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肉雞日糧鈣源及其消化代謝研究進(jìn)展

2022-11-23 01:25:23張敬泰
中國(guó)飼料 2022年2期
關(guān)鍵詞:磷酸氫鈣中鈣植酸

張敬泰

(揚(yáng)州大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225000)

盡管在實(shí)際生產(chǎn)中已廣泛使用可消化氨基酸和磷作為配方值,但鈣的配方體系還尚不完善,主要有以下幾個(gè)原因,包括常見飼料成分中可消化鈣值的缺乏,分析值一致性差,鈣作為一種常量元素的成本低及鈣、可消化磷、維生素D3和日糧植酸之間的相互作用帶來的復(fù)雜性。如David等(2019)測(cè)定了石灰石、肉骨粉、磷酸二鈣或磷酸一鈣的回腸鈣消化率發(fā)現(xiàn),根據(jù)基礎(chǔ)日糧組成的不同,其差異約為19%,同時(shí)他們還確定了石灰石中鈣的表觀回腸消化率系數(shù)隨著適應(yīng)期從24 h增加到168 h。相關(guān)研究中的一些差異可能與腸道中鈣和植酸之間的相互作用有關(guān),并且可以通過外源性植酸酶幾乎完全水解植酸來緩解(李連彬等,2014)。但鈣消化率的大部分變化也可能歸因于不同的消化率方法、石灰石粒徑、肉雞日齡、適應(yīng)期、鈣磷比等。因此,本文介紹了肉雞日糧中各種飼料原料的鈣消化和代謝情況,旨在為肉雞可消化鈣配方系統(tǒng)提供策略。

1 可消化鈣在配方中的意義

與提供能量、氨基酸和磷相比,提供充足的鈣以促進(jìn)肉雞生長(zhǎng)是相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜的。但越來越多的人意識(shí)到,鈣的過度供應(yīng)和常見鈣源營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量變化對(duì)替代更貴的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如氨基酸和磷)消化率有深遠(yuǎn)的影響。Tamim等(2004)指出,將日糧鈣濃度從2.0 g/kg增加到7.0 g/kg會(huì)導(dǎo)致植酸磷的表觀回腸消化系數(shù)從0.69降到0.25,磷的表觀回腸消化系數(shù)從0.68降到0.29,非植酸磷的表觀回腸消化系數(shù)從0.65降到0.39。此外,腸道菌群失調(diào),特別是產(chǎn)氣莢膜芽孢桿菌和壞死性腸炎的爆發(fā)與日糧鈣水平提高有關(guān),同時(shí),考慮到內(nèi)源性酶如胃蛋白酶對(duì)pH的敏感性及其對(duì)氨基酸消化率的影響,鈣對(duì)腸道pH的影響應(yīng)得到重視,這在幼齡動(dòng)物中可能更加顯著(王蘭芳等,2005)。作為大多數(shù)家禽和豬飼糧中鈣的主要來源,石灰石是一種眾所周知的鈣原料,但不同產(chǎn)地的石灰石由于粒徑、地質(zhì)來源和化學(xué)成分的不同會(huì)導(dǎo)致其鈣含量存在差異。因此,對(duì)日糧鈣提供更精確的營(yíng)養(yǎng)建議,或制定可消化鈣需求可促進(jìn)胃腸道中微生物種群更穩(wěn)定,提高外源性植酸酶和蛋白酶的功效,改善蛋白質(zhì)和氨基酸消化率,進(jìn)而減少氨的排放,并通過減少添加脂肪或油來節(jié)約飼料成本。

2 日糧鈣來源及消化代謝特征

2.1 石粉 石粉的平均回腸鈣消化系數(shù)為0.53±0.12,且不受方法的影響,但石粉中鈣的表觀回腸消化率和標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率之間缺乏差異可能是由于內(nèi)源損失中鈣的濃度較低,如肉雞內(nèi)源性鈣損失范圍為88~292 mg/kg干物質(zhì)采食量。添加500 FTU/kg植酸酶提高了含無機(jī)鈣源日糧的表觀或標(biāo)準(zhǔn)全腸道消化率。在肉雞中,Kim等(2019)報(bào)告稱,在玉米-大豆基礎(chǔ)日糧中添加1000 FTU/kg植酸酶時(shí),石粉中鈣的表觀回腸消化率顯著增加,但不同地理來源的石粉成分將對(duì)鈣消化系數(shù)產(chǎn)生影響。大多數(shù)已報(bào)道的肉雞石粉鈣消化率測(cè)定試驗(yàn)采用直接法,而豬石粉鈣消化率測(cè)定試驗(yàn)采用回歸法或差異法。在實(shí)際生產(chǎn)中,肉雞試驗(yàn)日糧通常會(huì)有兩種不同的方法設(shè)計(jì)鈣值,如將石粉作為唯一的鈣源,在試驗(yàn)期間接受完全缺磷和廣泛的鈣磷比,另一種就是平衡鈣磷比例,使用不含鈣的磷源,如磷酸鈉(吳超等,2013)。

