饲用油脂的营养价值及其代谢能值评估
阮剑均 王顺祥
广东海大集团股份有限公司海大中央研究院
摘 要：油脂已成为目前家禽饲料中一种重要的原料, 特别是近年来在肉鸡、肉鸭的饲料配方成本中占的比例越来越高, 添加油脂可有效地提高饲料的代谢能水平。因此, 如何准确地评估油脂的代谢能显得尤为重要, 可直接影响饲料的养殖效果及配方成本的优化。但是, 油脂的代谢能评估往往受多因素的影响, 最终使得油脂代谢能的评定结果差异较大。本文论述了油脂的营养价值, 和目前行业内评估油脂代谢能的主要方法及影响评估的因素, 以期为后续油脂的代谢能应用评估提供参考。
关键词：油脂; 代谢能; 评定方法;
作者简介：阮剑均, 男, 硕士。王顺祥, 男, 博士。
油脂是指含有碳、氢和氧的有机化合物, 易溶解于有机溶剂 (如、石油、醚、苯、氯仿等) 。油脂主要由三甘油酯类、单甘油酯和二甘油酯等组成, 其中三甘油酯类约占油脂的95%。油脂按脂肪来源可分动物性油脂和植物性油脂。动物性油脂是通过提炼或萃取哺乳动物、家禽和鱼的组织或副产物中的脂肪得来, 主要有猪油、牛油、家禽油和鱼油等, 其中, 鱼油富含多不饱和脂肪酸, 如DHA (二十二碳六烯酸) 、EPA (二十碳五烯酸) 等, 而猪油的脂肪酸饱和程度最高, 牛油次之。植物性油脂是从油料作物种子经压榨和浸出而制得, 包括豆油、菜籽油、棉籽油、花生油、米糠油、玉米油、葵花油、胡麻油、棕榈油等, 植物性油脂不饱和脂肪酸的含量较动物性油脂高。
1 油脂的营养价值
油脂作为动物三大必需营养物质之一, 是机体组织的重要组成成分, 为动物的生长发育提供能源、必需脂肪酸, 平衡日粮的营养水平。油脂在动物体内除供应能量, 还具有重要的生理和生化作用, 包括: (1) 是必不可少的高能饲料原料。试验研究表明, 在肉鸡试验中油脂代谢能转化为净能的效率比碳水化合物和蛋白质的转化效率高, 其中碳水化合物和蛋白质分别78%和61%, 而油脂高达88%; (2) 提高饲料的利用率。油脂不仅能提供较高的净能值, 还能与其他营养成分产生互作效应, 提高饲料报酬。Rosebrough (1999) 认为:在肉仔鸡饲粮添加油脂时, 油脂与饲粮中蛋白质有互作效应, 含粗蛋白19%的饲粮中以油脂形式提供2.5 MJ的能量可降低脂肪的生成和苹果酸酶的活性。于会民 (1997) 还发现, 肉仔鸡日粮中添加豆油、黄油和牛油可显著提高干物质和蛋白质的表观利用率 (P<0.05) , 可能是油脂使食糜通过肠道的速度减慢, 食糜在肠道的停留时间延长, 进而提高饲料的养分利用率; (3) 提供必需脂肪酸。动物必需脂肪酸是指在动物体内不能合成或者合成量很少, 不能满足动物正常生长和生产需要, 包括亚油酸、亚麻油酸和花生四烯酸, 植物油、鱼油等富含动物所需的必需脂肪酸, 是动物必需脂肪酸的最好来源; (4) 溶剂与载体作用。油脂可促进脂溶性维生素A、D、E、K以及类胡萝卜素的有效吸收、利用和转运。脂溶性维生素需溶于脂肪而后才能被吸收, 且吸收过程中缺少作为载体的脂肪, 机体将不能完成脂溶性维生素的吸收, 鸡日粮含0.07%的脂类时胡萝卜素吸收率仅20%, 当脂类增到4%时, 吸收率可提高到60%; (5) 改变动物产品中脂肪酸的组成。饲喂不同脂肪酸组成的油脂日粮可以改变动物组织中的脂肪酸组成, Phetteplace和Watking (1992) 研究表明, 肉鸡日粮中添加5%的亚麻油或鱼油, 肉鸡组织中的n-3多不饱和脂肪酸沉积量显著提高, Ajuyah等 (1993) 在肉鸡饲料中添加富含α-亚麻酸的亚麻籽, 也得出同样的结论。而Pinchasov (1992) 在火鸡日粮中添加棕榈油增加了脂肪组级中饱和脂肪酸比例, 降低了不饱和脂肪酸含量; (6) 增强饲料风味, 改善饲料的适口性, 增加采食量; (7) 改善畜禽毛皮的外观, 抵抗微生物侵袭, 保护机体; (8) 减少饲料加工过程中的粉尘, 改善环境; (9) 在饲料的机械加工生产中起润滑作用。
2 油脂代谢能值的研究
