CN105995075A

CN105995075A - 一种可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方

Info

Publication number: CN105995075A
Application number: CN201610341557.0A
Authority: CN
Inventors: 冯杰; 丁成; 张艺伟
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明公开了一种可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方，其由玉米、大麦、小麦、膨化大豆、脱皮豆粕、次粉、棉粕、豆油、食盐、预混料、植酸酶、木聚糖酶、β‑葡聚糖酶按一定比例组合而成。本发明的配方充分考虑了抗营养因子对于饲料原料中本体Cu元素利用的影响，可以显著提高玉米原料中Cu元素的利用效率，降低无机Cu的添加剂量，进而减少因猪排泄物中Cu元素过高对于环境的污染。对于畜牧生产而言，可以减少动物养殖过程中Cu等元素的排放，进而保护生态环境，具有很好的推广价值。

Description

一种可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方

技术领域

本发明涉及饲料技术领域，具体而言，涉及一种猪的饲料配方，通过该配方可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率。

背景技术

Cu元素是动物生长所必需的重要营养物质，目前动物饲养补充Cu元素的主要途径是在饲料中额外添加所需的无机铜元素。无机铜元素吸收利用率较低，有95％以上随动物粪尿排出体外。而饲料原料中均含有一定量的本体Cu元素，但动物对其利用率比较低，主要由于原料中植酸、非淀粉多糖等抗营养因子降低了原料中Cu元素的有效利用。因此，在进行饲料配置时并没有考虑饲料本体中的Cu元素含量，而添加了过量的Cu元素，进而致使饲料中Cu元素的实际含量超出了动物的生长所需，即所谓高铜日粮。过量的Cu元素并不能被动物体吸收，将会随动物粪尿排出体外，不仅造成资源的浪费，同时，大量Cu元素蓄积于土壤，对农作物、人和动物带来潜在威胁。Cu等微量元素的排放已逐渐成为困扰农业可持续发展的瓶颈之一，如何降低微量元素排放是当前畜牧科技工作者亟待解决的问题。

目前酶制剂技术如植酸酶、非淀粉多糖酶等在饲料工业中已得到广泛应用，可以消除一些抗营养因子从而改善养分消化吸收率，如植酸酶可提高P、Ca等元素利用率。但酶在提高养分消化的同时，是否会使微量元素获得释放，目前这方面的研究甚少。而在我们常见的饲料原料中，玉米饲料原料目前的使用量最多，但玉米含有较多的植酸等其他抗营养因子，其都可能是阻碍Cu等微量元素释放的因素。本发明以常规玉米等饲料原料为研究对象，通过在饲料中添加一定量抗营养因子酶制剂，并结合大量体外模拟消化试验和动物体内试验，得到一种可提高饲料原料中Cu元素利用效率的饲料配方。这为微量元素的科学应用和深入研究奠定基础。同时，对于畜牧生产而言，可以减少动物养殖过程中C u等元素的排放，进而保护生态环境，具有很好的推广价值。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种可以提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方。

本发明克服现有研究的不足，针对饲料原料中所含有的阻碍Cu元素释放的主要抗营养因子种类及含量情况，通过在饲料中添加特定抗营养因子酶(包括植酸酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)，可在一定程度上消除抗营养因子对Cu元素释放的阻碍，从而提高饲料原料中Cu元素的利用效率，进而可减少饲料中Cu元素的额外添加剂量，具有很好应用价值。

本发明的所述的饲料配方成分的质量百分比组成如下：玉米45％～55％，大麦3％～6.5％，小麦4％～7.5％，膨化大豆5％～7％，脱皮豆粕16％～22％，次粉4％～6％，棉粕4％～6％，豆油0.25％～0.75％，食盐0.10％～0.50％，所述的饲料配方还包含植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，每千克饲料中三种酶的添加剂量为：植酸酶50～200mg、木聚糖酶20～100mg、β-葡聚糖酶50～200mg。

进一步的，所述的饲料配方成分的质量百分比组成如下：玉米50％～55％，大麦4％～6.3％，小麦4.50％～6.50％，膨化大豆5.50％～7％，脱皮豆粕18％～20％，次粉4.5％～5.5％，棉粕4.5％～5.5％，豆油0.40％～0.60％，食盐0.20％～0.30％，所述的饲料配方还包含植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，每千克饲料中三种酶的添加剂量为：植酸酶70～150mg、木聚糖酶30～80mg、β-葡聚糖酶70～150mg。

