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【百立专栏】家禽营养及未来趋势

国外畜牧学猪与禽2020-04-28 04:31:50

1 前言

过去50年家禽业取得了显著的发展,禽肉生产成为最成功的养殖产业。肉鸡和蛋鸡生产标准持续提高,目前3335日龄肉仔鸡活重可达2.5kg52周产蛋期内蛋鸡可生产330枚蛋。遗传育种是肉鸡生长改善的主要原因(占85%~90%),营养管理进步的贡献占10%~15%。

实现和维持遗传潜能改善的需要推动了家禽营养的发展,使商业化家禽营养及饲养持续改善。在这篇综述中,我们讨论家禽营养的主要进展,总的目标是降低饲喂成本,最大程度地提高经济效益。

如今家禽业面临着多方面的挑战,包括来自于消费者和政策制定者的期望。环境、食品安全、原料类别(如万博manbetx官网登陆手机版中添加的抗生素、转基因成分、肉骨粉)以及家禽福利问题日益受到关注,因此我们将简要讨论消费者关心的相关因素。

2家禽营养进展情况

2.1  确定家禽营养需要

家禽营养需要受多种因素的影响,并经常发生变化。影响因素主要分为两类,即家禽因素(遗传、性别、生产类型和阶段)和外部因素(炎热环境、应激和饲养条件)。由于家禽基因型、鸡舍和饲养方式一致性的不断提高,现在已经可为不同家禽提供主要营养成分需要量。

家禽业使用国家研究委员会(National Research CouncilNRC)发布的推荐营养素需要量,最新版是1994年发布的,迄今已有22年。在这样长的时期内,肉鸡和蛋鸡都取得了很大的遗传进展,目前商业育种公司的推荐量要比NRC推荐量更符合现代家禽品系的营养需要。

在所有日粮成分中,最为昂贵和重要的是必需氨基酸和能量。确定10种必需氨基酸的需要难度相当大,但通过理想蛋白质概念就变得比较方便。与其他营养成分一样,氨基酸的需要量受到多种因素影响,包括遗传、性别、生理状况、环境和健康状况等。不过氨基酸需要量的变化并不会导致不同氨基酸相对比例的改变,因此可将氨基酸需要量表示为平衡蛋白质或理想蛋白质。理想蛋白质概念以赖氨酸作为参考氨基酸,其他必需氨基酸的需要设定为相对于赖氨酸需要的一个比例(或比值)。这种方法的优点是一旦不同条件下赖氨酸需要量得到确认,就可以计算出所有其他必需氨基酸的需要量。目前这种方法已经为家禽业确定万博manbetx官网登陆手机版配方中氨基酸规格的公认方法。

2.2  确定营养素组成和原料质量

万博manbetx官网登陆手机版原料的主要功能是提供能够被家禽消化利用的营养素。这些年来已经获得了大量原料中营养素组成的数据。人们也认识到每种原料都存在天然的变化,导致难以进行精确的万博manbetx官网登陆手机版配合。现在可以获得主要万博manbetx官网登陆手机版原料的变动数据(或矩阵),并用于万博manbetx官网登陆手机版配方软件,以获得更好的精确度。快速检测技术如近红外反射率(Near Infrared ReflectanceNIR)分析方法的应用,可持续检测营养素组成,并获得原料营养成分变动的数据。

但是原料中不是所有的营养素均可用于生产。有一部分营养素被排出体外,未能消化利用。随着万博manbetx官网登陆手机版评价技术的改进,积累了大量的氨基酸和磷等家禽营养素利用率数据。基于可消化氨基酸配合日粮可增加家禽日粮中替代原料使用的范围和添加量。这种方法不但可提高配方精度,还可以降低万博manbetx官网登陆手机版成本,并确保家禽生产性能更具预测性。

考虑到能量对家禽性能和万博manbetx官网登陆手机版成本的重要性,使用合适的能量体系非常重要。理论上净能可更准确地描述家禽代谢中某种原料的可利用能量,并可更好地预测动物的生产性能。但净能较难测定,费时费力,且在原料常规筛选中有使用限制。基于净能值进行配方需要证明其在目前的生产体系中具有经济优势。 

2.3  优化万博manbetx官网登陆手机版配方

一旦确定了营养需要,下一步就是将不同原料和添加剂组合起来,以满足这些需要。配方的目标是获得均衡的日粮,以最低成本提供足够量的可用营养素。多年来,万博manbetx官网登陆手机版配方已经从利用少量万博manbetx官网登陆手机版原料对少数几种营养成分简单平衡发展成为计算机辅助线性规划系统。目前新的随机非线性规划系统正在变得流行,并提供了商用的配方软件。由于原料组分的变异是非线性的,因此随机规划能够以最具成本效益的方式解决这个问题。

