当前,国内畜牧业面临严峻的挑战和困境,饲料、养殖、销售等方面面临诸多问题,利润空间严重挤压,企业生存经营压力巨大,就饲料而言,主要的饲料原料玉米、豆粕、鱼粉都需要大量进口,受全球农产品交易市场的干扰,玉米、豆粕等原料供给紧张且价格居高不下,开发非常规原料及提升饲料质量成为公司降本增效的重要举措。
蚕沙,是蚕的粪便、残余的桑叶及垫料的混合物,由于蚕对食物消化率低及生物富集作用,使蚕沙中残留大量的营养成分及黄酮、生物碱、叶绿素、可溶性多糖等活性物质,医籍记载蚕沙具有祛风除湿,和胃化浊,活血通经的功效,蚕沙入药可治疗多种疾病,例如风湿病、血液病、代谢病及消化病等。目前在农业、工业、医药等领域都有研究。
蚕沙具有较高的营养价值,且作为中药,在疾病治疗及预防保健上具有重要作用,可用于替代常规饲料原料或开发功能性饲料,在降低饲料成本的同时赋予了产品绿色、高效的意义。我国年产蚕沙500万吨,市场空间巨大。
1、蚕沙营养及活性成分
蚕沙营养成分见表1,活性成分见表2。
表1 与常规饲料营养成分对比(干物质)%
原料 | 蚕沙 | 豆粕 | 玉米 | 麦麸 | 米糠 | 木薯干 | 甘薯干 | 苜宿草粉 |
常规成分 | ||||||||
粗蛋白 | 12.27~31.58 | 44.3 | 8.4~10.3 | 14.3~16.2 | 14.5 | 2.5 | 4 | 14.3~19.1 |
粗脂肪 | 1.2~5.24 | 1.5 | 3.4~5.3 | 2.8~4.0 | 15.5 | 0.7 | 0.8 | 2.1~2.6 |
粗灰分 | 7.2~17.75 | 6 | 1.2~1.3 | 4.8~5.2 | 7.6 | 1.9 | 3 | 7.6~10.1 |
粗纤维 | 8.5~20.91 | 5.4 | 2.2~2.6 | 6.8~8.9 | 6.8 | 2.5 | 2.8 | 22.7~29.8 |
钙Ca | 1.16~3.0 | 0.33 | 0.01~0.16 | 0.1~0.14 | 0.05 | 0.27 | 0.19 | 1.34~1.52 |
磷P | 0.14~0.74 | 0.78 | 0.25~0.36 | 0.93~1.11 | 2.37 | 0.09 | 0.02 | 0.19~0.51 |
氨基酸类 | ||||||||
精氨酸Arg | 0.36~0.72 | 3.38 | 0.38~0.5 | 0.88~1.03 | 1.2 | 0.4 | 0.16 | 0.61~0.78 |
组氨酸His | 0.19~0.45 | 1.17 | 0.22~0.29 | 0.37~0.42 | 0.44 | 0.05 | 0.08 | 0.19~0.39 |
异亮氨酸Lie | 0.49~1.0 | 1.99 | 0.26~0.28 | 0.46~0.53 | 0.71 | 0.11 | 0.17 | 0.58~0.68 |
亮氨酸Leu | 0.77~1.22 | 3.35 | 0.74~1.13 | 0.88~0.99 | 1.13 | 0.15 | 0.26 | 1.0~1.20 |
赖氨酸Lys | 0.3~0.78 | 2.68 | 0.25~0.36 | 0.56~0.65 | 0.84 | 0.13 | 0.16 | 0.6~0.82 |
蛋氨酸 Met | 0.09~1.29 | 0.59 | 0.15~0.21 | 0. 22~0.24 | 0.28 | 0.05 | 0.06 | 0. 18~0.21 |
