玉米淀粉结构影响仔猪日粮消化研究

动物营养与饲料科学系2010届博士学位论文答辩李勇玉米淀粉结构影响仔猪日粮消化研究动物营养与饲料科学系2010届博士学位论文答辩李勇，张遨然，汝应俊，黄飞若，彭健*华中农业大学动物营养与饲料科学系湖北，武汉，430070玉米淀粉结构影响仔猪日粮消化研究HuazhongAgriculturalUniversity博士学位论文答辩31玉米化学成分与饲用价值玉米是世界范围内畜禽饲料中最主要的能量原料，约占饲料含量的60%-70%。3过去通常认为玉米是一种饲用价值比较稳定的谷物，但这种观点已经在猪（Leigh,1994）和禽（Dale,1994）的试验中证实是不正确的。DatafromaniscoAnimNutrition,220cornsamples20.030.040.050.060.070.080.056%25%72%62.8%淀粉%淀粉消化率%日粮中约60-70%的能量由玉米提供。玉米能量约60%来源于淀粉。博士学位论文答辩51.1玉米淀粉结构、含量与性质不同品种玉米的淀粉结构（直/支比）不同，普通玉米的直链淀粉含量一般占总淀粉的16%-35%之间。蜡质玉米的直链淀粉含量低于16%（Carre,2004），而糯玉米不含直链淀粉。5表1-1不同品种玉米淀粉的差异淀粉来源直链淀粉含量（%）对细菌α-淀粉酶相对敏感性淀粉颗粒直径范围（μm）玉米261002-26蜡质玉米01173-26直链淀粉玉米70282-24资料来源：Rooney等（1986），SievertandPomeranz（1989）；Hoover等（1991）博士学位论文答辩7抗性淀粉的形成淀粉糊化能够增加淀粉与酶接触的机会，加速淀粉分子键的断裂，并使淀粉变成更易吸收的疏松多孔结构，从而提高淀粉消化率。但是糊化淀粉在缓慢冷却的过程中由α-淀粉转化为β-淀粉（淀粉的老化），形成抗性淀粉。7博士学位论文答辩8由于结晶结构不同，支链淀粉的较直链淀粉更容易被淀粉酶分解（Biliaderis,1989;Ratnayakaetal.,2002）直链淀粉－脂肪体的形成抑制淀粉对酶的敏感性(Berry,1987)。直链淀粉含量还与抗性淀粉形成有关(Berry,1986;Sievert&Pomeranz,1990)，而抗性淀粉不易被淀粉酶分解，消化率明显降低。8淀粉直/支比、抗性淀粉与淀粉消化率博士学位论文答辩9研究发现高抗性淀粉和直链淀粉（RS）、玉米及糙米三种日粮中，RS日粮淀粉回肠末端淀粉消化率仅为83%，明显低于玉米（98%）和糙米日粮（96%；戴求仲，2004）。含有不同来源淀粉（玉米、糙米、纯化高抗性淀粉和直链淀粉）的日粮饲喂仔猪，日粮高直/支比和抗性淀粉降低了淀粉的吸收速度（刘建高等，2007）。9博士学位论文答辩10幼龄动物α-淀粉酶缺乏或分泌不足（Owsleyetal.,1986）。由于断奶应激使消化酶活性增长出现倒退，仔猪因消化不良导致腹泻，影响生产性能（Sambrook,1980）。博士学位论文答辩11Camp等（2003）通过研究饲喂蜡质玉米（淀粉全部为支链淀粉）和非蜡质玉米（支链淀粉75%、直链淀粉25%）日粮对猪（37.7kg-100kg）生长性能的影响表明，饲喂蜡质玉米的猪生长性能有优于非蜡质玉米的趋势。博士学位论文答辩124.假设与问题提出玉米的淀粉结构是影响玉米营养物质消化和饲用价值的重要因素。在实际生产中经常将玉米大批量膨化储存，而玉米中淀粉直/支比及储存条件可能影响膨化饲用玉米价值。目前有关玉米直/支比对猪日粮消化利用率影响的研究较少而且结果并不一致。博士学位论文答辩13第一部分目的通过研究玉米直/支比和膨化后储藏时间对膨化玉米中抗性淀粉的形成以及对淀粉消化率的影响，旨在为仔猪筛选优质膨化原料，提高膨化玉米的利用效率提供理论依据。研究内容博士学位论文答辩14材料方法1.选择淀粉直/支比不同3种玉米：LA（低）、MA（中）和HA（高）。2.