2.2 無機(jī)磷源 磷酸氫鈣的回腸鈣消化率平均為0.42±0.14,磷酸二氫鈣的平均回腸鈣消化系數(shù)為0.35±0.06,使用表觀回腸消化率或標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率時(shí),磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣的回腸可消化鈣系數(shù)無顯著差異,石粉也無顯著差異,這可能是由于肉雞內(nèi)源鈣損失較低(David等,2019)。磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的回腸鈣消化率可通過適應(yīng)時(shí)間和鈣磷比例的影響得到較好的表征,Anwar等(2018)采用JMP 14.0的擬合Y by X平臺(tái)確定了預(yù)測(cè)方程,以確定適應(yīng)時(shí)間對(duì)回腸可消化鈣的影響,其中線性回歸和多項(xiàng)式回歸被用來確定最佳擬合。從適應(yīng)時(shí)間對(duì)磷酸二氫鈣回腸鈣消化率的影響可以看出,當(dāng)適應(yīng)時(shí)間≥72 h時(shí),回腸鈣消化率呈二次曲線增加,但適應(yīng)時(shí)間對(duì)磷酸氫鈣的回腸鈣消化率并無顯著影響。評(píng)價(jià)磷酸二氫鈣試驗(yàn)中鈣與配方非植酸磷的比值為(0.91∶1)~(1.53∶1),平均為1.2∶1,但評(píng)價(jià)磷酸氫鈣試驗(yàn)中鈣與配方非植酸磷的比值均小于1∶1,這些狹窄的比例導(dǎo)致了二次效應(yīng),增加鈣磷比對(duì)磷酸二氫鈣或磷酸氫鈣的回腸鈣消化率的影響(Zhang和Adeola,2018)。

2.3 動(dòng)物蛋白源鈣 評(píng)估動(dòng)物源鈣消化率的優(yōu)勢(shì)在于具有平衡的鈣磷比和適當(dāng)?shù)臐舛?,這就可以使用直接方法,而不需要額外的鈣或磷源。此外,試驗(yàn)日糧中可以很容易地避免植酸的存在,因此,通過比較回歸法和直接法估算的回腸鈣消化率系數(shù)沒有發(fā)現(xiàn)差異,這有利于直接法的使用(Anwar等,2016)。在雞和豬中,動(dòng)物蛋白質(zhì)來源之間的鈣消化率差異似乎是顯著的,如Sulabo和Stein(2014)測(cè)定了8種不同來源的肉骨粉鈣的表觀消化系數(shù),觀察值為0.53~0.83,作者將其歸因于不同原料中組織與骨骼的比不同。此外,動(dòng)物蛋白類鈣源的加工條件的不同可能導(dǎo)致額外的差異,在雞中,Anwar等(2018)用直接法測(cè)量了4種肉骨粉來源鈣的標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率,并報(bào)告了消化率系數(shù)為0.41~0.56,通常低于豬的值,結(jié)合比較時(shí)公布的數(shù)據(jù)確定鈣的回腸消化率系數(shù)平均為0.46±0.06,最低為0.35,最高0.56。為確定基礎(chǔ)日糧或試驗(yàn)方法的影響,采用單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,假設(shè)方差不等,使用JMP 14.0的Y by X平臺(tái)發(fā)現(xiàn),反應(yīng)變量為平均鈣消化率系數(shù),因子為日糧處理,其中基礎(chǔ)日糧對(duì)肉仔雞回腸鈣消化率系數(shù)無顯著影響,試驗(yàn)日糧中鈣與非植酸磷的比值為1.18∶1~2.23∶1,平均為1.7∶1。此外,牡蠣殼中鈣的標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率或表觀回腸消化率系數(shù)為0.32~0.56,且受粒徑的影響,飼喂細(xì)磨牡蠣殼的肉雞回腸鈣消化率降低了41%(Anwar等,2017)。Anwar等(2018)發(fā)現(xiàn),家禽副產(chǎn)物和魚粉源鈣消化率僅為0.23~0.24,作者將這些低值歸因于高磷攝入和高磷血癥,這可能是由于腎激素對(duì)骨化三醇的反饋降低了鈣的吸收,同時(shí)總磷攝入量可能會(huì)對(duì)這些成分及磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣的評(píng)價(jià)產(chǎn)生限制,因此,需要在試驗(yàn)日糧中設(shè)定上限。Gonzalez-Vega等(2015)報(bào)道了使用玉米淀粉的半純化飼料中魚粉鈣的標(biāo)準(zhǔn)化全腸道消化系數(shù)為0.46,當(dāng)添加80 g/kg纖維素時(shí),該系數(shù)提高到0.62,當(dāng)添加玉米時(shí),該系數(shù)提高到0.90。作者將纖維素的影響歸因于微生物發(fā)酵和短鏈脂肪酸對(duì)鈣吸收的影響,但玉米的影響尚不清楚,它們可能與傳代速率或微生物發(fā)酵有關(guān)。迄今為止,除肉骨粉外,測(cè)定動(dòng)物蛋白中鈣回腸可消化系數(shù)的數(shù)據(jù)有限,需進(jìn)一步評(píng)估。