胱氨酸 Cys | 0.02~0.45 | 0.65 | 0.18~0.24 | 0.31~0.33 | 0.21 | 0.04 | 0.08 | 0.15~0.22 |
苯丙氨酸 Phe | 0.53~0.74 | 2.21 | 0.36~0.47 | 0.57~0.64 | 0.71 | 0.1 | 0.19 | 0.59~0.82 |
酪氨酸 Tyr | 0.35~0.88 | 1.47 | 0.28~0.37 | 0.34~0.44 | 0.56 | 0.04 | 0.13 | 0.38~0.58 |
苏氨酸 Thr | 0.36~0.92 | 1.71 | 0.30~0.34 | 0.45~0.52 | 0.54 | 0.1 | 0.18 | 0.45~0.74 |
色氨酸 Trp | 0.19 | 0.57 | 0.06~0.09 | 0.18~0.26 | 0.16 | 0.03 | 0.05 | 0.24~0.43 |
缬氨酸 Val | 0.04~0.94 | 2.09 | 0.36~0.46 | 0.65~0.73 | 0.91 | 0.13 | 0.27 | 0.58~0.91 |
天冬氨酸 | 0.74~2.23 | |||||||
谷氨酸 | 0.92~2.76 | |||||||
甘氨酸 | 0.75~1.38 | |||||||
丙氨酸 | 0.48~0.99 | |||||||
脯氨酸 | 0.50~0.86 | |||||||
丝氨酸 | 0.39~0.89 |
研究表明,蚕沙的营养组成与玉米、苜宿草粉等常规饲料原料相当,富含18种氨基酸及钙、磷、镁、钾等矿物质。粗蛋白含量高于玉米、麦麸等能量饲料,限制性氨基酸赖氨酸含量优于玉米、麦麸、甘薯干、红薯干,蛋氨酸含量则高于上述7种常规饲料原料,钙的含量较常规饲料丰富,可用于补充饲料中的矿物元素。蚕沙的营养组成受地域、蚕不同日龄阶段、食物来源及加工处理方式等因素的影响而有所差异。
经测定,蚕沙在猪上的消化能为11.02MJ/kg;在兔上的消化能为6.96 MJ/kg,代谢能为6.47 MJ/kg;在羊上的代谢能为8.27 MJ/kg;在鹅上的AEM为6.19MJ/kg,TME为7.07MJ/kg。
表2 蚕沙活性成分
类别 | 物质 | 含量 |
黄酮类(ug/g ) | 异槲皮苷 | 0.24-14.25 |
芦丁 | 0.35-4.17 | |
紫云英苷 | 0.56-6.6 | |
生物碱 (mg/g ) | 1-脱氧野尻霉素(DNJ) | 0.04-1.05 |
荞麦碱 | 0.02-0.71 | |
多糖类 (%) | 中性多糖 | 3.49-6.54 |
酸性多糖 | 2.87-5.31 | |
叶绿素类(ug/g ) | 叶绿素a | 0.13-1.65 |
叶绿素b | 0.18-0.97 | |
类胡萝卜素 (%) | 叶黄素 | 0.12-0.95 |
β-胡萝卜素 | 0.04-0.37 |
黄酮类成分可清除多种自由基,维护细胞完整性,具有良好的抗氧化活性和药理活性;生物碱类成分中DNJ具有抗肿瘤、降血糖、抗病毒和抗氧化等多种药理作用,与糖苷类物质协同作用可以修复受损组织,改善胰岛素抵抗、调节糖脂代谢;蚕沙中的可溶性多糖含量约为9%,多为果胶类物质,具有较强的抗菌活性,能有效缓解重金属中毒;叶绿素具有降低毒性抗氧化、改善贫血等多种功能;类胡萝卜素对水产动物生长发育、免疫及体色具有重要作用,适量β-胡萝卜素可以提高中华绒螯蟹抗氧化免疫性能、组织色泽。
