豆 粕 的 质 量
作者:Robert A.Swick博士 (美国大豆协会新加坡办事处) 译者:秦崇德(上海市农业科学院畜牧兽医研究所)
前 言
大豆在中国、日本和印度尼西亚用于人类食物已有数百年的历史了。在所有各种类型的食物中,大豆是需要通过烹制或发酵的方法进行加工的。首次将生大豆喂给动物的尝试是不成功的,动物的生长性能比不上饲喂其它蛋白质源的动物。Osborne和Mendel(1917)发现,如果大豆在喂给动物之前先行加热就可取得良好结果。据发现,加热能使大豆中可干扰消化作用的一些称为“蛋白酶抑制因子”的物质发生变性。现在,全世界饲用蛋白质饼粕类市场上,豆粕所占的份额最大,大大超过了大豆在人类食物中的用量。据估计,2001年全世界的豆粕产量为116百万吨(Mielke,2001),总贸易额约为230亿美元。
豆粕的价值主要取决于其粗蛋白含量。豆粕的粗蛋白含量一般为40~50%,这在所有的购买合同中都有说明。还很重要的是豆粕的水分、粗纤维、灰分、二氧化硅、粗脂肪等的含量,以及尿素酶活性和蛋白质溶解度。销售商出售时标明的粗蛋白含量若与客户收货时的粗蛋白分析值不相符合,购销之间就会发生争议。一批豆粕通常都经过不止一家实验室的分析,而这些实验室可能分别代表加工企业、调查公司、饲料厂,等等,许多时候还在大学和官方实验室中进行分析。对质量不均一的一批货中采集的样品进行分析时,得出的关于这一批货的质量数据会出现误差。这常被看作是买主分析结果和卖主分析结果不相符合的原因。不同的实验室,即使采用相同的方法进行分析,所得的结果也会有差异。产生实验室误差的常见原因包括:技术不良,没有测定和报告水分含量,缺乏合格的参照标准,等等。本文的目的是介绍用于豆粕质量测定的各种方法以及这些方法对动物生产性能和企业盈利的影响。
近似分析 近似分析是一种历史悠久的标准分析方法。该法采用一些简单的化学技术来区分营养物质和非营养物质,其分析的对象是干物质、粗蛋白、乙醚提取物、灰分、粗纤维和无氮浸出物。
干物质 干物质的测定,需要将饲料或豆粕样品在干燥炉中干燥至恒重。测定干物质是极其重要的,因为不同批次原料的水分含量都各不相同,而这一水分含量从装货时的称重点直到送到实验室进行分析的这一过程中还会发生变化。从购买的角度看,客户应该只是关注所购不包括水分的养分总重量。
官方的美国油脂化学家学会(American Oil Chemists Society,AOCS)对干物质(100-水分)的分析方法需要将2克样品置于强制通风炉内在130℃的温度下干燥2小时,接着在装有无水硫酸钙的干燥器内冷却。 若要将以干重为基础的数值还原为原有数值,可将干物质百分含量100—水分百分含量乘以100。例如,以干物质计,豆粕样品含粗蛋白48%,其干燥前的水分含量为12%,那么其原来的粗蛋白含量即为48×(88/100)=42.2%。 要将原有数值转换为以干物质为基础的数值,先乘以100再除以当前的干物质含量。例如,一份豆粕样品含粗蛋白46%、含干物质88%。以干物质计,其粗蛋白含量为(100/88)×46=52.3%。 要将实验室数值转换为购买数值,可将实验室养分值乘以购买的干物质数值,再除以实验室干物质数值。例如,一批豆粕购买时含粗蛋白48%和水分12%。饲料厂的实验室对一份有代表性的样品所作分析的结果为含粗蛋白47.5%和水分13%,计算方法即为47.5×(88/87)=48。结论是,样品在分析前从空气中吸收了水分增加了重量,但按购买时的干物质水平来计算,蛋白质水平是正确的。 一批货的干物质总重量是极为重要的数据,因为这一数据决定了所购的每一种养分的总量。饲料厂还应该在对原料称重之前对干物质含量进行测定。应该对养分含量进行相应的调整。 粗蛋白 可将饲料样品中的氮含量乘以系数6.25而推算粗蛋白含量。该系数是根据大多数蛋白质都含16%的氮而推导出来的。所以,将饲料中氮的百分含量乘以100/16或6.25。就可算出粗蛋白的量。虽然业已证明,对于某些饲料来说,这一换算系数并非6.25,但这些饲料最终都按6.25的蛋白质系数进行饲料混合和计算就是在所有的动物饲料中采用这一系数的理由。饲料业已经接受6.25为氮含量换算为粗蛋白含量换算系数。 粗蛋白测定中的主要困难在于并非原料中所有的氮都来自蛋白质或氨基酸。有时候,会有相当大量核酸之类的非蛋白氮化合物在最终计算中被作为“粗蛋白”进行处理。原料中可能存在尿素之类的杂物,从而增加了原料中的氮含量,这样也就增加了原料中的“粗蛋白”含量。所以,“粗蛋白”分析并不能真正告诉我们任何关于氨基酸含量的信息或者关于蛋白质的质和量的信息。