玉米膨化：使用单螺杆挤压膨化机，工艺参数为：膨化温度:120℃，螺杆转速:250r/min，喂料速度:250r/min，玉米水分:18%。3.膨化玉米样品并在温度15℃和相对湿度80%条件下储藏0w、1w、2w、3w和4w。4.数据处理采用ANOVA程序进行多因素方差分析；用REG程序对直/支比、储藏时间与抗性淀粉形成、淀粉消化率之间的相关性作出分析。表2-1筛选的玉米样品化学成分品种LAMAHA重复数333膨化前干物质，%87.45±0.000287.53±0.000187.03±0.0001粗纤维，%18.84±0.0919.41±0.1319.43±0.02中性洗涤纤维，%13.56±0.4812.37±0.2313.87±0.69直/支比，%0.39±0.0030.44±0.0020.60±0.004总淀粉，%64.24±1.2162.06±1.0766.44±0.31总能，MJ/kg18.84±0.0719.41±0.0319.43±0.05膨化后干物质，%93.87±0.000195.03±0.000294.39±0.0001直/支比，%0.38±0.0010.45±0.0010.59±0.001总淀粉，%67.28±0.6167.58±0.4566.29±0.7700.511.522.533.5407142128储藏时间(d)抗性淀粉含量%LAMAHA**重复=2；SEM=0.00033直/支比时间直/支比×时间＜0.0001＜0.0001＜0.0001**图2-1玉米直/支比和储藏时间对膨化玉米抗性淀粉含量的影响(g/g)表2-2玉米直/支比和储藏时间对膨化玉米淀粉消化率的影响(g/g)储藏时间（d）07142128重复22222LA0.955a0.911bcd0.909bcd0.905bced0.904bcedMA0.921abcd0.892cdef0.891cdef0.885def0.884defHA0.921abcd0.929abc0.866ef0.857f0.854fSEM0.0134P值P-value直/支比时间直/支比×时间0.00050.01780.1142y=0.0007x+0.0121R²=0.9488P=0.00500.0000.5001.0001.5002.0002.5003.00007142128储藏天数（d）抗性淀粉含量（%）图2-2抗性淀粉含量与膨化玉米储藏时间的关系图2-3淀粉消化率与膨化玉米储藏时间的关系y=-0.0019x+0.9256R²=0.8850P=0.01720.8600.8800.9000.9200.94007142128储藏时间（d）淀粉消化率（%）图2-4淀粉消化率与抗性淀粉含量的关系y=-3.0916x+0.9647R²=0.7767P0.00010.8400.8800.9200.9601.0000.0000.5001.0001.5002.0002.5003.0003.5004.000抗性淀粉含量（%）淀粉消化率（%）博士学位论文答辩21讨论1.研究表明，来源于不同玉米的纯化淀粉经高压蒸煮后在冷却过程中会形成抗性淀粉，且抗性淀粉的形成与直/支比高度相关（SievertandPomeranz1996）。2.本试验研究膨化后玉米中的淀粉在储藏过程中的变化。结果表明：-直/支比越高的玉米，膨化后其抗性淀粉的含量越高，与上述纯化淀粉的特点相似。-膨化玉米储藏时间与淀粉的消化率存在强负相关。博士学位论文答辩22研究内容第二部分目的以仔猪为对象，进一步考察玉米淀粉直/支比对玉米－豆粕型日粮消化率的影响，为正确评估玉米营养价值和选择适合用于仔猪日粮的玉米提供理论依据。博士学位论文答辩23材料与方法1.酶制剂淀粉酶、蛋白酶、木聚糖酶和植酸酶同试验1。添加量见表6-1。2.玉米选择与膨化试验选用LA、HA两种玉米，将同一批次的LA、HA两种玉米均分为两份，其中一份直接粉碎，另一份进行膨化粉碎。。