趙 娜 魏金濤 楊雪海 黃少文 張 巍 郭萬正 陳 芳

(湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所1，武漢 430064)動物胚胎工程及分子育種湖北省重點實驗室2，武漢 430064)(油料脂質(zhì)化學(xué)與營養(yǎng)湖北省重點實驗室3，武漢 430062)

油菜是中國長江流域種植面積廣泛的農(nóng)作物，油菜籽含有粗脂肪35%～50%，蛋白質(zhì)20%～30%，且賴氨酸、含硫氨基酸、磷脂、油酸、亞油酸等含量高[1]，將這一地方性特色資源飼用化能緩解我國高蛋白高能量飼料原料短缺的壓力。油菜籽的營養(yǎng)價值評定對其在畜禽飼糧中的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)作用。近些年，油菜籽作為飼料資源在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用得到初步研究[2-8]。Shaw等[9]和孔學(xué)民等[10]在生長育肥豬階段進行了含有油菜籽的飼料的營養(yǎng)物質(zhì)消化率測定，Yong等[11]比較了油菜籽粒徑大小對肉雞脂肪的消化效果的影響。生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，生油菜籽適口性較差，經(jīng)加熱處理后脂香味濃，有較好的誘食效果。油菜籽含油量高，破碎后加熱處理易出現(xiàn)油脂析出和氧化等問題，為解決這一問題，本研究將油菜籽與豆粕混合后進行加熱處理，加熱處理工藝為飼料加工中較為常見的熟化和膨化工藝。油菜籽采用不同工藝加熱熟化后，其營養(yǎng)物質(zhì)的動物消化利用率會有所差異，但關(guān)于不同工藝處理油菜籽對蛋雞的營養(yǎng)價值評定還鮮有報道。因此，本研究采用蛋雞為實驗動物，對熟化和膨化工藝處理的復(fù)合油菜籽的營養(yǎng)價值進行評定，為其作為優(yōu)質(zhì)飼料原料提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗選用油菜籽品種為華油雜9號，產(chǎn)地為湖北省黃岡市。破碎復(fù)合油菜籽(將油菜籽經(jīng)對輥機碾壓破碎后與豆粕按照質(zhì)量比1∶1混合)、熟化復(fù)合油菜籽(對輥機碾壓破碎油菜籽∶豆粕=1∶1混合后，400型環(huán)模制粒機，粒徑4 mm，壓縮比1∶8，80 ℃調(diào)質(zhì)制粒)以及膨化復(fù)合油菜籽(對輥機碾壓破碎油菜籽∶豆粕=1∶1混合后135 ℃干法膨化)。實驗材料粉碎后過40目篩，在4 ℃冷藏儲存待用。

1.2 實驗設(shè)計與實驗動物

1.2.1 真代謝能法(TME)測定油菜籽代謝能與營養(yǎng)物質(zhì)利用率

選用64只30周齡、體重(3.00±0.03) kg、健康狀況良好的成年海蘭褐種公雞，隨機分為4組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)4只雞。第一組為破碎復(fù)合油菜籽組，第二組為熟化復(fù)合油菜籽組，第三組為膨化復(fù)合油菜籽組，第四組為絕食組。

1.2.2 油菜籽在蛋雞中的氨基酸回腸消化率的測定

選用48只25周齡、體重(2.50±0.02) kg、健康狀況良好的海蘭褐蛋雞，隨機分成3組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)4只雞。第一組飼喂純合無氮飼糧；第二組飼喂破碎復(fù)合油菜籽半純合飼糧；第三組飼喂膨化復(fù)合油菜籽半純合飼糧。正飼期4 d。

實驗飼糧采用純合無氮飼糧和半純合飼糧，添加0.5%的二氧化鈦作為外源指示劑。盡量保證除氨基酸以外的營養(yǎng)平衡。實驗飼糧組成和營養(yǎng)水平見表1。

表1 實驗飼糧組成和營養(yǎng)水平

注：1)預(yù)混料為每千克飼糧提供：VA 8000 IU，VD 1000IU，VE 35 mg，VK 32 mg，VB12 mg，VB24 mg，VB62 mg，VB120.01 mg，煙酸60 mg，泛酸8 mg，葉酸2 mg，生物素1 mg， 膽堿1000 mg，F(xiàn)e 70 mg，Cu 10 mg， Mn 60 mg，Se 0.12 mg， I 0.48 mg。2)營養(yǎng)水平為計算值。

1.3 飼養(yǎng)管理

實驗在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所金水實驗基地動物代謝室進行。雞只飼養(yǎng)于代謝籠內(nèi)，每個籠子一只雞。在非正式實驗期，給實驗雞喂生長蛋雞全價配合飼料，自由采食，自由飲水。正式實驗期各組雞只飼喂相應(yīng)的實驗飼糧，自由飲水。