因此,“粗"蛋白一词绝对适当的,我们必须时刻牢记其来源和意义。 有若干种方法可用以测定原料的总氮含量。最古老也是最常用的方法就是丹麦化学家Johan Kjeldahl在十九世纪中叶发明的凯氏定氮法。测定时,将饲料样品和一种金属催化剂(铜、锌、硒和/或汞)一起在硫酸中煮沸。这样,样品就被完全消化,其中所有的有机物都被氧化。蛋白质、氨基酸和其它含氮化合物中的氮都被转化为铵离子。然后将溶液冷却,在其中加入碱从而使铵转变为挥发性的氨,氨从溶液中蒸馏出来又被“捕捉”入硼酸溶液中。最后,用标准盐酸溶液进行滴定以测定氨水平并以此表示氮水平,最终就表示出了粗蛋白水平。样品消化不完全以及/或者操作过程中发生氨气逃逸,就会导致结果错误。 Dumas法,或称燃烧法,是另一种被认可的原料比如豆粕中氮含量测定法,该法要采用LECO、Hewlett Packard等公司生产的仪器,其优点是可避免采用凯氏定氮法时会碰到的问题。采用燃烧法时,样品在高温环境中在氧的作用下蒸发,然后以光谱法分析所产气体中的氮。这种方法非常精确,但在设备上的初始投资很大。由表1可见,以燃烧法得出的数值常常高于用凯氏定氮法测得的数值。这通常是由于采用凯氏定氮法时样品消化不完全的缘故。有些环形氨基酸,比如色氨酸和酪氨酸,很难消化,测得的读数很低。建议用纯色氨酸或烟酸作为标准来对凯氏定氮法进行标定。
表1 用凯氏定氮法和Dumas(燃烧)法对豆粕粗蛋白含量测定的比较 样品 实验室1 实验室2 凯氏定氮法 凯氏定氮法 燃烧法 1 46.2 45.00 46.07 2 46.0 45.88 46.56 3 45.8 45.45 46.55 4 46.0 45.71 47.13 5 46.1 46.38 46.73 平均 46.0 45.8 46.6
美国大豆协会于1998年检查了不同实验定之间的测定误差。从亚洲当地的一家饲料厂获取一份重30千克的美国豆粕样品,将其粉碎为细小颗粒并充分混合后分装于小样品袋中送到亚洲和世界其它地方(包括美国在内)的72家实验室。图1显示了每一实验室粗蛋白含量测定报告的差异情况(所有结果均已校正为干物质88%)。从结果中明显可见,参试实验室的半数以上都需要对其测定加以改进。 图1 粗蛋白分析值的变异
粗纤维 粗纤维是饲料业承认在所有的豆粕商业合同中都需要标明的测定项目。粗纤维含量是否低于3.5%表明豆粕是否为去皮豆粕。粗纤维的测定方法是:将提取了脂肪(用乙醚提取)的样品相继在稀酸和稀碱溶液中煮沸,然后进行干燥、在马弗炉中燃烧。燃烧前后的重量差就是粗纤维。这一方法是模拟食物中不可消化的成分在消化道中先经胃酸的作用又经肠道中碱性溶液作用的过程。 其它纤维测定法,比如日粮总纤维、酸性洗涤剂纤维和中性洗涤剂纤维,能够提供比较准确的不可消化的不溶性纤维的真实含量。这些技术与豆粕的代谢能含量有较高的相关度。然而,粗纤维测定仍然确立了自己在商品饲料业中的地位。 乙醚提取物 乙醚提取物也称为粗脂肪,其在饲料中的含量是通过用石油醚对饲料样品进行提取而测定的。原始样品和提取后样品之间的重量差就代表了脂肪的含量。脂肪水平是豆粕能量含量的重要决定因素。豆粕购买合同中应分别列出粗脂肪和粗蛋白的含量。尽管脂肪和蛋白质都在饲料配方中具有价值,但这两者之间是不可相互代替的。根据“蛋白脂肪加和”含量进行豆粕贸易,为供货商提供了较大的误差回旋余地,但这对购买者却极为不公。除非清楚地了解脂肪和蛋白质的量,否则营养师是无法平衡饲料配方的。 别的脂肪测定法包括酸水解脂肪和总脂肪,这些测定值与营养价值的相关度更高,因为这些方法将蜡质和磷脂都考虑了进去。然而,乙醚提取物(粗脂肪)仍然是贸易中采用的官方分析法。 灰分 灰分即总矿物质含量,其测定方法是:将样品置于马弗炉中在600℃温度下燃尽样品中的有机物,剩下的灰分即为总矿物质。灰分含量可作为样品受土壤污染程度的指标。 二氧化硅 二氧化硅也被称为酸不溶性灰分,这并不是近似分析的应有部分,只是因为豆粕购买合同中通常都提到其含量并且其与灰分含量有关才在此处提及。二氧化硅的测定方法是,将灰分样品置于盐酸中以去除可溶性矿物质,比如钙盐、钾盐和钠盐,余下的矿物质主要都是二氧化硅。通常情况下,豆粕含总灰分5~7%,含二氧化硅1~2%。其量取决于豆皮含量和土壤污染程度。 无氮浸出物 以豆粕总物质的量为100,从中减去所有其它物质的量,余下的就是无氮浸出物;即,100 — %水分—%粗蛋白—%粗纤维—%乙醚提取物—%灰分。无氮浸出物含量主要代表了淀粉、糖类和容易消化的碳水化合物。从营养上看,无论是粗纤维含量还是无氮浸出物含量都并不非常有意义,也是并不准确的度量值,同时也并不真正适于用来描述豆粕的可利用能量含量。 