玉米DDGS的营养特性及其在家禽生产中的应用

言西早

　　玉米DDGS的营养特性及其在家禽生产中的应用

　　李改娟 刘洋 姚军虎 史宝军 周振锋

　　(1西北农林科技大学 陕西杨凌 712100; 2广东溢多利生物科技股份有限公司, 广东珠海 519060)

　　摘 要 DDGS是玉米发酵制取乙醇后的副产品，特点是低淀粉、高蛋白、高有效磷;但由于营养变异大，存在NSP和纤维等抗营养因子，并易受霉菌毒素污染，限制了其在家禽日粮中的大量使用。本文将主要介绍DDGS的营养优势、缺陷、改善措施及在家禽中的应用研究进展。
　　关键词 DDGS;营养特性;家禽;应用
　　DDGS(玉米干酒糟及其可溶物，corn distillers dried grains with solubles)作为蛋白质饲料，在家禽日粮中已应用多年。早期受产量和价格影响，加之营养变异等问题，其使用量仅维持在5%左右(Waldroup 等，1981)。随着乙醇工业的不断发展，其副产品DDGS的产量也大大增加;同时随着生产工艺的不断改进，质量已有很大改善，故使用量也在逐步提高。Swlatkiewicz等(2008)表明，肉鸡和火鸡早期日粮中DDGS的使用量可达5%～8%，肉鸡和火鸡后期以及蛋鸡日粮中用量在12%～15%时不影响生产性能。
　　国外玉米DDGS己普遍用于畜禽和水产养殖业，但国内研究水平较低，DDGS还没有得到科学合理的使用，尤其是家禽上相关报道更少，且仅有的研究还不深入。我国是蛋白质饲料资源比较缺乏的国家，开发DDGS资源具有重要意义。本文将综合论述DDGS的营养特性及在蛋鸡日粮中的应用，旨在为相关研究和生产提供参考。
　　1 DDGS的营养特性
　　DDGS由DDG(干酒精糟，Distillers dried grains)和DDS(可溶干酒糟，Distillers dried solubles)两部分组成，颜色越浅、气味越淡, 营养价值越高。由于淀粉在玉米籽实中占2/3，当其转化为乙醇和二氧化碳后，除淀粉外，DDGS各营养成分，与原谷物相比增加近三倍(表1)。同时由于发酵时融入了糖化曲和酵母的营养成分和活性因子,营养价值更高。但因各营养物质变异大、存在抗营养因子等，从而限制了在家禽日粮中的大量使用。
　　表1 DDGS与玉米、豆粕的营养成分(%)
　　代谢能(MJ/kg) 蛋白 脂肪 纤维 钙 磷 赖氨酸 蛋氨酸
　　玉米 14.06 8.0 3.2 2.0 0.04 0.21 0.27 0.13
　　豆粕 10.29 42.0 1.1 5.4 0.32 0.61 2.45 0.51
　　DDGS 10.92 27.0 8.0 7.1 0.34 0.60 0.60 0.60
　　摘自：张遵伦等(2007).
　　1.1 营养优势
　　优质蛋白原料 作为蛋白质饲料，合格品的DDGS蛋白质含量大于28%，优级品则高达33%以上，最大限度地保留了原谷物的蛋白质等营养成分;且由于酵母的发酵作用，使玉米中的植物性蛋白转化为微生物蛋白，其蛋白质品质更适合动物营养需要。
　　高有效磷 经发酵及其它加工处理后，DDGS中有效磷含量大幅度提高。玉米中磷的相对生物利用率仅14%，DDGS中则高达77%(NRC，1998)。大量研究表明，这可能一方面是由于发酵过程中合成植酸酶，降解部分植酸(Świątkiewicz 等，2007;Nick Dale 等，2005;Spiehs 等，2002);另一方面则是发酵过程中热处理改变植酸结构，释放了部分磷(Martinez Amezcua 等，2007;Parsons等，2006;Carlson等，2003)。DDGS中高有效磷对于降低磷排泄、保护环境具有重要作用。Świątkiewicz等(2007)报道，在39 wk产蛋鸡日粮中添加15%～20%DDGS后可增加磷沉积，降低磷排泄。蛋鸡日粮中添加DDGS 可节省磷酸氢钙的用量, 降低饲料成本(Shurson等，2002)。
