如何提高教槽料的营养利用效率上海牧冠股份有限公司

陈祖明

1

纲要

一、酶制剂的效能及使用关键

二、功能性胺基酸及 peptide 的效能及应用

三、霉菌毒素调查报告

四、结论

3

4

5

6

Newly weaned pigs have limited capacity of protein digestion due to low gastric HCl secretion and low pancreatic proteolytic enzyme secretion.

Age(days)

Items 9~12 18~21 27~28

Milk-fed 3.4 4.0 7.6

Creep-fed 2.8 6.0 11.6

Unit: mmol H+/hr Cranwell (1985)

7

内忧

营养成份值的虚虚实实

玉米表观代谢能 (as fed) 14.0 - 16.4 兆焦 / 公斤13.9 - 16.0 兆焦 / 公斤

Leeson et al. (1993)Jiang (2004)

8

丹尼斯克玉米收穫報告， 220 個樣品

淀粉含量 %

淀粉的体外消化率 %

56%

25%

73%

69%

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

玉米 / 豆粉日粮中玉米中的淀粉可提供 45% 的表观代谢能 !

外患

2750

2800

2850

2900

2950

3000

3050

3100

1 2 3 4 5 6 7 8

玉米样品

回肠可消化能 ( 仟卡 / 公斤 )

对照组 : 12.2 兆焦 / 公斤 (CV 2.8%)

+ XAP: 12.6 兆焦 / 公斤 (CV 1.3%) 对照组 : 14.2 兆焦 / 公斤 (CV 5.4%)

Reference: Danisco Technical reports 1300.CAN.96.21 and 1500.UK.98.38

1 2 3 4 5 6 7 8 9

14.9

12.9

15.2

13.6

15.3

13.4

15.2

14.3

14.9

14.0

15.4

14.7

15.7

15.0

15.8

15.1

16.0

15.2

+ Xylanase: 15.4 兆焦 / 公斤 (CV 2.4%)

小麦表观代谢能 ( 兆焦 / 公斤 干基 )

酶制剂与养分的利用利用酶制剂释放及提升营养成份，缩小变异程度，将有利于降低安全边际用量，并可进一步减少配方成本浪费

小麦样品

9

y = 0.03x

R2 = 0.56

y = 0.03x

R2 = 0.42

y = 0.12x

R2 = 0.96

y = 0.13x

R2 = 0.94

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

Apparently undigested fraction of amino acid (g/kg)

Ap

pa

ren

t u

plift

on

am

ino

ac

id

dig

es

tib

ilit

y (

g/k

g)

XA-Corn/SBM XAP-Corn/SBMXA-Corn/SBM/DDGS XAP-Corn/SBM/DDGS

改善 3%

改善 12.5%

9.5 %

酶制剂对胺基酸消化率的改善与日粮中回肠不可消化胺基酸浓度成正比

10

饲料酶制剂的受质使用酶制剂的主要功能为改善动物消化道内营养份的利用。可透过下列手段来达成●降解抗营养因子 ( 如：植酸酶 )

●提供动物所缺乏的作用活性 ( 如：非淀粉多糖酶 )

●补充动物内源酶的不足 ( 如：淀粉酶、蛋白酶 )

酶制剂使用前应有的认知●何种受质 ( 即酶制剂作用的目标 ) ?

●饲料中该项受质的含量多寡 ?●营养份的消化率是否能够显着地改善 ?

饲料中主要的目标酶为●非淀粉多醣 ( 可溶性与不溶性 )

●植酸盐●淀粉 ( 谷物 ) 与蛋白质 ( 谷物与动物 / 植物蛋白源 )

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选择酶制剂的关键小麦 / 大麦：代谢能的变异主要来自于 ( 可溶性 ) 非淀粉多醣

– 使用纤维分解酶 ( 如：木聚醣酶 ) 可以处理多数代谢能的变异，进一步的利益系来自于淀粉与蛋白质的水解。

玉米 / 高粱：代谢能的变异主要来自于淀粉 / 蛋白质的交感作用

– 使用“简单的”纤维分解酶 ( 无淀粉酶或蛋白酶活性 ) 显然不是最适当的选择，此因纤维分解酶对代谢能变异的改善有限。

回肠粗蛋白消化率 (%) 回肠可消化能 ( 仟卡 / 公斤 )

XAP: 木聚醣酶、淀粉酶、蛋白酶 XB: 木聚醣酶、葡聚醣酶 M: 甘露聚醣酶

对照 (C) C + XAP C + XB C + M 对照 (C) C + XAP C + XB C + M

玉米 / 豆粉日粮

主要的受质• 淀粉• 蛋白质• 非淀份多醣 ( 阿拉伯木聚醣 )

79.2

82.7

a

c

b bc81.4 81.2

3306 a

3493 c

3363 b

3355 b

Reference: Hu et al. (2010)

12

• Utilization of dietary protein is possible after a protein is digested to

– Single amino acids: absorbed by amino acid transporters, “Systems” (less than 40%)

