蒸汽压片对玉米在肉仔鸡的养分生物学效价的影响

中国农业大学动物科技学院 王 磊 刘凤菊 呙于明*

玉米作为饲料原料是使用最广泛的谷物籽实类饲料之一。当前人畜争粮问题日益严重，解决饲料原料短缺的问题主要依靠改善饲料原料的消化利用率或者寻找新型的饲料资源。其中改变饲料原料的加工方式就是改善饲料利用率的方法之一。然而长期以来在畜禽生产中使用玉米的方式就是整粒直接饲喂反刍动物或粗粉碎后饲喂畜禽。自从我国引进国外先进的蒸汽压片技术，在反刍动物饲养方面，已有很多研究证实蒸汽压片技术能够改善玉米的营养价值，提高饲料原料的利用率。然而关于蒸汽压片玉米应用在猪和家禽上的研究较少，本试验通过对21日龄AA肉仔鸡的全收粪代谢试验研究蒸汽压片对玉米各种营养成分利用率的影响，从而对蒸汽压片玉米的营养价值做一科学的评价，为蒸汽压片玉米在家禽生产上的应用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 蒸汽压片玉米以及用于生产制备蒸汽压片的原料玉米均购买自河北凯特饲料集团。饲喂时，蒸汽压片玉米和原料玉米都经过SD40X13型粉碎机粉碎，以便试验鸡采食。

1.2 试验动物与饲养管理 选择21日龄体重相近的AA肉仔鸡，均匀分组后，饲喂相应的饲料，每笼饲喂4只鸡，试验过程自由饮水。

1.3 试验设计 选择96只21日龄AA肉仔鸡，按体重均匀分成4组，每组6个重复，每个重复4只鸡。试验1、2组分别饲喂蒸汽压片玉米和粉碎玉米（营养成分见表1）。试验3组：饥饿处理用于测定内源能量代谢。试验4组：饲喂无氮日粮（日粮组成见表2），用于测定内源氨基酸代谢。

1.4 样品收集与制备 21日龄AA肉仔鸡在笼养鸡舍进行代谢试验，采用全收粪法收粪，试验开始前禁食14 h，然后自由采食，以重复为单位收粪3 d。代谢试验结束前14 h清空饲料，并继续收粪至试验结束。将收集的排泄物挑出羽毛和废料后，称量总重并计算饲料消耗量。将排泄物混合均匀后取样，在烘箱中65℃，烘干48～72 h至恒重，室温回潮24 h，称重并记录，粉碎过40目筛，装入自封袋内密封。

表1 蒸汽压片玉米与粉碎玉米的养分含量

1.5 测定指标和方法

1.5.1 测定指标 测定饲料、排泄物中的淀粉、干物质、粗蛋白质、氨基酸、总能，以此计算玉米的淀粉消化率、干物质消化率、N存留率、氨基酸利用率和代谢能。相关计算公式（计成，2007；呙于明，2004）如下：

（1）淀粉消化率/%=（食入淀粉量－排泄物中淀粉量）/食入淀粉量×100；

（2）干物质表观消化率/%=（食入干物质量－排泄物中干物质量）/食入干物质量×100；

表2 无氮日粮组成 %

（3）干物质真消化率/%=（食入干物质量－排泄物中干物质量+内源性干物质量）/食入干物质量×100；

（4）每千克饲料沉积N/g=（食入总氮量－排泄物中总氮量）/食入的饲料量；

（5）表观N存留率/%=（食入总氮量－排泄物中总氮量）/食入总氮量×100；

（6）真N存留率/%=（食入总氮量－排泄物中总氮量+内源总氮量）/食入总氮量×100；

（7）表现代谢能（AME）（kJ/kg）=[I×GE-（FE+UE）]/I；

式中，I为采食量，kg；GE 为饲料的能量，kJ/kg；（FE+UE）为排泄物的能量，kJ/kg。

（8）AMEn（kJ/kg）=AME-RN1×34.39；

式中，RN1为家禽每摄入1 kg饲料沉积的表观氮沉积量，g，34.39为每沉积1 g氮用34.39 kJ的能量校正。RN1=食入饲料氮（g）-排泄物中氮（g）;

