.62%、19.64%。