– Di-/tri-peptide: absorbed by peptide transporters: PEPT1, PEPT2, etc (more than 60%)

– Small peptide: for newborns

(i.e., immunoglobulins)

13

蛋白质的吸收途径

Marker

Phospholipase B (97.4kD) Bovi

ne Serum Albumin (66.2kD)

Ovalbumin (45kD)

Carbonic anhydrase (31kD)

Soybean trypsin inhibitor (21.5kD)

Size of peptide

Larger

Hydrolysis of soy peptide Before After

Size of peptide

Larger

Lysozyme (14.4kD)

Smaller

Phospholipase B (97.4kD) Bovi

ne Serum Albumin (66.2kD)

Ovalbumin (45kD)

Carbonic anhydrase (31kD)

Soybean trypsin inhibitor (21.5kD)

Marker

Hong et al., 2004SDS-PAGE

14

Table 1.Analysis of various protein diets

De-hull SBM Fish Meal Fermented

SBM AFermented

SBM BFermented

SBM C

Moisture （ %） 11 12 7.8 5.8 6.0

Crude Protein（ %） 47 65 50.28 50.68 51.2

Total Amino Acid（ %） 44.65 53.95 38.27 43.73 50.99

AA in Crude Protein（ %） 95.0 83.2 76.12 86.26 99.6

Non-amino Nitrogen (%) 5.0 17.8 23.8 13.7 0.4

Digestibility（ %） 83 92 92.9 93.9 99.4

True Digestible AA (%) 37.01 49.63 35.56 41.09 50.68

Antigen (ppm)

60000~80000 -- 34600 53040 10000

15

Peptide – Stimulates the development, re-generation of intestinal villus

•20 AA day-old chickens assigned to 2 diet

groups.

•The test diets were formulation by adding

2.5% peptide(equvelent of 150 ppb of

ZutideGALG ) into the control diet.

•The chickens were fed the 2 diets for 10 days

respectively.

•On day-10, 3 chickens from each group were

scarified and a section of jejunum was

sampled and prepare for SSEM

16Peptide 2.5% Control

Peptide – Stimulates the proliferation of intestinal probiotics

17

Table 2.

Functional AA from peptides• Arg, Gln, Leu, Trp, and Met are considere

d as functional amino acids.• Arg, Gln, Glu, Pro, Asp, Asn, Orn, and Cit

are inter-convertible via complex inter- organ metabolism in most mammals (including pigs).

Wu, Kim, et al. (2007) Livestock Sci. 112:8-22 18

• Glutamine

– Gln is a major energy substrate for enterocytes and lymphocytes (for proliferation)

– Gln is an essential precursor for N-acetylglucosamine-6-P for mucosal cells.

– Synthesis of Arg from Gln in enterocytes.

– Prevention of intestinal atrophy

– Stable in stomach and duodenum of piglets.Wu, Kim, et al. (2007) Livestock Sci. 112:8-22

19

500400

300200

1000

CON CON PP Gln

E. coli K88 challenge

• Glutamine– Gln supplementation alleviated growth depression of

E. coli K88-challenged pigs by improving gut health.

350

300

250

200

150

100

500

CON CON PP Gln

E. coli K88 challenge

Yi et al. (2005) J. Anim. Sci. 83:634-643

20

D7 D14D21

L-Arg supplementation (%)

0 0.20.4

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

• Arginine: Piglet growth

Kim, McPherson, and Wu (2004) J. Nutr. 134:625-630

21

D7 D14 D21L-Arg supplementation (%)

0 0.20.4

D7 D14 D21L-Arg supplementation (%)

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0 0.20.4

Kim, McPherson, and Wu (2004) J. Nutr. 134:625-630

• Arginine: Piglet growth

22

RM Control FM,5% DPS,3.5% FSBM,6% FSBM1.75%+DPS1.75%

FSBM3%+FM2.5%

Corn 45.45 49.97 50.30 47.93 50.25 48.95

SBM, 46.5% 40.01 31.42 31.38 31.40 31.40 31.39

FM - 5 - - - 2.5

FSBM - - - 6 1.75 3

DPS - - 3.5 - 1.75 -

Whey 10 10 10 10 10 10

Soybean oil 1 1 1 1 1 1

MOP, 21% P 1.53 0.90 1.38 1.55 1.45 1.23

Limestone 0.98 0.68 1.13 0.98 1.08 0.83

L-Lys·HCl 0.15 0.15 0.32 0.22 0.32 0.19

DL-Met 0.12 0.11 0.16 0.14 0.17 0.13

L-Thr 0.06 0.07 0.13 0.08 0.13 0.08

PREMIX 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70

Total 100 100 100 100 100 100

Calculated

ME, Kcal/kg 3,325 3,358 3,340 3,325 3,333 3,340

Total Lys, % 1.53 1.53 1.53 1.53 1.53 1.53

Table 3. Diet composition ( as-fed basis)