（9）真代谢能（TME）（kJ/kg）={I×GE-[（FE+UE）1-（FE+UE）2]}/I；

式中，（FE+UE）1为采食时的排泄物能量；（FE+UE）2为绝食时的排泄物能量。

（10）TMEn（kJ/kg）=TME-RN2×34.39；

式中，RN2为家禽每摄入1 kg饲料沉积的真氮量，g，34.39为每沉积1 g氮用34.39 kJ的能量校正。RN2=食入饲料氮（g）- 排泄物中氮（g）+内源粪尿氮（g）。

（11）氨基酸表观利用率/%=（食入氨基酸量－排泄物中氨基酸量）/食入氨基酸量×100；

（12）氨基酸真利用率/%=（食入氨基酸量-排泄物中氨基酸量+内源氨基酸量）/食入氨基酸量×100。

1.5.2 测定方法 总能：氧弹测热法。粗蛋白质：凯氏定氮法。氨基酸：在农业部饲料效价与安全监督检验测试中心（北京）测定，采用GB/T18246-2000中的酸水解方法测得15种氨基酸，GB/T18246-2000中氧化水解的方法测得2种含硫氨基酸（胱氨酸和蛋氨酸）。淀粉：采用熊易强（2000）的方法测定，由于该方法中推荐的酶制剂Sigma公司停产，故选用由Sigma公司生产同种类型的编号为A-7095的淀粉葡萄糖苷酶，同时根据熊易强（2000）方法中要求的酶添加量及酶活单位转换出A-7095所需添加的剂量，本试验每个测定样品添加A-7095酶制剂0.6 mL，酶解反应的温度控制在55℃。

1.6 数据统计分析 试验数据用SPSS11.5软件进行独立性t检验，P＜0.05为差异显著，数据以平均值±标准差的形式给出。

2 结果

由表3可知，饲喂蒸汽压片玉米组在淀粉消化率、真N存留率、干物质消化率、代谢能、N排泄量方面均比饲喂粉碎玉米组高，并且差异极显著（P＜0.01）；相比粉碎玉米组，在表观N存留率以及每千克饲料表观N存留量方面，蒸汽压片玉米组有升高的趋势，差异不显著（P＞0.05）；然而在粗脂肪消化率方面，两组差异不显著（P＞0.05），但饲喂粉碎玉米组比蒸汽压片玉米组略高。

由表4可以得到，相对于粉碎玉米，蒸汽压片玉米的蛋氨酸表观利用率极显著提高（P＜0.01）；谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸的表观利用率显著提高（P＜0.05）；而苏氨酸、丝氨酸、脯氨酸、赖氨酸、酪氨酸、必需氨基酸（EAA）、含硫氨基酸以及总氨基酸（TAA）的表观利用率差异不显著（P＞0.05），但有升高趋势；而天冬氨酸、甘氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、精氨酸及胱氨酸的表观利用率，两处理组间无显著差异（P＞0.05）。

在氨基酸真利用率方面，蒸汽压片玉米的苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、组氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、EAA、TAA极显著高于粉碎玉米（P ＜ 0.01）；天冬氨酸、赖氨酸、丙氨酸、胱氨酸、含硫氨酸真利用率显著提高（P＜0.05）；而甘氨酸、缬氨酸、精氨酸、脯氨酸的利用率差异不显著（P＞0.05），但是有升高趋势；苯丙氨酸的利用率则差异不显著（P ＞ 0.05）。

表3 21日龄AA肉仔鸡的养分消化代谢率

3 讨论

3.1 干物质消化率和淀粉消化率 在干物质表观消化率和真消化率上，与粉碎玉米相比，蒸汽压片玉米分别高7.10%和7.28%，并且差异显著（P＜0.05）。干物质消化率提高则能够使家禽干物质采食量减少，节约饲料原料。

本试验中蒸汽压片玉米的淀粉消化率高达98%，而粉碎玉米的淀粉消化率仅88%，与Zinn等（1995）提出的蒸汽压片技术能够将玉米的淀粉消化率从90%提高到99%这一结论相符。淀粉在有水的条件下加热，能够破坏结晶结构形成α-淀粉，更容易被淀粉酶分解，并且蒸汽压片技术使玉米发生凝胶糊化反应，淀粉颗粒分子间的氢键被破坏，破坏淀粉之间的有序排列，使其在畜禽体内能更容易被微生物和酶分解；并通过两轧辊的压力作用，改变玉米中蛋白质的空间结构，使淀粉颗粒更容易暴露。这两方面使淀粉的溶解性、酶解性提高，从而提高机体的淀粉消化率。