1.4 實驗方法

代謝能和消化率測定方法參閱《動物營養(yǎng)學(xué)》[12]和《飼料生物學(xué)評定技術(shù)》[13]。

1.4.1 代謝能與營養(yǎng)物質(zhì)利用率的測定

1.4.1.1 按照Sibbald的TME法進行全收糞[14]。實驗前一周去除泄殖腔周圍后的雞毛，實驗雞肛門處縫合一個容積約100 mL的塑料瓶的中間開孔的瓶蓋，實驗期間收集糞便時套上瓶身，糞滿更換瓶子。

各組實驗雞分別被飼喂供試飼料4 h后，空腹48 h，排空消化道內(nèi)容物，期間自由飲水。然后用強飼器給雞40 g所測飼料樣品。強飼后收集48 h的糞便。第四組雞只絕食以測定內(nèi)源損失。將糞便收集在潔凈、稱重過的搪瓷盤中，剔除雞毛以及雞只表皮脫落物。每100 g鮮糞加10 mL 10%鹽酸，置于60 ℃烘箱中烘干稱重，回潮后的樣品粉碎過40目篩，然后存于-20 ℃冰箱中儲存，以備分析。

1.4.1.2 油菜籽表觀代謝能(AME)的計算

表觀代謝能(AME)(MJ/kg)=(食入總能-排泄物總能)/食入飼料總量；

真代謝能(TME)(MJ/kg)=[食入總能-(排泄物總能-內(nèi)源能)]/食入飼料總量。

1.4.1.3 油菜籽營養(yǎng)物質(zhì)全腸道利用率的計算公式

某種營養(yǎng)物質(zhì)利用率=[(食入營養(yǎng)物質(zhì)量-排泄物中營養(yǎng)物質(zhì)量)/食入營養(yǎng)物質(zhì)量]×100%；

某種營養(yǎng)物質(zhì)真利用率={[食入營養(yǎng)物質(zhì)量-(排泄物中營養(yǎng)物質(zhì)量-內(nèi)源營養(yǎng)物質(zhì)量)]/食入營養(yǎng)物質(zhì)量}×100%。

1.4.2 氨基酸回腸消化率的測定

1.4.2.1 回腸食糜的收集

將純合無氮飼糧、各半純合飼糧置于食槽中，讓雞只自由采食，4 d后翅靜脈戊巴比妥鈉麻醉后，立即剖腹。收集整個回腸(從美克爾憩室約5 mm近端到回腸、盲腸、結(jié)腸交界處)的內(nèi)容物，用蒸餾水將回腸中食糜沖入干凈的塑料容器，在-20 ℃凍存后冷凍干燥；干燥后的食糜樣品研磨，過40目篩，儲存在-20 ℃冰箱中儲存，以備分析。

1.4.2.2 油菜籽氨基酸回腸表觀消化率

AIDAA= 1-IAA×DTiO2/(DAA×ITiO2)

式中：AIDAA為氨基酸回腸表觀消化率/%；IAA為回腸食糜氨基酸含量；DTiO2為飼糧二氧化鈦含量；DAA為飼糧氨基酸含量；ITiO2為回腸食糜二氧化鈦含量。

1.4.2.3 純合無氮飼糧回腸末端內(nèi)源氨基酸損失量

IAAend=IAA×(DTiO2/ITiO2)

式中：IAAend為純合無氮飼糧組回腸末端內(nèi)源氨基酸損失量；IAA為純合無氮飼糧回腸食糜氨基酸含量；DTiO2為純合無氮飼糧二氧化鈦含量；ITiO2為回腸食糜二氧化鈦含量。

1.4.2.4 油菜籽氨基酸回腸標準消化率

SIDAA= AIDAA+IAAend/DAA

式中：SIDAA為氨基酸回腸標準消化率/%；AIDAA為氨基酸回腸表觀消化率；IAAend為純合無氮飼糧回腸末端內(nèi)源氨基酸損失量；DAA為飼糧氨基酸含量。

1.4.3 指標測定方法

干物質(zhì)的測定參照GB/T 6435—2014；粗蛋白質(zhì)的測定參照GB/T 6432—1994；粗脂肪的測定參照GB/T 6433—2006；粗灰分的測定參照GB/T 6438—2007；粗纖維的測定參照GB/T 6434—2006；能量的測定采用GR-3500型氧彈式熱量計；氨基酸含量測定參照GB/T 18246—2000；噁唑烷硫酮的測定參照GB/T 13089—1991；異硫氰酸酯的測定參照 GB/T 13087—1991；二氧化鈦含量的測定參照Short等[15]和鄧雪娟等[16]方法。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行處理，采用SPSS 18.0進行單因子方差分析，用S-N-K檢驗顯著性，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理復(fù)合油菜籽的成分測定結(jié)果

