辣木作为新型蛋白质饲料在家畜营养与日粮中的应用
2023-12-28张婷婷刁其玉
张婷婷 ,刁其玉
1.中国农业科学院农业信息研究所,北京 100081;
2.中国农业科学院饲料研究所,北京 100081
近年来,随着我国经济快速发展以及国民生活水平的不断提高,人们对畜产品的需求数量和质量逐步提升,使得市场对饲料资源的需求越来越大。然而,我国蛋白质饲料资源近年一直处于短缺状态,进口依存度较高,制约了我国饲料工业的持续发展。为保障我国畜牧业的持续性发展,2020 年9 月,国务院办公厅发布《关于促进畜牧业高质量发展的意见》,指出应健全粮草供应体系,调整优化饲料配方结构,促进玉米、豆粕减量替代。随后,农业农村部出台多部相关政策,推进饲料中玉米、豆粕的减量替代新方案。寻找新的蛋白质饲料资源,开发利用木本饲料等非常规饲料资源是解决我国蛋白质饲料短缺的有效方法之一,木本饲料在日粮中可以代替部分蛋白质饲料和能量饲料,是健全饲料供应体系的重要环节。
辣木(Moringasp.)为辣木科(Moringaceae)辣木属(Moringa Adans.)多年生植物,现有14 个已知种。目前印度传统辣木(Moringa oleifera)是研究利用最多的品种。辣木生长速度快、产量高,辣木鲜叶年产量可达250 t/hm2,干重年产量为10.4~24.7 t/hm2(Worku 等,2016)。辣木栽培简便、抗逆性强,可耐受高温、干旱、贫瘠等非生物胁迫,是一种适应性很强的热带落叶木本植物(Palada 等,2003),目前已经在我国南方地区实现了规模化种植。辣木叶的蛋白质含量和优质饲草苜蓿相当,还含有丰富的维生素和矿质元素,符合优质蛋白质饲料的标准。2012 年卫生部门批准辣木叶为新资源食品。2018 年,农业农村部将辣木茎叶列入《饲料原料目录》,辣木叶可以作为饲料添加剂直接用于畜禽养殖。本文就辣木的营养价值及其作为蛋白质饲料在主要畜禽中的研究进行综述,旨在为其作为新型植物性蛋白质饲料的广泛推广与应用提供理论参考。
1 辣木叶营养价值
辣木叶与几种传统蛋白质饲料营养水平比较见表1,辣木叶含粗蛋白质 25% 左右,低于传统蛋白质饲料豆粕、棉籽粕和菜籽粕。辣木叶粗脂肪含量10%左右、中性洗涤纤维45%左右、酸性洗涤纤维28%左右,均远高于豆粕、棉籽粕和菜籽粕,粗灰分含量为10%左右,略高于豆粕、棉籽粕和菜籽粕。虽然辣木叶蛋白质小于豆粕,但其胃蛋白酶可降解氮比例为 82%~92%,酸性洗涤不溶蛋白低于 3%,因此动物对其蛋白质的利用率较高(Gadzirayi 等,2012)。同时,辣木叶中必需氨基酸含量与豆粕接近,其中赖氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸均含量超过豆粕(Makkar 等,1997),是一种较好的蛋白质来源。另外,辣木叶中不饱和脂肪酸含量较高,其中,油酸、亚油酸、亚麻酸等对人体健康有益的脂肪酸含量分别为1.67、2.16、6.53 g/kg DM,是辣木叶中主要脂肪酸(张婷婷等,2018)。
2 辣木叶在家畜生产中的应用
2.1 辣木叶在家禽生产中的应用
辣木叶作为家禽优良饲料原料之一,可以替代部分蛋白质饲料,改善家禽生产性能。辣木叶应用于肉鸡养殖方面,Zhang 等(2023)在饲粮中添 加1.0%、3.0%、5.0%、7.0% 和9.0% 的 辣 木 叶粉,研究其对肉鸡生产性能、屠宰性能的影响,结果表明,添加5%辣木叶粉提高了肉鸡的生长性能和胴体品质。Safa 等(2014)研究发现,添加5%辣木叶粉提高了肉鸡总采食量和日增重,并改善了肉鸡的饲料转化效率。