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未来的家禽营养

时间：2009-12-18 13:41:43来源：作者：山峰

　　1 前言
    最近50年来在家禽营养领域中取得了令人难以置信的成就，养禽业也发展成为一个完整的生产体系，一个最有成效的高品质产品的生产体系。
    于1948年维生素B12。（最后发现的维生素）被发现后，对已知营养素的大部分基础研究工作已基本完成。从那以后，由于数学模型和线性规划及计算机的应用，在给家禽确定对已知营养素的需要量方面取得了很大的进步。
    由于养禽业开始采用线性规划的方法来进行日粮配方，因此，需要越来越多的各种营养素组成方面的资料，尤其是能量和氨基酸，相当多的研究工作也都是直接测定代谢能值和氨基酸值。营养学家可利用这些数据来研究肉鸡对各种营养素的需要量，这些营养素占了肉鸡日粮总成本的95％。
    家禽的营养已进入了一个新时代——全球经济持续增长，人们更加关心自身的健康和食品安全等问题。因此，未来十年，家禽营养学家将要面临许多不同的挑战。在此姑妄谈谈未来家禽营养的一些变化。
    2 重视家禽发育早期的营养
    未来将继续重视家禽的早期营养，因为早期营养会影响肠道的发育和以后营养素的利用。增加孵化后第一周的总采食量能够明显地缩短家禽的上市时间。更重要的是，有几个研究结果表明，小鸡刚孵出后所饲喂日粮的类型，或者在孵出前往鸡蛋内或胚胎内注射营养素，能影响小肠绒毛的发育和成熟，并且能够改善家禽的整体生长性能。这种做法对火鸡的效果比肉鸡大，但我相信我们将会看到为提高整体营养利用和改善孵化后第一周小肠发育的饲喂体系的发展变化。
    3 营养研究重点势必改变
    随着人们对家禽产品消费要求的日益成熟，如在美国和欧洲，人们逐渐关心并要求更加健康、安全和有营养价值的家禽产品，因此，家禽的营养领域将发生一些重要的变化。由于没有一个合适的词语来概括，我姑且称它为“最小化年代”。我们已经看到磷（P）所造成的环保问题。减少粪P的排出不但会引起原料组成的一些重大变化，而且会引起营养哲学方面的某些变化。对氮亦然。
    4 降低日粮中磷的水平
    长期以来，虽然磷的价格昂贵，但营养学家们还是在肉鸡日粮中添加充足的磷，甚至超量添加。理由如下：首先，生长鸡最理想特征之一是有强壮的骨骼。腿病如佝偻病、胫骨的软骨发育不良、螺旋腿和其它类似的疾病在肉鸡生产中是令人烦恼的问题。即使这些疾病不只与日粮中的矿物元素含量有关，但营养学家还是尽可能把日粮中的磷提高到临界水平，尽管过去几十年的研究表明较大日龄的肉鸡的日粮中磷水平可大幅度地降低。第二，肉鸡受到许多“环境伤害”，尤其是捕抓、笼养、搬运和处理。第三，从饲养场到屠宰加工厂的运输过程中经常出现的骨折本来与骨骼的强度及日粮的营养没有多少关系，但当骨折发生率不正常时，营养学家就感到很苦恼而认为是磷的问题！当为了解决环境问题而需要降低所有日粮的磷水平时，营养学家好象被置于另外一个不同的世界而不能适应。
    由于面临着降低磷水平的压力，使用植酸酶就成为最热门的话题。现有的植酸酶有不耐热的缺点。肉鸡饲喂颗粒饲料能获得较好的生长性能，但制粒会破坏植酸酶的活性。而且，将来饲料制粒可能会更有必要，因为我们将改变各种原料的使用，并且使用纤维含量或容积比现在普遍使用的原料更多或更大的原料。故开发热稳定性较好的植酸酶是当务之急。