　　高叶黄素 玉米DDGS中叶黄素含量高达40 mg/ kg ，对动物产品有很好的着色效果。研究已证实，DDGS中可利用类胡萝素较高，随日粮DDGS含量在一定范围内的增加，蛋黄颜色逐步加深(Roberson等，2005;Świątkiewicz 等，2006)。嘉义大学和爱加倍营养公司的研究结果表明，DDGS中较高浓度的叶黄素可使人工色素的添加量减半，并使皮肤和腹脂的着色达到使用深黄色色素才能达到的效果。研究人员还发现，在比普通肉鸡生长速度慢的着色鸡日粮中添加20%的玉米DDGS，着色鸡的增重、饲料效率、肉品质量以及蛋白质或脂肪代谢都不受疾病的影响。
　　高亚油酸 DDGS中亚油酸含量为2.3%(玉米为2%)，是亚油酸的良好来源。亚油酸是家禽的必需脂肪酸，参与脂肪的合成与代谢，能量供应充足，有利于家禽体内的蛋白质代谢，从而增加蛋重;能量供应不足，产蛋量下降。
　　2 营养缺陷
　　2.1变异大
　　DDGS用作动物饲料原料时，最大的问题是变异大，各营养物质含量不稳定。不同厂家，甚至同一厂家不同生产阶段的产品，其营养成分存在很大不同(表2)。原料、加工工艺、成品中DDS含量的不同是DDGS营养变异的主要原因。
　　表2 DDGS养分含量的变化范围(干物质基础，%)
　　养分 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 粗灰分 磷 赖氨酸 蛋氨酸
　　平均值 30.9 10.7 7.2 6.0 0.75 0.90 0.65
　　范围 26.7～32.9 8.8～12.4 5.4～10.4 3.0～9.8 0.42～0.90 0.61～1.06 0.54～0.76
　　摘自：郭存福等(2007).
　　原料玉米营养成分的差异 玉米在全国各地都有种植，因各地区土壤组成的差异，以及收获季节的不同，都会引起原料玉米组成的差异。不同厂家在生产乙醇时根据就地取材的原则，会引起基础原料的差异。同时当发酵完成后，除淀粉外，其他营养成分高度浓缩，原料间的差异也因此加剧，最终导致终副产品DDGS在组成上的严重差异。
　　加工工艺的差异 不同来源DDGS变异不仅与玉米组成有关，还存在加工工艺的差异(Belyea等，2004)。DDGS生产过程中干燥温度的高低和干燥时间的长短严重影响营养物质的消化率，尤其是赖氨酸和有效磷消化率。加热过程中若处理不当会发生美拉德反应，降低赖氨酸消化，但有效磷含量则随温度的升高、延长而提高(Martinez Amezcua 等， 2007;Parsons 等， 2006)。过度加热对DDGS的损害比对其他谷物严重，这可能是DDS中糖高度浓缩，增加了其与氨基酸的接触机率。
　　DDS添加比例 DDGS是DDG和DDS混合后的产品，其中DDS含量越高，DDGS产品质量越好。吕明斌等(2007)报道，DDGS中DDS的含量至少要大于20%，由于DDG与DDS营养组成的差异(表3)，各生产厂家规定的DDS的最小添加比例不同，从而造成DDGS营养的差异。Noll等(2006)发现，DDS的添加量对制粒的大小、颜色以及脂肪和矿物质含量影响最大，随DDS添加比例的增加，DDGS中脂肪、灰分、真代谢能、锰、钠、钾、氯、磷、硫含量增加。
　　表3 玉米DDG、DDS、DDGS常规成分和有效能值(%，kcal/kg)
　　营养物质 干物质 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 无氮浸出物 粗灰分 鸡代谢能