Onu 等(2011)用 2.5%和 5% 辣木叶直接替代部分鱼粉和豆粕,可显著提高肉鸡平均日增重(33.6%、38.5%)、改善饲料转化率(17.7%、20.2%),并认为日增重的增加与试验日粮中蛋白含量高、有助于促进生长有关;Ayssiwede 等(2011)用8%和16%辣木叶直接替代部分花生饼,均能提高肉鸡平均日增重、降低死亡率。蛋鸡养殖方面,辣木叶中含有玉米黄素、叶黄素等天然色素,以及丰富的钙,其具有改善蛋鸡产蛋性能和蛋品质的功效。研究表明,在蛋鸡饲粮中添加低水平的辣木叶粉提高了鸡蛋的品质,而高水平的辣木叶会导致鸡蛋产量下降(Abou-Elezzf 等,2011)。同样地,范建成等(2019)研究表明,在蛋鸡饲粮中添加10%辣木叶粉可提高蛋鸡的产蛋率,产蛋量随着辣木叶粉的增加呈现下降趋势。添加辣木叶对家禽生理功能方面的影响,主要集中在提高家禽免疫力、改善肉品质和蛋品质、改善肉鸡蛋白质以及脂质代谢等方面。
由上述结果可知,辣木叶能够提高肉鸡的生产性能、改善蛋鸡产蛋性能及蛋品质,但剂量效应显著,超过一定剂量,辣木叶会对鸡的生长产生负面影响,如辣木叶超过5%会降低采食量(Tesfaye等,2013);高于8%会导致饲料转化率降低(Onu等,2011);15% 的辣木叶会降低蛋鸡的产蛋率(Khaled 等,2011)。Gakuya 等(2014)在蛋鸡日粮中分别添加7.5%、15%、30% 的辣木叶粉,研究表明,7.5%、15%、30%剂量组均会降低蛋鸡的体重、采食量和营养物质消化率。肉鸡采食量的降低一方面与辣木叶中的抗营养物质单宁有关(Kakengi 等,2003),单宁能影响饲粮的适口性,降低采食量和蛋白质的生物学利用率(Esonu 等,2001);另一方面,辣木叶粗纤维(NDF 和ADF)含量远高于常规蛋白质饲料(豆粕、棉籽粕、菜籽粕)(表1),日粮中的粗纤维含量随辣木叶添加量的增加而增加,从而影响了动物对营养物质的消化和吸收(Onu 等,2010)。大部分研究结果均倾向于添加较低剂量的辣木叶(不超过10%),同时搭配含粗纤维较低的原料使用,才能发挥辣木叶提高生产性能的优势。
2.2 辣木叶在猪生产中的应用
在育肥猪日粮中添加3%、6%、9%的辣木叶替代豆粕,结果发现,辣木叶可提高育肥猪生长性能,改善饲料转化比,降低背膘厚度,提高猪肉中不饱和脂肪酸和对人体有益脂肪酸的含量,试验证明了辣木叶可以作为传统蛋白质饲料替代品在育肥猪饲粮中替代豆粕,辣木叶的适宜添加水平为6%(张婷婷等,2018)。庞加满等(2021)在生长猪试验中得出相似的结果,其在生长猪日粮中添加2%、4%、6%辣木叶替代日粮中的豆粕,结果发现,添加2%~6%的辣木叶替代豆粕不影响生长性能,但可增加抗氧化能力,4%辣木叶组具有最好的生长性能,建议生长猪阶段使用辣木叶替代4%豆粕。国外研究者也有相似研究,Oduro-Owusu 等(2015)在生长猪日粮中添加不同比例辣木叶,研究发现,辣木叶对生长猪的平均日采食量、日增重无显著影响,但添加5%辣木叶组具有最高饲料转化率。类似地,Mukumbo 等(2014)研究发现,日粮中添加不同含量辣木叶对育肥猪的平均采食量、日增重无影响,但5%辣木叶粉组具有最高的饲料转化率。
在辣木叶对肉品质影响的研究中,发现辣木叶可以提高猪肉的抗氧化能力并改善肉品质,由此可以延长其保鲜期和货架期,同时提高猪肉中不饱和脂肪酸和对人体有益脂肪酸的含量(张婷婷等,2018),不饱和脂肪酸能降低人类罹患心脑血管疾病的风险(Schwingshackl 等,2014),营养学家建议人们多吃富含不饱和脂肪酸的食物。所以,猪肉中不饱和脂肪酸含量的升高对人体健康具有重要的意义。
2.3 辣木叶在牛生产中的应用
