飼料配合講座(一)

        本省飼料工業發展神速,尤以近年來各種養殖水產飼料之不斷開發,使水產養殖邁入新的境界。飼料配合之技術日新月異,筆者現就飼料原料、禽畜及魚類之營養需要,飼料添加物之使用及配方設計等四方面作一深入之連續報導,俾供從事有關畜牧及養殖水產飼料業者之參考。

第一篇   原   料

        禽畜及養殖水產配合飼料所使用之單味原料種類很多,本篇將其分類為壹:穀類、貳:麩糠類、參:植物油粕類、肆:動物性飼料、伍:其他原料等五類。

壹、穀類飼料(Cereal Grains)

        穀物,其定義為禾本科的禾穀類植物種子,其栽培之目的乃在於其含有高能量的種子,各個國家間對於穀類利用的種類,因其人類和家畜所食用的穀類種類而定。例如:於美國大部分的小麥都當作人類的食物,而歐洲則因小麥過剩,大量的小麥用於禽畜的飼料,在墨西哥,玉米則是屬於人類食物穀物,而高梁則為主要的穀類飼料,亞洲地區以稻米為食用穀物,而玉米、高梁則為飼料穀物。

        玉米、高梁等穀類在本省是禽畜配合飼料中之主要原料,其配合使用量最多,但因其屬於硬質性原料,致較不適宜於養殖水產配合飼料。穀類一般富含澱粉質,熱能含量高,對家畜之嗜口性佳,但蛋白質含量較低,且胺基酸之組成不佳,必須與適當的蛋白質飼料併用。穀類中除了燕麥外,含纖維質不高,礦物質之含量以磷酸較高、鈣為低、phytin態之磷利用率低,穀物中微量礦物質之含量受土壤特性而影響。

        本省之配合飼料,穀類中以玉米、高梁之使用量較多,其次是大麥片。而燕麥於民國69年,因玉米來源不繼而曾進口使用,但因粉碎效率差,且飼養價值不如玉米,致目前不進口,裸麥於民國71年進口10萬噸,因污染麥角菌,致其配合飼料效率低下,甚至發一麥角胺中毒之現象,致目前已禁止進口。本省目前每年剩得稻米50萬噸,致配撥30萬噸,陳米給全省飼料廠使用於配合飼料。

        穀物的構造:穀物乃來自穀類植物受精後所產生,並貯存有胚所需的養分。玉米、小麥、裸麥、高梁、大麥和粟的穀粒均含有種子和果皮。

        穀粒構成:

1.果   皮 

        (1)外層                    ┐

            表皮(外果皮)      ├  薄   膜   ─┐

            下皮                    │                     │

            薄壁細胞之肉    ┘                     │

        (2)中層                   ┐                     │

            中間細胞            ├  肉果皮       │       

            十字形細胞        │                     │

            管狀細胞            ┘                     │

2.種子                                                      ├ 玉米糠  

        (1)種皮和色素絲                            │

        (2)珠心層(透明層)                          │

        (3)內胚層                                        │

            糊粉層                                         │

            澱粉質內胚層                             │

        (4)胚                                                │

            子葉盤                                         │

            胚軸                                             │

                幼芽,為Coleoptile所覆蓋     │

                主根,為根鞘所覆蓋             │

                側根                                         │

            外胚葉 ──────────┘

        穀粒種子內含能量最多的部分可分為四個部分:種皮、透明層或珠心層、內胚層和胚。種皮或殼一般是由一或二層含極小細胞的構造所組成。

        種子的內胚層可再分為二部分──糊粉層和澱粉質內胚層。糊粉層包圍著澱粉質內胚層,但並不包含胚的子葉盤。這一部分富含菸鹼酸、油和礦物質,不過也含有植酸。糊粉層和其外的所有覆蓋層為組成穀粒的穀皮部分。

        穀粒的澱粉質內胚層部分,在大小、構造和形狀上有相當大的差異。這部分含有聚立碳糖、內胚層主要含有澱粉和蛋白質。澱粉顆粒的大小則依穀物種類而異(見表1)。同時,澱粉周圍空隙所充填的蛋白質,由於對利用性的影響,在某些穀物為重要的因素。

表一    各       種        穀       物         澱       粉        顆       粒        之       特        徵
穀物 直  徑(微米) 形                   狀 穀物 直          徑 (微米) 形                   狀
小麥 大:15∼30