2、蚕沙在畜禽水产中的应用
目前,蚕沙主要是用于替代饲料中麦麸或者是部分基础日粮,大量试验结果表明,饲料中添加适量的蚕沙对猪、羊、鸡、鹅、兔、鱼的生产性能、肉品质及免疫方面都产生积极的影响。在猪、鸡、鹅上,可100%替代麸皮,取得提高增重及降低料比的效果;在羊上,用于替代较大比例的精料,可提高屠宰性能改善肉品质;在鱼上,可替代部分能量饲粮,有提高机体免疫及改善肉品质的作用。蚕沙在畜禽水产中的应用见表3。
表2 蚕沙在畜禽水产中的应用
试验对象 | 蚕沙添加比例 | 替代常规原料 | 试验结果 | 用量推荐 | 参考文献 |
二元猪 | 7%、 | 10%麦麸 | 育肥生猪饲料中添加 7%蚕沙可以提高日增重、饲料转化率,降低饲料成本,估算平均每头增加盈利近55元。 | 7% | 王建科 (2007) |
三黄肉雏鸡 | 5% | 同比例100%替代麸皮 | 蚕沙组的平均增重、料肉比都优于对照组,每只鸡多获利0.3元。 | 5% | 郑学斌 (2003) |
肉羊 | 20%、 | 20%蚕沙替代10%麸皮;30%蚕沙替代5%麸皮和部分豆粕;40%蚕沙替代10%豆粕 | 20%-30%蚕沙可提高肉羊的屠宰率、胴体重 、GR值、心重和脾重;提高肌肉中粗蛋白、粗脂肪含量,改善肌肉嫩度。 | 30% | 孙丽莎 (2015) |
黑山羊 | 替代精料的25% 、50%、75%、100% | 替代精料 | 不同比例蚕沙替代精料,均能提高山羊干物质采食量,50%添加将显著降低干物质消化率和代谢率,25%则没有影响。 | ≤50% | 郭春华 (2011) |
仔鹅 | 3%、6%、 | 替代基础饲粮 | 适量的蚕沙添加量对仔鹅生长性能、屠宰性能、脏器指数、体格发育、肌肉品质和营养成分含量没有不良影响,并能促进肠道的生长发育,可能具有改善肌肉嫩度,提高硫胺素含量的作用。 | ≤6% | 张得才 (2015) |
莱茵公鹅 | 10%、 | 同比例替代麸皮 | 添加15%的蚕沙,可显著提高成年公鹅平均日增重,提高肉品质,降低料重比,预估每只多盈利 1.11元。 | 15% | 陈翠玲 (2007) |
新西兰肉兔 | 20% | 替代基础饲粮 | 提高粗纤维消化率15.15%、提高氮沉积4.76%。 | 20% | 柏雪 (2011) |
草鱼 | 5%、10%、 | 部分面粉和玉米淀粉 | 10%以内的发酵蚕沙不会影响草鱼的生长性能,并在一定程度上提高其非特异性免疫水平;超过15%,草鱼生长性能和消化能力下降,肠道炎症的风险提高。 | 8.65% | 吴仓仓 (2023) |
草鱼 | 10% | 14%的全脂米糠 | 不影响草鱼的生长性能,不会损伤草鱼肝脏和肠道的组织形态,会降低肌肉的水分含量,显著提高肌肉的蛋白质、鲜味氨基酸和必需氨基酸含量,改善草鱼肌肉质构特性,提高肌肉品质。 | 10% | 周东来 |
参考文献
[1]肖建京,刘明,王云胜等.蚕业资源的食用及药用价值[J].中国蚕业,2007(03):11-14.
[2]陈乐乐,黄静,邝哲师等.蚕沙的饲用价值及应用现状与开发前景展望[J].蚕业科学,2017,43(05):713-719.
[3]莫炳巧,刘开莉,肖潇等.广西地区蚕沙成分分析—桂蚕8号为例[J].广西蚕业,2023,60(02):20-25..
[4]孙丽莎.蚕沙的饲用价值评定及其在肉羊饲养中的利用[D].扬州大学,2015.
