不同品质玉米的营养特性及其在饲料中的应用

1 概述

　　玉米是畜禽饲料配方中主要的能量饲料，有“能量之王”的美誉。在饲料配方中使用量最大，一般都在50%以上。由于用量大，尽管玉米是以提供能量为主要功能，但是其提供的蛋白质占配合饲料中总蛋白质的三分之一左右，因此玉米也是非常值得重视的蛋白质资源。

　　由于玉米的赖氨酸和色氨酸含量低，并非优质的蛋白质来源，玉米育种学家很早就开始注意这一问题，并致力于玉米蛋白质品质的改良。经过长期的研究实践，改良玉米蛋白质品质目前主要是通过隐性突变基因Opaque-2及其与修饰基因的互作效应，提高玉米胚乳中谷蛋白含量，减少醇溶蛋白含量，达到改善氨基酸组成的目的。经过这一方法改良的玉米被称为“优质蛋白玉米”(Quality protein maize，QPM)。在此之前，利用Opaque-2隐性基因(没有修饰基因)选育改良的玉米称为高赖氨酸玉米(软质胚乳)，见表1。由于高赖氨酸玉米(软质胚乳)产量低于普通玉米，对病虫害的抵抗力较差，所以推广利用受到了限制，影响了推广应用，没有得到普及。但是，现在选育改良的优质蛋白玉米则不同，例如中国农科院作物研究所选育的“中单9409'’，解决了优质蛋白玉米的质优与高产、抗病力的矛盾问题，产量比普通玉米提高8%～15%，赖氨酸和色氨酸含量提高50%左右，亮氨酸:异亮氨酸比值提高，总尼克酸、游离尼克酸含量提高。

　　尽管目前优质蛋白玉米的普及推广还处于初始阶段，种植普及不够，但只要优质蛋白玉米的产量及其抗病力改善，普及推广只是时间问题，在满足人们膳食的同时，可以广泛应用于畜禽饲料生产中来。

　　2 不同品质玉米饲料常规成分及营养价值比较

表1 正常、软质、硬质胚乳类型玉米的蛋白质组成

表2 高蛋白质玉米、普通1级玉米及高赖氨酸玉米的主要饲料成分指标比较

表3 高蛋白质玉米、普通1级玉米及高赖氨酸玉米的氨基酸消化率比较

　　许多国家都在进行高蛋白、高赖氨酸及高油等优质玉米的培育改良工作，但品质变异较大。就不同品种的高赖氨酸玉米而言，其蛋白质含量差异不大，而赖氨酸含量在0.33%～0.54%范围内，平均0.38%，比普通玉米增加46%;色氨酸含量平均为0.083%，比普通玉米增加66%。亮氨酸含量下降，其异亮氨酸:亮氨酸比值比普通玉米增加20%，分别为0.3%和0.36%，对缓解异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸拮抗，提高畜禽饲料氨基酸平衡性有利。此外，农业部跨越计划项目中的部分研究试验(翟少伟，2002)结果及国外的研究结果未发现优质蛋白玉米与普通蛋白玉米在有效能值上的差异。中国饲料数据库情报网中心结合“中国饲料成分及营养价值表2002版”的修订工作，总结了国内外在测定及评定高蛋白质玉米、高赖氨酸玉米及普通玉米的饲料成分及营养价值的研究成果，于表2中列出了这3种玉米的常规成分、饲料能值、氨基酸含量数据。表3总结了3种玉米的猪饲料氨基酸回肠真消化率及不去盲肠的鸡饲料氨基酸真消化率。

　　如表2所示，与普通1级蛋白玉米相比，高赖氨酸玉米的赖氨酸、色氨酸、精氨酸分别比普通玉米提高50%、11%、28%，而蛋氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸则分别下降了16%、20%和10%。

　　就猪饲料真消化率而言，高赖氨酸玉米与普通玉米的赖氨酸的消化率基本接近，而高赖氨酸玉米的蛋氨酸消化率有降低的趋势;对于用作鸡饲料而言，主要限制性氨基酸是赖氨酸和蛋氨酸的真消化率，高赖氨酸玉米均表现出增加的趋势。但是，在一般情况下，差异不显著。那么，就普通玉米GB l级与高赖氨酸玉米在相同价格前提下，其性能价格比究竟谁胜谁劣，应成为新的玉米品种能否推广应用以及饲料厂选购原料极为关心的问题，即性能价格比的问题。要回答这个问题，恐怕只有从具体的配方筛选中，去窥探各自的特点。

