利用氨基酸近红外测值对云南规模化猪场母猪典型日粮的评估

高 新,吴金亮※,张 青,张先勤

(1.云南省畜牧兽医科学院,云南 昆明 650224; 2.江川县畜牧兽医局,云南 江川 652600;3.玉溪市畜禽改良站,云南 玉溪 653100)

由于母猪营养和母猪日粮对母猪生产力的贡献,该领域的工作正越来越受到养猪行业的关注。在云南,商品化母猪全价饲料发展缓慢,原因是云南规模化猪场的母猪日粮几乎全部自配,养殖场长期认可自已猪场自配饲料饲喂母猪所获得的不理想的生产水平,却总在品种、防疫和饲养方式上寻找问题的根结,很少在母猪日粮上,特别是养殖场难于实施检测的日粮能量水平、蛋白质的氨基酸组成和日粮组配[1]上去重视和发现问题。而理想蛋白质模式[2,3]的理论也仅停留于少数配方技术应用水平较高的品牌饲料企业中,但以该模式理论检验产品的配方保真性、以及直接用于指导养殖场自配料生产,相关研究却少有报道。本文首次探索监测云南猪场母猪自配成品饲料的氨基酸水平,从精细营养的方向上揭示猪场母猪自配料的状况,为了解掌握云南母猪日粮状况和改善母猪营养提供可行的方法和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验料样品

在云南玉溪地区选择 2个有较好管理水平的优良商品猪规模示范场(以下称为猪场甲和猪场乙),现场随机采集猪场自制的多个批次的母猪妊娠期饲料和泌乳期饲料,封袋交由实验室备测。

1.2 氨基酸检测

利用瑞典 Perten DA 7200[4]型近红外光谱分析仪扫描饲料样品,采用经校正后的“成品料氨基酸”经验模型获得每个样品的 16种氨基酸光谱检测值,依据每个样品检测值的马氏距离(Mahalanobis distance)判断检测值的有效性(马氏距离 ＜3有效 )[5,6],选择有效样品数据进行分析。

1.3 营养价值评估

结合部标 (NY/T65-2004)[7]、NRC(1998版)[8]、中国饲料成分及营养价值表[9]、专业品牌商品料提供的理想蛋白质的必需氨基酸组成模式、饲料代谢能标准和母猪日粮常用原料能量和氨基酸成分值,进行日粮样品的蛋白质水平、氨基酸组成、日粮组成、能量水平及蛋白质品质的日粮营养价值评估[10,11]。

2 结果

2.1 两个猪场母猪日粮的氨基酸近红外光谱分析值

表 1显示了 2个猪场 5种自配料的近红外光谱含 16个氨基酸及总氨基酸共 17个指标值,不含精氨酸和色氨酸。从总氨基酸和赖氨酸测值看,2个猪场的母猪自配料粗蛋白质水平和第一限制性氨基酸达到部标(妊娠期饲料和泌乳期饲料的粗蛋白分为13%和18%)或普通商业料标准。其中,猪场乙比猪场甲增加了妊娠后期料,无论从阶段划分的精细化程度和营养浓度上均优于前者,同时也很接近专业品牌商品料测值。

2.2 与瘦肉型母猪部标(NY/T65-2004)必需氨基酸值的比较

从 2表中妊娠母猪料来看,猪场甲的含硫氨基酸(蛋 +胱)和缬氨酸未达到部标(NY/T65-2004)值,其他几种必需氨基酸均不同比例地超过部标值;猪场乙无论是妊娠前期或是妊娠后期两种料,仅缬氨酸未达到部标值外,其他几种必需氨基酸也都不同比例地超过部标值。

表 1 猪场母猪日粮的氨基酸近红外光谱分析值 %

表 2 猪场母猪料必需氨基酸值与部标(NY/T65-2004)比较 %

从泌乳母猪料来看,猪场甲的苏氨酸、蛋氨酸、含硫氨基酸(蛋 +胱)、缬氨酸、异亮氨酸等 5种必需氨基酸均明显低于部标值,其余必需氨基酸达到或略超过部标值;猪场乙的苏氨酸、蛋氨酸、含硫氨基酸(蛋 +胱)、缬氨酸未达到部标值,其他几种必需氨基酸略超过部标值。

2个猪场泌乳料的苏氨酸、含硫氨基酸(蛋 +胱)、缬氨酸三类必需氨基酸的不足程度达 20%以上;亮氨酸、苯丙氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸三类必需氨基酸的超标程度,妊娠料分别超过 200%、140%、140%以上,泌乳料分别超过 50%、60%、30%;从均衡性看,猪场乙好于猪场甲。

