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影响饲料中淀粉利用的因素分析

出处:德宁 作者: 中国水产养殖网 2017-04-18 23:12:00

淀粉是动物饲料中主要的碳水化合物来源,为动物生长提供能量需求,虽然动物为能而食的观点并不完全准确,但能量仍然可被看作是动物生长的首重因素。动物日粮中的淀粉来源包括谷物籽实、块根和块茎类饲料。小麦、玉米和高粱中的淀粉含量为 69%左右,大麦和燕麦为 57%左右,块茎类(如木薯)淀粉含量在 70%左右,而豆科(如大豆和豌豆)淀粉含量在 45%左右,植物生长的生长环境,营养状况,收割季节等因素都会对植物中淀粉的含量产生影响。由表1可见,常用谷物饲料中淀粉含量均较高,但是否可被动物完全利用,还有待探讨。
表1常见谷物籽粒中淀粉含量概况

一、影响淀粉利用的因素

1、饲料中淀粉的大小

淀粉以淀粉粒的形式存在,并具有一定的结晶化度,其大小和形状因物种不同而存在一定的差异。淀粉颗粒尺寸是决定淀粉消化性能的主要原因之一。谷物淀粉多为圆形和多边形,大米淀粉的形态呈棱角、无规则,且颗粒尺寸较小,一般 5μm 左右。玉米中淀粉的粒径为5~25μm,小麦约为2~35μm,高粱为5~25μm。一般情况下,越小的淀粉颗粒越易被内源酶降解。淀粉颗粒大小对淀粉酶解速率产生影响归因以下两方面:(1)淀粉颗粒的比表面积不同,小淀粉颗粒与大淀粉颗粒相比,有较大的比表面积,因此,增加了底物与酶的接触,从而更容易被内源酶所降解;(2)淀粉颗粒的组成成分同样会对其酶解程度产生影响,小淀粉颗粒中直链淀粉比重较低,结晶区较小,因此更易被淀粉酶作用。

2、淀粉结构与直支比

不同结构的淀粉在动物体中表现出不同的消化特性,动物对支链淀粉的消化率高于直链淀粉。饲喂高直链淀粉日粮的动物能量消化率降低,粪便中淀粉含量显著升高,降低动物对蛋白质等其他营养物质的消化率,且对动物的生长具有负面影响。另外,淀粉中直链与支链的比例也对动物利用淀粉具有显著的影响。研究表明,淀粉的直支比与淀粉的消化率呈负相关,大量的动物试验也证明,直支比对营养物质的消化、动物的生长都具有一定的影响,直支比的差异可能是导致动物营养物质消化率和生长性能差异的主要因素之一。

3、淀粉消化速度

根据淀粉在动物体内的消化速度不同,可以分为快消化淀粉、慢消化淀粉和抗性淀粉。快消化淀粉在小肠前段即迅速降解,而抗性淀粉则会进入消化道末端进行微生物发酵,显著降低其作为能源的利用效率。

4、动物年龄

动物α-淀粉酶的分泌能力有限,以仔猪为例,在其出生后的40d内都存在着α-淀粉酶分泌不足的情况,此时再与断奶应激带来的消化酶分泌倒退并发,由淀粉乃至其他营养物质消化不良导致的腹泻便极易暴发。因此,对于动物来讲,饲料中的淀粉构成对其能否健康生长发育具有重要的作用。

二、影响淀粉利用的因素

前文已经有述,玉米、小麦、高粱等谷物籽实是目前饲料中淀粉的主要来源。对生长期动物而言,淀粉并不需做过多考虑(此处只考虑淀粉,未涉及非淀粉多糖及其他抗营养因子等因素),但即使是选用上述原料也需对其进行适当处理。

1、去皮与粉碎

原料去皮后,主要的纤维素结构被去除,谷物籽实中的营养物质可以更完全地暴露于动物的消化液中,而经过粉碎后尤其是微粉后,原料粒度大幅降低,表面积增加,使得饲料与动物消化道内的消化酶能更好地结合,进而提高谷物的消化率。

2、制粒与膨化

制粒与膨化都是对饲料的热加工过程。在这两个过程中,可以使部分淀粉糊化,提高其利用率,但二者在作用强度和效果上有一定的差异,膨化过程的熟化程度显著高于制粒过程。然而,膨化工艺对于淀粉利用率的改善方面却有不尽一致的报道,这可能与膨化工艺、条件等不同导致淀粉糊化度和美拉德反应程度不同有关。

3、预消化谷物的选用

预消化谷物以多种谷物复合设计,改变传统的单纯粉碎、混合加工的饲料加工模式,创造性地将食品加工的挤压、膨化(膨胀)、液化、酶解、微生物发酵等加工方式应用到其预处理中,得到可以快速被动物消化吸收的产品,使得动物对淀粉及其他营养物质的利用率得到显著提高,应激也得到改善,生长性能得到提高。

随着饲料工业的不断发展进步,优质原料的短缺不再仅限于某一种或者某几种,因此选择更适合、更廉价的原料,不断改进加工工艺,提高原料利用效率将是未来饲料工业的发展方向。而作为饲料中性价比最高的能量来源,淀粉在以往的动物营养研究中并没有得到重视,近年来对于淀粉的研究逐渐被提出,也逐渐深入,通过改善淀粉利用效率改善动物生长,提高其他营养物质利用率也将是动物营养研究领域的新热点。

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