    5 减少动物副产品的使用
    在美国，降低日粮磷水平已殃及肉骨粉等动物副产品的使用。英国已禁止将动物副产品用于饲料，其它许多地区也限制使用，但在美国，动物副产品一直还是主要的原料，它既提供钙（Ca）和磷（P），又是良好的必需氨基酸来源。在家禽日粮中动物副产品的经济价值相当于矿物质和蛋白质原料。在美国，肉鸡日粮中动物副产品的平均添加量一直为5％～7％，但现在的添加量约为3％。有人认为使用量降低的原因是由于消费者担心吃了饲喂过动物副产品的肉鸡会得不可能发生的BSE（疯牛病），使有些养禽公司不敢在日粮中添加动物副产品，但我认为其原因应是提炼油脂后的动物副产品的磷含量变化太大。营养学家面对着既要减少日粮中磷水平，又要保证有足够的有效磷，只能使用含磷量更加稳定的矿物质磷酸盐。
    在美国，目前政府还没有限制在家禽日粮中使用提炼过油脂的动物副产品，但我估计不久政府将会予以限制，这是由于消费者的担忧而不是科学研究的结果。如果真的限制，我们必须从各个方面认真检查提炼过油脂的动物副产品在饲料中的营养价值——不仅要检测主要的营养素如氨基酸和磷，而且还要检测微量元素特别是锌（Zn）。豆粕等植物蛋白原料缺锌（Zn），且大部分与植酸形成螯合物。因为环保问题，在日粮中使用较高水平的Zn以补偿由于减少使用动物副产品所致的Zn不足可能会有阻力。动物副产品还是维生素的丰富来源，但减少动物副产品的用量不会对维生素有什么影响，因为大多数饲料都会超量添加维生素。
     6 降低日粮粗蛋白的水平
    在20世纪50年代后期，由于线性规划的应用，改变了饲料配方的方法，于是开始在饲料中添加蛋氨酸。目前在家禽营养中使用蛋氨酸已相当普遍，而且使用蛋氨酸可降低日粮的总蛋白质含量。赖氨酸的应用则晚很多，因为豆粕是赖氨酸的主要来源，用赖氨酸替换豆粕不如蛋氨酸经济。近来，苏氨酸和色氨酸已开始用于饲料中，但用量很少。其它氨基酸也在试用之中。
    由于使用氨基酸添加剂，日粮的蛋白质水平已显著降低。因此要求减少粪氮的排出就不如减少粪磷的排出那样突出，但社会压力仍要求降低粪氮的排出。要生产出含氨基酸不超量的饲料是可能的（就我们目前对氨基酸需要量的看法）。然而，一旦总蛋白质降低至某一点之下，家禽的生长性能变差，可能是日粮的消化率差或氨基酸不平衡。因此，在我们没有完全了解生长性能变差的原因之前，日粮的蛋白质含量不能低于目前使用的水平。
    7 氨基酸平衡
    自从发现蛋白质是由氨基酸组成以后，营养学家们就梦寐以求地寻求“理想’域完全平衡的蛋白质模式，而且已有多种机构对此进行研究。然而，迄今为止，还没有研究表明，根据某些理想模式配出的日粮比均衡的传统日粮所产生的生产性能要好。诚然，基于理想模式的日粮，其营养效率会高一些，但工业生产要以经济效益为基础。随着更经济的氨基酸的开发，我们将继续降低某些超量的氨基酸水平，并研制更有效益的日粮。
    8 营养需要量模式的估测
    总之，营养需要量是以经验为基础而研究出来的，并在经济利益的驱动下得到发展。但是，根据这种体系研发出的需要量模型的运用是有限的，因为它们没有考虑到因其它不同因素的影响所产生的差异，如环境、性别、饲养密度。把这些因素考虑进去而制订的模型，对每一特定情况都有相应的唯一的一个模型，对家禽营养需要量的估测就更具有动态性。这些模式对营养需要量的估测更加精确，并可减少过剩营养物质的排出。