2.3 与 NRC(1998版)、部标(NY/T65-2004)、专业品牌商品料氨基酸组成的比较

表 3中的典型氨基酸组成模式例举了美国 NRC、中国部标(NY/T65-2004)、专业商品料的氨基酸组成模式,即以第一限制性氨基酸赖氨酸为 100%,其他必需氨基酸与之比较的比例。前两者被认为是理想蛋白质的氨基酸模式被行业内普遍借鉴参考,因为也被认为是理想蛋白质的可消化氨基酸模式,所以规范的商品饲料企业在前两者各氨基酸的基础数值上略有提高,以增加安全系数(见表 3)。受国内母猪日粮原料组成情况的影响,亮氨酸、苯丙氨酸、苯丙氨酸 +酪氨酸 3种必需氨基酸在母猪日粮中一般均超过理想组成模式的比例,所以不在标准要求中出现。

从表 3可见,猪场甲的氨基酸比例主要表现在苏氨酸、蛋氨酸、含硫氨基酸(蛋 +胱)、缬氨酸 4种主要必需氨基酸较大程度的欠缺上;而猪场乙除妊娠前期料稍好些外[为苏氨酸、含硫氨基酸(蛋 +胱)、缬氨酸缺少],妊娠后期和泌乳料的情况同猪场甲。

在亮氨酸、苯丙氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸 3个指标上,2个猪场均表现出大幅度的超出。

表 3 泌乳母猪日粮蛋白质必需氨基酸组成(Lys=100)

与专业商品料氨基酸组成相比,除赖氨酸共为基准值(分母)之外,其他 9类必需氨基酸组成比例中,猪场自配料主要有 4类比例明显不足,差距约 20%;只有 3类明显超出,说明猪场自配料的蛋白质品质与理想蛋白质差距较大。

2.4 日粮组成和能量水平分析

表 4常用原料氨基酸值与猪场自配料氨基酸值比较可见,2个猪场自配的母猪日粮中可能补充了单体赖氨酸,但未补充单体苏氨酸和单体蛋氨酸;从异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸以及其他氨基酸值来看,糠麸类的原料占据相当比例;因市场上无单体缬氨酸补充,缬氨酸在日粮中的大幅度欠缺(见表 3),可以推断日粮中不含鱼粉类的动物性原料,只是含少量豆粕类植物性蛋白原料,由糠麸类及豆粕原料占据配方空间估测,玉米所剩空间有限;云南地方猪场也没有在自配料中添加油脂的条件。所以,以玉米占日粮组成最大可能60%、其他原料 40%计算,日粮的能量浓度可能达到12.13 MJ(代谢能),据此可以推断:以上日粮组成难于达到部标(NY/T65-2004)妊娠母猪和泌乳母猪日粮的代谢能(分别为 12.26MJ/kg和 13.26MJ/kg)要求,特别是泌乳母猪日粮的能量要求。

表 4 几种母猪常用原料代谢能和必需氨基酸含量值与猪场料氨基酸测值比较

3 分析与讨论

3.1 氨基酸评估日粮蛋白质体系优于粗蛋白质评估体系

氨基酸评估日粮蛋白质体系优于粗蛋白质评估体系在理论上,这早已被普遍认同,理想蛋白质模式的日粮被认为可以有效节约蛋白质饲料资源,并降低饲养动物总氮排泄量,达到降低成本、保护环境、提高生产效率的目的[12,13]。但生产实践中,蛋白质仍然以粗蛋白质的化学检测值为评定标准,这种评定方式掩盖和模糊了日粮蛋白质品质的真实情况,使得诸如单体氨基酸未被发现和利用的生产方式长期被容忍。云南 2个典型猪场自配母猪日粮近红外氨基酸分析显示,日粮粗蛋白水平和赖氨酸水平达到部标(NY/T65-2004)要求,但主要必需氨基酸:苏氨酸、含硫氨基酸、缬氨酸明显不足,其中泌乳料不足程度达 20%以上;而亮氨酸、苯丙氨酸、苯丙氨酸 +酪氨酸等大幅超标,妊娠料分别超过200%、140%、140%以上,泌乳料分别超过 50%、60%、30%。与专业商品料氨基酸组成相比,除赖氨酸之外的其他 9类必需氨基酸中,猪场自配料主要有 4类比例明显不足,差距约20%,说明,猪场自配料的蛋白质品质与理想蛋白质差距较大。这充分在表 2、表 3中得到反映。

3.2 通过日粮氨基酸水平分析可以判断日粮的组成模式和能量水平

大多数的云南规模化养猪场没有使用单体氨基酸的意识和能力,多依靠商品预混料来进行场内自配料的生产,又缺乏合理的配料原则和检测分析手段,使得自配料的营养价值不高。在表 4中,通过日粮氨基酸水平和常用原料的氨基酸含量及其代谢能值分析[14,15],可以粗略地判断日粮的原料组成情况和日粮的能量水平[16],为进一步改善日粮组配提供明确建议。

