浅谈新玉米作为饲料原料使用策略

我国是玉米生产大国,但玉米生产量不能满足需要,同时新玉米上市价位相对较低,使得新玉米收获后被直接应用于饲料生产的现象较为常见。但是新玉米因为水分含量、成熟度、霉变度、饱和度、光泽度、干燥方法、贮存条件、地区和品种的影响,产品品质较陈玉米都有差异,配制畜禽日粮后出现一系列问题。研究表明,新收获玉米可以使畜禽肠道菌群失调,养分消化率和吸收率下降,生产性能降低等问题。本文就新玉米用于饲料原料的使用方案做一简要探讨。

1、新玉米的问题

1.1 新玉米的抗性淀粉问题

玉米是后熟化作物,新玉米中的抗性淀粉含量较高,一般需要一个半月左右的后熟化时间,抗性淀粉逐渐降低。抗性淀粉分为 4 个类型,分别是 RS1、RS2、RS3 和 RS4 型。研究表明,新玉米中抗性淀粉中 RS1 型和 RS2 型含量高。RS1 型抗性淀粉是物理包埋淀粉,因细胞壁的屏障作用或蛋白质的隔离作用而不能被淀粉酶接近的淀粉,粉碎的玉米原料中仍然大量存在完整的胚乳细胞,表面还没有暴露就通过小肠进入后肠,难以被消化利用。RS2 型指天然具有抗消化性的淀粉颗粒,其抗酶解的原因是具有致密的结构和部分结晶结构,抗性淀粉颗粒由许多环层构成,环层内是呈放射状排列的微晶束,微晶束的直链淀粉与支链淀粉分子的侧边相互平行排列,相邻羟基通过氢键结合形成致密结构。

新玉米中的抗性淀粉在动物养殖生产是作为一种难消化物质的抗营养因子。抗性淀粉以颗粒的形式存在,其含量和玉米的收割期和品种有关系,其抗酶解的原因是具有致密的结构和部分结晶结构。抗性淀粉可抵抗酶的分解,在体内消化速度缓慢,使其不能完全消化而排出体外。抗性淀粉类似于可溶性食用纤维的功能,刺激肠道蠕动,减少饲料在肠道的停留时间,引起软粪便甚至拉稀。抗性淀粉还可以影响其他养分的吸收,这是因为抗性淀粉分子结构大,对正常淀粉及其他营养物质有物理包埋作用和屏障作用,不能被淀粉酶及相应的消化酶接近,因此,影响其正常消化。

1.2 新玉米水分高的问题

新玉米刚晒干后,含水量较大,大多数在 17%以上,13%以内的干燥玉米较少。水分 17%的新玉米,加工成饲料后营养成分被稀释,营养含量降低。玉米容重与籽粒蛋白质含量呈显著正相关,而容重与水分有关。新玉米水分 17%~19%,容重随着水分的升高而降低。能量相对降低后提高了动物采食量,饲料转化率降低。

1.3 新玉米的霉菌毒素问题

玉米霉菌分为仓储霉菌和田间霉菌。玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、T-2毒素和烟曲霉菌毒素等属于田间霉菌毒素,表明玉米在田间生长和收割期间就已被镰刀菌属等田间霉菌污染并产生这类霉菌毒素。赭曲霉菌毒素、黄曲霉菌毒素等属于仓储霉菌毒素,当新玉米储存在高温多湿等的储存条件时,易滋生曲霉菌属等仓储霉菌并产生这类霉菌毒素。四川省长时间处于多湿的气候条件当中,黄曲霉毒素等仓储霉菌毒素的污染较为严重,而东北及华北地区是我国主要生产玉米的地区,由于在收割、干燥及贮存过程中,可能主要因为没有及时把玉米的水分降低,导致在收割、干燥及贮存过程中都能够滋生霉菌从而产生大量不同类型的霉菌毒素。

霉菌毒素影响广泛,从动物的急性死亡、慢性死亡到生长缓慢和繁殖性能降低。摄入一定量的霉菌毒素可削弱其免疫力,降低动物对传染性疾病的抵抗力,可使动物脏器损伤(如肝脏、肾脏、胃肠道和繁殖器官等),繁殖性能下降,并且在动物性产品中残留,对人类健康造成危害。