    9 抗生素的使用
    自20世纪50年代早期以来，养禽业一直认为在饲料中使用抗生素是最好不过的。抗生素可控制疾病，因为传染性疾病如气囊炎仍相当普遍。主要用于控制疾病的抗生素如四环素等逐渐被用于促进生长和提高饲料转化率。抗生素也是预防普通性疾病的较好办法，如斑伯霉素和杆菌肽等大量用于控制肠道内环境。与消费者普遍的观点相反，这些抗生素不会被机体吸收，因而也不会残留在肉食品中。然而，最近几年来，欧洲和美国对抗生素的使用相当小心。有些养禽公司已决定不使用抗生素。最近两年多来，美国对约30％的综合性肉鸡公司进行了一次重要的农业调查，其中包括98％以上的肉鸡，这些肉鸡都饲喂不含抗生素的日粮。最近，这些养禽公司的广告已不再标榜使用无抗生素的日粮，可能是因为他们担心这会影响将来使用抗生素的决定。
    欧洲的饲料生产者也许会说他们已接受不添加抗生素的挑战，但报道一直存在坏死性肠炎之类的问题。与饲喂典型的欧洲日粮比较，饲喂以玉米和豆粕为基础的典型的美国日粮，由于在肠道后段易发酵的物质较少，肉鸡面临坏死性肠炎的挑战会少。但是，我想我们不是完全无法预防这种疾病的发生，目前常常提到养禽业将改用其它产品如益生素或具有竞争性排斥作用的产品以克服抗生素使用的减少。我们用典型的美国日粮（添加或不添加抗生素）评价了好几种此类产品，但没有发现哪个产品具有稳定的效果。
    在美国，将来还会继续使用抗生素。最近已经立法限制促生长抗生素的使用，因为人们普遍认为畜禽使用抗生素是产生耐药性的一大因素。无论怎样，消费者的认识对购买肉鸡的影响比一个科学报告还要大。
    10 新型饲用酶制剂
    酶制剂可改善小麦和大麦中非淀粉多糖（NSP）的利用。值得注意的是，不添加酶有助于豆类特别是豆粕中低聚糖的利用，低聚糖不但会降低潜在的营养价值，而且会影响其它营养物质的消化和利用。以大豆为基础的日粮，其中的低聚糖会导致粪便粘稠和腿病的发生。由于在不久的将来会减少动物副产品的使用，需增加豆粕的用量，为此要开发有效的酶制剂以达到更加理想的使用效果。
    11 豆粕的加工
    尽管禽类不能很好地利用低聚糖，但美国超过50％的豆粕用于生产家禽饲料。用来提取豆油和烘烤豆粕的加工系统得到了快速发展，由于豆油是最有价值之产品和大部分豆粕用于饲养反刍动物，现在，豆粕已成为更有价值的产品且主要用于单胃动物，未来几年这种情况也不会改变。可是，加工豆粕的方法60多年来一直没有改变。其它一些方法能够去除大部分低聚糖，可生产出对单胃动物更有价值的蛋白原料。溶剂萃取法关乎环境保护和职业健康及人身安全，需谨慎操作。我想目前豆粕加工方法将会改变，改变的目的应是生产出更适宜家禽的原料。
    12 可供使用的原料更多吗？
    谁对未来的家禽营养作预测都会提到开发新型的或改良过的饲料原料。过去几十年，玉米和豆粕是构成美国家禽日粮的基础，毫无疑问将来也是如此。这些作物很适合美国中西部和南部的气候和土壤条件，能量和蛋白质的产量是无与伦比的。我想在未来双低菜籽粕（canola）和其它植物蛋白的用量会增加。但是在以后的25年，该地区用豆粕和玉米作为主要饲料原料的地位不可能改变。
    13 基因改良谷物