不同工藝處理油菜籽的常規(guī)成分分析結(jié)果參見表2。破碎復(fù)合油菜籽、熟化復(fù)合油菜籽、膨化復(fù)合油菜籽的各營養(yǎng)成分含量差異不顯著(P>0.05)。油菜籽經(jīng)加熱處理后，部分硫苷分解導(dǎo)致噁唑烷硫酮、異硫氰酸酯含量有所升高，但是均遠低于我國新型高效低毒菜籽粕質(zhì)量標準(噁唑烷硫酮≤ 500 mg/kg，異硫氰酸酯≤100 mg/kg)。

表2 不同處理油菜籽的常規(guī)營養(yǎng)成分及毒素含量(絕干基礎(chǔ))

表3 不同處理油菜籽的氨基酸含量(絕干基礎(chǔ)，%)

2.2 不同處理復(fù)合油菜籽的代謝能及營養(yǎng)物質(zhì)全腸道利用率

由表4可知，復(fù)合油菜籽經(jīng)80 ℃熟化、135 ℃膨化處理后，表觀代謝能得到提高(P<0.05)，但是各組間真代謝能差異不顯著(P>0.05)；復(fù)合油菜籽經(jīng)處理后粗脂肪表觀利用率和真利用率、粗蛋白質(zhì)表觀利用率和真利用率得到極顯著提高(P<0.01)；尤其膨化復(fù)合油菜籽與未經(jīng)加熱處理的破碎復(fù)合油菜籽相比，粗脂肪表觀利用率提高了21.79%、粗蛋白質(zhì)表觀利用率提高了25.22%。

表4 不同處理油菜籽的代謝能及營養(yǎng)素利用率

注：表中數(shù)值用“平均值±標準差”表示。同行無字母或數(shù)據(jù)肩標相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。表5同。

表5 不同處理油菜籽的氨基酸全腸道利用率/%

2.3 不同處理復(fù)合油菜籽的氨基酸全腸道利用率

TME法測定出的各氨基酸全腸道利用率見表5。結(jié)果顯示：膨化復(fù)合油菜籽的天門冬氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、精氨酸等全腸道表觀利用率極顯著高于熟化復(fù)合油菜籽(P<0.01)，而熟化復(fù)合油菜籽的這幾種氨基酸的全腸道表觀利用率極顯著高于破碎復(fù)合油菜籽(P<0.01)；膨化復(fù)合油菜籽的絲氨酸、谷氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、脯氨酸等全腸道表觀利用率極顯著高于熟化復(fù)合油菜籽和破碎復(fù)合油菜籽(P<0.01)，熟化復(fù)合油菜籽的絲氨酸、酪氨酸、賴氨酸全腸道表觀利用率顯著高于破碎復(fù)合油菜籽(P<0.05)，而熟化復(fù)合油菜籽和破碎復(fù)合油菜籽間谷氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等這幾種氨基酸的全腸道表觀利用率差異不顯著(P>0.05)。膨化復(fù)合油菜籽的蘇氨酸、絲氨酸、酪氨酸、賴氨酸、精氨酸等的全腸道真利用率極顯著高于熟化復(fù)合油菜籽(P<0.01)，而熟化復(fù)合油菜籽的這幾種氨基酸的全腸道真利用率顯著高于破碎復(fù)合油菜籽(P<0.05)。

但是熟化復(fù)合油菜籽的組氨酸全腸道表觀利用率和真利用率顯著高于膨化復(fù)合油菜籽(P<0.01)，膨化復(fù)合油菜籽顯著高于破碎復(fù)合油菜籽(P<0.01)。經(jīng)過油菜籽經(jīng)熟化或者膨化處理后甘氨酸全腸道表觀利用率和真利用率都出現(xiàn)了下降(P<0.01)，而且熟化復(fù)合油菜籽的全腸道表觀利用率和真利用率都顯著高于膨化復(fù)合油菜籽(P<0.01)。

2.4 不同處理復(fù)合油菜籽的蛋雞氨基酸回腸消化率

表6為不同處理油菜籽的蛋雞氨基酸回腸消化率。在TME實驗的基礎(chǔ)上，選取營養(yǎng)物質(zhì)利用率較高的膨化復(fù)合油菜籽與破碎復(fù)合油菜籽進行氨基酸回腸消化率測定。與破碎復(fù)合油菜籽相比，膨化復(fù)合油菜籽的各種氨基酸回腸表觀消化率和氨基酸回腸標準消化率得到了極顯著的提高(P<0.01)。除了組氨酸外，膨化復(fù)合油菜籽各氨基酸回腸表觀消化率、氨基酸回腸標準消化率都大于83%。