一项相关的进展是使用生长模型模拟给定饲养条件下万博manbetx官网登陆手机版采食量和生长指标。此类模型是对比实际性能和潜在性能的有效工具,可以描述鸡群中管理或健康问题,并提供替代饲喂方案的经济分析。

2.4  万博manbetx官网登陆手机版添加剂

使用万博manbetx官网登陆手机版添加剂目的是改善万博manbetx官网登陆手机版品质和动物性食品质量,或提高动物生产性能,改善动物健康,提高万博manbetx官网登陆手机版原料的消化率。

迄今为止,饲用抗生素是家禽业中最为有效和成功的添加剂。但是由于抗生素潜在的耐药性,最近从家禽万博manbetx官网登陆手机版中强制或主动停用饲用抗生素正在成为一个重大的挑战。有多种替代产品正在测试和研究之中,但是尚未得到业界的广泛接受。

在过去20年里,家禽业对其他万博manbetx官网登陆手机版添加剂的接受度呈现跳跃式增长。动物万博manbetx官网登陆手机版市场上最重要的添加剂可能是外源性万博manbetx官网登陆手机版酶。在1990年代聚糖酶(木聚糖酶和葡聚糖酶)的应用有效解决了非淀粉多糖的抗营养作用,并使得家禽日粮中粘性谷物的使用日益增加(小麦和大麦)。如今在小麦和大麦型家禽日粮中使用酶是常规的做法。家禽万博manbetx官网登陆手机版中另外一种酶是植酸酶,由于人们对集约化动物饲养过量磷污染的关注,植酸酶使用仍在增长中。近年糖酶如木聚糖酶和淀粉酶以及其他外源酶如蛋白酶等也得到获得了商业应用。

另外一项显著的进展是使用晶体/合成氨基酸添加剂,使营养学家能够更精确地满足理想氨基酸组成,提高现代高产家禽的生产性能和产量。在其他添加剂中,需要特别提及是霉菌毒素吸附剂。多年前人们就知道了霉菌毒素的有害作用,但直到1990年代,控制霉菌毒素的唯一途径是使用膨润土等粘土。在过去的20年中,使用更有效/特定的霉菌毒素吸附剂/失活剂大大降低了家禽生产的风险。随着能量产品万博官方网站的上涨,人们使用乳化剂将脂肪分解为细小球状的脂肪微粒,增加与酯酶接触机会,从而改善脂肪利用率的兴趣随之增加。相对于较早的乳化剂产品(粗卵磷脂),近年来一些有效的乳化剂已经进入了市场。

2.5  万博manbetx官网登陆手机版加工

万博manbetx官网登陆手机版生产技术的进步推动了家禽性能改善,加工技术已经从简单的粉料混合发展到涉及多种理化和热处理操作的制粒技术。目前,大多数肉仔鸡万博manbetx官网登陆手机版为颗粒料或破碎料。家禽饲喂颗粒料或破碎料可提高万博manbetx官网登陆手机版转化效率和生长性能,从而改善经济效益。这些改进归功于减少万博manbetx官网登陆手机版浪费、提高营养密度,降低选择性喂料,节省采食所需时间和能量,破坏病原微生物,并使得淀粉和蛋白质发生热变性。

2.6  阶段饲喂技术

商品化的阶段饲喂程序可能包括几个阶段,以逐步降低肉鸡和蛋鸡的氨基酸和其他营养成分水平。家禽生产周期中采用几个阶段取决于经济性和实用性。

3未来家禽营养的发展方向

不断变化的全球畜牧业和社会问题推动着未来家禽营养的发展方向。在未来我们可能不得不改变万博manbetx官网登陆手机版配方来适应科学及社会的需要。社会问题(饲用抗生素、环境、福利、可追溯性、肉骨粉、转基因成分的使用等)将影响到牧场及家禽产品零售商的决策。

3.1  饲用抗生素:消费者关注的主要问题

欧盟禁令及世界上其他地区不同程度地主动停用饲用抗生素,将对动物肠道健康及全身健康产生额外的压力。现在人们日益关注能够保持良好菌群和肠道健康的抗生素替代物。这些替代物包括酶、益生菌、益生素、精油、植物药物和有机酸等。在过去10年中,这些替代产品进行了广泛的试验,在未来将继续进行评估。虽然大多数产品可模拟饲用抗生素对肠道微生物的作用,但显然还没有一个产品全面替代抗生素。可能替代物组合使用要比单独使用更有效。

除了抗生素替代物外,还需综合采取营养和管理措施,以促进肠道健康,维持良好的肠道菌群,这些措施包括:

1) 使用更易消化的日粮。

2) 降低日粮蛋白水平,改善氨基酸平衡。

3)全谷物饲喂,促进肌胃发育。

4) 保持良好的垫料质量。

5) 鸡群密度,改善气候条件等。

3.2  肠道完整性的重要性

在肠道健康中,肠道完整性往往被忽视,但对实现家禽的遗传潜能非常重要。保持商品化家禽的肠道完整性可维持肠道健康,使家禽的生长和生产遗传潜能得到完全表达,并充分利用日粮营养成分。正常菌群在维持肠道结构、增强肠道粘膜屏障及肠道蛋白质代谢方面起着重要的作用。如果菌群中致病菌数量增加(如梭菌、大肠杆菌),对粘膜层和屏障功能有显著损伤。球虫病是造成肠道完整性较差的主要原因,因此必须执行有效的抗球虫计划。原料质量是造成肠道完整性较差的另外一个因素,因此对刺激肠道的化合物(如霉菌毒素)或原料(如纤维万博manbetx官网登陆手机版)必须进行密切监测。

3.3 环境与可持续性

随着公众对环境的日益关注,如何减少集约化饲养营养成分的排出已经成为一个重大问题。过去配合万博manbetx官网登陆手机版时的主要目标是如何提供营养成分(养分摄入),如果对关键营养素的利用率存在疑问或营养素需要量不能确定时,往往过量配合日粮。这种做法已不再被认可,因为这不仅造成浪费,而且过剩营养素在粪便中排出,最终成为污染源。如今公众对家禽排泄(营养成分排出)愈来愈关注。商品化家禽业显然存在向环境排放过量营养成分的问题,必须承担其影响环境特别是水质的责任。从营养角度看,最好的措施是为家禽提供与需要量相匹配的营养成分,并提高营养成分利用效率,从而减少粪便排出。万博manbetx官网登陆手机版酶是改善营养成分利用效率最有前景的产品。

3.4  万博manbetx官网登陆手机版资源基础与可持续性

据预测,未来10年全球对猪和家禽的需要继续呈现增长趋势,因此对万博manbetx官网登陆手机版和原料的需求产生明显的影响。即便是乐观估计,能量和蛋白质等传统原料也明显不能满足需要。家禽业的首选策略是对潜在新原料进行评估,以拓展万博manbetx官网登陆手机版资源基础,然后灵活使用添加剂如万博manbetx官网登陆手机版酶、晶体氨基酸等,实现最高的营养价值。比如高纤维(及非淀粉多糖)水平可能限制大多数原料中营养成分的利用率,因此可根据纤维素的组成开发适当的复合酶制剂(甘露聚糖酶、纤维素酶)。 

3.5  万博manbetx官网登陆手机版添加剂与可持续性

外源万博manbetx官网登陆手机版添加剂在最大程度地释放营养成分中将起到重要的作用。可以预计,新添加剂特别是酶制剂的开发,将在各种日粮配方中发挥作用。有证据表明,万博manbetx官网登陆手机版中含有多种酶活性可改善家禽日粮中的营养成分利用,提高万博manbetx官网登陆手机版的竞争力。这种复合酶是新一代的万博manbetx官网登陆手机版酶,预计未来将会开发出更好形式的酶。新一代酶制剂将近乎完美,具有高度特异的催化活性、良好的热稳定性、在较宽的肠道pH环境下具有高活性、抗蛋白水解。

晶体氨基酸的商品化供应满足了现代肉鸡对氨基酸的高需要量。这种万博manbetx官网登陆手机版添加剂帮助营养学家更精确地满足理想氨基酸组成比例,使用可消化氨基酸作为万博manbetx官网登陆手机版配方的基础,降低日粮粗蛋白水平并更精确地满足氨基酸需要。使用晶体氨基酸可提高氮的利用和蛋白质沉积效率,减少粪便氮排出,并更好地采用阶段饲喂方案。目前市场上可提供具有万博官方网站竞争力的蛋氨酸、赖氨酸和苏氨酸等三种晶体氨基酸。色氨酸也可提供万博manbetx官网登陆手机版级产品,但万博官方网站有些贵。缬氨酸和异亮氨酸也是日粮中限制性氨基酸,预计未来也可商品化供应,并进一步改善万博manbetx官网登陆手机版效率。

3.6  影响最佳消化的障碍问题

虽然肉鸡和蛋鸡将万博manbetx官网登陆手机版转化为食品的效率很高,但仍然排出大量未被利用的营养成分。例如肉鸡粪便中含有25%~30%的未消化干物质、20%~25%的总能、30%~35%的氮以及45%~55%的摄入磷。因此,改善万博manbetx官网登陆手机版转化效率仍有相当的空间。为此,未来家禽的营养研究重点是确定营养成分有效消化和利用的屏障,以及改善万博manbetx官网登陆手机版利用、降低营养成分排出的方法。家禽营养学家必须将其专业知识与其他生物科学包括免疫学、微生物学、组织学和分子生物学结合起来,才能实现这个目标。

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