更进一步的，所述的饲料配方成分的质量百分比组成如下：玉米51.40％，大麦6％，小麦6％，膨化大豆6.75％，脱皮豆粕19.10％，次粉5％，棉粕5％，豆油0.50％，食盐0.25％，所述的饲料配方中还包含植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，每千克饲料中三种酶的添加剂量为：植酸酶100mg、木聚糖酶50mg、β-葡聚糖酶100mg。

优选的，所述的上述饲料配方中还包含维生素和微量元素，每千克上述饲粮配方中维生素和微量元素的添加量具体为：维生素A 0.300mg，维生素D₃ 0.061mg，维生素E 0.002mg，维生素B₂ 5mg，维生素B₁₂ 0.021mg，生物素0.1mg，泛酸10mg，烟酸15mg，Fe元素50mg，Cu元素4mg，Mn元素5mg，Zn元素50mg，I元素0.35mg，Se元素0.15mg。

本发明中所添加的抗营养因子酶活性为：植酸酶5 000U/g，木聚糖酶40 000U/g，β-葡聚糖酶5 000U/g。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明配方设计科学合理，充分考虑了抗营养因子对于饲料原料中本体Cu元素利用的影响，通过在饲料中添加特定抗营养因子酶(包括植酸酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)来消除抗营养因子对于原料中Cu元素利用的阻碍作用，进而可以显著提高原料中本体Cu元素的利用效率。在本配方的发明过程中，进行了大量的体外模拟消化试验和动物饲养试验，都证明了本配方对于提高原料中本体Cu元素利用效率的显著效果。其中，三种酶的添加剂量及其比例也十分具有科学性。在该添加剂量条件下，三种酶的协同作用效果最佳，并且饲料的成本最低，性价比最高。由于本配方可提高原料中本体Cu元素的利用效率，也意味着本饲料配方中无机Cu元素的添加剂量很低，从而可减少因猪排泄物中Cu元素过高给环境带来的污染。因此，本发明配方具有很好的推广价值。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。此外，在阅读本发明的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作各种修改，这些等价变化同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。

实施案例1在体外消化模型条件下，抗营养因子酶(植酸酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)处理对玉米饲料原料中Cu元素释放效率的影响。

1材料与方法

1.1试验材料

玉米饲料原料，产自吉林，该玉米原料中Cu元素的总含量为3.08mg/kg。

胃蛋白酶(3 000U/mg，购于ameresco公司)，胃蛋白酶溶液：称取5g胃蛋白酶于100mL容量瓶中，以pH6.8磷酸盐缓冲液定容，4℃保存备用。

胰酶(活力≥4 000U/mg，购于sigma公司)，胰酶溶液：称取0.5g胰酶于100mL容量瓶中，以pH 6.0磷酸盐缓冲液定容，4℃保存备用。

植酸酶(5 000U/g)由巴斯夫中国有限公司提供，木聚糖酶(40 000U/g)和β-葡聚糖酶(5 000U/g)由武汉新华扬生物股份有限公司提供。

铜元素标准储备液：按GB/T 602-2002规定配置。硝酸、高氯酸、盐酸、氢氧化钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠等试剂为优级纯，所用水为二次蒸馏水。

1.2试验仪器Thermo Scientific iCE 3300原子吸收光谱仪，CyberScan ph510台式酸度计，METTLER-TOLETO XS-204型电子天平，SHJ-A6数显恒温水浴磁力搅拌器，DB-IVC数显不锈钢电热板等。

1.3基于体外消化模型的饲料原料可溶态微量元素含量测定

1.3.1基于体外模型的饲料原料消化参考S.Boisen的方法，将体外消化分为胃内模拟消化、小肠内模拟消化、上清液湿法消解和微量元素的测定4个过程。

(1)胃内模拟消化原料粉碎后过40目筛。准确称取30.0000±0.0010g样品于100mL具塞三角烧瓶中，向样品中加入0.01g抗营养因子酶(植酸酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶等比例混合)，并设置空白对照组(即不添加酶组)。首先加入25mL磷酸盐缓冲液(0.1mol·L^-1，pH 6.0)，磁力搅拌片刻，然后加入10mL 0.2mol·L^-1的HCL，并用1mol·L^-1HCL将pH调至2.0，再加入1mL胃蛋白酶溶液。最后加入0.5mL氯霉素乙醇溶液(0.5mg/mL乙醇)，39℃水浴消化5h并不断缓慢搅拌，模拟饲料在胃内的消化过程。