能 量 家禽和猪饲料中大约25%的代谢能来自豆粕。对代谢能进行直接测定既昂贵又费时,并且要用活的动物进行,必须测定豆粕的总能以及一定量豆粕通过动物体后所产排泄物中的总能。同一样品必须经经过多个动物进行测试。由于成本高昂并且又费时间,大多数饲料公司和豆粕供应商都不作这项测试。大多数营养师都不因新买的一批豆粕而修改其计算机数据库中的能量含量值。这代表了饲料公司的盈利机会。 Janssen(1989)推导出了利用近似分析值的能量含量预测公式,用该公式预测豆粕对家禽的代谢能看来相当有效。公式为:氮校正代谢能ME(n)= 38.79×粗蛋白+87.24×乙醚提取物+ 18.22×无氮浸出物。用该公式算得,含粗蛋白48%、脂肪0.5%、粗纤维3.5%、灰分5%和水分12%的去皮豆粕中代谢能含量为每千克2490千卡;含粗蛋白44%、脂肪0.5%、粗纤维7.0%和水分12%的非去皮豆粕中代谢能含量为每千克2340千卡。这些数值及其分布与表2所列文献报道的数据是一致的。因此,据建议,该公式优于书本数据,可为饲料厂采用。
表2 豆粕对家禽的代谢能含量 研究者 去皮豆粕 非去皮豆粕 Muztar等,1981* 2571 2389 Sibbaid,1976* 2676 - Wolnetz和Sibbald,1984 - 2330 Sibbaid,1977* 2671 2293 Dale和Fuller,1987 2449 - Coon等,1990 - 2458 Leske等,1991 - 2255 - 2240 Parsons等,1992 2518 - RPAN,1993 2405 2160 INRA,1990 2550 2420 ADAS,1990 2503 2373 NRC,1994 2385 2204 平均 2518 2312 范围 2385~2676 2160~2458 标准差 107 98 所有数值都校正为以88%干物质为基础; * 用Sibbald(1984)豆粕氮校正真代谢能对真代谢能的比值0.94进行氮校正。 我们很容易证明了解豆粕的代谢能含量有多么重要。我们可将豆粕的代谢能值与某地所用的饲料级脂肪作一比较。例如,对于一定年产6万吨的饲料厂来说,高质量去皮豆粕和非去皮豆粕每千克的代谢能含量相差200千卡则其就将价值93750美元,这一数值的前提是假定饲料含豆粕25%,而饲料级脂肪的价格为每吨250美元并且其代谢能含量为每千克8000千卡。 总氨基酸 豆粕中的蛋白质由氨基酸的各种多聚体构成。蛋白质可取具有代谢功能的酶的形式,如脂肪氧合酶或尿素酶;也可取种子储存蛋白质的形式,如大豆球蛋白和大豆聚球蛋白(conglycinin)。大豆中还含有一种称为胰蛋白抑制因子的蛋白质性物质,该物质可抑制蛋白质和植物血凝素的消化从而可能有害于肠粘膜上皮。每一种蛋白质都有其自己的20种必需氨基酸和非必需氨基酸比率。总的来说,大豆蛋白质缺乏蛋氨酸而含比较丰富的赖氨酸。可以用氨基酸分析仪来测定所有各种氨基酸的相对量。这是一种液相色谱技术,要用专门的仪器将饲料中所有的蛋白质组分都水解成单个的氨基酸,然后将这样产生的氨基酸溶液强制通过吸附剂从而使其中的不同氨基酸分离开来并一种一种地从吸附柱末端洗提下来。然后用指示剂和紫外线检测仪测定每一种氨基酸的浓度。 了解豆粕中的氨基酸含量是非常有用的,因为这样一来营养师就可按照动物的氨基酸需要量来进行饲料配合了。这样就比按照固定的蛋白质水平配合日粮更为有利,因为按照固定蛋白质水平进行日粮配合时日粮氨基酸含量不是过量就是不足。只有最大的饲料公司才值得花钱在自己的实验室内添置一台氨基酸分析仪。幸运的是,很多氨基酸供应商和大学都测定了大量饲料原料的氨基酸含量并已将结果公布于众。表3汇总了不同氨基酸源的氨基酸含量分析结果。
表3 豆粕的养分分析值:四家实验室的综合结果 豆粕产地 美国 巴西 阿根廷 印度 中国 测定的样品数 937 120 78 69 46 粗蛋白(%) 48.1 46.1 43.5 46.8 45.0 粗纤维(%) 2.88 5.21 5.54 5.89 5.20 灰分(%) 6.21 5.73 5.89 7.11 4.16 脂肪(%) 1.43 1.54 1.70 1.24 1.45 尿素酶(pH值升高) 0.05 0.04 0.04 0.06 0.04 蛋白质在0.2%氢氧化钾溶液中的溶解度 85.6 83.6 79.9 76.3 83.4 赖氨酸(%) 3.04 2.84 2.70 2.86 2.74 赖氨酸∶蛋白质 6.32 6.18 6.21 6.09 6.09 蛋氨酸(%) 0.68 0.63 0.63 0.65 0.64 蛋氨酸+胱氨酸(%) 1.36 1.30 1.27 1.31 1.30 苏氨酸(%) 1.87 1.78 1.72 1.79 1.76 色氨酸(%) 0.68 0.61 0.58 0.62 0.60 数值都已校正为以88%干物质为基础。