玉米DDGS的營養特性及其在家禽生產中的應用

言西早

　　玉米DDGS的營養特性及其在家禽生產中的應用

　　李改娟 劉洋 姚軍虎 史寶軍 周振鋒

　　(1西北農林科技大學 陜西楊凌 712100; 2廣東溢多利生物科技股份有限公司, 廣東珠海 519060)

　　摘 要 DDGS是玉米發酵制取乙醇后的副產品，特點是低淀粉、高蛋白、高有效磷;但由于營養變異大，存在NSP和纖維等抗營養因子，并易受霉菌毒素污染，限制了其在家禽日糧中的大量使用。本文將主要介紹DDGS的營養優勢、缺陷、改善措施及在家禽中的應用研究進展。
　　關鍵詞 DDGS;營養特性;家禽;應用
　　DDGS(玉米干酒糟及其可溶物，corn distillers dried grains with solubles)作為蛋白質飼料，在家禽日糧中已應用多年。早期受產量和價格影響，加之營養變異等問題，其使用量僅維持在5%左右(Waldroup 等，1981)。隨著乙醇工業的不斷發展，其副產品DDGS的產量也大大增加;同時隨著生產工藝的不斷改進，質量已有很大改善，故使用量也在逐步提高。Swlatkiewicz等(2008)表明，肉雞和火雞早期日糧中DDGS的使用量可達5%～8%，肉雞和火雞后期以及蛋雞日糧中用量在12%～15%時不影響生產性能。
　　國外玉米DDGS己普遍用于畜禽和水產養殖業，但國內研究水平較低，DDGS還沒有得到科學合理的使用，尤其是家禽上相關報道更少，且僅有的研究還不深入。我國是蛋白質飼料資源比較缺乏的國家，開發DDGS資源具有重要意義。本文將綜合論述DDGS的營養特性及在蛋雞日糧中的應用，旨在為相關研究和生產提供參考。
　　1 DDGS的營養特性
　　DDGS由DDG(干酒精糟，Distillers dried grains)和DDS(可溶干酒糟，Distillers dried solubles)兩部分組成，顏色越淺、氣味越淡, 營養價值越高。由于淀粉在玉米籽實中占2/3，當其轉化為乙醇和二氧化碳后，除淀粉外，DDGS各營養成分，與原谷物相比增加近三倍(表1)。同時由于發酵時融入了糖化曲和酵母的營養成分和活性因子,營養價值更高。但因各營養物質變異大、存在抗營養因子等，從而限制了在家禽日糧中的大量使用。
　　表1 DDGS與玉米、豆粕的營養成分(%)
　　代謝能(MJ/kg) 蛋白 脂肪 纖維 鈣 磷 賴氨酸 蛋氨酸
　　玉米 14.06 8.0 3.2 2.0 0.04 0.21 0.27 0.13
　　豆粕 10.29 42.0 1.1 5.4 0.32 0.61 2.45 0.51
　　DDGS 10.92 27.0 8.0 7.1 0.34 0.60 0.60 0.60
　　摘自：張遵倫等(2007).
　　1.1 營養優勢
　　優質蛋白原料 作為蛋白質飼料，合格品的DDGS蛋白質含量大于28%，優級品則高達33%以上，最大限度地保留了原谷物的蛋白質等營養成分;且由于酵母的發酵作用，使玉米中的植物性蛋白轉化為微生物蛋白，其蛋白質品質更適合動物營養需要。
　　高有效磷 經發酵及其它加工處理后，DDGS中有效磷含量大幅度提高。玉米中磷的相對生物利用率僅14%，DDGS中則高達77%(NRC，1998)。大量研究表明，這可能一方面是由于發酵過程中合成植酸酶，降解部分植酸(Świątkiewicz 等，2007;Nick Dale 等，2005;Spiehs 等，2002);另一方面則是發酵過程中熱處理改變植酸結構，釋放了部分磷(Martinez Amezcua 等，2007;Parsons等，2006;Carlson等，2003)。DDGS中高有效磷對于降低磷排泄、保護環境具有重要作用。Świątkiewicz等(2007)報道，在39 wk產蛋雞日糧中添加15%～20%DDGS后可增加磷沉積，降低磷排泄。蛋雞日糧中添加DDGS 可節省磷酸氫鈣的用量, 降低飼料成本(Shurson等，2002)。