2.4 谷物和油脂類 就動(dòng)物蛋白而言,特定植物源鈣消化率系數(shù)的報(bào)告數(shù)據(jù)有限。由于數(shù)據(jù)的可得性低,很難評(píng)論物種或成分之間鈣消化率的差異。對(duì)于植物成分,植酸和植酸磷的存在將是鈣消化率估算的一個(gè)重要來源,就像磷一樣。在玉米中,極低的鈣濃度(0.1 g/kg)可能會(huì)帶來挑戰(zhàn),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差的比例增加了。因此,在不添加鈣源的半純飼糧中,鈣磷比非常低。但在實(shí)際營(yíng)養(yǎng)中,由于玉米的鈣濃度較低,與其他鈣源相比,玉米鈣消化率估算的重要性較低。在這方面,與使用半純化日糧相比,使用玉米基日糧在評(píng)價(jià)成分鈣消化率方面獲得了青睞。此外,評(píng)價(jià)玉米鈣消化率的實(shí)驗(yàn)一般采用直接法,避免了植酸酶的存在來估計(jì)玉米鈣消化率。由于植酸的存在,這些飼糧對(duì)磷的消化率預(yù)計(jì)是有限的。Bohlke等(2005)比較了生長(zhǎng)豬對(duì)低植酸玉米和正常玉米鈣的表觀全腸道消化率,結(jié)果發(fā)現(xiàn),低植酸玉米對(duì)鈣和磷的消化率分別為0.69和0.55,高于正常玉米的0.50和0.29。這表明,最大限度地降解植酸有利于鈣消化率方法的重現(xiàn)性,特別是在以玉米為原料的基礎(chǔ)日糧中。關(guān)于豆粕、菜籽粕和葵花籽粕鈣消化系數(shù)的報(bào)道顯示出相對(duì)較低的消化率,豬的消化率低于0.50,家禽的消化率低于0.60,其中Gonzalez-Vega等(2013)研究發(fā)現(xiàn),與不添加植酸酶的日糧相比,添加植酸酶的日糧具有較大差異,分別為0.70和0.47。與玉米一樣,利用植酸酶估算鈣消化系數(shù)的方法可能具有減少變異和接近生長(zhǎng)實(shí)際優(yōu)勢(shì)。最后,豆粕中鈣的標(biāo)準(zhǔn)全腸道消化率系數(shù)為0.54,豆粕中鈣的表觀回腸消化系數(shù)為0.66(11 d肉雞)或0.54(25 d肉雞)(Angel等,2013),同時(shí)也報(bào)道與雞體內(nèi)無機(jī)鈣源相比,豆粕的適應(yīng)期似乎不那么關(guān)鍵,這可能是由于鈣磷比更加平衡。

3 肉雞鈣消化系統(tǒng)

肉雞日糧中的鈣源主要有石粉、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、肉骨粉和牡蠣粉等,但由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)的差異,包括日糧類型、適應(yīng)時(shí)間、鈣磷比及內(nèi)在成分的變異性,大多數(shù)原料的鈣回腸消化率系數(shù)變化很大。有關(guān)原料鈣消化率系數(shù)的報(bào)道已經(jīng)有了相當(dāng)多的報(bào)道,同時(shí),影響消化系數(shù)的因素已有了相當(dāng)大的進(jìn)展,至少對(duì)石粉和肉骨粉的研究結(jié)果有了一定的一致性。此外,由于鈣在內(nèi)源損失中的濃度較低,在肉雞中使用鈣表觀回腸消化系數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)回腸消化系數(shù)似乎可以互換。鈣消化率系數(shù)重現(xiàn)性的其他限制,特別是對(duì)磷酸氫鈣或植物性成分而言,似乎與下面的因素有關(guān),如鈣磷比、植酸含量和日糧類型。

4 展望

利用目前可獲得的數(shù)據(jù),未來用標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)方法對(duì)成分進(jìn)行定量,并使用外源性植酸酶來降解飼料中的植酸,這將使可消化鈣配方系統(tǒng)更精確的營(yíng)養(yǎng)推薦成為可能。通過了解和監(jiān)測(cè)日糧鈣濃度、測(cè)量石灰石質(zhì)量和粒徑、制定可消化鈣需求來避免過量鈣可能有輔助效益,如提高磷和氨基酸的消化率、降低腸道pH、穩(wěn)定胃腸道微生物種群,提高外源性植酸酶和蛋白酶的功效,間接減少氨排放,通過減少氨基酸和添加脂肪或油降低飼料成本,這些措施的實(shí)施都將使肉雞養(yǎng)殖更加高效和可持續(xù)。

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