采用CNCPS体系评价不同加工方式米糠的营养价值

2016-01-10文奇男刘晓兰张永根

饲料工业 2016年11期

■王燕文奇男刘晓兰张永根刘骥

(1.齐齐哈尔大学食品与生物工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161006；2.辽宁省农牧业机械研究所有限公司，辽宁沈阳 110036；3.东北农业大学动物科技学院，黑龙江哈尔滨 150030)

米糠是由稻米种皮和胚加工制成的，是稻谷加工的主要副产品。国内外的研究结果和资料表明，米糠中富含各种营养素和生理活性物质。由于加工米糠的原料和所采用的加工技术不同，米糠的组成成分并不完全一样。米糠中含有多种油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，并且维生素、植物醇、膳食纤维、氨基酸及矿物质等含量高（杜红方等，2007）。黑龙江省水稻平均年产量1 000多万吨，按加工70%，出米糠率7%计算，每年产米糠50万吨。如将其中的40%提取米糠油后转化成米糠粕，其产量为20万吨左右。由于米糠具有以上优点，且价格低廉，越来越受到人们的关注。目前，在猪鸡饲料中已经得到广泛适用，不仅提高了家畜的生产性能，而且得到了较好的经济效益。但在反刍动物上应用较少。米糠是稻谷加工的副产物，由于其加工工艺不同，可分为四类：膨化米糠、脱脂米糠、米糠和米糠粕。本文将通过对四种不同加工方式的米糠进行全面系统的营养价值评定，那么我们就很有必要对不同加工方式的米糠的营养价值进行全面深入的评价和研究。

CNCPS分析的指标全面，能更好地反映蛋白质和碳水化合物的利用情况，反映了动物对饲料利用的情况，因而对饲料营养价值的评定更精确，更好地反映了饲料的特性。系统地研究碳水化合物与蛋白质及其组分之间的合理配比，可为优化反刍动物饲养提供有用的参数。能量与氮供应的匹配对瘤胃发酵效率有重要意义，故在配合饲粮时，应将能氮比调整适宜。

1 材料与方法

1.1 饲料样品

本试验选用不同产地米糠、膨化米糠、脱脂米糠和米糠粕等4种饲料原料。膨化米糠是将米糠瞬时加热到130℃，并通过特定孔径使米糠制成特定的长度。浸提加工的米糠粕是采用己烷在85～95℃提油15 min，然后离心再将其晒干烘干。压榨米糠粕（脱脂米糠）是采用特定的压力将油压出，这属于机械的方法。样品风干，粉碎，过1 mm分析筛，用于测定。

1.2 测定指标

需要测定的指标有：粗蛋白(CP)、粗脂肪(Fat)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维（ADF），其中CP（样品和尼龙袋残渣）和EE采用AOAC(1990)的方法测定。NDF和ADF根据Van Soest等 (1991)在用淀粉酶除去淀粉后用Ankom系统的方法（Ankom 220 fibre analyze）测定。N组分采用CNCPS的体系方法，用Licitra等(1996)方法来测定。淀粉采用蒽酮比色法测定(Mc Donald等，1964)，除了蛋氨酸和色氨酸外，所有的氨基酸测定均采用氨基酸自动分析仪，蛋氨酸和色氨酸采用的是Hagen等(1989)的方法。

1.3 数据处理

所有试验数据用SAS 6.12软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 利用CNCPS体系评价饲料的测定结果

本试验根据CNCPS对碳水化合物和蛋白质组分划分的方法，采用了纯化学分析方法，分别测定了4种饲料样品的营养成分，包括DM（干物质）、CP（粗蛋白）、Ash（灰分）、Fat（脂肪）、NDF（中性洗涤纤维）、ADF（酸性洗涤纤维）、ADL（木质素）、ADFIP（酸性洗涤不溶氮）、NDFIP（中性洗涤不溶氮）、SP（可溶性蛋白）、NPN（非蛋白氮）、Starch（淀粉）；并分别计算了碳水化合物组分CA（可溶性碳水化合物）、CB1（快速降解碳水化合物）、CB2（中速降解碳水化合物）、CC（不可利用碳水化合物）和NSC（非结构性碳水化合物）的含量及蛋白质组分PA（可溶性蛋白）、PB1（快速降解蛋白）、PB2（中速降解蛋白）、PB3（慢速降解蛋白）和PC（不可利用蛋白）的含量。不同加工方式的米糠营养成分化学组成测定的结果见表1。