表内数值为以下四家实验定测定值的平均数: (1)United Soybean Board(Woodson-Tenent Laboratories and State University Grain Quality Laboratory);(2)Novus International(University of Missouri, Dept of Agric. Chem,);(3)Degussa(feed Analysis Laboratories, New Jersey,USA and Frankfurt, Germany)and(4)Archer Daniels Midland (Decatur,Illinois).
豆粕加热程度的评定 大豆在经溶剂提取豆油后产生的豆粕必须接受一定程度的焙烤加工以减少热敏感的抗营养因子,同时又必须避免焙烤过度而造成可消化蛋白质的损失。这里,主要受关注的是蛋白酶抑制因子,包括大豆胰蛋白酶抑制因子。豆粕焙烤程度不足,其中就会含高水平的蛋白酶抑制因子,而这些抑制因子就会和胰腺产生的消化酶结合而使这些酶被灭活。这样,消化作用就会减弱,胰腺就会肿大以图产生更多的酶来弥补酶的损失。由于这些损失的酶含有丰富的含硫氨基酸,所以可发生含硫氨基酸的缺乏。轻微或中等程度地焙烤过度,可因Amadori反应和/或Maillard反应而导致赖氨酸生物利用率下降。这在实验室中常常检测不到。在氨基酸测定时进行酸水解的过程中,可除去能在过度焙烤过程中与赖氨酸起反应或与之结合的糖类和醛类。 尿素酶 通过测定豆粕中的尿素酶活性,就可间接测定出大豆中存在的胰蛋白酶抑制因子。这两种蛋白质尿素酶和胰蛋白酶抑制因子都会在加热过程中发生变性而被灭活。实验室测定尿素酶活性的方法是:将豆粕与尿素和水混合,尿素就会在尿素酶的作用下释放出碱性的氨。在美国油脂化学家学会AOCS的方法中,通过测定样品基质pH值的升高而测得其终点pH值。在欧盟EEC的方法中,终点pH值反映了pH值保持恒定时所需的酸量。图3显示了用两种方法对收集自东南亚饲料厂的20份豆粕样品进行尿素酶分析的结果。对胰蛋白酶抑制因子也作了分析。结果表明,欧盟方法得出的结果略高于AOCS方法的结果。购买者若要签订豆粕购买合同,就要牢记这一差别,因为在豆粕中胰蛋白酶抑制因子活性较低时,欧盟方法测定结果很有可能会显示焙烤过度。在可接受的尿素酶活性范围内,胰蛋白酶抑制因子保持相当恒定,大约为每毫克 1.3单位。在样品尿素酶活性高于0.3时,胰蛋白酶抑制因子含量增加很快。 样品号 图2 美国油脂化学家学会(AOCS)和欧盟(EEC)方法对尿素酶活性的分析结果
尽管尿素酶测定是一项常规测定项目,并且常常写明在豆粕购买合同之中,但测定结果并不完全与动物生产性能相关。尿素酶测定只是在对严重加热不足的豆粕进行检测时才真正有意义。无尿素酶活性的豆粕可能仍然具有相当可接受的营养价值。一家澳大利亚饲料公司的实验室最近用AOCS方法对72份优质去皮豆粕样品的尿素酶值进行了检测,所得平均值为0.24pH单位,范围为0.05~0.37 pH单位;详见表4。所有样品都表现了尿素酶活性,一半以上的pH上升幅度大于0.30单位。
表4 优质豆粕的典型尿素酶值 pH单位平均上升幅度 0.24 测定的样品数 72 最低值 0.05 最高值 0.37 标准差 0.07 变异系数% 27.3
Waldroup等(1985)测定了不至于引起幼龄肉鸡生产性能下降的尿素酶水平上限。用经提取和焙烤并在高压锅中经过不同时间加热的白豆片所作的若干实验结果表明,对于家禽和猪来说是安全的pH值增高上限为0.35单位。图3显示了一个实验的结果,其中表明只是在pH值增高1.75单位以上时生产性能才有明显下降。 蛋白质氢氧化钾溶解度 可通过测定蛋白质在0.2%氢氧化钾溶液中的溶解度来检测豆粕是否加热过度。人们对于这一测定方法有着巨大的兴趣,因为其结果与鸡和猪的生长率相关(Parsons等,1991;Lee和Garlich,1992;Araba和Dale,1990)。结果表明,蛋白质的氢氧化钾溶解度低于72%时,生产性能就有一定程度的下降。