　　3 高赖氨酸玉米与普通玉米的选用

　　考虑到目前以有效氨基酸设计饲料配方受到多种因素的制约，本文还是以饲料中氨基酸化学含量为基础筛选配方。选用的计算工具为中国饲料数据库情报网中心最新研制成功的网络远程饲料配方系统，利用饲料数据库的饲料营养成分表和相关知识参考库资源进行远程配方计算。

表4 典型的包含两种玉米的肉鸡(0～3周龄肉用仔鸡)线性规划配方模型

表5 典型的包含两种玉米的肉鸡(0～3周龄)最低成本配方

　　以计算一个典型的肉仔鸡配合饲料为例，选用的饲养标准为0～3周龄肉仔鸡的营养需要量，所采用的原料有普通玉米、高赖氨酸玉米、豆粕、棉籽粕、鱼粉、磷酸氢钙、石粉、蛋氨酸、赖氨酸、食盐、玉米油。在给出原料价格、用量限制并按线性规划原理由系统生成的配方模型列在表4中。为考察两种玉米的性能价格比，特给定两者的价格相同，如表4所示均为0.92元/kg。

　　利用远程配方系统对表4所示配方模型(配方1)及从表4模型中去掉高赖氨酸玉米所得配方模型(配方2)分别进行优化计算，其计算结果一并列在表5中：配方1是在模型中同时提供2种玉米并不附加用量限制的前提下，自由优化出的满足所有约束条件下的最优配方，表明在高赖氨酸玉米的价格与普通玉米持平时，它能部分替代普通玉米的使用量(本例为10.40%)，说明普通玉米的营养综合性能在这一特定的配方模型下优于高赖氨酸玉米。这与当初人们选育高赖氨酸玉米品种，寄期望改善其氨基酸的平衡性，提高其使用价值，一般情况下认为其性能价格比优于普通玉米的初衷有出入。如果市场上高赖氨酸玉米的价格高于普通玉米，那么就目前国内的高赖氨酸玉米的品质而言，与普通玉米恐怕更无竞争力。从表2、表3的数据不难看出，尽管通过选育确实达到提高赖氨酸含量的结果，但是伴随的结果是其他氨基酸尤其是含硫氨基酸的含量下降，这就向品种选育工作提出了挑战。这也是为什么高赖氨酸玉米迟迟不能大量推广的原因之一。

　　以上仅是以配制肉鸡料配方为例，当然不能以点概面。如果配方的目标不同，原料的选择与组合不同，充当添加剂原料的单体蛋氨酸、单体赖氨酸的价格的高低不同等，可能会导致普通玉米与高赖氨酸玉米在不同的配方中具有不同的比例，但是可以肯定地说，在目前就是将高赖氨酸玉米的价格最大限度地降至与普通玉米相同的条件下，它也不能完全取代普通玉米。

　　4 讨论

　　新世纪在我国制约畜牧业发展的主要因素之一是全国人均占有粮食数量不可能有大的增加，而国家可以提供的“R&D”的经费仅占GDP的0.5%或更少，仅是发达国家的1/5～1/7，在这种国情国力条件下，我国的饲料工业和畜牧业的出路何在? 饲料粮从何处挖掘? 答案依然是依靠科技进步。据测算，我国每年饼粕类蛋白质饲料缺口至少在2560万t以上，而合成赖氨酸约3万t左右，加之我国粮食种植面积逐渐减少是一个必然趋势，大豆种植量的增加有限，而由于技术、原料(玉米、淀粉等)、建设厂房及防止环境污染需要大量的资金投入

　　就目前通过中国饲料数据库情报网中心收集到的有关优质蛋白玉米的养分数据分析，现在还不到大力推广使用高赖氨酸玉米的时候。这是因为就高赖氨酸玉米品种本身而言，其性能尚不稳定，还处在品种进一步选育阶段。其次，对包括高赖氨酸玉米在内的优质蛋白玉米的营养价值的评定工作也很肤浅，并不系统和完善。但是，不容置疑，从长计议，研究和推广种植高蛋白、高能量、高赖氨酸等优质玉米并在畜禽饲料中大力推广应用，是解决我国能量饲料及蛋白质饲料原料日趋紧张的主要措施之一。