小:  1∼10

中:  6∼15

地形或扁豆形

地形

地形

燕麥 複合穀粒

單一穀粒:2∼10

扁豆形

球形

複合穀粒

單一穀粒:2∼12

方形

 

黑麥 1∼30 地形
裸麥 大:10∼40

小:  2∼10

地形或扁豆形

球形

玉米 2∼30平均10

2∼30平均10

方形、多邊形

球形

大麥 大:10∼30

小:  1∼  5

扁豆形、腎形或類似方形

球形或紡錘球

高梁 6∼20平均15 同玉米,但稍大

4∼12平均7 方形、多邊形

一、玉米(Corn, Maize)玉米學名為Zea mays

        主要發源於西半球,為當地早期印地安文化,如印加族、阿茲特克族和鳥牙族的主要食物。哥倫布發現海地的土著種植玉米,當時稱為"mahiz",取其當地的意思,而後經歐洲人改名為"maize"而美國、加拿大及澳洲則稱為Corn。

        世界玉米的主要生產和消費國家統計,見表2所示,全世界四億三千七百萬噸產量中,美國佔一億九千四百萬噸,中國大陸的玉米產量位居第二位。在消費方面美國使用量約一億三千三百萬噸。

表二  全       世      界       之      玉       米      供       需      狀       況 (百 萬 噸)
輸    出 1980/81 1980/82 1982/83 1983/84 1984/85
阿   根   廷

南    非

泰    國

其                 他

9.0

3.9

2.1

3.2

4.9

4.7

3.3

4.4

6.5

2.3

2.1

5.3

5.9

0.1

3.1

4.0

7.3

0.1

3.1

7.3

除美國外總量 18.2 17.3 16.2 13.2 17.8
美    國 59.8 50.0 47.5 47.4 49.5
全 世 界 總 量 78.1 67.3 63.7 60.5 67.3
  輸    入
墨   西   哥

E   C    -    10

蘇    聯

日    本

西    歐

中   國  大   陸

台    灣

韓    國

西   班   牙

葡   萄   牙

其    他

3.8

10.3

15.1

13.9

7.6

0.8

2.6

2.3

5.1

2.9

13.7

0.6

7.6

13.4

13.3

4.8

1.2

2.6

2.8

5.6

2.2

13.3

4.0

5.3

6.5

14.5

3.3

2.4

3.2

3.9

4.0

2.2

14.4

2.5

4.0

9.5

14.5

1.9

0.1

3.1

3.4

3.5

2.1

16.1

2.6

3.0

19.9

14.2

1.8

0.1

3.2

2.8

2.5

2.1

15.1

全 世 界 總 量 78.1 67.3 63.7 60.5 67.3
生   產   量          
巴    西

墨   西   哥

阿   根   廷

南    非

泰    國

E   C    -    10

蘇    聯

西    歐

中   國  大   陸

其                 他

22.6

10.4

12.9

14.6

3.2

17.5

9.5

29.7

62.6

55.1

22.9

12.5

9.6

8.4

4.3

18.4

8.0

32.2

59.2

57.1

19.5

7.0

9.0

4.1

3.4

19.8

13.5

36.3

60.3

55.4

21.0

9.3

9.2

4.4

4.0

19.6

12.0

33.7

68.2

57.6

20.0

9.5

11.3

6.7

4.5

20.1

12.5

35.0

72.5

61.3

除美國外總量 238.1 232.7 228.4 239.1 253.4
美    國 123.7 127.3 137.7 119.6 133.4
全 世 界 總 量 415.1 412.4 417.9 408.7 434.6

  最    終  庫   存

美國以外總量

美    國

全 世 界 總 量

24.0

26.3

50.3

21.6

55.2

76.8

17.3

79.3

96.5

14.6

18.4

32.9

16.2

30.0

46.2

(一)分   類

        1.依形狀分類:

        (1)玉米粉(Ground Corn)

        (2)細玉米粉(Corn feed meal)

        (3)碎玉米(Cracked corn)

        (4)篩別碎玉米(Screened cracked corn)

        (5)玉米穗粉(Ground ear corn)

        (6)連莢玉米穗粉(Ground ear corn with husks)

        (7)脫水玉米株(Dehydrated corn plant)

        (8)玉米珠粕(Corn plant pulp)