Lee和Garlich(1992)测定了豆粕在商业加工厂中加热不同时间长度并在脱溶剂器内再滞留一半那么长的时间后产生的结果,然后测定了这些处理对肉鸡生产性能和氨基酸利用率的影响。样品的蛋白质氢氧化钾溶解度为81~92%,尿素酶活性为pH值升高0~0.5单位。在检测的6个样品之间,体增重相差10%。在这一研究中,在蛋白质氢氧化钾溶解度最高和尿素酶活性最高的豆粕,见到生产性能最好并且赖氨酸利用率最高,而在蛋白质氢氧化钾溶解度最低并且尿素酶活性为零的豆粕组中生产性能最差。 蛋白质分散指数 最近的一些研究检查了利用蛋白质分散指数(protein dispersibility index,PDI)预测雏鸡生长率的能力,试验中给雏鸡喂以经提取而未经焙烤但在高压锅中加热了不同时间长度的的白豆片样品。随后将蛋白质分散指数的结果与蛋白质在0.2%氢氧化钾溶液中的溶解度和尿素酶水平(表示为pH值的升高幅度)的结果作了比较(Engram等,1999),结果见图4。尽管蛋白质分散指数试验在食品业中的应用至少已有25年的历史了,但其在饲料业中的应用还很少。结果表明,利用这一试验,可对被认为是优质的豆粕样品进一步从尿素酶和蛋白质氢氧化钾溶解度上区别其质量高低。这一研究表明,蛋白质氢氧化钾溶解度高于90%以及尿素酶活性水平高的若干样品在喂雏鸡时,雏鸡生长率表现不一。用蛋白质分散指数法则能预测生长率,从而能准确反应这些豆粕的能力。Batal等(2000)的进一步工作清楚地表明,蛋白质分散指数法表现出的对大豆片加热程度的反应比尿素酶法或蛋白质氢氧化钾溶解度法的反应更为稳定。尿素酶指数法对大豆片加热程度的反应不稳定和非线性,导致了不同研究得出的关于豆粕中最高可接受尿素酶水平的结果互不相同。豆粕蛋白质分散指数在45%和50%之间而尿素酶水平在pH单位升高在0.3或以下则可表明豆粕的质量绝对高,因为这表明豆粕已得到了充分加热而又没有加热过度(Batal等,2000)。
图4 高压锅处理的抽提大豆片中蛋白质在0.2%氢氧化钾溶液中的溶解度、尿素酶活性和 蛋白质分散指数对雏鸡生长性能的影响(Engram,Douglas,Shirley和Parsons,1999)
可利用赖氨酸 可利用赖氨酸法AOAC可测定赖氨酸中游离ε-氨基的量。赖氨酸中的ε-氨基对加热以及还原糖、醛类和酮类导致的变性非常敏感。赖氨酸可在加热和前述物质的作用下发生梅拉德Maillard反应或褐变反应聚合体形成,而这就代表了可为动物生长利用的赖氨酸发生了损失。可利用氨基酸分析仪对存在的赖氨酸进行测定从而测定出可利用赖氨酸的水平。对样品进行两次测定,一次就测定原始样品,另一次则在样品与DNFB(1-氟-2,4-二硝基苯)反应之后进行。DNFB很容易与赖氨酸的游离ε-氨基相结合。赖氨酸在这两次测定之间的含量差就代表了可利用赖氨酸的量。由于这一方法需要进行两次氨基酸测定,所以代价比较高昂。尽管这一方法能够测得可为生长所利用赖氨酸量,但并不能测出蛋白质的消化率,因而这一方法在预测生长率中的用途是有限的。 可消化氨基酸 表5显示了多种饲料原料中一些重要必需氨基酸的消化率。优质豆粕和玉米中氨基酸的消化率高于菜籽粕、米糠、羽毛粉和肉粉中氨基酸的消化率。按照可消化氨基酸来配合饲料,可利用最低成本计算机程序得出每一种原料的真实价值。动物采食按可消化氨基酸配合的日粮,就可有非常好的性能表现,并且不会浪费养分。
表5 各种原料中重要氨基酸的消化率 蛋氨酸 胱氨酸 赖氨酸 精氨酸 豆粕 92 83 90 92 玉米 91 86 78 95 菜籽粕 90 71 78 90 米糠 78 68 75 87 羽毛粉 75 56 65 83 肉粉 85 59 79 85 摘自:Parsons(1991)
遗憾的是,测定可消化氨基酸要用活鸡,既昂贵,又费时。要给动物饲喂精确量的原料,并且要收集能代表所用原料的粪或食糜,还要对原料和粪中的氨基酸进行测定,体内潴留的氨基酸对总氨基酸的比率就代表了消化了的氨基酸的百分率。下段肠道中的细菌活动会有一些干扰作用,因为细菌分解的一些氨基酸并没有被用于动物的生长。有些研究者用外科手术的方法摘除动物的盲肠以图减少细菌,另一些研究者则收集小肠末端的食糜用以测定。只有大型的饲料公司、氨基酸供应商以及一些大学才拥有进行这一测定的设备。许多收集到的数据都已公布,可供公司的营养师利用。然而,有些发表的数据也许并不能准确地反映生产中所用原料的消化率。例如,本文表3报告的豆粕显然是高质量的,其中氨基酸的消化率很高。然而,对于实践中常常见到的蛋白质氢氧化钾溶解度和蛋白质分散指数都很低的低质量豆粕,则没有相关的数据。美国大豆协会当前正在对多种来源的豆粕测定其氨基酸消化率值。