水解羽毛粉於肉雞飼糧中之應用

羽毛佔雞體重的5~7％，羽毛粉所含之蛋白質約85~90％(鄭與詹，1991)。若能有效利用羽毛粉取代飼料中之蛋白質源，可降低飼料成本。羽毛之蛋白質含量達95％以上，主要成分為雙硫結合(-S-S-)之角蛋白(Kertin)，羽毛對禽畜而言完全無利用價值(洪，1993)。此消化率差，乃由於角蛋白分子內胱胺酸的雙硫鍵高度鍵結氫鍵與厭水性端交互作用所導致，且動物體本身也缺乏此種蛋白質分解酵素(鄭與詹，1991)。故羽毛中蛋白質欲使用於禽畜飼糧中必須先經過水解處理，以分解其中之角蛋白，以提高禽畜對其之利用率，並提高羽毛蛋白質之利用價值。

羽毛之水解方式目前大致可分高溫高壓水解羽毛粉、酵素水解羽毛粉與羽毛溶成物三類，分述如下：

AAFCO定義："家禽屠體脫毛處理所得之羽毛，經清洗、高壓水解處理後之產品，粉碎之即為水解羽毛粉，本品不可含有添加物或催化劑，胃蛋白消化率應在75％以上。"

水解羽毛粉之處理過程中，蒸氣壓與時間控制得宜否，可左右成品之優劣，一般以30psi，1.5小時為標準(50 psi 1hr；Morris and Balloun)，處理操作時水份一定要夠，才能達到完全水解之目的(洪，1993)。水解羽毛粉之一般成分、CNS規格與日本規格如表1。影響水解羽毛粉品質之最大因素在於水解的程度，過度水解(如胃蛋白消化率在85％以上)乃蒸過度所致，會破壞胺基酸，降低蛋白質品質，同樣水解不足(如胃蛋白消化率在65％以下)，乃蒸不足所致，雙硫鍵未完全分解，蛋白質品質不良。水解羽毛粉乃廉價之蛋白質，但品質變化很大。羽毛粉的成分乃其營養價值隨處理方法的不同與原料中混入禽畜之頭、腳、頸、肉臟與屠體的多寡，而有顯著的差異(洪，1993)。以熱蒸氣水解羽毛粉之缺點為：(1)熱敏感性胺基酸受蒸氣所解。(2)所得之羽毛粉消化率較低(鄭與詹，1991)。

註：1. CNS並規定鹽酸不溶物應在2％以下，鉻含量在10ppm以下。

2. a. 表示含量應於標示值以下。b. 表示含量應於標示值以上。(資料來源：洪，1993)

羽毛粉經高溫(146℃)高壓(3.2kg／cm²)處理，再於旋轉式烘箱(circulating air oven)中烘乾，最後再以鎚碎機粉碎之。以200g經前處理之羽毛粉加入58℃熱水100ml，並水浴之。pH以ammonia維持於8.5。添加0.4％之酵素(commercial proterolytic enzyme Maxatase；activity was 330000 Delft Units／g)於懸浮之羽毛粉中(wt／wt dry matter basis)。於52℃振盪培養2小時，然後以87℃加熱5分鐘。再將經酵素水解之羽毛粉快速冷卻，並冷凍乾燥之(Papadopoulos, et al., 1985)。

此種方法即為羽毛的生物性處理方法，由此方法製成之羽毛粉較經濟且營養價值亦較水解羽毛粉佳。此方法之製程如圖1，雞隻脫毛後一小時內以溫水清洗取得之羽毛，再將羽毛置於60℃循環熱的烘箱中乾燥72小時。在接種菌株(Bacillus licheniformis；PWD-1菌株)前，羽毛先以鎚碎機粉碎並以120℃、15psi、15-20分鐘之高壓滅菌。取經增殖後之活菌培養液2升，加入500g(乾基計)經鎚碎機鎚碎之羽毛粉，即以羽毛粉一份(2公斤)、培養液四份(8公升)，置於10公升之大玻璃瓶中以50℃厭氧培養五天(嗜氧性培養亦可)，經五天培養後以125℃加熱15分鐘，再以60℃熱風乾燥48小時，最後再以鎚碎機碎成1mm大小之細粉，即完成(鄭與詹，1991)。