[5]杜周和,严旭,张智勇等.家蚕的营养摄食特性及蚕沙的饲用价值[J].江西农业学报,2021,33(04):91-97.
[6]亐开兴,李乔仙,吴文荣等.桑叶与蚕沙作为畜禽饲料的营养价值评定[J].云南农业大学学报(自然科学),2018,33(02):233-239.
[7]张得才.蚕沙的营养价值评定及其在仔鹅饲粮中的应用研究[D].扬州大学,2015.
[8]柏雪,张艳,郭春华等.蚕沙作为山羊饲料营养价值的评定[J].饲料研究,2011(04):77-79.
[9]中国饲料成分及营养价值表(2022年第33版)制订说明[J].中国饲料,2022(23):109-119.
[10]郑天瑶,戴新新,宿树兰等.不同产地、不同龄期蚕沙中多类型资源性化学成分的分析与评价[J].药物分析杂志,2019,39(04):624-637.
[11] 陈翠玲,陈晓华,卢广林等. 生长猪日粮中蚕沙的饲用价值研究 [J]. 吉林农业科学, 2007, (04): 46-48.
[12] 柏雪,郭春华,谢晓红等. 蚕沙在肉兔体内的消化代谢特性 [J]. 贵州农业科学, 2011, 39 (12): 159-161+164.
[13] 李彦品,王志跃,杨海明等. 蚕沙作为鹅饲粮的营养价值评定 [J]. 动物营养学报, 2015, 27 (12): 3840-3845.
[14]郑钦华.超声波辅助酶法提取桑叶黄酮类化合物及其抗氧化活性的研究[D].吉林大学,2023.
[15]张月月.1-脱氧野尻霉素(DNJ)衍生物的化学合成及其生物活性研究[D].江苏科技大学,2021.
[16]韩晓旭.桑叶1-脱氧野尻霉素分离及其与糖苷类物质协同降糖作用[D].哈尔滨工业大学,2020.
[17]周雯.蚕沙低甲氧基果胶的提取、性质及其应用研究[D].江南大学,2015.
[18]王贺泽,丁宏标,李习龙等.叶绿素及其在动物生产中的应用[J].饲料工业,2020,41(06):7-10.
[19]郑倩倩,王小芳,路丽娟等.蚕沙中叶黄素和β-胡萝卜素的含量测定及提取条件优化[J].食品与药品,2022,24(02):127-132.
[20]张丽莉,王国栋,黄世玉等.水产动物类胡萝卜素的吸收、代谢和沉积机制研究进展[J/OL].大连海洋大学学报.2023,10(07):1-15.
[21]姜晓东,朱凌翔,成永旭等.育肥饲料中添加β-胡萝卜素对中华绒螯蟹雌体卵巢发育、抗氧化免疫性能和组织色泽的影响[J/OL].海洋与湖沼:2023,10(07):1-18.
[22]王建科,任淑文,李志等.利用蚕沙喂猪的试验[J].蚕业科学,2007(01):142-145.
[23]郭春华,柏雪,黄艳玲等.蚕沙对乐至黑山羊日粮干物质、能量和蛋白质消化代谢的影响[J].西南农业学报,2011,24(03):1144-1148.
[24]郑学斌,李冬梅.蚕沙饲喂肉鸡的试验研究[J].山东家禽,2003(03):14-15.
[25]陈翠玲,陈晓华,赵玮等.育肥鹅日粮添加蚕沙的试验研究[J].中国科技信息,2007(01):64-65.
[26]吴仓仓,何吉祥,吴本丽等.饲料中添加发酵蚕沙对草鱼生长、消化、免疫及炎症反应的影响[J].动物营养学报,2023,35(03):1883-1894.
[27] 周东来,符兵,钟文豪等. 饲料中添加蚕沙对草鱼生长性能、肝肠组织形态和肌肉品质的影响 [J/OL]. 饲料工业, 1-16[2024-03-19].