(2)小肠内模拟消化胃内消化过程结束后，首先加入10mL磷酸盐缓冲液(0.2mol·L^-1，pH 6.8)和5mL 0.6mol·L^-1NaOH溶液，再用1mol·L^-1的NaOH将pH调至6.8，最后加入1mL胰酶溶液，39℃水浴继续消化8h，磁力搅拌器不断缓慢搅拌，模拟饲料在小肠内的消化过程。消化结束后，将消化产物进行抽滤，过0.45um滤膜，收集抽滤后的上清液。

(3)上清液湿法消解将上清液置于250mL具塞三角烧瓶中，加入25mL混合酸(硝酸：高氯酸＝4:1，体积比)，浸泡过夜后，加热消解至消解液呈无色透明或略显黄色为止，冷却，用1％稀硝酸溶液定容到50mL，同时制作空白(即不加样品的混合酸湿法消化后定容到50mL)。

(4)微量元素的测定参考国标GB/T 13885-2003。分别将各元素的标准使用液、试剂空白液和测定用试样液导入原子吸收光谱仪进行测定，根据标准曲线查得试样中元素的浓度。每个样品测3次，取平均值。

1.3.2数据统计分析试验数据采用SPSS 20.0统计分析软件处理数据，采用单因素方差分析One Way ANOVA进行显著性检验，并采用Duncan氏法经行多重比较，以P<0.05作为差异显著判断标准，试验结果以“平均数±标准差”表示。

2结果与分析

玉米中可溶态微量元素含量变化玉米中Cu元素含量变化如表1所示。

表1酶制剂处理后玉米中可溶态Cu元素含量1(n＝4)(单位：mg/kg)

注：1：同行数据肩标不同字母这表示差异显著(P<0.05)，相同字母这表示差异不显著(P>0.05)，下同。

抗营养因子酶添加组中可溶态Cu含量较对照组提高了22.05％(P<0.05)。

3试验结论

本试验说明，添加抗营养因子酶处理可以显著提高玉米饲料中Cu元素释放效率，从而可在理论上证明本发明的有效性。

实施案例2通过猪饲养实验，证明本发明配方对动物生长性能及Cu元素利用效率的影响

1试验动物

试验动物：选取体重约20Kg的“杜×长×大”三元杂交猪120头，按照遗传背景相同、体重相近、窝别相同的原则随机分为3组，每组4重复，每个重复10头。

2试验材料

2.1复合酶制剂

植酸酶由巴斯夫中国有限公司提供，植酸酶活性为5 000U/g，添加量为100g/t(即0.01％)。木聚糖酶和β-葡聚糖酶由武汉新华扬生物股份有限公司提供，活性分别为40 000U/g和5000U/g，木聚糖酶添加量为50g/t(即0.005％)，β-葡聚糖酶添加量为100g/t(即0.01％)。

2.2试验日粮

试验日粮按照本发明配方进行配制，其饲料配方具体为：玉米51.40％；大麦6％；小麦6％；膨化大豆6.75％；脱皮豆粕19.10％；次粉5％；棉粕5％；豆油0.50％；食盐0.25％；三种酶每千克日粮的添加剂量为：植酸酶100mg、木聚糖酶50mg、β-葡聚糖酶100mg。所述的预混料中还包含维生素类和各种种微量元素，每千克饲粮中其添加剂量分别为：维生素A，0.300mg；维生素D₃，0.061mg；维生素E，0.002mg；维生素B₂，5mg；维生素B₁₂，0.021mg；生物素，0.1mg；泛酸，10mg；烟酸，15mg；Fe(FeSO₄·7H₂O)，50mg；Cu(CuSO₄·5H₂O)，4mg；Mn(MnSO₄·H₂O)，5mg；Zn(ZnSO₄·7H₂O)，50mg；I(KI)，0.35mg；Se(NaSe₂O₃)，0.15mg。

3试验方法

3.1动物饲养试验

选取体重约20Kg的“杜×长×大”三元杂交猪120头，随机分为3组，每组4重复，每个重复10头。对照组饲喂常规日粮，试验组按本配方配制日粮饲喂。试验按照猪的生长阶段分为前期(20～35kg)、中期(35～70kg)和后期(70～110kg)3个阶段。

在实验开始、第26天(20～35kg)、第72天(35～70kg)及实验结束(70～110kg)前1天20:00断料供水，次日08:00以重复为单位对所有试验猪进行空腹称体重，结算相应试验期的耗料情况，计算平均日增重(ADG)、日采食量(ADFI)和饲料利用率(F/G)。