3.3 近红外氨基酸光谱分析,可以快速、精准判断规模养猪场自配饲料的营养价值,并为其提供日粮改善提供理论支持

精准营养研究不仅要求配方设计精准,配方的保真性检测也应精准,而不应仅仅只停留于粗蛋白质的检测水平上。以往的精准营养研究多以原料检测分析、配方设计指标要求为重点,而精细营养素如氨基酸的检测因检测难度也难于在生产实践中普遍应用。随着近红外光谱分析技术的发展,近红外光谱对饲料的检测己经突破对单一原料种类的检测,而走向对产品的检测[17,18]。本次试验,以近红外开展的饲料成品氨基酸检测,无疑为精准配方的保真性检测、为自配饲料的精准营养价值评定[19],提供了可行、快捷的方法和途径。

综上所述,云南规模化猪场自配料营养水平评估为:粗蛋白质及赖氨酸水平达到并超过 NRC、部标(NY/T65-2004)水平,但主要必需氨基酸:苏氨酸、含硫氨基酸、缬氨酸明显不足;而亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、苯丙氨酸 +酪氨酸超标较大,必需氨基酸模式失衡显著,与理想蛋白模式相差较大;日粮能量浓度不能满足泌乳期母猪能量要求。建议从日粮原料组配和补充必需单体氨基酸两方面进行合理调整。以近红外氨基酸光谱分析,可以快速、精准地判断规模养猪场自配饲料的营养价值,并为其提供日粮改善提供理论支持。

[1] Jones D.B.,T.S.Stahly.Impact of amino acid nutrition during lactation on body nutrient mobilization and m ilk nutrient output in primiparous sows[J].J.Anim.Sci,1999,77:1513–1522.

[2] Stein H.H.,S.W.Kim,T.T.Nielsen,et al.Stand ardizedileal protein and amino acid digestibility by growing pigs and sows[J].J.Anim.Sci,2001,79:2113–2122.

[3] Kim S.W.,D.H.Baker,and R.A.Easter.Dynamic ideal protein and limiting amino acids for lactating sows:The impact of aminoacid mobilization[J].J.Anim.Sci,2001,79:2356–2366.

[4] Perten.DA 7200 Diode Array Analyzer Short Basic Operation Manual[M].

[5] 严衍禄.近红外光谱分析基础与应用[M].北京:中国轻工业出版社,2005:1-4,201-358.

[6] 任继平,黄苏西.应用近红外技术快速测定饲料原料氨基酸含量[J].中国饲料,2005(5):24-26.

[7] 中华人民共和国农业行业标准(NYT 65-2004)猪饲养标准[S].

[8] NRC(1998)第十版猪营养需要量表,表 7、表 10,(美国)[S].

[9] 中国饲料成分及营养价值表(2009年第 20版),表 2、表 3、表 5[DB].

[10] 刘永刚.饲料原料的变异及用近红外光谱仪检测可消化氨基酸与代谢功能[J].中国饲料,2006(17):40-43.

[11] 纵伟,盛欣昕.近红外分析技术在粮油产品加工中的应用[J].食品加工,2008(2):37-47.

[12] Kerr B.J.,R.A.Easter.Effectof feeding reduced protein,amino acid-supplemented diets on nitrogen and energy balance in grower pigs[J].J.Anim.Sci,1995,73:3000–3008.

[13] 方热军,汤少勋.生态营养学理论在环保型饲料生产中的应用[J].中国生态农业学报,2003,11(1):162-164.

[14] 李炎,张月学,徐香玲,等.近红外反射光谱(NIRS)分析技术及其在农业上的应用[J].黑龙江农业科学,2008(1):105-108.

[15] Fernández Pierna JA,Baeten V,Dardenne P.Screening of compound feeds using NIR hyperspectraldata[J].Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems,2006,84(1-2):114-118.

[16] Van Raamsdonka LW D,Von Holstb C,Baetenc V,et al.New developments in the detection and identification of processed animal proteins in feeds[J].Journal of Animal feed science and technology,2007,133(1):63-83.

[17] Holstvon C,Baeten V,Boix A,et al.Transferability study of a near-infrared microscopic method for the detection of banned meat and bone meal in feedingstuffs[J].Analytical and Bioanalytical Chemistry,2008,392(1-2):313-317.

[18] Fernández Pierna JA,Baeten V,Michotte Renier A,et al.Combination of support vector machines(SVM)and near-infrared(NIR)imaging spectroscopy for the detection of meat and bone meal(MBM)in compound feeds[J].Journal of Chemometrics,2004,18(7-8):341-349.

[19] 张萍,闫继红,朱志华,等.近红外光谱技术在食品品质鉴别中的应用研究[J].现代科学仪器,2006(1):60-62.