还要进行近似测定、蛋白质氢氧化钾溶解度测定、蛋白质分散指数测定、尿素酶活性测定和可利用赖氨酸测定,以便推导出能通过廉价实验室技术预测氨基酸消化率的公式。 物理学测定 有若干种物理学测定可提供关于豆粕质量的有用信息。 散装密度 这是一种非常简单也非常价廉的测试,是每家饲料厂对每批购买的豆粕都必须进行的测试。测试方法是:将豆粕装满容量为一公升的容器,然后称取这些豆粕的重量。优质豆粕的密度应在每立方厘米0.60~0.64克之间(或者说每公升600~640克)。豆粕的密度较低就可能含有较多的豆皮,而密度较高则可能污染有砂子或土壤。 目视检查和显微镜检查 用一个放大镜、一台高倍显微镜和低倍显微镜,就可看清豆粕中的掺假物和污染物。看见晶状物,则表示豆粕中可能掺入了尿素或硝酸铵以图提高其粗蛋白含量。必须是有经验的检查人员才能对混入或污染入饲料中的成分作出肯定性的检查结果。 溶剂分离 “溶剂分离”是检查豆粕中不可消化物质的快速而有用的测试方法(Khajarern,1999)。将四氯化碳、己烷和丙酮混合成一种比重为1.42的溶剂,然后将10克豆粕置入装有90毫升溶剂的125毫升烧杯中,将豆粕和溶剂的混合物强力搅动然后任其沉淀。豆皮、砂子和土壤会沉积在烧杯底部,而豆粕的可消化部分则漂浮在溶剂表面。用勺子或刮板撩出漂浮的物质,然后取出下沉的物质。将这两部分物质干燥、称重。不可消化的部分则表示为占总重量的百分比。 近红外反射分光光度分析 近红外反射分光光度分析是一种非常快速的营养质量测定法,可测定豆粕和其它各种饲料原料的养分质量。采用这一方法需要昂贵的仪器和计算机。标定曲线 的绘制需要针对每一个以后要在未知样品中测定的分析元素,用湿法化学法对大量不同的样品(70个左右)进行分析。将一份饲料样品置入样品室内,仪器就以一系列波长向样品发射出红外辐射,样品反射回来的红外辐射就由计算机测定并记录下来。将大量样品的红外“指纹”与其实际的湿法化学分析值相对比从而绘制出标定曲线。标定完成之后,就可在数分钟之内测定出未知样品中的养分。现已发现,采用近红外技术能极为准确地测定豆粕中的水分、蛋白质、脂肪和纤维。有些氨基酸供应商也开发了总氨基酸和可消化氨基酸的标定曲线,但对纯大规模商品样本的测定值也许并不准确,除非其湿法化学测定值也处于标定值的范围以内。 Mateo(1998)评定了测定豆粕质量的近红外方法,他用了两份不同来源的去皮豆粕样品以及一份另一来源焙烤过度的非去皮豆粕样品。表6显示了这些样品的湿法化学分析、近红外分析和饲喂试验的结果。近红外法对去皮豆粕样品中总赖氨酸的分析值略低于实验室分析值,但对焙烤过度非去皮豆粕样品中赖氨酸的测定值却较高。采用按总氨基酸配合饲料时,饲喂去皮豆粕B的鸡,其增重为饲喂去皮豆粕A者的94%。饲喂焙烤过度豆粕的鸡,其增重仅为饲喂A者的66%。然后按近红外分析的相应可消化氨基酸值来重新配合日粮。在这一实验中,饲喂豆粕B的鸡,其性能提高到与饲喂A的鸡相同的水平。饲喂焙烤过度豆粕C的鸡,其性能也有改善,但未完全达到A的水平。这些结果表明,近红外技术能够提供快速测定豆粕中可消化赖氨酸以及总饲喂价值的方法。这些结果还表明,标定中包括进更多种类的样品包括加热过度的豆粕也许可使这一技术得到进一步的改进。
表6 近红外分析和按氨基酸消化率配合日粮对肉鸡生产性能的影响 豆粕来源 A B C 养分分析 蛋白质(%) 48.6 46.1 47.6 纤维(%) 3.93 3.60 6.74 尿素酶(pH值升高) 0.1 0.1 0 蛋白质氢氧化钾溶解度(%) 87 88 51 赖氨酸分析值(%) 3.01 2.94 2.43 近红外测定赖氨酸(%) 2.89 2.82 2.69 近红外测定可消化(%) 2.47 2.38 2.32 代谢能推算值(千卡/千克) 2525 2525 2350 生产性能(0~21日龄) 实验1-按总氨基酸配合日粮 体增重(克) 653a 615d 431b 体增重(A的%) 100 94 66 实验2按可消化氨基酸配合日粮 体增重(克) 790a 794a 550b 体增重(A的%) 100 101 70 1 3100千卡/千克,20%粗蛋白,1.108%赖氨酸,0.86%蛋氨酸+胱氨酸; 2 3100千卡/千克,20.6~ 21.2%粗蛋白,1.0%可消化赖氨酸,0.79%蛋氨酸+胱氨酸 摘自:Mateo(1998)