试验期内提供适宜的温度湿度，地面饲养，通风，自由采食，饮水。免疫消毒程序按照猪场常规方法进行。

3.2屠宰试验

3.2.1组织中微量元素含量

屠宰后，取左肝内叶、左肾皮质、左心室心肌、左侧脾脏及背最长肌同一位置各约60g分装于样品袋中，-80℃保存。测定时准确称取0.5g左右组织样品，置于聚四氟乙烯消化罐中，加入5ml硝酸和2ml H₂0₂，于微波消解仪中消解，消解结束后赶酸冷却，用超纯水定容至50ml，同时做试剂空白测定。

3.2.2微量元素利用率

从试验开始，每隔10天，以重复为单位，均匀收集粪便，将其烘干(65℃)、回潮、制成风干样。同时对饲料进行取样，所采集的饲料和粪便都需粉碎、过孔径40目筛(0.45mm)，密封保存。用Agilient ICP-MS 7500a电感耦合等离子体光谱仪测定矿物元素含量。

3.3数据统计分析

试验数据采用SPSS 20.0统计分析软件处理数据，采用单因素方差分析One Way ANOVA进行显著性检验，并采用Duncan氏法经行多重比较，以P<0.05作为差异显著判断标准，试验结果以“平均数±标准差”表示。

4结果与分析

4.1本发明配方对生长肥育猪生长性能的影响

本发明配方对生长肥育猪生长性能的影响如表2和3所示，试验各组间体重、日增重、日采食量和料重比均无显著差异(P>0.05)。相比较而言，试验组其日采食量和料重比均优于对照组。说明本发明配方对育肥猪生长性能无影响，且还有一定促生长作用。

表2本发明配方对生长肥育猪体重的影响(n＝4)(kg)

表3本发明配方对生长肥育猪生长性能的影响(n＝4)

4.2本发明配方对生长肥育猪组织Cu元素沉积的影响

本发明配方对生长肥育猪血清、组织Cu元素含量的影响如表4所示，血清及组织中Cu元素含量基本趋于一致，其中对照组组织中微量元素含量略高于试验组，但两者无显著差异(P>0.05)。

表4本发明配方对生长肥育猪血清、组织Cu元素含量的影响(n＝3)

4.3本发明配方对生长肥育猪Cu元素排泄的影响

本发明配方对生长肥育猪微量元素排泄的影响如表5所示。除70～110kg阶段，Cu排泄量组间差异不显著(P>0.05)，其它各阶段Cu元素排泄量组间差异显著(P<0.05)，试验组(发明配方)粪便中Cu元素排泄量均显著低于对照组(常规日粮)。这说明本发明配方可显著降低了生长肥育猪的Cu元素排泄量。

表5本发明配方对生长肥育猪Cu元素排泄的影响(n＝4)

5.结论

本饲料配方对生长肥育猪生长性能及组织中Cu元素沉积没有影响，且可以显著降低生长肥育猪Cu元素排泄量，从而证明该饲料配方对于提高玉米饲料原料中Cu元素的有效性。

实施案例3

以重量百分比含量计，一种可提高饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方由如下组分组成：玉米50.40％；大麦5％；小麦5％；膨化大豆5.75％；脱皮豆粕19.10％；二级次粉5％；棉粕5％；豆油0.50％；食盐0.25％；预混料4％；三种酶每千克日粮的添加剂量为：植酸酶100mg、木聚糖酶50mg、β-葡聚糖酶100mg。所述的预混料中还包含维生素类和各种种微量元素，每千克饲粮中其添加剂量分别为：维生素A，0.300mg；维生素D₃，0.061mg；维生素E，0.002mg；维生素B₂，5mg；维生素B₁₂，0.021mg；生物素，0.1mg；泛酸，10mg；烟酸，15mg；Fe(FeSO₄·7H₂O)，50mg；Cu(CuSO₄·5H₂O)，4mg；Mn(MnSO₄·H₂O)，5mg；Zn(ZnSO₄·7H₂O)，50mg；I(KI)，0.35mg；Se(NaSe₂O₃)，0.15mg。结果表明本饲料配方对生长肥育猪生长性能及组织中Cu元素沉积没有影响，且可以显著降低生长肥育猪Cu元素排泄量，从而证明该饲料配方对于提高玉米饲料原料中Cu元素的有效性。