　　DDG 94 30.6 14.6 11.5 33.7 3.6 2080
　　DDGS 90 28.3 13.7 7.1 36.8 4.1 2200
　　DDS 93 28.5 9.0 4.0 43.5 8.0 3100
　　摘自：张子仪(2001).
　　2.2 纤维和NSP含量高
　　虽然在发酵过程中微生物降解了部分纤维，但DDGS中纤维含量高仍是其在单胃动物饲粮中大量使用的一个限制性因素。玉米副产品中非淀粉多糖(NSP)均以木聚糖和纤维素为主，其中木聚糖含量高达9.1%～18.4%，纤维素含量约6.3%～14.7%。当DDGS在单胃动物日粮中使用量较高时则会降低其他各营养物质的消化率，影响动物生产性能。
　　2.3 霉菌毒素污染
　　DDGS 副产品水分含量高，谷物已破损，霉菌容易生长。若玉米中含有霉菌毒素，而发酵不能使霉菌毒素的毒性失活，经发酵处理后会使DDGS中霉菌毒素含量几乎达到普通玉米的3倍，因此，必须严格检测每批DDGS中霉菌毒素含量。
　　2.4 脂肪酸败
　　DDGS中含有较高的玉米油(10%)，脂肪含量较高(9%～13%)，主要是不饱和脂肪酸, 易发生氧化酸败，使能值下降, 对动物健康不利，也影响贮存时间，一般冬季的保存期为3个月, 夏季仅1个月。
　　3 改进措施
　　3.1 建立快速的实验室评定方法
　　目前针对DDGS变异这一问题，研究指出在配制各种家畜平衡日粮前，有必要对不同批次DDGS饲料进行常规养分的实验室测定，以达到配制日粮的精确性(Batal 等，2006; Spiehs 等，2002)。为节省实验室评定的时间和成本，营养学家正致力于寻求有代表性的指标以及迅速、高效的实验室快速评定方法。DDGS的颜色可作为评定赖氨酸消化率的指标之一(Pederson 等，2005;Ergul 等，2003;Cromwell 等，1993)。DDGS加工过程中加热温度及时间长短又与其颜色和赖氨酸消化率高度相关。吕明斌等(2007)研究发现，中性洗涤纤维(NDF)含量与有效赖氨酸有很好的相关性，NDF 可作为饲料厂的日常检测控制DDGS 热过度的指标：NDF ≤32%为合格，NDF≤35%为最低质量要求。Pedersen等(2007)以猪为例，建立以粗灰分、粗脂肪、酸性洗涤纤维和总能预测DE和ME的回归方程。万海峰等(2008)建立了代表性样品中化学成分与鸭真代谢能和氨基酸真利用率的回归方程。可见，可利用回归公式对DDGS营养物质利用率进行较高准确度的快速预测。
　　3.2 添加酶制剂
　　DDGS中由于纤维及NSP含量高限制了其在单胃中的大量使用。Swiatkiewicz等(2007)在蛋鸡日粮中添加DDGS，发现5%～15%DDGS组不影响各营养物质的表观消化率，而20%组则降低粗脂肪消化率和代谢能含量，但补加NSP水解酶后可提高20%日粮营养物质利用率。Swiatkiewicz等(2006)也发现由于20%组降低蛋鸡产蛋率，而补加NSP水解酶后则可消除这一负面影响。鲍淑青等以蛋公鸡为试验动物，采用TME法发现添加复合酶的DDGS 的干物质表观消化率、有机物表观消化率、表观代谢能均显著高于未添加酶的DDGS 组。所以，日粮中添加以降解纤维和NSP为主的酶制剂，可降低DDGS抗营养因子含量，改善营养物质的利用率，增加在动物日粮中的使用量。
　　3.3添加抗氧化剂和防霉剂
　　DDGS与玉米一样，易受霉菌毒素污染，应坚持选择原料产地与检测相结合，采用ELISA法严格检测其中的霉菌毒素含量，并注意添加适宜防霉剂和霉菌吸附剂。DDGS中粗脂肪含量较高，可添加适量抗氧化剂以保证其中脂肪的稳定，在高温高湿条件下更应注意。研究发现香精油具有很好的抗氧化、防霉等作用，在食品工业已得到广泛应用，但饲料中还较少，所以在DDGS中添加该物质可能会达到双重功效。