辣木叶的粗蛋白质优于优质苜蓿,其余营养成分含量和苜蓿相当,并且研究发现,辣木叶的奶牛瘤胃降解率和苜蓿相当(张婷婷等,2018),所以学者们针对辣木叶替代奶牛饲料中的苜蓿展开了相关研究。Li 等(2019)和张幸怡(2017)研究发现,辣木叶替代苜蓿干草能够提高泌乳奶牛的干物质采食量和产奶量,且可以改善奶牛的瘤胃发酵指标。辣木叶较低的颗粒度使其具有较高的瘤胃通过率(Li 等,2019),加之其良好的适口性显著提高了饲粮的干物质采食量,从而提高产奶量。同时,辣木叶中较低的NDF 和ADF含量(张婷婷等,2018),以及更高的代谢能与丰富的维生素、矿物质和氨基酸含量也一定程度上提高了奶牛的生产性能,改善了乳成分(张婷婷等,2018)。另一方面,辣木中含有丰富的酚类物质和皂甙,能够改变瘤胃发酵模式,增加丙酸浓度;丙酸是糖异生和乳酸合成的前体,丙酸增加对产奶量的提高具有积极效应。
本课题组同时研究了辣木枝茎对育肥牛生产性能、肉品质的影响,结果发现,在育肥牛饲料中添加辣木枝茎,可提高育肥牛生长性能,促进瘤胃发酵并且改变瘤胃发酵模式,与对照组相比,3%、6%和9%辣木组育肥牛的平均日增重分别提高3.05%、11.45%和1.53%。同时,辣木提高了背最长肌中总不饱和脂肪酸以及单不饱和脂肪酸含量,同时提高了n-3 不饱和脂肪酸含量,降低了饱和脂肪酸的含量以及n-6:n-3 比值(张婷婷,2018)。
2.4 辣木叶在羊生产中的应用
研究发现,辣木叶可以替代山羊饲料中的蛋白质饲料,Kholif 等(2015)用辣木叶(0%、10%、15%和20%)替代不同比例的芝麻粉(0%、50%、75%和100%),结果表明,辣木叶可以显著提高日粮的干物质和纤维消化率,并且显著提高了挥发性脂肪酸和丙酸含量,同时,产奶量和能量校正乳也显著升高,该试验得出,添加15%辣木叶粉(替代75%的芝麻粉)的效果要优于其他剂量组。Kholif 等(2016)在前期试验基础上进行了更加深入的研究,试验研究了三种不同形式的辣木叶(鲜叶、干草、青贮)作为蛋白质源替代日粮中750 g/kg DM 的芝麻粉,结果发现,三种形式的辣木叶均可改善山羊的饲料利用率、产奶量、乳成分以及瘤胃代谢,三种形态的辣木叶表现效果依次为:辣木叶青贮>辣木鲜叶>辣木干叶。
Busani 等(2012)研究发现,在日粮等能等氮基础上,将辣木叶粉部分替代葵花籽粕饲喂山羊可明显改善其生长性能和胴体品质。同时,Sarwatt 等(2004)研究了不同比例辣木叶粉替代葵花籽粕对山羊采食量、消化率的影响,研究发现,干物质、中性洗涤纤维的消化率随辣木叶粉替代比例的增加而升高,干物质采食量和代谢能在75% 和100% 替代比例时最佳,氮沉积率在替代比例为25%时最高。此外,辣木叶不仅可以作为蛋白质补充料,也可以作为饲料原料用于羊的生产,Akinyemi 等用100% 辣木叶饲喂绵羊,绵羊的干物质、有机物、粗蛋白质、中性洗涤纤维消化率均取得很好的效果。
3 总结与展望
我国的饲料用粮占总粮食产量的48.2%,粮食安全就是饲料粮的安全。蛋白质饲料与能量饲料缺乏将直接影响畜牧业发展,开发利用非粮饲料资源是解决饲料供给紧张的途径之一,其中木本饲料资源如辣木、桑叶、柠条、杂交构树等经过加工调制都可以作为饲料原料用于畜禽日粮中,合理科学利用还可以大幅度降低饲料与养殖成本,改善畜产品品质。但木本饲料在应用于畜禽养殖时,还是受到一些限制,例如大多数木本饲料纤维含量过高、适口性差、消化率低、含有抗营养因子。因此,木本饲料在使用时可以通过青贮处理改善其营养成分、提高适口性、、提升饲喂效果,同时,要注意添加剂量不宜过高,尤其是对于家禽和猪等单胃动物,过量添加容易导致消化率显著降低,从而影响生产性能。
目前,辣木的收割和作为饲料的加工工艺还不健全,需要制定辣木饲料的标准化加工方案。另外,辣木在不同动物的试验数据比较匮缺,需要更多的动物试验做参考,从而促进辣木作为蛋白饲料的规模化应用。