实施案例4

以重量百分比含量计，一种可提高饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方由如下组分组成：玉米55.40％；大麦6％；小麦4％；膨化大豆5.75％；脱皮豆粕14.10％；二级次粉4％；棉粕6％；豆油0.50％；食盐0.25％；预混料4％；三种酶每千克日粮的添加剂量为：植酸酶110mg、木聚糖酶50mg、β-葡聚糖酶100mg。所述的预混料中还包含维生素类和各种种微量元素，每千克饲粮中其添加剂量分别为：维生素A，0.300mg；维生素D₃，0.061mg；维生素E，0.002mg；维生素B₂，5mg；维生素B₁₂，0.021mg；生物素，0.1mg；泛酸，10mg；烟酸，15mg；Fe(FeSO₄·7H₂O)，50mg；Cu(CuSO₄·5H₂O)，4mg；Mn(MnSO₄·H₂O)，5mg；Zn(ZnSO₄·7H₂O)，50mg；I(KI)，0.35mg；Se(NaSe₂O₃)，0.15mg。结果表明本饲料配方对生长肥育猪生长性能及组织中Cu元素沉积没有影响，且可以显著降低生长肥育猪Cu元素排泄量，从而证明该饲料配方对于提高玉米饲料原料中Cu元素的有效性。

以上对本发明做了详尽的描述，但本发明不限于上述的实施例。凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方，其特征在于所述的饲料配方成分的质量百分比组成如下：玉米45％～55％，大麦3％～6.5％，小麦4％～7.5％，膨化大豆5％～7％，脱皮豆粕16％～22％，次粉4％～6％，棉粕4％～6％，豆油0.25％～0.75％，食盐0.10％～0.50％，所述的饲料配方还包含植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，每千克饲料中三种酶的添加剂量为：植酸酶50～200mg、木聚糖酶20～100mg、β-葡聚糖酶50～200mg。

2.如权利要求1所述的可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方，其特征在于所述的饲料配方还包含维生素和微量元素，每千克饲粮中维生素和微量元素的添加量具体为：维生素A 0.300mg，维生素D₃ 0.061mg，维生素E 0.002mg，维生素B₂ 5mg，维生素B₁₂ 0.021mg，生物素0.1mg，泛酸10mg，烟酸15mg，Fe元素50mg，Cu元素4mg，Mn元素5mg，Zn元素50mg，I元素0.35mg，Se元素0.15mg。

3.如权利要求1所述的可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方，其特征在于所述的饲料配方成分的质量百分比组成如下：玉米50％～55％，大麦4％～6.3％，小麦4.50％～6.50％，膨化大豆5.50％～7％，脱皮豆粕18％～20％，次粉4.5％～5.5％，棉粕4.5％～5.5％，豆油0.40％～0.60％，食盐0.20％～0.30％，所述的饲料配方还包含植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，每千克饲料中三种酶的添加剂量为：植酸酶70～150mg、木聚糖酶30～80mg、β-葡聚糖酶70～150mg。

4.如权利要求3所述的可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方，其特征在于所述的饲料配方还包含维生素和微量元素，每千克饲粮中维生素和微量元素的添加量具体为：维生素A 0.300 mg，维生素D₃ 0.061 mg，维生素E 0.002 mg，维生素B₂ 5mg，维生素B₁₂ 0.021mg，生物素 0.1mg，泛酸 10mg，烟酸 15mg，Fe元素 50mg，Cu元素 4mg，Mn元素 5mg，Zn元素 50mg，I元素 0.35mg，Se元素 0.15mg。

5.如权利要求1所述的可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方，其特征在于所述的饲料配方成分的质量百分比组成如下：玉米51.40％，大麦6％，小麦6％，膨化大豆6.75％，脱皮豆粕19.10％，次粉5％，棉粕5％，豆油0.50％，食盐0.25％，所述的饲料配方中还包含植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，每千克饲料中三种酶的添加剂量为：植酸酶100mg、木聚糖酶50 mg、β-葡聚糖酶100mg。

6.如权利要求5所述的可提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方，其特征在于所述的饲料配方还包含维生素和微量元素，每千克饲粮中维生素和微量元素的添加量具体为维生素A 0.300mg，维生素D₃ 0.061mg，维生素E 0.002mg，维生素B₂ 5mg，维生素B₁₂ 0.021mg，生物素0.1mg，泛酸10mg，烟酸15mg，Fe元素50mg，Cu元素4mg，Mn元素5mg，Zn元素50mg，I元素0.35mg，Se元素0.15mg。

7.根据权利要求1-6任一项所述的提高玉米饲料原料中Cu元素利用效率的猪饲料配方，其特征在于所述的植酸酶的酶活性为5 000U/g，木聚糖酶的酶活性为40 000U/g，β-葡聚糖酶的酶活性为5 000U/g。