表1 不同蛋白来源的饲料的常规营养成分(干物质基础，%)

由表1可以看出，不同加工方式的米糠的脂肪的变化范围在2.2%～15.2%之间，差异较大，含量最高的是未经任何加工的米糠，其次是膨化米糠、脱脂米糠，最低的是米糠粕。在4种米糠中，脱脂米糠和米糠粕的蛋白含量显著高于其他米糠(P＜0.05)，且米糠粕的蛋白含量显著高于脱脂米糠(P＜0.05)。米糠粕淀粉含量显著高于其他加工方式的米糠的淀粉含量(P＜0.05)。经过加工后各种米糠的ADF含量均显著下降(P＜0.05)，其中膨化米糠下降的最多。脱脂米糠和米糠粕有着更低的ADL和可溶性蛋白含量。脱脂米糠和米糠粕的酸性洗涤不溶氮和中性洗涤不溶氮含量均显著高于未加工的米糠(P＜0.05)。

表2 不同蛋白来源的饲料的CNCPS组分(%)

表2表示的是同加工方式米糠的CNCPS组分含量。在4种加工方式的米糠中，PA（非蛋白氮）含量最高的是米糠和膨化米糠，显著高于脱脂米糠和米糠粕（P＜0.05）。PB1（快速降解蛋白）含量最高的是膨化米糠，其次是米糠，最低的是米糠粕和脱脂米糠。PB2是中速降解蛋白，它在一定程度上反映了过瘤胃蛋白的高低。与其他米糠相比，脱脂米糠有着最低的PB2含量。与未加工米糠相比，脱脂米糠和米糠粕降低PA和PB1含量，这两种方法显著提高了PB3含量(P＜0.05)，不同加工方法显著增加了PC含量(P＜0.05)。

CNCPS将饲料的碳水化合物分为4类，CA部分为糖类：在瘤胃中可快速降解；CB1为淀粉：为中度降解部分，是可利用的细胞壁；CB2为缓慢降解部分；CC部分是不可利用的细胞壁。碳水化合物的不可消化纤维为木质素。脱脂米糠的CA含量为20.9%CHO，米糠粕的CA含量为20.1%CHO，这显著低于未加工米糠和膨化米糠(P＜0.05)。米糠粕的CB1含量显著高于其他米糠(P＜0.05)。脱脂米糠有着高的CB2含量，米糠粕和膨化米糠有着低的CB2含量，未加工的CB2含量居中。其中CC（不可利用碳水化合物的含量）的含量在2.8%～6.2%之间，没有经过加工的米糠CC含量显著高于其他米糠，这也表明不同加工方法均能降低米糠的CC含量。

2.2 氨基酸的测定结果（见表3）

表3 不同蛋白来源饲料的氨基酸含量（%DM）

CPM模型是在小肠氨基酸平衡的角度来评定配合饲料的营养价值，因此每种饲料的氨基酸含量变成了非常重要的参数。应用氨基酸分析仪测定4种不同饲料的氨基酸含量。

2.2.1 用化学比分法评价氨基酸（见表4）

表4 不同蛋白质饲料氨基酸比分

氨基酸比分是指饲料中的各种氨基酸含量占必需氨基酸总量的比例与奶中各种必需氨基酸占必需氨基酸总量的比例的比值。可以反映出某种氨基酸缺乏程度。

由表4可以看出，在所测的5种饲料中，Lys和Met为第一和二限制性氨基酸。而不同饲料的第一限制性氨基酸不同。在4种米糠中，脱脂米糠和米糠粕的蛋氨酸是第一限制性氨基酸，并且脱脂米糠的蛋氨酸含量更低。而在米糠和膨化米糠中，赖氨酸成为第一限制性氨基酸。并且膨化米糠更缺乏赖氨酸。与豆粕相比，米糠的赖氨酸含量均偏低，但膨化米糠的蛋氨酸含量较高，显著高于其他饲料，脱脂米糠缺乏的最为严重。在不同加工方式的米糠中，亮氨酸成为第三限制性氨基酸。

