靳玲品, 李秀花, 程玉芳, 田樹飛, 劉寶旭, 李雙群
(1.河北北方學院,河北張家口 075000;2.河北富隆飼料有限公司,河北懷安 076150)
扁杏(Prunus armeniaca×sibirica)是甜仁杏的統(tǒng)稱,屬薔薇科杏屬植物。目前,國內(nèi)對扁杏加工副產(chǎn)物的利用較少,除少量用于釀造果醋,提取多酚、黃酮、膳食纖維和維生素E等功能成分,以及少量被用作飼料外,其余大部分被作為廢棄物處理,不僅造成了資源浪費,而且污染環(huán)境(何余堂等,2013;劉耀璽等,2012;王將等,2010)。因此,研究扁杏加工副產(chǎn)物的飼用價值對拓寬飼料來源、降低飼養(yǎng)成本和減少環(huán)境污染具有重要意義。
傳統(tǒng)營養(yǎng)學中對飼料營養(yǎng)成分測定的Weende和Van Soest等體系所分析的指標是靜態(tài)的、表觀性指標,不能反映反芻動物瘤胃動態(tài)降解的特征。康奈爾凈碳水化合物蛋白質(zhì)動態(tài)評價體系(CNCPS),通過準確的化學分析方法對飼料組分含量做出分析,利用體外等方法評價組分的瘤胃降解速率,結(jié)合瘤胃微生物生長的機理模型、消化道流通速度模型、動物消化生理模型等,預測飼料組分的瘤胃降解量、過瘤胃量、瘤胃微生物產(chǎn)量和小腸可利用量等,同時考慮了瘤胃氮缺乏及pH變化對瘤胃消化的影響,對飼料的生物學價值和動物生產(chǎn)性能做出有效、準確的預測 (趙金石,2008)。目前,CNCPS體系已發(fā)展到6.5版,在美國和加拿大的一些規(guī)?;龅玫綇V泛應(yīng)用,并取得了很好的效果 (Van Amburgh等,2015)。近年來,我國一些學者在CNCPS體系飼料營養(yǎng)組分數(shù)據(jù)庫、模型的驗證及改進方面的研究成果越來越多(呂波等,2016;靳玲品等,2013;馬楨等,2010)。但國內(nèi)學者對扁杏加工副產(chǎn)物飼料化的應(yīng)用研究較少,應(yīng)用CNCPS體系對扁杏加工副產(chǎn)物的營養(yǎng)價值進行評定的研究鮮見報道。本研究擬運用CNCPS的原理,對不同扁杏加工副產(chǎn)物的營養(yǎng)價值進行評定。
1.1 材料 3種扁杏加工副產(chǎn)物包括扁杏皮、扁杏渣和杏仁皮,分別來自從張家口市農(nóng)業(yè)科學院扁杏試驗基地、河北花園果品有限公司和張家口市萬全縣洗馬林鎮(zhèn)禾久果仁加工廠。采集的樣品自然風干,粉碎,過1 mm篩,混勻,取分析樣品,貯存于樣品瓶備用。
1.2 測定指標與方法 飼料樣品干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)和粗灰分(Ash)的測定按照張麗英(2009)的方法進行測定。中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)、中性洗滌不溶蛋白質(zhì)(NDIP)和酸性洗滌不溶蛋白質(zhì) (ADIP)的分析按照 Van Soest(1981)等方法進行測定,非蛋白氮(NPN)、可溶性蛋白質(zhì)(SOLP)按照 Krishnamoorthy 等(1983)方法測定,淀粉(Starch)的分析按照 AACC(1976)方法進行測定。所有樣品都是測定3個平行樣。
1.3 CNCPS體系分析 CNCPS體系將飼料蛋白質(zhì)劃分為非蛋白氮(PA)、真蛋白質(zhì)(PB)與不可利用氮 (PC),BP又根據(jù)其在瘤胃內(nèi)的降解度進一步劃分為快速降解蛋白質(zhì)(PB1)、中速降解蛋白質(zhì)(PB2)和慢速降解蛋白質(zhì)(PB3)三部分。將碳水化合物劃分為以糖類為主的快速降解碳水化合物(CA)、以淀粉和果膠為主的中速降解部分(CB1)、以可利用細胞壁為主的慢速降解碳水化合物(CB2)和以細胞壁為主的不可利用碳水化合物(CC)四部分。
根據(jù)CNCPS體系的模型公式計算飼料蛋白質(zhì)組分 PA、PB1、PB2、PB3、PC 和碳水化合物組分CA、CB1、CB2、CC(Sniffen,1992)。 計算公式如下:
PA(%CP)=NPN(%SCP)×SCP(%CP)×0.01;
PB1(%CP)=SCP(%CP)-PA(%CP);
PC(%CP)=ADICP(%CP);
PB3(%CP)=NDICP(%CP)-ADICP(%CP);