畜禽日粮中添加油脂的主要目的是为了提高日粮能量, 不同油脂的总能值大致相等, 但其可利用能值差异很大, 油脂的组成、结构差异等各种因素往往导致脂类饲料代谢能值的评定比较困难。而家禽饲料代谢能值评定是饲料营养价值评定的一个重要的内容, 是家禽营养需要量及优化饲料配方的主要依据。
2.1 油脂代谢能值的评定方法
目前有关油脂代谢能的评定并尚无绝对统一的方法, 且油脂的代谢能一直被认为是饲料原料能量评价中的一大难题, 目前评定油脂代谢能的测定通常采用以下3种方法。
2.1.1 套算法
也称单水平测定法、差量法, 是单个饲料原料代谢能评定的经典方法, 目前多数单一油脂的代谢能值由套算法测得, 测定的各种饲料的表观代谢能值已形成了一个比较完整的体系。套算法是用油脂替代一定比例的基础日粮, 分别测定试验日粮和基础日粮的代谢能值, 根据二者的差值及替代比例来计算油脂代谢能。待测饲料的AME计算公式为:
饲料表观代谢能 (AME) = (食入饲料总能–排出粪尿总能) /食入干物质的量
油脂AME= (试验日粮AME–基础日粮AME×基础日粮所占比例) /油脂所占比例
脂肪作为特殊的饲料原料, 在测定代谢能值时不能直接饲喂, 必须依赖于其它的日粮, 一般来说, 考虑到家禽对油脂的消化能力和油脂的理化性质, 选用合适的替代比例至关重要。邹晓庭等 (1992) 用差别套算法测定油脂AME值, 当猪脂肪5%替换时, AME值为41.10 MJ/kg, 大豆油5%替换时, 其AME值为40.48 MJ/kg, 而猪脂肪替换比从10%递增到25%, 测得其AME值较稳定, 而大豆油替换比在10%~20%测得AME值较一致, 而25%替换时, 明显下降。因为套算法是假设基础日粮的能值在试验日粮中保持不变, 测定时会将试验误差折算到油脂的代谢能中。日粮中添加低水平油脂时, 被测油脂和基础日粮之间存在正协同效应, 所测油脂代谢能甚至超过其总能值;当油脂添加水平较高时, 家禽对油脂的消化率低, 导致测定结果偏低。
2.1.2 回归外插法
回归外插法是先用待测油脂按不同比例分别取代基础日粮进行消化测定, 以待测油脂在试验日粮中所占的比例 (%) 为自变量 (X) , 含不同油脂比例试验日粮的代谢能实测值为因变量 (Y) , 建立回归方程, 然后, 再外推到用待测油脂100%代替基础日粮时的所得代谢能值。该方法避免了套算法中基础日粮能值变异向待测油脂的转移, 也克服了套算法用一种比例替代基础日粮出现偏差较大的弊端, 但是其前提条件是保持待测饲料替换比有足够大的差距。然而试验日粮代谢能值的增加与油脂添加量并不呈直线关系, 大多数日粮代谢能的增幅值随着油脂添加量增加而减小, 故应在实际应用范围内采用该法评定油脂的代谢能值。韩友文等 (1984) 试验表明, 用2种或以上替换比例, 外插法测得被测饲料油脂AME值与实测值相一致。但是, 该方法每测一种饲料需要设计6~10个试验组, 比较繁琐, 一般用于专题性研究。
2.1.3 脂肪消化率计算法
油脂的代谢能值可以通过脂肪表观消化率的计算得到, 该方法通过油脂的表观代谢率乘以油脂的总能得到, 该方法虽然消除了油脂和基础日粮之间因互作而产生的混淆, 但消化率计算法因粪样中脂肪的含量非常有限, 通常将排泄物中粗脂肪的能值等同于日粮中油脂的能值。研究表明, 排泄物中粗脂肪的能值与日粮中油脂的能值并不相等, 邹晓庭等 (1992) 在测定大豆油和猪脂肪的代谢能时结果显示日粮排泄物粗脂肪的发热量为37.06 MJ, 油脂的发热量为39.53 MJ, 因此将排泄物中粗脂肪的能值等同于日粮中油脂的能值往往低估了油脂的代谢能值, 韩友文等 (1982) 也得出了同样的结论。对于油脂这种在饲粮中含量低, 而又单独分离的饲料原料而言, 消化率计算法在测定油脂代谢能值时理论上应比套算法具有较好的重复性和较低的干扰, 排除了日粮中其他成分消化代谢的变化对油脂代谢能值的影响。尹玉港等 (2011) 发现消化率计算法测定鸭饲粮脂肪代谢能值比套算法受内源性干扰更少, 重复性更高, 但饲粮的组成成分对脂肪的真代谢能值仍有一定影响。