　　4 在家禽生产中的应用
　　Alenier等(1981)发现与未添加DDGS组的玉米-豆粕日粮相比，蛋鸡更喜采食含10%～15%DDGS的日粮。随着生产工艺的不断改进，玉米DDGS营养价值有了很大改善，在动物日粮中的使用量已由原来的5%提高至10%左右。
　　对产蛋性能的影响 Lumpkins等(2005)以产蛋高峰鸡为试验动物，配制商品和低浓度两种日粮，DDGS添加量分别为0和 15%，研究发现15%商品日粮组不影响产蛋，而15%低浓度组明显降低产蛋率，建议商品日粮中DDGS安全添加剂量宜为10%～12%。Roberson 等(2005)在高峰后蛋鸡日粮添加0、5%、10%、15%DDGS，表明5%～15%DDGS不影响产蛋率及蛋品质，试验期间52～53 wk时产蛋率随DDGS使用量的增加而下降，故建议实际生产中使用量应低于15%。这可能是在高峰后期机体消化率逐步降低，对DDGS中抗营养因子耐受力降低而引起产蛋率下降。Świątkiewicz等(2006)在蛋鸡高峰期日粮中添加5%、10%、15%、20%DDGS，并在20%组添加NSP水解酶，发现5%、10%、15%组不影响产蛋率，20%组产蛋率和蛋重降低，补加NSP水解酶后可一定程度上缓解这一负面效应，此结果在其他文献也有报道(Bedford 等，1996; Pan 等，1998;Lazaro 等，2003)，所以笔者推测NSP是使用高水平DDGS的限制性因素。同时由于DDGS中纤维含量也较高，故对含高水平DDGS的日粮，可考虑添加酶制剂以降解其中的抗营养因子，在不影响生产性能的情况下逐步增加其使用量。
　　改善产品着色 DDGS 中叶黄素含量高, 饲用DDGS可改善鸡的皮肤和蛋黄的色泽。 Roberson(2005)表明，使用含量高于10%的颜色亮黄的DDGS后，在一月内可显著改善蛋黄颜色，而5%组则在两个月后可观察到改善效果。1981 年国际标准将蛋黄色级达到4、5 级以上的蛋规定为可食蛋, 而现在的出口标准更是要求蛋黄颜色达到8 级以上。所以，高含量叶黄素也是DDGS 在蛋鸡生产中的优势之一。
　　对养分消化率的影响 随加工工艺的不断改进，DDGS的营养价值已有很大改善(Spehs 等，2002)。现代酒精厂生产的DDGS赖氨酸消化率高达75%～80%(Lumpkins等，2005)，因此，源于现代工厂的DDGS其氨基酸利用率已不是家禽生产的限制性因素(Świątkiewicz等，2006)。Batal等(2006)对2002年至2004年期间采集的美国中部17种DDGS样品的测定分析表明，氮校正真代谢能平均为2820 kcal/kg (86%干物质)，氨基酸消化率与玉米相比较低，但可满足家禽的营养需要。Świątkiewicz等(2007)发现，低水平DDGS(0～15%)不影响蛋鸡对营养物质的消化，但高水平(20%)组则降低营养物质消化率和代谢能含量，但补加酶制剂后可消除这一影响。
　　5 结语
　　DDGS 作为蛋白质原料，其较高的营养价值已被饲料工业所接受，但营养变异和霉菌毒素污染等问题仍是其大量使用的限制性因素。有关DDGS在家禽日粮中应用研究较少，仅有的研究多为描述性试验。因此，需要从理论上系统评价DDGS的营养价值，并开展改善其营养价值和实际饲用效果的研究，为DDGS的合理利用提高理论依据。

快乐的鱼

DDGS受加工工艺影响很大，使用时要注意区别，美国进口的DDSG质量比较好。

hainavy

姚老师那么的，呵呵

jiezi

学习了，多谢楼主分享