        (9)壓片玉米(Flaked corn)

        (10)烘焙玉米片(Toasted corn flakes)

        (11)熟玉米(Kibbled corn):蒸氣擠壓者屬之

        (12)熱處理玉米(Heat processed corn)

        2.依品種分類:

        玉米具有明顯的雜交優勢,故大多栽培收穫量高的一代雜交種。隨品種不同,穀粒外型及特性也不同(見表3);飼料大多使用凹玉米及硬玉米,美國以前者為主。經由品種改良,最近另育出"Opaque-2"及"Floury-2"兩種新供飼料用,離胺酸及色胺酸含量比一般玉米高出50%。

表三     依              品              種              分              類              玉              米

品    種

特                                                                                                               徵

凹玉米 軸長、穀粒多且實,故單位面積產量高美國種植最多成熟時頂端凹入,故得名。
硬玉米 軸細長,成分及營養與凹玉米近似,因穀粒硬且早熟阿根廷及南非栽培最多。
甜玉米 呈半透明角質,因含高量葡萄糖、味甜,脂肪比凹玉米多,蛋白質亦稍高,不適食用之等外品,方供飼料用。
爆玉米 穀粒硬,蛋白質及脂肪比凹玉米高,不適爆玉米花者方供飼料用。
臘玉米 因含多量澱粉纖維(Amylopectin),胚乳部呈臘狀組織。
莢玉米 玉米之原種,近橢圓形,穀粒外部覆以纖維狀外皮。

        3.依飼料用途分類:

        美國農業部(U.S.D.A)規格中,對玉米粒所下的定義為:凹玉米或硬玉米的脫軸完整粒含量在50%以上,其他穀物不得超過10%(玉米粒破損者不超過四分之一便可稱之完整粒)。

        (1)依色別分:

        黃玉米(yellow corn):以黃色粒為主,其他顏色若不超過5%粒子表面暗紅色在50%以下或淡紅色者均屬黃色粒。

        白玉米(white corn):以白色粒為主,其他顏色者不超過2%,粒子表面淡紅色在50%以下或淡黃色者均屬白色粒。

        混合玉米(Mixed corn):黃白兩色相當,頭白下黃者亦屬混合色。

        (2)依等級分(Grade)

        玉米等級標準,共分5級及級外品(Sample grade)共六種(見表4)三級水分為17.5%,二級水分為15.5%,若要保證水分15%以下,則於合約中另訂之。其他不屬法定檢驗項目:如黃麴毒素,可於信用狀中特別註明檢驗,出口時由美國農部FGIS (Federal Grain Inspection Service)檢驗,至於蛋白質含量,未定有標準,需由買方指定時才受理檢查。

表四  飼        料       用        玉       米        之       等        級       及        標       準
等        級 容積重,磅 水分,% 破碎粒及夾雜物,% 受      損     之     穀      類
總計,% 熱被害粒,%
美國一級

美國二級

美國三級

美國四級

美國五級

56.0以上

54.0以上

52.0以上

49.0以上

46.0以上

14.0以下

15.5以下

17.5以下

20.0以下

23.0以下

2.0以下

3.0以下

4.0以下

5.0以下

7.0以下

  3.0以下

  5.0以下

  7.0以下

10.0以下

15.0以下

0.1以下

0.2以下

0.5以下

0.1以下

3.0以下

級  列  品 不屬以上等級者,含有砂石者,黴臭、酸敗或發熱者,不適出售之異臭者,明顯品質低劣者均屬之。

(二)構成成份

        1.形  態:

        由於玉米嗜口性好,熱能高且收穫量大,故其用量如價廉則可持續增加。收穫量易受天候影響。通常雨量多且氣溫保持32℃時,最宜生長,玉米粒各部位成分見表5,其比例分別為胚乳部82%,胚部12%,皮部5%,先端部1%穀粒中含澱粉72%,多分佈於胚乳部,胚部富於脂肪及灰分。

表五    玉       米        粒       內        各       部        位       之        成       分
區  分 全粒中,% 澱  粉,% 蛋白質,% 脂  肪,% 糖,% 灰  分,%
全  粒

胚  乳

胚  芽

種  皮

光  論

82.3

11.5

5.3

0.8

71.5

86.4

8.2

7.3

5.3

10.3

9.4

18.8

3.7

9.1

4.8

0.8

34.5

1.0

3.8

2.0

0.6

10.8

0.3

1.6

1.4

0.3

10.1

0.8

1.6

        2.組成份:

        (1)蛋白質:玉米含粗蛋白質約為8∼9%,由於缺乏離胺酸及色胺酸等必須胺基酸,故知玉米並非優良的蛋白質源,此乃因穀粒中50%蛋白質屬可溶酒精的玉米膠蛋白(Zein)比筋蛋白(glutelin)所含必須胺基酸少很多。目前利用育種方法改良成功的opaque-2及floury-2兩種玉米,離胺酸及色胺酸比一般玉米高出50%即Zein由41∼51%降至16%glutelin由17∼18%增至42%現場飼養試驗亦顯示提高不少營養價值,但因單位面積收穫量較低,而目前玉米離胺酸的添加亦無使用上的困擾,故新品種的使用尚未廣泛。

        (2)脂肪:玉米含脂肪約為4%,大約有85%的脂肪貯存於胚芽(見表6),屬甘油三脂類(Triglyceride),其脂肪酸組成如下亞油酸佔59%,油酸佔27%,硬脂酸佔2%亞麻油酸佔0.8%花生油酸佔0.2%。

表六  玉          米          產           品          的          重          量
產       品 磅/薄式耳 蒲式耳/噸 蒲式耳/公噸
玉 米 , 脫 穗

玉 米 , 粗 輾

玉 米 , 含 殼

玉   米   粉

玉米和穗軸粉

蒸餾穀粒 (乾)

玉      米       麩

70

50

56

50

45

19

42

28.57

40.00

35.71

40.00

44.44

105.26

47.62

31.49

44.09

39.37

44.09

48.99

116.03

52.49

        (3)碳水化合物:玉米的熱能比其他穀物高很多,此乃因其所含脂肪高,纖維低及澱粉消化率高所致,澱粉以胚乳中居多,蔗糖則存於胚芽中,至於葡萄糖、果糖、植物蜜糖(Roffinose)於穀粒各部位均有少量存在。

        (4)能量:玉米總能量的平均值為每公斤乾燥物質有4,420kcal,其中83%可被家禽利用。由於能量並非來自某一特定成分,而不同批,不同來源的玉米,當有不同的成分,因此玉米的熱能無法固定,我們應以實際分析值為依。據S. Seeson等人研究(1977)玉米收穫時的成熟度會影響代謝能值,將各種試驗數據經回歸分析發現,不夠成熟的玉米,收穫時水分每增加1%,每公斤熱能便減少12 kcal。

        (5)維他命:黃玉米含有高量的維他命A(見表7)維他命E含量亦多,以胚芽為主,每公斤約有20mg的α-Tocopherol至於維他命D.K.幾乎沒有水溶性維他命中,以B1居多,B2及菸鹼酸較少。穀物所含菸鹼酸係以結合型存在,必須經鹼處理,切斷其結合後才具生物利用效應。

        (6)礦物質:約80%的礦物質存於胚部,鈣僅含0.02%以玉米養白老鼠,最缺乏的礦物質便是鈣,磷的含量約0.25%屬難以吸收的植酸態磷,鋅約20ppm,其中70%存於胚芽內。使礦物質利用性減低的植酸,含量約0.6%。

        (7)色素:玉米胚乳部所含色素以β-carotene,Lutein,Zeaxanthin主,β-carotene為維他命A之母體,可為牛體脂及乳脂色素來源,Lutein及Zeaxanthin則影響蛋黃顏色及雞的腳色、膚色。白色玉米除色素量非常少外,其他成分與黃玉米相近。

表七  飼      料     用     黃      玉     米     之      成     分
成    分 期          待          值 變     動      範     圍
水    分

蛋   白   質

脂    肪

纖    維

灰    分

β-胡蘿蔔素

維   他  命   A

葉   黃   素

13.0%

8.8

4.0

2.5

1.5

0.02

0.25

2.0mg/kg

3,300IU/kg

20mg/kg

12.0∼16.0%

8.8∼9.5

4.0∼5.0

2.0∼4.0

1.2∼2.0

0.01∼0.05

0.2∼0.55

1.3∼3.3mg/kg

2,200∼5,500IU/kg

13∼33mg/kg

                                                              飼料營養雜誌(40~47)-鄭長義.八六年六期

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