3.2.N存留率 本试验中，蒸汽压片玉米的表观N存留率和真N存留率分别粉碎玉米提高11.35%和 11.50%，而 Zinn（1995）研究指出蒸汽压片玉米与干压片玉米相比，提高13%的过瘤胃蛋白。Plascencia和Zinn（1996）发现，相对于干碾压玉米，蒸汽压片玉米能分别提高菌体蛋白量、小肠N消化率和总肠道N消化率达28%、10%和8%。上述数据表明，无论是在反刍动物还是在家禽上，蒸汽压片玉米均能改善蛋白质消化率，增加N存留率。显然反刍动物在增加N存留率方面有更好的途径：（1）由于蒸汽压片技术使玉米发生轻度的美拉德反应，使蛋白质不易在瘤胃内降解，或降解率降低，从而提高了过瘤胃蛋白的数量；（2）瘤胃内淀粉消化率的提高为瘤胃内的微生物提供了能量及合成蛋白质所需的碳骨架，增加了菌体蛋白的数量，使瘤胃内氮利用率增加；（3）由于瘤胃内氮的利用效率增加，促进肝脏中的尿素向瘤胃中转移，促进了尿素再循环并合成相应的菌体蛋白，这是一种良性循环的过程，从而使过瘤胃蛋白的量增加。在家禽提高消化率的机理可能是在加工过程中蛋白质由于受到物理因素（如加热、加压）和化学因素影响产生变性，适度的变性能够使蛋白酶抑制剂和其他抗生理物质受到钝化，并促使肽链结结构伸展，与酶接触面积增大，从而提高蛋白质消化率（刘梅英等，2000）。

表4 氨基酸利用率

蒸汽压片玉米组的排泄总量显著小于粉碎玉米组，而在排泄物中含N浓度方面，蒸汽压片玉米显著高于粉碎玉米，但是由此计算出的N总排泄量，蒸汽压片玉米组显著小于粉碎玉米组，在N摄入量无显著差异的情况下，导致氮的存留率显著提高。

3.3 代谢能 Zinn（2002）研究指出，蒸汽压片玉米相对于干碾压玉米，在代谢能、维持净能和增长净能方面分别提高12.6%、14.2%、17.3%。而本试验中，蒸汽压片玉米组在AME、AMEn、TME、TMEn分别比粉碎玉米高6.83%、6.77%、6.97%、6.93%，在统计学上差异显著。主要原因淀粉在玉米中约占70%，并且玉米是提供能量的主要物质，在淀粉消化率提高的情况下，代谢能当然有相应的提高。

3.4 粗脂肪消化率 粗脂肪的消化率虽差异不显著，但是蒸汽压片玉米组反而比粉碎玉米组低，可能有以下几点原因：（1）玉米中易消化吸收的不饱和脂肪酸在蒸汽调制的过程中部分被氧化为不易吸收的饱和脂肪酸（刘梅英等，2000）；（2）由于淀粉消化率以及粗蛋白质消化率提高，受到糖、蛋白质、脂类这三大营养物质的被机体利用优先级的影响，导致脂肪的利用率减少；（3）蒸汽压片玉米增加了盲肠中总脂肪酸的浓度，这可能是由于盲肠微生物发酵的结果，致使排泄物中总脂肪酸量增加，相应的导致粗脂肪的消化率降低（李桂冠和孟庆翔，2007）。

3.5 氨基酸利用率 蒸汽压片玉米的氨基酸表观利用率和真利用率值均高于粉碎玉米，并且在总氨基酸利用率上与粉碎玉米差异显著，由于总氨基酸量≤粗蛋白质量，所以这个结果与在N存留率方面，两个处理组差异显著的结果是一致的。