    将来还可通过植物育种来提高豆粕和玉米这两种非常重要的作物的营养价值。植物育种工作者在提高谷物产量、增强抗病虫害能力和其它农业生产要素等具有重要经济意义的方面取得了巨大的进步，但没有将重点放在提高其营养价值上。例如，高油玉米品系的培育已经有了一定的基础，植物育种工作者应就如何提高玉米氨基酸的质量进行评价。目前玉米占了家禽日粮蛋白质的三分之一。氨基酸质量每提高一个档次，都会大大降低家禽的总蛋白质需要量和氮排出量。用引入自然产生的基因来改变玉米和大豆中植酸磷的含量是切实可行的，是减少磷排出的另一个方法。
    基因领域的任何发展直接受到政府调控、国际贸易壁垒及消费者心态的影响。对认为引进外来基因例如给玉米引入抗玉米钻心虫基因和给大豆引入巴西坚果基因是不合乎需要的讨论是合乎清理的，但不幸的是这与所有的基因研究同样都受到非议。我们自身难道不是“基因修饰有机体”吗？几百年来，人类运用基因选择方法培育了各种各样的家畜、提高了谷物产量，都对人类的生活有利。
    我真诚地希望，对应用生物技术开发各种新型的或基因改良的动植物的种种担忧不会阻碍技术进步，这是承受地球人口的增多所必需的技术进步。
    14 将会生产更多的合适市场的禽类产品
    由于家禽消费的成熟，我们将看到会想方设法生产各种适合市场需要的禽肉产品。目前美国人购买食品的花费低于其可支配收入的10％。对他们来说，温饱已经解决，现在愿意也能够花更多的钱购买他们所认为的更健康或更有营养的产品——有机鸡、散养鸡和含脂较少的肉制品。如何开发出使这些产品的生产具有经济效益的日粮，动物营养学家将发挥重要的作用。
    15 鱼粉中的氨基酸质量
    粗蛋白含量一般作为购买饲料原料的一个质量参数，尤其是对于以每单位蛋白计价的原料。然而，动物需要氨基酸是为了合成机体蛋白，而不仅仅是粗蛋白。为了保证日粮的最佳氨基酸水平而使用高蛋白质是一种过时的做法。而且，由于没有使用有价值的氨基酸，又浪费了蛋白质的潜在效益。
    很多营养师都是以氨基酸含量为基础来进行日粮配方，即使其公司的采购员是根据蛋白质含量来决定采购时也是如此。对鱼粉（及所有其它蛋白原料）来说，氨基酸比粗蛋白重要。
    15.1 赖氨酸（Lys）
    是鱼粉中所有必需氨基酸含量最高的一种氨基酸。赖氨酸的平均含量占鱼粉蛋白质的7.33％，只有智利鱼粉和秘鲁鱼粉赖氨酸水平超过7％。除此之外，丹麦、泰国、越南鱼粉的赖氨酸水平接近7％，表明其质量仍然很好。虽然中国鱼粉的蛋白质含量高，但Lys含量比平均含量要低18％，说明蛋白质量低于平均水平。印度和印度尼西亚鱼粉的Lys含量也低于平均水平（平均低20％）。
    15.2 多检查赖氨酸
    对一种以上的氨基酸加以研究就可以发现鱼粉的蛋白质品质的真实情况。已知道鱼粉中蛋氨酸的变异幅度与赖氨酸相似。智利、丹麦和秘鲁鱼粉的蛋氨酸的含量仍然最高。而中国鱼粉的蛋氨酸的含量仍然最低，对于其他国家出产的鱼粉，蛋氨酸的含量与蛋白质含量呈正相关。
    中国鱼粉蛋氨酸含量低的原因可能是鱼源不同，不是全鱼加工的或者是鱼粉加了的副产品。当然，加工工艺也是粗蛋白和蛋氨酸含量有差别的原因。饲料原料中的非蛋白氮也使粗蛋白含量很高，但氨基酸含量不变。
还要更加仔细研究其它必需氨基酸，这样可以对不同来源的鱼粉的真正质量作更加透彻的了解。例如，高质量鱼粉中的胱氨酸含量与蛋氨酸的含量几乎成反比。智利、丹麦和秘鲁等大多数国家的鱼粉，联氨酸占粗蛋白含量的1％以下，这与
    Degussa的参考书 Amino Acids In Feed In－gredients所描述的完全一致。