表6-1酶制剂水平酶高剂量酶组合H（g/t）木聚糖酶500蛋白酶830淀粉酶500表6-2试验设计试验处理玉米酶制剂正对照A低直支比不加负对照B高直支比不加处理C低直支比H-复合酶处理D高直支比H-复合酶处理E膨化A不加处理F膨化B不加博士学位论文答辩26体内试验设计3.体内试验选择6头体况较好的安装了回肠末端简单T-型瘘管的仔猪（13kg）进行6×6拉丁方试验。试验总共分为6期进行，每期每头猪按表6-5分别饲喂6种日粮（表6-3，6-4）。4.饲养管理试验共6期，每期7天。其它同第二部分试验3。表6-3日粮配方原料处理（添加比例%）ABCDEFLAHALA+酶HA+酶LA膨化HA膨化玉米LA63.763.7玉米HA61.961.9酶制剂添加添加膨化玉米LA60.4膨化玉米HA60.1豆粕（CP45%）32.634.432.634.435.936.2磷酸氢钙1.21.21.21.21.21.2石粉0.90.90.90.90.90.9食盐0.30.30.30.30.30.3二氧化钛0.30.30.30.30.30.3预混料111111合计100100100100100100表6-4日粮营养水平营养水平处理（添加比例%）ABCDEFLAHALA+酶HA+酶LA膨化HA膨化粗蛋白（%）19.7920.4519.7920.4520.9921.1消化能（Mcal/kg）3.383.383.383.383.383.38总淀粉（%）37.3037.3237.3437.3237.3037.33可消化赖氨酸（%）1.161.201.161.201.171.17可消化含硫氨基酸（%）0.660.670.660.670.690.69苏氨酸（%）0.760.780.760.780.800.81总钙（%）0.690.700.690.690.700.70有效磷（%）0.280.290.280.280.290.28博士学位论文答辩29材料与方法5.样品采集同第二部分试验三6.测定指标：淀粉和能量表观消化率。7.数据处理体内试验数据统计采用SAS8.0中的ANOVA程序进行拉丁方分析，并对显著因子的各水平进行Duncan多重比较。86889092949698100淀粉消化率%LAHALA+酶HA+酶膨化LA膨化HA处理组SEM=0.58P=0.0001图5-1直/支比、膨化和添加酶制剂对不同玉米豆粕日粮回肠末端淀粉表观消化率的影响bcdbcdaa58606264666870能量消化率%LAHALA+酶HA+酶膨化LA膨化HA处理组SEM=0.56P=0.0001表5-2直/支比、膨化和添加酶制剂对不同玉米豆粕日粮回肠末端能量表观消化率的影响bdbccdaa7576777879808182能量消化率%LAHALA+酶HA+酶膨化LA膨化HA处理组SEM=0.83P=0.05表5-3直/支比、膨化和添加酶制剂对不同玉米豆粕日粮粪能量表观消化率的影响abbbbab博士学位论文答辩33讨论1.玉米淀粉直/支比与消化率本试验中低直/支比玉米－豆粕日粮回肠末端淀粉和能量消化率极显著高于高直/支比玉米－豆粕日粮。这与Saito（2003）在大鼠，Perez和Aumaitre（1979）在猪上用蜡质玉米对比非蜡质玉米的结果一致。-但这些研究者采用了蜡质和非蜡质的原料做对比，而蜡质玉米的直链淀粉为零，因此两种日粮的直/支比差别较大。本试验采用的两种普通饲用玉米其直/支比分别为0.39和0.60，差别相对较小，但试验结果表明淀粉的消化率差别仍然极显著，充分说明了直/支比对淀粉和能量消化率的影响。博士学位论文答辩34讨论1.玉米淀粉直/支比与消化率玉米直/支比对粪能量表观消化率影响不显著，说明淀粉在大肠得到更加充分的消化。博士学位论文答辩352.直支比、膨化与消化率-目前为止尚未见到直/支比对膨化玉米在动物体内消化率的影响的报道。-在本试验中两种玉米膨化后的回肠末端淀粉和能量表观消化率差异不显著。两种日粮的淀粉消化率都接近100%。而高直/支比玉米－豆粕日粮粪能量消化率较低