结 语 应对豆粕的重量以及水分、蛋白质和脂肪含量进行分析。然而,动物的生长与豆粕的可利用能量含量和氨基酸含量更为直接有关。饲料厂采购人员常常只是按豆粕的蛋白质百分含量计算其价格以确定该豆粕的价值。这种方法虽然有一定的价值,但在对不同纤维和灰分含量的豆粕进行比较时或者对不同来源或来自不同加工厂的豆粕进行比较时则并不完全有效。增加家禽日粮中豆粕用量的重要机会就是要使饲料厂认识到可利用养分的含量,尤其要认识可利用赖氨酸和能量的含量。豆粕的质量指标,比如蛋白质氢氧化钾溶解度、蛋白质分散指数和赖氨酸近红外分析值,在确定可利用赖氨酸方面都是非常有用的,因为这些参数都与肉鸡的生产性能相关。根据近似分析的结果推导出的公式对豆粕的代谢能含量进行预测就可改善动物的生产性能和提高企业的利润。广泛采用这些样品分析方法可增加豆粕在家禽日粮中的用量和效用,而这又会大大增加饲料公司和饲养企业的利润。
参考文献
ADAS. 1990. UK Tables of Nutritive Value and Chemical Composition of Feedingstuffs. Editor: Rowett Research Services, Aberdeen, Scotland. American Oil Chemists Society. 1990. Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists' Society. 4th Edition. AOAC, Champaign,Illinois, USA. Association of Official Analytical Chemists. 1990. Official Methods of Analysis. 15th EditionAOAC, Inc., Arlington, Virginia, U.S.A. Coon, C. N., K. L. Leske, O. Akavanichan and T. K. Cheng. 1990. Effect of oligosaccharide-free soybean meal and true metabolizable energy and fiber digestion in adult roosters. Poultry Sci. 69:787-793. Batal,A.B., M.W. Douglas, A.E. Engram and C.M. Parsons. 2000. Protein dispersibility index as an indicator of adequately processed soybean meal. Poultry Science 79:1592-1596. Dale, N. and H. L. Fuller. 1987. Energy values of alternative feed ingredients (Project 139). Special report to Southeastern Poultry and Egg Association. Athens Georgia,U.S.A. Engram, Douglas, Shirley and C. M. Parsons. 1999. Unpublished. In Methods for determining quality of soybean meal important. Ed, W. A. Dudley-Cash in:Feedstuffs, Jan 4, 1999 pp 10-11. INRA. 1989. L'alimentation des Animaux Monogastriques 2e edition. Editions INRA, Paris, France. Janssen,W.M.M.A. 1989. European Table of Energy Values for Poultry Feedstuffs. 3 rd ed. Beekbergen, Netherlands:Spelderholt Center for Poultry Research and Information Services. Khajarern,J and S. Khajarern. 1999. Manual of Feed Microscopy and Quality Control. American Soybean Association, United Soybean Board and US Grains Council. Lee,H. and J. D. Garlich. 