    与此相反，中国、印度和印度尼西亚的鱼粉的胱氨酸的含量高于平均水平，为什么会导致高跳氨酸水平呢？实际上，要提高饲料原料的胱氨酸水平的方法不多，只有羽毛粉和家禽副产品都含有高水平的胱氨酸。
在所分析的700多个样品中，超过l0％的样品，其粗蛋白中胱氨酸含量超过1.4％，最高超过4％。大部分胱氨酸含量丰富的鱼粉均来自中国和东南亚地区。将胱氨酸含量高的样品与胱氨酸含量正常的样品进行比较，就会更好地了解这些鱼粉样品的质量（表1）。
    表1 高水平胱氨酸和正常水平胱氨酸的鱼粉中蛋氨酸和赖氨酸含量
高胱氨酸鱼粉正常水平胱氨酸鱼粉
粗蛋白63．161．2
蛋氨酸1．382．58
胱氨酸2．680．91
赖氨酸4．076．96
    与正常的鱼粉（61．2％CP）比较，胱氨酸含量高的鱼粉，其粗蛋白含量也高（63．1％）。此外，胱氨酸含量高的鱼粉，不仅蛋氨酸和赖氨酸含量低，而且其它必需氨基酸含量也低。
    15．3 主要氨基酸的平衡
    氨基酸平衡上的差异是鱼粉质量的关键，与标准鱼粉比较，高胱氨酸的鱼粉，其蛋氨酸含量少50％，赖氨酸少40％。如果营养师在进行日粮配方时，使用了错误的原料数据，很快会导致生产性能降低。尽管鱼粉在日粮中的添加量小，但由于鱼粉的营养浓度高，其不良的影响很快以各种不同的生产性能的数据反馈出来。由于对原料数据的错误假设而使氨基酸营养出现不足，从而导致日增重、饲料转化率、胸肉产量及其它生产指标降低。
    鱼粉中的粗蛋白平均值的变化范围从47％至67％（表2）。大多数国家生产的鱼粉的粗蛋白的变异系数（CV）小于10％，只有印度和印尼鱼粉的粗蛋白的CV比智利、丹麦和秘鲁鱼粉高5倍。与粗蛋白CV比较，所有国家的鱼粉，蛋氨酸和赖氨酸含量的CV是粗蛋白变异系数的2倍或3倍，印度鱼粉的赖氨酸和蛋氨酸的变异系数好像比其他国家的鱼粉要小，但是蛋氨酸和赖氨酸的含量是所有国家生产的鱼粉中最低的。
表2 不同国家鱼粉的营养成份值和变异系数（CV）
国家粗蛋白蛋氨酸赖氨酸
平均值CV平均值CV平均值CV
（%）（%）（%）（%）（%）（%）
智利（26）67．04．12．6912．557．4310．37
中国（24）64．08．32．254．856．0427．27
丹麦（19）69．52．32．6315．526．9211．04
印尼（16）53．622．32．2620．275．698．16
印度（45）46．118．62．0712．965．698．16
马来西亚（24）57．75．92．3324．876．2222．72
巴基斯坦（17）57．49．42．3810．746．2912．82
秘鲁（59）65．64．92．7511．087．5310．03
泰国（22）58．99．52．4812．206．849．55
越南62．110．22．4814．896．6615．83
注：国家（分析样品数）
    鱼粉是平衡良好氨基酸的来源。然而，由于鱼粉的差别、使用非全鱼和不同的加工技术，鱼粉的氨基酸质量有很大的差别，粗蛋白（CP）仅仅作为参考，并不能反映鱼粉的质量。因此，氨基酸水平（而不是粗蛋白水平）应当作为采购决定的指标。最后，我们应当注意智利、丹麦和秘鲁等高质量的鱼粉，这些样品的粗蛋白水平与氨基酸的质量高度相关：“你想要的就是你想买的”。 (谢拓宇，林丽珊编译)