表6 不同處理油菜籽的蛋雞氨基酸回腸消化率/%

注：表中數(shù)值用“平均值±標準差”表示。同行數(shù)據(jù)肩標不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

3 討論

單一原料油菜籽破碎后加熱處理易出現(xiàn)油脂析出的現(xiàn)象。據(jù)報道，干法膨化加工可降低全脂菜籽的粗脂肪含量10.8%[17]。本研究中將油菜籽與豆粕復(fù)合后再進行加工，各樣品中脂肪含量差異不顯著，有效防止了油菜籽加熱熟化過程中的油脂流失。錢和等[18]報道油菜籽經(jīng)過蒸炒工藝由于Maillard反應(yīng)，賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸酪氨酸、纈氨酸含量都大幅度下降。本實驗中，復(fù)合油菜籽經(jīng)過80 ℃制粒或135 ℃干法膨化后，各氨基酸含量下降均不明顯，說明加熱工藝低于135 ℃時可防止Maillard反應(yīng)造成油菜籽營養(yǎng)成分含量降低；和小明等[19]選擇9周齡健康艾維茵公雞，采用TME法、常規(guī)法和改進的TME(頂替法)等方法測定出的膨化菜籽TME值在3.05～3.54 kcal/g，結(jié)果都較為接近，他認為可能是由于菜籽經(jīng)膨化處理后變得易于被動物消化利用。本研究中采用TME法測定出的熟化復(fù)合油菜籽和膨化復(fù)合油菜籽的TME值分別為14.41 MJ/kg和14.59 MJ/kg，差異不顯著，說明熟化和膨化這兩種工藝都能提高復(fù)合油菜籽的代謝能值，進一步印證了加熱工藝對復(fù)合油菜籽營養(yǎng)價值的改良作用。

本研究中，TME法測定油菜籽經(jīng)80 ℃熟化、135 ℃膨化處理后，與未經(jīng)加熱處理的生復(fù)合油菜籽相比，粗脂肪、粗蛋白質(zhì)表觀利用率、真利用率顯著提高；膨化油菜籽的氨基酸全腸道利用率高于熟化油菜籽，熟化油菜籽大部分氨基酸全腸道利用率高于生復(fù)合油菜籽。油菜籽經(jīng)熟化后，蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸的表觀利用率和真利用率均超過80%。

鄧雪娟等[20]建議采用標準回腸可消化氨基酸作為評價家禽飼料原料氨基酸營養(yǎng)價值的依據(jù)。本研究中蛋雞氨基酸回腸消化率測定采用實驗雞自由采食待測飼糧，比較貼近生產(chǎn)實際；根據(jù)TME法測定的結(jié)果，選取了膨化復(fù)合油菜籽和破碎復(fù)合油菜籽進行了蛋雞氨基酸回腸消化率測定，結(jié)果再次表明膨化油菜籽的氨基酸回腸表觀消化率和回腸標準消化率得到了極顯著的提高。

膨化和加熱工藝使飼料原料蛋白質(zhì)分子經(jīng)過高溫、高剪切力作用后發(fā)生伸展、重組，內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞引起其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，更容易被蛋白酶類分解[21]，從而提高蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率。也有人認為，膨化能使飼料原料中脂肪細胞發(fā)生裂解，裂解后的脂肪與脂肪消化酶的親和性提高，脂肪更易消化，同時適度膨化使蛋白質(zhì)的變性，氨基酸的吸收有較大幅度的提高[22]；倪海球等[23]認為菜籽粕膨化時，菜籽纖維部分氫鍵斷裂，高分子物質(zhì)發(fā)生分解反應(yīng)，原有的緊密結(jié)構(gòu)變得膨松，釋放出部分被包圍、結(jié)合的可消化物質(zhì)，提高了消化率和利用率。這些原因可能共同使油菜籽加熱后表觀代謝能以及粗脂肪、粗蛋白質(zhì)和部分氨基酸消化率得到提高。

本研究中TME法測定結(jié)果顯示隨著處理工藝溫度的升高，復(fù)合油菜籽在全腸道中甘氨酸表觀利用率和真利用率降低，但是對回腸食糜的測試結(jié)果為膨化復(fù)合油菜籽甘氨酸回腸表觀消化率及標準消化率高于破碎復(fù)合油菜籽，這一現(xiàn)象需要進一步研究。

4 結(jié)論

消化代謝實驗表明，復(fù)合油菜籽經(jīng)加熱處理后營養(yǎng)物質(zhì)更易消化，粗脂肪、粗蛋白質(zhì)氨基酸消化利用率得到大幅度提高。熟化和膨化工藝提高了復(fù)合油菜籽中大多數(shù)氨基酸的消化利用率。