通过近期如美国建明工业、江苏奥迈等公司对全国市场玉米进行霉菌毒素检测表明,黄曲霉毒素 B 1 、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素和 T-2毒素 4 大毒素污染都较为严重。

黄曲霉毒素在各霉菌毒素中,被认为是毒性最强、危害最大的致癌物质,几乎所有动物对黄曲霉毒素都敏感,对幼龄动物的毒性强,致死率高,成年动物的耐受力相对较强。黄曲霉毒素中毒性最强的是黄曲霉毒素 B1,对动物的主要影响是致肿瘤、免疫抑制、致突变和致畸,影响的主要靶器官是肝脏,是一种肝毒素,可引起肝脏出血、肝脏脂肪变性和胆管增生等,并可导致肝癌的发生。

玉米赤霉烯酮是镰刀霉菌产生的对哺乳动物具有雌激素样效应的一类次级代谢产物,动物敏感性为猪 > 牛、畜类 > 禽类,受影响最大的部位是其生殖系统,由于玉米赤酶烯酮具有类雌激素作用,公猪会表现睾丸萎缩,乳头增大的雌性特征,对于母猪而言则会引起排卵、假怀孕和胎儿发育不良等。

呕吐毒素是常见的镰刀霉毒素,高温处理完全无法破坏,对猪影响较大,主要症状为猪只厌食,严重者表现为拒食或呕吐。T-2 毒素主要是由田间的镰刀菌属中三线镰刀真菌产生,为毒性高的免疫抑制物质,破坏淋巴系统,是目前被认为对家禽最毒的毒素,可引起口腔和肠道出血、溃疡,降低免疫力,产蛋率下降,体重减轻,危害母猪生殖系统,可引起种猪不孕、流产或产下虚弱仔猪。

2、新玉米作为饲料原料使用方案

2.1 使用特异性酶制剂部分消除新玉米的抗营养因子

针对新玉米中抗性淀粉含量较高,酶制剂需加入高酶活的针对新玉米淀粉特性的淀粉酶;考虑到可溶性非淀粉多糖对畜禽抗营养起主要作用的部位在嗉囊(胃)、空肠和回肠,非可溶性淀粉多糖起主要作用的部位在嗉囊、肌胃(胃)和回肠,而嗉囊和肌胃 pH 较低,酶制剂开发中选取的木聚糖酶需具有一定的耐酸性;考虑到淀粉颗粒外周包裹的蛋白质基质,阻碍淀粉的消化,而淀粉中含有淀粉 – 脂肪复合物,增加了淀粉的疏水性,降低了淀粉的膨胀能力和接触淀粉酶的机会,也影响了淀粉的消化,开发的酶制剂中应适当添加蛋白酶与脂肪酶,进而提高淀粉的消化。

2.2 预防和部分消除新玉米的霉菌毒素危害

新玉米的霉菌毒素污染的前提首先是霉菌滋生,去毒的前提是做好防霉。霉菌的生长需要适宜的温度、湿度和氧气等环境条件,如能有效控制其中的环境条件,就能达到防霉的目的。目前来说干燥保藏是主要方法。玉米收获后需及时在阳光下晾晒,若遇阴雨天要抓紧时间风干、烤干或在密闭容器内加吸湿剂吸干,使之迅速干燥到防霉含水量(13%)之下。新玉米过筛与过风,可以有效减少破碎粒及杂质在玉米中的含量,从而减少霉菌毒素对动物的危害,适口性也可以得到改善。新玉米品控须控制生霉粒在1%范围内。

新玉米仓储要求进行通风、除湿和消毒,避免因潮湿、封闭等不良环境发生新玉米虫损、霉变。在新玉米存放时需用木板架等进行撑隔,使其底面保持干燥。保藏环境的相对湿度是防止霉菌污染的最重要因素。若仓储环境的相对湿度过高,即使是达到防霉含水量(13%)以下的干燥玉米,也会从环境中吸收水分直至平衡。由于总是玉米表面首先吸水,易从玉米表面滋生曲霉菌属等仓储霉菌,从而产生大量黄曲霉素等霉菌毒素污染。因此,要求仓储的相对湿度必须小于 70%。