2.2.2 用必需氨基酸指数来评价饲料的蛋白质

必需氨基酸指数是饲料蛋白质中必需氨基酸含量与标准蛋白质中必需氨基酸含量之比的几何平均数，它能说明必需氨基酸总量与标准蛋白质相比接近的程度。

表5 饲料中必需氨基酸指数（EAAI）

由表5可以看出，膨化米糠在米糠中的必需氨基酸总量与标准蛋白质（奶）最接近，EAAI（必需氨基酸指数）为81.32%，其次是米糠粕和脱脂米糠，米糠的EAAI最低。

3 讨论

Foster等（1994）研究发现，与米糠相比，脱脂米糠有着更高的粗蛋白和NDF含量，这和我们的结果是一致的。热加工对豆粕的蛋白和纤维有着同样的影响(Demjanec等，1995)。脱脂米糠和米糠粕的NDICP和ADICP含量比没有经过加工的米糠高，这很可能是由于加工过程中的热化学反应(Demjanec等，1995)。NDICP的增加反映了瘤胃慢速降解蛋白的增加(Mustafa等，2000)，而ADICP的增加是热损害的暗示，很可能是产生了美拉德反应(Can等，2002)。脱脂米糠和膨化米糠的可溶性蛋白含量低于未加工米糠，这很可能是由于加工后蛋白质发生了变性，产生了可溶性的下降(Liu，1999)。在本研究中，脱脂米糠和米糠粕的ADL含量低于未加工米糠，这很可能是加工过程中高温高压和高的剪切力使得木质素降解的缘故。脱脂米糠和米糠粕的PA降低暗示加工过程中可能形成蛋白质和纤维的复杂结构，这可以防止蛋白被快速降解，这是与Anderson等(2001)得到的结论是一致的。膨化米糠的PB1（快速降解蛋白）含量最高，这跟加工工艺有关，可能是膨化加工在加热的过程中会改变蛋白质的结构，影响蛋白质在瘤胃体内存留时间。PB1、PB2和PB3的总和是真可吸收蛋白PB。米糠这种原料的特点是绝大部分蛋白为中速降解蛋白和慢速降解蛋白，因而瘤胃可降解蛋白和过瘤胃蛋白高含量比例适中，有利于菌体蛋白和小肠可吸收蛋白质，并且可利用蛋白含量高，虽然米糠的蛋白含量并不高，但蛋白质组分比例好，有利于蛋白质的消化吸收。浸提加工的米糠粕和压榨加工的脱脂米糠均提高了PB含量。CC含量高会降低纤维的利用效率，本研究结果是加工后的CC含量降低，表明可利用的碳水化合物增加，这也说明加工后的米糠在合成微生物蛋白方面可能更占优势。另外米糠的氨基酸较平衡，比例最接近于3∶1，是小肠氨基酸合成乳蛋白的最佳比例。膨化米糠在米糠中的必需氨基酸总量与标准蛋白质（奶）最接近（81.32%），其次是米糠粕和脱脂米糠，米糠的EAAI最低。任何加工后的氨基酸的生物学效价都要比之前高，说明了加工方式能提高氨基酸的利用率。

通过上述营养价值的分析可知，加工方式对米糠的营养价值影响很大。在4种不同加工方式的米糠中，未经加工的米糠的蛋白质和脂肪含量均高，且NDF含量介于膨化米糠和脱脂米糠之间，由于未加工的脂肪含量较高，所以不易运输、储存，易腐败，给实际生产带来了极大的不便，因此限制了它的广泛使用。米糠粕和脱脂米糠脂肪含量均较低，因此不利于提高饲料的能量浓度，并不是最好的选择，因此膨化加工是最理想的加工方式。目前，饲料的加工方法主要有粉碎。挤压、膨化制粒和压片、浸泡和加压蒸煮等。不同加工方法对饲粮的影响各不相同，蒋雨等研究了饲料加工方式对猪的生产性能的影响，认为加工方式能改善猪饲料的营养价值，表现在日粮膨化和制粒在饲料利用率上有加性效应，我们的结果与蒋雨等（2002）的研究结果一致。另外Hilton J W等（1981）也认为加工工艺可明显改善饲料的某些物理性质和化学性质。在这些加工工艺中，认为膨化饲料可以影响饲料的适口性（贾艳菊，2007），从而提高采食量。采用膨化工艺会增加营养物质的利用率，这可能是高温高压处理可以使蛋白质和淀粉的利用能力提高，且使得许多抗营养因子失活。