棕榈粕在保育料中的应用前景

◆作者：范觉鑫 刘志强 庞培 江书忠 肖淑华

◆单位：湖南九鼎科技（集团）有限公司

近年来，饲料原料价格周期性上涨，加之我国饲料资源相对短缺，制约我国畜牧业效益提高。棕榈粕是油棕经油脂浸提后生产的一类副产物原料，由于产量丰富，价格相对玉米等其他大宗原料有较大的优势，且综合其能量、粗蛋白和氨基酸含量高的特点，棕榈粕在养猪生产中应用具有较大的潜在价值。但是，近年的研究表明，棕榈粕中含有的较高比例的粗纤维（特别是其中的甘露聚糖），降低了棕榈粕的消化率，进而限制了棕榈粕在猪生产中的应用。

保育期仔猪在经历断奶应激之后，受损的肠道结构还没有完全修复，胃酸分泌水平、内源消化酶分泌水平均比较低，肠道微生物区系还在逐步恢复中，因此，保育猪还只能利用消化率相对较高、品质相对较好的原料。但随着近年酶制剂产品的改进和发酵工艺的运用，一些高纤维的副产物原料的消化率有所提高，饲用价值加大，使其能更大量地运用到猪饲料产品中，或更能被幼龄动物利用，因此，棕榈粕或其发酵产物在保育料中的应用也成为可能。

1 棕榈粕的营养组成及在动物生产中的使用情况

棕榈粕中含有大量蛋白质、一些家畜必需氨基酸和丰富的微量元素，是一种较优的饲料原料来源。棕榈粕中总碳水化合物的含量高达50%，但其中40%左右是难以消化的非淀粉多糖，主要是甘露聚糖，其含量比玉米、豆粕等原料中甘露聚糖的含量高很多，这也限制了棕榈粕的使用。棕榈粕与玉米、豆粕的营养指标对比见表1。

表1 玉米、豆粕和棕榈粕的营养水平（饲料基础）

由于棕榈粕的产量较大，价格相对低廉，棕榈粕已被广泛用至畜禽的饲料产品中。程时军等（2010）整理了棕榈粕在不同动物饲料中的推荐使用量，但不建议在仔猪饲料中使用棕榈粕，在生长育肥猪饲料中的添加比例可达15%～25%。

近年关于棕榈粕在生长肥育猪日粮中使用的研究越来越多，但棕榈粕单独使用会降低猪的生长性能。敖翔等（2019）在生长育肥猪日粮中使用5%棕榈仁粕，结果表明显著降低了猪的日增重，提高了料肉比。Liu等（2018）在生长猪日粮中使用10%的棕榈粕，猪的生长性能也有所降低。Jiang等（2013）用均重52.26 kg的生长猪为模型，测得该阶段猪棕榈粕总能、干物质、粗蛋白、粗脂肪、NDF、ADF、CF的消化率分别为 0.621、0.632、0.544、0.717、0.715、0.619 和0.431，该阶段猪棕榈粕的消化能为13.01 MJ/kg，代谢能为 12.83 MJ/kg，净能为 7.36 MJ/kg，养分消化率整体偏低。作者认为棕榈粕中较高的纤维含量，及纤维中高比例的不可溶直链甘露糖是限制该棕榈粕纤维消化率低的原因。另外，由于不同来源的棕榈粕，其养分组成差异较大，使用棕榈粕这类高纤维的原料尤其要注意其养分含量，避免配方氨基酸和代谢能不足，进而影响动物的生长性能。

2 棕榈粕的非淀粉多糖组成及其抗营养特性

棕榈粕中难消化的非淀粉多糖以甘露聚糖为主。据报道，棕榈仁粕中的总非淀粉多糖包含78%非水溶性的甘露聚糖、3%阿拉伯木聚糖、3%葡萄糖醛酸木聚糖和12%纤维素。

β-甘露聚糖是非淀粉多糖的组成成分之一，是以1,4-β-D-吡喃甘露糖苷键连接的线状多糖，在主链某些残基被葡萄糖取代，或半乳糖通过1,6-α-糖苷键与甘露糖残基相连，则形成异甘露聚糖。甘露聚糖在饲料原料的细胞壁结构中有四种存在形式，包括纯甘露聚糖、半乳糖甘露聚糖、葡聚甘露聚糖和半乳葡甘露聚糖。

β-甘露聚糖降低动物的生长性能主要表现在两个方面，一是β-甘露聚糖本身的能值较低，饲料中高比例的甘露聚糖直接起到稀释剂的作用，影响饲料的表观消化能值；二是由于甘露聚糖具有较高的抗营养特性，降低了各种养分消化率，间接引起能量下降。