甘氨酸表观利用率很低，而甘氨酸的真利用率却很高，超出了100%，主要原因是由于甘氨酸是家禽的必需氨基酸，它以尿酸形式排出体外，而排泄物中的尿素经过酸水解反应可以形成甘氨酸（Parson等，1983），导致甘氨酸表观利用率很低；又由于内源氮主要包括消化液、黏蛋白和脱落细胞，其中甘氨酸不仅是胆汁中的主要氨基酸，还是黏蛋白中的主要氨基酸之一，所以甘氨酸的内源损失较多，导致校正后的真利用率很高。而酪氨酸表观利用率正常，但是真利用率略微超出100%，翟少伟等（2006）比较优质蛋白玉米和普通玉米的氨基酸利用率时也得出类似结果，原因是由于苯丙氨酸和酪氨酸均属于芳香族氨基酸，在体内苯丙氨酸可转变成酪氨酸，且反应不可逆。因此苯丙氨酸是必需氨基酸，而酪氨酸则是非必需氨基酸。程伶（1989）在关于仔猫苯丙氨酸和酪氨酸需要量的研究中发现，仔猫的苯丙氨酸需要量有一半可以用酪氨酸来代替，这说明苯丙氨酸约有一半的用量在体内转化成非必需的酪氨酸，这有可能是本试验在经过内源氨基酸校正后，酪氨酸利用率的变化幅度大于苯丙氨酸的原因。

Taverner等（1981）指出，内源蛋白中甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬氨酸和谷氨酸在消化道中吸收较慢，所以这些氨基酸的内源损失较多。Moughan等（1991）认为，到达回肠末端的内源蛋白由胆汁分泌物和黏膜糖蛋白组成，这主要含有谷氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、甘氨酸、丝氨酸和脯氨酸。本研究测定出的内源氨基酸组成，含量超过4%的氨基酸从高到低的顺序依次是甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、异亮氨酸。以上氨基酸除甘氨酸外均是由于内源排出量较高，通过内源校正后，造成两处理间的氨基酸真利用率的差异相对于表观利用率的差异均增大。

总体而言，本研究对家禽排泄物总重（风干样）进行比较，发现粉碎玉米组明显高于蒸汽压片玉米组，而代谢试验期间采食量粉碎玉米组高于蒸汽压片玉米组，但差异不显著。各类营养物质在食入总量差异不显著的情况下，排出总量差异显著，所以各类物质的消化率差异显著。

4 结论

蒸汽压片技术能够显著改善玉米的养分和代谢利用率，从而达到节约饲料原料的目的。日粮中应用蒸汽压片技术可以显著减少家禽N的排泄量，减轻环境污染。

[1]程伶.仔猫对苯丙氨酸的需求量和节省酪氨酸的效果[J]实验动物与比较医学，1989，9（3）：157.

[2]呙于明.家禽营养（第2版）[M].北京：中国农业大学出版社，2004.400～413.

[3]计成.动物营养学（第1版）[M].北京：高等教育出版社，2007.27～37.

[4]李桂冠，孟庆翔.饲喂蒸汽压片玉米饲粮对产蛋鸡体外盲肠发酵、产蛋性能和蛋品质的影响：[硕士学位论][D].北京：中国农业大学，2007.

[5]刘梅英，熊先安，宗力.饲料加工对营养影响的研究[J].粮食与饲料工业，2000，1：24 ～25.

[6]熊易强.饲料淀粉糊化度（熟化度）的测定[J].饲料工业，2000，21（3）：30 ～31.

[7]翟少伟，齐广海，屠焰，等.优质蛋白玉米和普通玉米氨基酸消化率的比较研究[J].中国畜牧杂志，2006，42（1）：27 ～29.

[8]Moughan PJ，Schuttert G.Composition of nitrogen containing fractions in digesta from the distal ileum of pigs fed a protein-free diet[J].J Nutr，1991，121：1570 ～1574.

[9]Parsons C M，Potter L M，Brown R D Jr.Effects of dietary carbohydrates and of intestinal mincroflora on excretion of endogenous amino acids by poultry[J].Poult Sci，1983，62：483 ～489.

[10]Plascencia A，Zinn R A.Influence of flake density on the feeding value of steam-processed corn in diets for lactating cows[J].J Anim Sci，1996，74：310 ～316.

[11]Taverner M R，Hume I D，Farrell D J.Availability to pigs of amino acids in cereal grains.1.En-dogenous levels of amino acids in ileal digesta and faeces of pigs given cereal diets[J].Brit J Nutr，1981，46：149 ～158.

[12]Zinn R A，Adam C F，Tamayo M S.Interaction of feed intake level on comparative ruminal and total tract digestion of dry-rolled and steam-flaked corn[J].Anim Sci，1995，73：1239 ～1245.

[13]Zinn R A，Owens F N，Ware R A.Flaking corn： processing mechanics，quality standards，and impacts on energy availability and performance of feedlot cattle[J].J Anim Sci，2002，80：1145 ～1156.