　　高葉黃素 玉米DDGS中葉黃素含量高達40 mg/ kg ，對動物產品有很好的著色效果。研究已證實，DDGS中可利用類胡蘿素較高，隨日糧DDGS含量在一定范圍內的增加，蛋黃顏色逐步加深(Roberson等，2005;Świątkiewicz 等，2006)。嘉義大學和愛加倍營養公司的研究結果表明，DDGS中較高濃度的葉黃素可使人工色素的添加量減半，并使皮膚和腹脂的著色達到使用深黃色色素才能達到的效果。研究人員還發現，在比普通肉雞生長速度慢的著色雞日糧中添加20%的玉米DDGS，著色雞的增重、飼料效率、肉品質量以及蛋白質或脂肪代謝都不受疾病的影響。
　　高亞油酸 DDGS中亞油酸含量為2.3%(玉米為2%)，是亞油酸的良好來源。亞油酸是家禽的必需脂肪酸，參與脂肪的合成與代謝，能量供應充足，有利于家禽體內的蛋白質代謝，從而增加蛋重;能量供應不足，產蛋量下降。
　　2 營養缺陷
　　2.1變異大
　　DDGS用作動物飼料原料時，最大的問題是變異大，各營養物質含量不穩定。不同廠家，甚至同一廠家不同生產階段的產品，其營養成分存在很大不同(表2)。原料、加工工藝、成品中DDS含量的不同是DDGS營養變異的主要原因。
　　表2 DDGS養分含量的變化范圍(干物質基礎，%)
　　養分 粗蛋白 粗脂肪 粗纖維 粗灰分 磷 賴氨酸 蛋氨酸
　　平均值 30.9 10.7 7.2 6.0 0.75 0.90 0.65
　　范圍 26.7～32.9 8.8～12.4 5.4～10.4 3.0～9.8 0.42～0.90 0.61～1.06 0.54～0.76
　　摘自：郭存福等(2007).
　　原料玉米營養成分的差異 玉米在全國各地都有種植，因各地區土壤組成的差異，以及收獲季節的不同，都會引起原料玉米組成的差異。不同廠家在生產乙醇時根據就地取材的原則，會引起基礎原料的差異。同時當發酵完成后，除淀粉外，其他營養成分高度濃縮，原料間的差異也因此加劇，最終導致終副產品DDGS在組成上的嚴重差異。
　　加工工藝的差異 不同來源DDGS變異不僅與玉米組成有關，還存在加工工藝的差異(Belyea等，2004)。DDGS生產過程中干燥溫度的高低和干燥時間的長短嚴重影響營養物質的消化率，尤其是賴氨酸和有效磷消化率。加熱過程中若處理不當會發生美拉德反應，降低賴氨酸消化，但有效磷含量則隨溫度的升高、延長而提高(Martinez Amezcua 等， 2007;Parsons 等， 2006)。過度加熱對DDGS的損害比對其他谷物嚴重，這可能是DDS中糖高度濃縮，增加了其與氨基酸的接觸機率。
　　DDS添加比例 DDGS是DDG和DDS混合后的產品，其中DDS含量越高，DDGS產品質量越好。呂明斌等(2007)報道，DDGS中DDS的含量至少要大于20%，由于DDG與DDS營養組成的差異(表3)，各生產廠家規定的DDS的最小添加比例不同，從而造成DDGS營養的差異。Noll等(2006)發現，DDS的添加量對制粒的大小、顏色以及脂肪和礦物質含量影響最大，隨DDS添加比例的增加，DDGS中脂肪、灰分、真代謝能、錳、鈉、鉀、氯、磷、硫含量增加。
　　表3 玉米DDG、DDS、DDGS常規成分和有效能值(%，kcal/kg)
　　營養物質 干物質 粗蛋白 粗脂肪 粗纖維 無氮浸出物 粗灰分 雞代謝能