β-甘露聚糖的抗营养特性与其黏度密切相关。β-甘露聚糖在水中溶解后，变成有黏性的溶液，使消化道食糜的黏稠度增加。随着β-甘露聚糖浓度的增加，分子自身相互作用而形成网状结构，这种作用力极大时会形成凝胶。食糜的黏度增加，减缓了肠内食糜通过消化道的速度，一方面降低了畜禽的采食量，减少了畜禽养分的摄入；另一方面，高黏度会使食糜内各组分混合不匀，减少了内源消化酶与饲料中各种营养物质接触的机会，且使已消化的养分向肠壁扩散的速度减慢，降低了已消化养分的吸收。此外，食糜在肠道中通过速度的减慢，及营养物质消化率的降低，也为肠道内的微生物的生长提供了更好的条件，有害微生物繁殖产生大量毒素，抑制动物生长，进而降低畜禽的生长性能。高黏度还会使畜禽的饮水量增加，粪便水分含量提高，也影响了饲料产品的整体效果。

3 添加复合酶后对棕榈粕在猪上的使用

鉴于棕榈粕中非淀粉多糖（特别是β-甘露聚糖）含量较高，且单胃动物肠道中不能分泌降解甘露聚糖的相关酶，β-甘露聚糖及其衍生物不能被动物胃肠道中的消化酶分解，因此，能降解棕榈粕中β-甘露聚糖的β-甘露聚糖酶的选择和研究较多，以提高棕榈粕在猪饲料中使用的研究也越来越多。

3.1 酶制剂对棕榈粕中β-甘露聚糖降解的影响

Olaniyi（2014）的研究结果表明，来源于刺槐豆胶的β-甘露聚糖酶能很好地降解棕榈粕中的纤维，提高棕榈粕的粗蛋白水平，其中粗蛋白的水平由加酶前的16.02%提高到加酶后的23.26%，粗纤维的含量降低64.02%，木质素、纤维素和半纤维素的含量分别降低17.32%、76.85%和11.74%，降低了钙、铜和钾的水平，提高了锌和磷的含量。用β-甘露聚糖酶处理棕榈粕后，通过降低棕榈粕中复杂纤维结构提高了粗蛋白的含量。

3.2 β-甘露聚糖酶对猪养分利用率的影响

有研究表明，酶制剂可提高含棕榈粕的日粮的饲料消化率和表观代谢能，如添加甘露聚糖酶后，饲料的蛋白质消化率和中性洗涤纤维消化率分别提高6%～8%和12%～13%。Mok等（2013）用装有回肠瘘管的生长猪为模型，评估β-甘露聚糖酶对生长猪日粮养分消化率的影响，结果表明β-甘露聚糖酶提高了干物质、有机质和能量的回肠表观消化率，提高了能量的全肠表观消化率。敖翔等（2019）在5%棕榈仁粕日粮的基础上添加1kg/t的酶制剂（含有β-甘露聚糖酶、半乳糖苷酶等），干物质、总能消化率显著高于未添加酶制剂组，猪的末重、日增重与正对照组差异不显著，料肉比显著低于未添加酶制剂组。此外，在含有棕榈粕的生长猪日粮中添加β-甘露聚糖酶，猪的上市时间提前，且上市时总的饲料费用降低。这些研究结果均表明酶制剂在一定程度上能提高棕榈仁粕的消化率，改进动物的生长性能，促进棕榈粕在生猪日粮中的使用。酶制剂提高棕榈粕应用成分消化率的机理可能是减少了食糜的黏性。

但是，也有的研究表明，β-甘露聚糖酶并不能提高猪对日粮中干物质、粗蛋白、粗纤维等营养物质的消化率及日粮消化能和代谢能。Kwon等（2005）的研究表明，在生长猪日粮配方中使用30%的棕榈粕，并添加2400 U、KG的β-甘露聚糖酶，结果发现，加入酶制剂后，猪的能量消化率没有明显改善，日粮消化能和代谢能也没有改善。文章比较了全收粪法和二氧化硅指示剂法在评估日粮能量和营养物质的消化率关系，发现采用全收粪法测定β-甘露聚糖酶对日粮能量和营养物质消化率的影响，结果均表现为没有差异，但使用氧化铬指示剂法的研究结果均表明，在日粮中添加β-甘露聚糖酶能显著提高日粮营养物质的消化率，说明不同的评估方法，其结果存在较大的差异，结合动物生长性能的效果可能更为准确。