2.2 影响油脂代谢能评定的因素
2.2.1 动物
饲料原料的代谢能值受家禽的种属、品种和年龄的影响较大, 不同家禽 (如鸡与鸭) 的生活习性、消化特点等差异大, 测定同一种饲料原料代谢能值的结果差异很大。即使是同一品种的家禽, 在不同日龄测定的结果也有一定差别, 主要是因为幼龄禽肠道发育不全, 胆汁酸分泌不足和肠道微生物群落不完善, 造成测定的代谢能值偏低。Pesti等 (2002) 分别选用10日龄和40日龄的肉仔鸡来测定了8种油脂的代谢能, 结果表明, 随着日龄增大, 肉鸡对油脂的消化能力也越来越强, 对油脂的消化率提高, 油脂的代谢能显著增大, 所测得的油脂代谢能越大。因此, 测定家禽的油脂代谢能时, 应选用相同日龄的试验动物, 避免日龄因素对试验造成误差。
2.2.2 油脂添加量
油脂作为一种特殊能量原料, 不能直接饲喂动物, 因此, 在测定油脂代谢能值时按照一定比例替代基础日粮来进行测定。但是油脂在试验日粮中的添加水平不同, 所测得的代谢能值也有差异。当添加水平较低时, 其测定值往往偏高, 甚至超过其总能值;因为油脂替代比例过低时, 容易受基础日粮中脂肪和内源脂肪的影响, 油脂与日粮之间产生互作效应, 使测定结果偏大。研究发现, 日粮中添加低水平油脂时, 被测油脂和基础日粮之间存在正协同效应, 所测油脂代谢能甚至超过其总能值;当添加水平过高时, 则由于动物消化道内分泌的脂肪酶胆汁酸盐的量相对较少, 油脂在肠道内无法及时消化吸收而直接排出体外, 导致测定结果偏低。邹晓庭等 (1992) 用大豆油和猪油按不同水平替代基础日粮, 并对7周龄的滨白公雏鸡进行饲喂, 结果显示在低替换水平 (5%) 和高替换水平 (25%) 测得油脂的代谢能值偏低, 适宜替代范围应在10%~20%。 (1999) 用10%的油脂与基础日粮组成待测日粮测定不同油脂的代谢能值, 测得棕榈油、鱼油和毛豆油的的AME分别为35.82MJ/kg、33.39MJ/kg、35.10 MJ/kg。
2.2.3 油脂的特性
研究表明, 在众多影响油脂代谢能值评定的因素中, 油脂本身的性质最为重要, 主要是组成油脂的脂肪酸的链长及饱和程度。不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比例往往决定着油脂代谢能值的高低, 家禽消化系统消化饱和脂肪酸的能力有限, 同时饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸混合使用时具有协同作用, 因此, 不同脂肪酸组成比例的油脂其代谢能值有较大差异。邹晓庭等 (1995) 研究得出, 油脂表观代谢能值 (AME) 和真代谢能值 (TME) 与油脂的碘价、酸值、亚油酸和亚麻酸的含量呈正相关, 而与软脂酸、硬脂酸的含量呈负相关。张维军 (1998) 用牛油、大豆油饲喂成年单冠白来航公鸡并测定其氮校正真代谢能, 得出不同类型的脂肪和添加量均显著影响试验日粮的TMEn的结论。
2.2.4 排泄物的收集方式
目前收集家禽排泄物的方法主要有三种:集粪盘收集、泄殖腔缝瓶集粪收集和收集回肠食糜测定回肠表观消化能。其中集粪盘收集虽然操作相对简单, 但由于排泄物直接暴露在空气中, 易被皮屑和羽毛污染, 为了避免排泄物的污染可给家禽穿上特制衣服;泄殖腔缝瓶集粪收集虽然会对家禽产生一定的应激, 但是在试验过程中不容易造成排泄物的污染, 并能避免排泄物的损失, 因此在试验中得到广泛采用;而收集回肠食糜虽然测定结果较为准确, 但是需进行手术, 操作难度大, 实际应用难以推广。
3 小结
油脂的代谢能评定是饲料营养价值评定的重要内容, 且评定过程中受较多因素的影响, 主要是试验动物的日龄、日粮组成、油脂的添加量、油脂的组成结构及评定方法等。因此, 在选择不同方法对油脂代谢能进行评估时, 应充分考虑以上因素, 使用试验结果更能准确地反映油脂的代谢能值。
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