1992. Effect of overcooked soybean meal on chicken performance and amino acid availability. Poultry Sci. 71:499-508. Leske,K.L.,O. Akavanichan,T. K. Cheng and C. N. Coon. 1991. Effect of ethanol extract on nitrogen-corrected true metabolizable energy for soybean meal with broilers and roosters. Poultry Sci. 70:892-895. Mateo,C. D. 1998. Comparative performance of broilers fed U.S. dehulled,Argentine dehulled and Indian non-dehulled soybean meals. University of the Philippines, Los Ba?os. Unpublished, Personal Communication. Muztar,A. J.,H. J. A. Likuski and S. L. Slinger. 1981. True metabolizable energy of a number of feedingstuffs and complete diets as determined in two laboratories. Poultry Sci. 60:373-377. NRC. 1994. Nutrient Requirements for Poultry, 9th Edition. National Research Council. National Academy Press,Washington D.C. Parsons,C. M.,K. Hashimoto,K. J. Wedekind and D. H. Baker. 1991. Soybean protein solu bility in potassium hydroxide:An invitro test of in vivo protein quality. J. Anim. Sci. 69:2918-2924. Parsons,C. M.,K. Hashimoto,K. J. Wedekind,Y. Han and D. H. Baker. 1992. Effect of over-processing on availability of amino acids and energy in soybean meal. Poultry Sci., 71:133-140. RPAN. 1993. Rhodimet Nutrition Guide,2nd Edition. Feed ingredients formulation in digestible amino acids. Rhone Poulenc, Antony Cedex, France. Sibbald,I. R. 1976. The true metabolizable energy values of several feedingstuffs with roosters,laying hens,turkeys and broiler hens. Poultry Sci. 55:1459-1463. Sibbald, I. R. 1977. The true metabolizable energy values of some feedingstuffs. Poultry Sci. 56:380-382. Waldroup, P. W., B. E. Ransey, H. M. Hellwig and N. K. Smith. 1985. Optimum processing for soybean meal used in broiler diets. Poultry Sci. 64:2314-2320. Wolynetz, M. S. and I. R. Sibbald. 1984. Relationship Between Apparent and true metabolizable energy and the effects of a nitrogen correction. Poultry Sci. 63:1386-1399.