　　DDG 94 30.6 14.6 11.5 33.7 3.6 2080
　　DDGS 90 28.3 13.7 7.1 36.8 4.1 2200
　　DDS 93 28.5 9.0 4.0 43.5 8.0 3100
　　摘自：張子儀(2001).
　　2.2 纖維和NSP含量高
　　雖然在發酵過程中微生物降解了部分纖維，但DDGS中纖維含量高仍是其在單胃動物飼糧中大量使用的一個限制性因素。玉米副產品中非淀粉多糖(NSP)均以木聚糖和纖維素為主，其中木聚糖含量高達9.1%～18.4%，纖維素含量約6.3%～14.7%。當DDGS在單胃動物日糧中使用量較高時則會降低其他各營養物質的消化率，影響動物生產性能。
　　2.3 霉菌毒素污染
　　DDGS 副產品水分含量高，谷物已破損，霉菌容易生長。若玉米中含有霉菌毒素，而發酵不能使霉菌毒素的毒性失活，經發酵處理后會使DDGS中霉菌毒素含量幾乎達到普通玉米的3倍，因此，必須嚴格檢測每批DDGS中霉菌毒素含量。
　　2.4 脂肪酸敗
　　DDGS中含有較高的玉米油(10%)，脂肪含量較高(9%～13%)，主要是不飽和脂肪酸, 易發生氧化酸敗，使能值下降, 對動物健康不利，也影響貯存時間，一般冬季的保存期為3個月, 夏季僅1個月。
　　3 改進措施
　　3.1 建立快速的實驗室評定方法
　　目前針對DDGS變異這一問題，研究指出在配制各種家畜平衡日糧前，有必要對不同批次DDGS飼料進行常規養分的實驗室測定，以達到配制日糧的精確性(Batal 等，2006; Spiehs 等，2002)。為節省實驗室評定的時間和成本，營養學家正致力于尋求有代表性的指標以及迅速、高效的實驗室快速評定方法。DDGS的顏色可作為評定賴氨酸消化率的指標之一(Pederson 等，2005;Ergul 等，2003;Cromwell 等，1993)。DDGS加工過程中加熱溫度及時間長短又與其顏色和賴氨酸消化率高度相關。呂明斌等(2007)研究發現，中性洗滌纖維(NDF)含量與有效賴氨酸有很好的相關性，NDF 可作為飼料廠的日常檢測控制DDGS 熱過度的指標：NDF ≤32%為合格，NDF≤35%為最低質量要求。Pedersen等(2007)以豬為例，建立以粗灰分、粗脂肪、酸性洗滌纖維和總能預測DE和ME的回歸方程。萬海峰等(2008)建立了代表性樣品中化學成分與鴨真代謝能和氨基酸真利用率的回歸方程。可見，可利用回歸公式對DDGS營養物質利用率進行較高準確度的快速預測。
　　3.2 添加酶制劑
　　DDGS中由于纖維及NSP含量高限制了其在單胃中的大量使用。Swiatkiewicz等(2007)在蛋雞日糧中添加DDGS，發現5%～15%DDGS組不影響各營養物質的表觀消化率，而20%組則降低粗脂肪消化率和代謝能含量，但補加NSP水解酶后可提高20%日糧營養物質利用率。Swiatkiewicz等(2006)也發現由于20%組降低蛋雞產蛋率，而補加NSP水解酶后則可消除這一負面影響。鮑淑青等以蛋公雞為試驗動物，采用TME法發現添加復合酶的DDGS 的干物質表觀消化率、有機物表觀消化率、表觀代謝能均顯著高于未添加酶的DDGS 組。所以，日糧中添加以降解纖維和NSP為主的酶制劑，可降低DDGS抗營養因子含量，改善營養物質的利用率，增加在動物日糧中的使用量。
　　3.3添加抗氧化劑和防霉劑
　　DDGS與玉米一樣，易受霉菌毒素污染，應堅持選擇原料產地與檢測相結合，采用ELISA法嚴格檢測其中的霉菌毒素含量，并注意添加適宜防霉劑和霉菌吸附劑。DDGS中粗脂肪含量較高，可添加適量抗氧化劑以保證其中脂肪的穩定，在高溫高濕條件下更應注意。研究發現香精油具有很好的抗氧化、防霉等作用，在食品工業已得到廣泛應用，但飼料中還較少，所以在DDGS中添加該物質可能會達到雙重功效。