23

Item Control FM,5% DPS,3.5% FSBM,6% FSBM1.75%+DPS1.75%

FSBM3%+FM2.5%

D 0~14

ADG,g 252a 268a 313b 269a 302b 255a

ADFI,g 331x 356xy 366y 343xy 355xy 334x

G:F 0.75a,x 0.75a,x 0.86c,y 0.79ab,x 0.85bc,y 0.76a,x

D 15~28

ADG,g 516ab,xy 535ab,y 529ab,xy 546b,y 500a,x 540b,y

ADFI,g 720xy 724xy 723xy 740xy 701x 746y

G:F 0.72 0.74 0.73 0.74 0.72 0.72

D 0~28

ADG,g 383a,y 402ab,xy 421b,x 407ab,x 401ab,xy 396ab,y

ADFI,g 525 540 544 541 528 538

G:F 0.73b,x 0.74ab,xy 0.77a,z 0.75ab,xyz 0.76ab,yz 0.74b,xy

Table 4.Effects of fish meal, fermented soybean meal, and dried porcine solubles on nursery pig performance

Jones et al., J. Anim. Sci. 2010. 88:1725–1732 24

ab: P < 0.05 Kim et al. 2003. J. Anim. Sci. 81:49

32%

a

b b

25

ab

ab

14%

ab: P < 0.05 Kim et al. 2005. J. Anim. Sci. 83:116

26

14%

Y = 204.07 + 32.81 x PP + 34.65 x PeptideP(PP)=0.0010, P(peptide)=0.0011, P(I)=0.0001, P(model)=0.0013

P(slopes of PP vs. Peptide)=0.83

Relative bioavailability of soy peptide toplasma protein: 105.6% (34.65/32.81)

Kim et al. 2004. J. Anim. Sci. 82:40

27

P < 0.10 (Peptide vs. SBM)

Monson et al. 2007. J. Anim. Sci. 85:148

SBM

Plasma

Peptide

‘Reduced inflammatory stimulation’

28

Chronic and acute toxicity :

Dose related problems :

Low contamination

do not induce clinical

symptoms but animals

are weakened (immune

defenses decreased)

剂量的多寡影响问题的产生： 低剂量毒素并不会造成临床症 状的产生，但是动物本身会感 到虚弱（ ex免疫能力下降） Influence of environmental conditions 环境因素的影响

Death

clinical symptoms

metabolic disorders

immune suppression RISK

DURATION OF FEEDING THAT DOSE

DOSE 1

DOSE 2

DOSE 3

Death

clinical symptoms

metabolic disorders

immune suppression RISK

DURATION OF FEEDING THAT DOSE

DOSE 1

DOSE 2

DOSE 3

29

• 样品：一般谷物与全价料共 9,879 件来自中国 , 日本 , 韩国 , 马来西亚 , 菲律宾 ,

台湾 , 泰国 , 越南 , 印尼• 分析方法

– 酵素免疫吸附呈色法 (ELISA, Vicam)– 高效液相层析仪 (HPLC)– 液相层析串联式质谱仪 (HPLC/MS/MS)

• 分析 6 种霉菌毒素 :

台湾朝阳科技大学对霉菌毒素之调查 2007 年 4 月 ~ 2012 年 12 月

30

Aflatoxin B1 (AFL)

黃曲毒素Fumonisin B1 (FUM)

煙曲毒素Zearalenone (ZEA)

玉米赤霉烯酮Vomitoxin (DON)

嘔吐毒素Trichothecenes(T-2)

單端孢霉毒素Ochratoxins A(OCH)

赭曲霉毒素

各种霉菌毒素平均含量 ( 中国 ) 2007 年 4 月 – 2012 年 12 月

31

玉米赤霉烯酮平均含量 ( 亚洲 ) 2007 年 4月 – 2012 年 12月

32

OH

HO

O

O

Me

O

呕吐毒素平均含量 ( 亚洲 ) 2007 年 4月 – 2012 年 12月

HOMe

O

O

MeOHOH

H

OH

33

1. 为确保配方设计值不被高估或低估，采样的频率及有效性， 值得再确认

2. 使用复合酶可有效提升营养利用率，减少因原料成分变异，造成之成本浪费，确保配方之稳定性

3. 教槽料使用含功能性胜肽水解蛋白，可以保护动物肠道绒毛，促腸道有益菌之增殖

4. 教槽料使用含功能性胜肽水解蛋白，可创造相当于或优于高 价动物性蛋白 (ex. 曼哈顿鱼粉、脱脂奶粉、血桨蛋白 ) 之生 长性能

5. 霉菌毒素需要严密监控，扩大检视 (ex. DON 、 F2 、 FUM)

结论

34

谢谢大家

35

感谢资料提供 :1.NC STATE UNIVERSITY Dr.KIM2. DU PONT DANISCO公司3.台菌公司4.Amlan公司