PB2(%CP)=100-PA(%CP)-PB1(%CP)-PB3(%CP)-PC(%CP);
CHO(%DM)=100-CP(%DM)-EE(%DM)-Ash(%DM);
CC(%CHO)=100×[ADL(%DM)×2.4/CHO(%DM)];
CB2(%CHO)=100×{[NDF(%DM)-NDICP(%DM)-ADL(%DM)×2.4]/CHO(%DM)};
CNSC (%CHO)=100-CB2(%CHO)-CC(%CHO);
CA (%CHO)=[100-Starch (%CNSC)]×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)];
CB1(%CHO) =Starch(%CNSC)×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100。
1.4 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007初步處理后,用SAS8.1軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA),用Duncan氏方法進行多重比較,結(jié)果以“平均值±標準誤”表示。
2.1 不同扁杏加工副產(chǎn)物的營養(yǎng)成分 由表 1可知,不同扁杏加工副產(chǎn)物的 CP、EE、Ash、NDF、ADF、ADL和淀粉含量存在較大差異。杏仁皮的CP含量最高,達13.74%,是扁杏渣的1.54倍。杏仁皮的EE含量為7.04%,分別為扁杏渣和扁杏皮的2.37和2.84倍。扁杏皮的Ash含量顯著高于扁杏渣和杏仁皮 (P<0.05)。杏仁皮的EE、NDF、ADF和ADL含量,顯著高于扁杏皮和扁杏渣(P<0.05)。扁杏皮的Starch含量顯著高于扁杏渣和杏仁皮 (P<0.05)。不同扁杏加工副產(chǎn)物的CP中NDIP、ADIP、SOLP和NPN所占比例也不一致。杏仁皮的NDIP/CP和ADIP/CP比例最高,扁杏渣次之,扁杏皮最低。扁杏皮的SOLP/CP和NPN/CP比例分別為56.22%和92.66%,顯著高于扁杏渣和杏仁皮(P<0.05)。
2.2 不同扁杏加工副產(chǎn)物的CNCPS體系蛋白質(zhì)組分 由表2可知,不同扁杏加工副產(chǎn)物的PA、PB1、PB2、PB3和PC含量有顯著差異。扁杏加工副產(chǎn)物的PA含量為11.26%~52.09%。其中,扁杏皮的PA含量最高,顯著高于扁杏渣和杏仁皮 (P<0.05)。扁杏渣的PB3含量顯著高于依次降低的杏仁皮和扁杏皮(P < 0.05)。 杏仁皮的 PB1、PB2和PC含量顯著高于扁杏皮和扁杏渣(P<0.05)。
表1 不同扁杏加工副產(chǎn)物的營養(yǎng)成分
表2 不同扁杏加工副產(chǎn)物的蛋白質(zhì)組分含量
2.3 不同扁杏加工副產(chǎn)物的CNCPS體系碳水化合物組分 由表3可知,不同扁杏加工副產(chǎn)物的碳水化物組分有一定差異。不同扁杏加工副產(chǎn)物的CHO含量為71.12%~80.62%。其中,扁杏渣的CHO含量最高,顯著高于扁杏皮和杏仁皮 (P<0.05)。扁杏皮的CNSC含量最高,達76.51%,較杏仁皮高87.43%。扁杏皮的CA和CB1含量顯著高于扁杏渣和杏仁皮(P<0.05)。扁杏渣的CB2含量顯著高于杏仁皮和扁杏皮 (P<0.05)。杏仁皮的CC含量顯著高于扁杏渣和扁杏皮(P<0.05)。
表3 不同扁杏加工副產(chǎn)物的碳水化合物組分含量
3.1 扁杏加工副產(chǎn)物的常規(guī)營養(yǎng)成分特點 扁杏皮是生產(chǎn)甜杏仁過程的廢棄物,其蛋白質(zhì)含量較低,非纖維性碳水化合物含量較高,具有良好的營養(yǎng)潛力,可以滿足小反芻動物的營養(yǎng)需求(E-lahi,2017)。 NRC(2001)報道,美國杏果皮的 CP含量為4.0% ~9.0%,其NDF、ADF和NDL的含量分別為 25.6% ~48.0%、23.2% ~37.2%、1.9% ~7.9%。本試驗中扁杏皮的CP含量高于其報道,ADL含量在其范圍之內(nèi),NDF和ADF的含量低于其報道,這些差異可能是由于杏的品種或產(chǎn)地等不同而造成的。扁杏渣的CP含量高于王文奇等(2013)的報道(6.92%),NDF 和 ADF 含量低于其報道(21.78%,15.85%)。不同扁杏渣的營養(yǎng)價值存在差異的原因可能是因為其原料來源、加工方法或提取的成分不同而造成的。杏仁皮的CP的含量與Mandalari等 (2010)的報道 (11.4% ~13.1%)相近,其EE、NDF和 ADF含量低于劉策(2014)的研究結(jié)果(10.47%、52.12%、43.72%)。杏仁皮的CP含量高于葡萄渣 (11.3%)(張英杰等,2016),EE、NDF 和 ADF 的 含 量 均 與 之 相 近(7.83%、48.60%、36.00%)。