　　4 在家禽生產中的應用
　　Alenier等(1981)發現與未添加DDGS組的玉米-豆粕日糧相比，蛋雞更喜采食含10%～15%DDGS的日糧。隨著生產工藝的不斷改進，玉米DDGS營養價值有了很大改善，在動物日糧中的使用量已由原來的5%提高至10%左右。
　　對產蛋性能的影響 Lumpkins等(2005)以產蛋高峰雞為試驗動物，配制商品和低濃度兩種日糧，DDGS添加量分別為0和 15%，研究發現15%商品日糧組不影響產蛋，而15%低濃度組明顯降低產蛋率，建議商品日糧中DDGS安全添加劑量宜為10%～12%。Roberson 等(2005)在高峰后蛋雞日糧添加0、5%、10%、15%DDGS，表明5%～15%DDGS不影響產蛋率及蛋品質，試驗期間52～53 wk時產蛋率隨DDGS使用量的增加而下降，故建議實際生產中使用量應低于15%。這可能是在高峰后期機體消化率逐步降低，對DDGS中抗營養因子耐受力降低而引起產蛋率下降。Świątkiewicz等(2006)在蛋雞高峰期日糧中添加5%、10%、15%、20%DDGS，并在20%組添加NSP水解酶，發現5%、10%、15%組不影響產蛋率，20%組產蛋率和蛋重降低，補加NSP水解酶后可一定程度上緩解這一負面效應，此結果在其他文獻也有報道(Bedford 等，1996; Pan 等，1998;Lazaro 等，2003)，所以筆者推測NSP是使用高水平DDGS的限制性因素。同時由于DDGS中纖維含量也較高，故對含高水平DDGS的日糧，可考慮添加酶制劑以降解其中的抗營養因子，在不影響生產性能的情況下逐步增加其使用量。
　　改善產品著色 DDGS 中葉黃素含量高, 飼用DDGS可改善雞的皮膚和蛋黃的色澤。 Roberson(2005)表明，使用含量高于10%的顏色亮黃的DDGS后，在一月內可顯著改善蛋黃顏色，而5%組則在兩個月后可觀察到改善效果。1981 年國際標準將蛋黃色級達到4、5 級以上的蛋規定為可食蛋, 而現在的出口標準更是要求蛋黃顏色達到8 級以上。所以，高含量葉黃素也是DDGS 在蛋雞生產中的優勢之一。
　　對養分消化率的影響 隨加工工藝的不斷改進，DDGS的營養價值已有很大改善(Spehs 等，2002)。現代酒精廠生產的DDGS賴氨酸消化率高達75%～80%(Lumpkins等，2005)，因此，源于現代工廠的DDGS其氨基酸利用率已不是家禽生產的限制性因素(Świątkiewicz等，2006)。Batal等(2006)對2002年至2004年期間采集的美國中部17種DDGS樣品的測定分析表明，氮校正真代謝能平均為2820 kcal/kg (86%干物質)，氨基酸消化率與玉米相比較低，但可滿足家禽的營養需要。Świątkiewicz等(2007)發現，低水平DDGS(0～15%)不影響蛋雞對營養物質的消化，但高水平(20%)組則降低營養物質消化率和代謝能含量，但補加酶制劑后可消除這一影響。
　　5 結語
　　DDGS 作為蛋白質原料，其較高的營養價值已被飼料工業所接受，但營養變異和霉菌毒素污染等問題仍是其大量使用的限制性因素。有關DDGS在家禽日糧中應用研究較少，僅有的研究多為描述性試驗。因此，需要從理論上系統評價DDGS的營養價值，并開展改善其營養價值和實際飼用效果的研究，為DDGS的合理利用提高理論依據。

快樂的魚

DDGS受加工工藝影響很大，使用時要注意區別，美國進口的DDSG質量比較好。

hainavy

姚老師那么的，呵呵

jiezi

學習了，多謝樓主分享