3.3 β-甘露聚糖酶在猪饲料中使用存在的问题

刘自阳等（2013）通过体外酶解的方法评估了不同厂家甘露聚糖酶对棕榈粕的降解效果，发现对棕榈粕降解效果最好的是百富酶和德国公司MP，百富酶939.5 g/t的添加量处理后，棕榈粕中绝对还原糖含量为4.5717 mg/mL，德国公司MP 600 g/t处理后，棕榈粕中绝对还原糖含量为3.1508 mg/mL，说明甘露聚糖酶的酶活、产品生产工艺的不同，都可能会很大程度影响棕榈粕在动物生产上的使用，且会进一步影响使用成本。

另外，甘露聚糖酶的最适反应温度，也会影响其降解效率。研究发现，芽枝状枝孢菌SD01可在棕榈粕为唯一碳源的培养基中生长，并在发酵上清液中检测到甘露聚糖酶的活性，上清液可将甘露聚糖底物降解为甘露寡糖。芽枝状枝孢菌SD01来源的甘露聚糖酶最适温度为75℃，为一个嗜热甘露聚糖酶，对侧链分支频率低的甘露聚糖的降解活性较高。但因为它为一个嗜热酶，在动物体温条件下的降解活性未可知，因此，甘露聚糖酶的活性及使用效果还与它最适的温度存在必然联系。

4 发酵工艺对棕榈粕营养价值的影响

目前，主要用于发酵棕榈粕的工艺包括单菌发酵、复合菌发酵和二次发酵，单菌发酵以黑曲霉的研究较多。研究发现，黑曲霉素对棕榈仁粕中的β-甘露聚糖能完全降解，发酵后的棕榈仁粕中粗纤维含量下降，粗蛋白含量提高，粗纤维和粗蛋白的消化率均提高。用黑曲霉素发酵棕榈仁粕得到类似的结果，可以降低纤维素和半纤维素的百分比。段冬洋（2005）利用黑曲霉 As3.4039为菌种发酵棕榈仁粕，将培养20小时的种子液按10%的接种量接入装有30g固体培养基的容器中，27℃恒温培养，结果发现，棕榈仁粕基质中还原糖的含量由2.1%提到到20%，粗蛋白含量由6.49%提高到18.71%，说明黑曲霉可以较大限度地利用棕榈仁粕中的淀粉及纤维并将其还原成还原糖，并能在棕榈仁粕基质中较好生长，从而增加了发酵产品的粗蛋白含量。此外，张恒等（2012）利用从棕榈粕堆或腐叶处提取筛选的菌种发酵棕榈粕也收到较好的效果，发酵后棕榈粕粗蛋白的含量增高量达到58.20%，且能明显降低粗脂肪、中性洗涤纤维和半纤维素的含量，其降低量分别为52.27%、13.00%和24.66%。而对发酵棕榈粕中的蛋白组分检测发现，发酵后的棕榈粕中小肽含量占总蛋白含量的75.74%，说明发酵可使棕榈仁粕中的总蛋白部分可以转化为能够很好吸收的多肽类物质。由此可知，发酵能较大程度地提高棕榈粕的营养价值。

复合菌发酵和二次发酵主要是通过细菌、真菌、酵母菌等组合，并在优化发酵条件后对棕榈粕进行发酵，这些工艺在提高棕榈粕营养价值的同时，还能产生气体风味，饲用价值更高。殷腊生等（2010）利用预处理后的棕榈粕为唯一碳源，通过丝状真菌、酿酒酵母和枯草芽孢杆菌的组合固态发酵，使棕榈粕物料的木质纤维含量降低30%以上，粗蛋白含量平均能达到35%以上，其中多肽含量超过80%，且发酵过程中，酿酒酵母的繁殖增加了物料中单细胞蛋白的含量，且盐杆菌产生的蛋白质水解酶将基料中的蛋白质分解为了小分子多肽，大大提高了产品蛋白质的消化率，且纤维的降低，也提高了产品的适口性，为该发酵产品在仔猪前期料中的使用奠定了基础。吴良柱等（2009）利用产朊假丝酵母、白地霉和黑曲霉为混合菌种，固态发酵棕榈仁粕，结果发现，棕榈仁粕经二次发酵后生产的产品，粗蛋白相对原料有较大的提高，且产品具有特殊的香味，提高了棕榈粕的营养价值。

5 小结

棕榈粕的产量丰富，价格相对低廉，是畜禽饲料中一种较为优良的原料。尽管其高含量的非淀粉多糖（主要是甘露聚糖）限制了棕榈粕在保育猪饲料中的使用，但随着酶制剂产品效果的提升和发酵工艺的改进，棕榈粕联合酶制剂并发酵后，营养价值及风味均有较大改善，使其饲用价值提高，棕榈粕在保育猪饲料中的使用成为可能。但目前关于发酵棕榈粕在保育猪饲料中的研究还较少，有待进一步研究。