3.2 扁杏加工副產(chǎn)物的蛋白質(zhì)組分特點 PA為NPN,包括肽、游離氨基酸、核酸、酰胺、胺和氨(NRC,2001)。這些NPN在瘤胃中快速降解產(chǎn)生氨,被瘤胃微生物利用合成較優(yōu)質(zhì)的微生物蛋白(MCP),對反芻動物具有較高的營養(yǎng)價值(Zhou等,2011)。扁杏皮PA含量與玉米青貯飼料(30%~ 60%)相近(NRC,1989),可以快速為瘤胃微生物提供充足的氮源。扁杏渣是扁杏皮加工果酒的副產(chǎn)物,經(jīng)過榨汁工藝處理,其可溶性成分被提取,所以與扁杏皮相比,其PA、PB1和PB2含量較低,PB3和PC含量較高。扁杏渣的PB3含量顯著高于扁杏皮和杏仁皮,說明其可以提供較多的過瘤胃蛋白。杏仁皮是杏仁的紅棕色或者深黃色的種皮,在工業(yè)中經(jīng)過高溫熱燙漂方法從杏仁中剝離,可能高溫處理使得蛋白質(zhì)變性,所以其PA含量較低,PC含量較高,品質(zhì)較差。
3.3 扁杏加工副產(chǎn)物的碳水化合物組分特點CNCPS體系中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)包括快速降解碳水化合物(CA)和中速降解部分(CB1),結(jié)構(gòu)性碳水化合物(SC)包括慢速降解碳水化合物(CB2)和不可利用碳水化合物(CC)。 NSC容易發(fā)酵,釋放能量較快,是高產(chǎn)奶牛的主要能量來源。但NSC的快速降解可能導致VFA的積累,使瘤胃pH降低,滲透壓升高,采食量下降。為避免瘤胃酸中毒和其他代謝病的發(fā)生,飼糧中NSC的最大比例為飼糧干物質(zhì)的30%~40%(Nocek,1997)。本研究中,扁杏皮和扁杏渣的CHO含量分別為74.15%和80.62%,CNSC含量分別為76.51%和59.50%,說明其碳水化合物含量較高,而且主要成分是非結(jié)構(gòu)性碳水化合物,在瘤胃中降解較快,若大量飼喂容易發(fā)生酸中毒,所以要注意控制飼喂量;其CA含量分別為66.51%和53.56%,均高于豆腐渣(48.17%)(高紅等,2016)和玉米(21.75%)(李建云等,2012),但其 CB1含量低于豆腐渣(44.2%)和玉米(59.03%),說明其CNSC是以快速降解的糖類為主,而玉米是以中速降解的淀粉為主,豆腐渣中糖類比例稍高于淀粉。杏仁皮CB2和CC含量較高,說明其結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量較高,而且消化、利用率較低,品質(zhì)較差。通過使用復合菌(黑曲霉、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌)對杏仁皮進行固態(tài)發(fā)酵處理,其CP含量顯著提高 (P<0.05),NDF和ADF含量的變化無顯著差異(P>0.05),但其CP和ADF的有效降解率顯著提高(P<0.05)(劉策等,2014)。
扁杏加工副產(chǎn)物中的可溶性蛋白質(zhì)主要是非蛋白氮,真蛋白質(zhì)含量較少。扁杏皮和扁杏渣的碳水化合物含量較高,而且主要成分是糖類等快速降解的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物,結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量少,而且消化率較高,是較好的能量飼料來源。杏仁皮粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量較高,但其不可利用蛋白質(zhì)和不可利用碳水化合物含量也較高,今后需要進一步研究提高其消化、利用率的加工處理技術(shù)。