关于新玉米已受霉菌毒素污染进行去毒方式,经过 20 多年时间,尝试了多种去毒的方法,包括物理脱毒、化学脱毒、生物降解脱毒和吸附脱毒等。

传统物理脱毒是采用物理加热、紫外线照射等手段对污染玉米进行脱毒灭活处理,但其结果不确定,处理后还会破坏饲料中的营养成分,在实际生产中不实用。化学脱毒法包括酸处理、碱处理,即通过在玉米中添加有机酸或氨处理等方法。对部分的霉菌毒素来说,化学去毒法的去毒效果较好,但大多数的化学去毒方法不具有实际操作的可行性,尤其是在考虑安全和饲料适口性的情况下。总体上去除霉菌毒素的传统物理和化学方法存在效果不稳定、营养成分损失大、影响饲料适口性及难以规模化生产等缺点而不能被广泛应用到实际生产中。

生物降解脱毒法指微生物、植物及其代谢产生的酶与毒素作用,使其分子结构中毒性基团被破坏而生成无毒降解产物的过程。研究表明,食用真菌有较好的解毒效果,但起作用的真菌酶多源于胞内,产量较低,难以对其进行提取、纯化,限制了对酶学性质的进一步研究。细菌因其繁殖周期短,胞外酶产量相对较多,易于分离纯化,酶活损失少,且部分细菌自身兼有益生性、抗逆性或木聚糖酶、纤维素酶活性,较适于实际生产的应用。研究发现,芽孢杆菌在对各类毒素的去毒研究中都表现出一定的解毒效果,同时由于其自身的益生作用,所以未来在开发芽孢杆菌新型饲料酶制剂方面有一定的应用前景。

吸附脱毒法是通过使用无机、有机吸附物质吸附霉菌毒素的方法,在生产中应用广泛。主要的吸附剂有铝硅酸盐类、葡甘露低聚糖等物质。天然铝硅酸盐如沸石、蒙脱石、硅藻土等,因为具有较大的比表面积和离子吸附能力,对霉菌毒素有一定的选择吸附能力, 对黄曲霉毒素有较好的选择性吸附能力,但对镰刀菌、单端孢类等产生的霉菌毒素(玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、T-2 毒素、赭曲霉毒素等)吸附能力较差,同时铝硅酸盐可能会同使用霉变玉米配制的饲料中微量元素、维生素等吸附结合而降低营养物质利用率。目前对这类物质进行改性处理较多,可提高其吸附能力并减少负面影响。葡甘露低聚糖类作为饲料添加剂,在近几年主要是作为一种益生素调节胃肠道微生态平衡,该物质大量存在于酵母细胞壁。大量研究表明,葡甘露低聚糖的表面富含不同孔径的孔穴,用以大面积地吸附不同种类的霉菌毒素,其中对镰刀菌产生的毒素有一定的脱毒作用,从而较大程度消除霉菌毒素的影响,而对饲料中其他营养成分无显著的负作用。

各种不同类型的吸附剂对不同种毒素的吸附能力和吸附的效果都各不相同,因此在考虑将其作为脱霉吸附剂使用时可以考虑将这几种吸附毒素效果比较好的物质结合起来使用。如蒙脱石与酵母细胞壁多糖以一定合理比例和添加剂量进行复配。

2.3 饲料选用和饲料营养配制策略

有条件的,新玉米需要入库储存一个半月,经过后熟化以后再使用。在生产上使用未后熟化的新玉米时需与部分陈玉米混合使用,通过逐渐增加新玉米的添加比例,过渡半个月以上,以减少抗性淀粉的影响。也可寻求玉米替代产品如小麦及其副产品,减少此阶段新玉米的用量。在使用新玉米时,由于含水量较高,配制的饲料能量降低,需从饲料配方角度考虑进行调整,使用高能量原料,但是不可只是用油脂作为提升能量的唯一途径,以防饲料脂肪水平过高,在新玉米抗性淀粉、霉菌毒素等负面影响下,加重畜禽的拉稀、过料等症状。饲料营养配制可考虑使用提高机体抗氧化能力和具肝脏解毒功效的物质,如蛋氨酸、维生素 C、维生素 E 和有机Se 等,其目的是加强机体肝脏对霉菌毒素解毒去毒的功能,如肝脏对黄曲霉解毒作用的生物学降解、氧化反应是以谷胱甘肽为基础,而谷胱甘肽的部分组成就是蛋氨酸和胱氨酸。

作者:赵必迁(四川省雅安市农业局畜牧发展中心,四川雅安625000)

责任编辑:董泽敏

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