羽毛粉之胺基酸組成中含較高量的cystine(4.19％)與lanthionine(1.72％)(圖1)，methionine、lysine、hitidine與tryptodhan含量較低。水解羽毛粉之粗蛋白含量一般在80％以上(表2)，但若含有頭、頸、骨與內臟等附產物，直接影響其粗蛋白質含量。水解羽毛粉之ME低，且變異大。水解羽毛粉之品質變化大，其主要成分為蛋白質，佔80％以上，胺基酸中以含硫胺基酸最高，但以胱胺酸為主，水解過度時，胱胺酸損失最多，但羽毛粉中胱胺酸含量特高，只要不嚴重，並不影響產品價值。此外白胺酸含量亦多，但蛋胺酸、離胺酸、色胺酸與組胺酸含量均很低，用於飼料中易造成胺基酸之不平衡(洪，1991)。

水解羽毛粉可補充雞飼料中含硫胺基酸需要，肉雞飼糧中可取代部分豆粉，平衡胺基酸後可使用至5％，取代量太高或品質不良者會影響生長。

由雞隻之生物測定結果(表3)如下：添加Met組(第2組)之增重與飼料效率，顯著(p＜0.01)的較第3、4與5組者好。而添加Met與Lys組(第6組)之增重與飼料效率，顯著(p＜0.05)的較第7~11組好。由上可推測羽毛粉對雞隻而言，Met為第一限制胺基酸，Lys則為第二限制胺基酸。而第12與13組之增重與飼料效率相類似，且均約為第16組的1／5，而第16組之飼料效率為608g／kg(gain／feed)，故His與Try同為第三限制胺基酸，Met、Lys、His且與Try為羽毛粉對雞隻之限制胺基酸(Barker et al., 1981)。

Dietary treatment

1. Basal(B)b

2. B+0.5％ DL-methionine(M)

3. B+1.25％ L-lysine.HCl(L)

4. B+0.10％ L-tryptophan(T)

5. B+0.50％ L-hitidine.HCl.H₂O(H)

6. B+M+L

7. B+M+T

8. B+M+H

9. B+L+T

10. B+L+H

11. B+T+H

12. B+M+L+T

13. B+M+L+H

14. B+M+T+H

15. B+L+T+H

16. B+M+L+H+T

2.93

6.67

4.27

3.33

1.80

13.4

5.13

6.13

2.60

3.00

5.27

15.9

17.2

4.73

3.13

92.1

48.5

55.3

54.9

47.1

46.8

62.6

53.5

52.6

46.1

45.9

53.0

62.8

66.5

50.9

44.4

152

120

213

116

253

258

608

a. Data represent means of triplicate of 5 male chicks during the period 8 to 16 days posthaching ; average initial weight was 76g.

Willam et al., 1991進行羽毛溶成物與其他粉毛粉飼養試驗，發現厭氧處理之羽毛溶成物其16日(6~21日齡)期間之體重顯著(p＜0.05)較好氧性處理及未經處理之羽毛粉佳(表4)，此可能是因為有氧氣存在時，由角蛋白分解之胺基酸快速地被異化(catabolizes)，而在厭氧狀態時，胺基酸與peptids之代謝速率較慢，因此逐漸被累積起來，因此William and Shih, 1989；William et al., 1990所發現羽毛粉在厭氧性培養基中發酵所產生之可溶性胺基酸濃度高於好氧性發酵狀態者。日糧3其體增重甚至比僅含15％粗蛋白組之日糧(2)組差，飼糧消耗量四組間均無顯著差異。

表4. 蛋白質取代試驗，6~21日齡之增重(g／隻)、飼料消耗量(g／隻)與飼料利用率

a-d同行之間具不同標示者具顯著差異(p＜0.05)(from鄭與詹，1991)

以試驗日糧為基礎料額外添加大豆粉或羽毛溶成物或商業羽毛粉或未經處理羽毛粉(Autoclave only)分別添加3％或6％或9％不等，使其蛋白質分別達13％或16％或19％結果以線性迴歸圖示於圖2，飼與大豆粉玉米飼糧之增重選大豆粉蛋白質之增加而呈直線增加，雞隻飼與羽毛溶成物與飼與大豆粉者均有相同之生長反應，而羽毛溶成物較未經處理羽毛粉與商業用羽毛粉有較佳之表現(鄭與詹，1991)。

1. 水解羽毛粉之營養價值不及大豆粉，但經調整後可用至5％。

2. 羽毛粉本身原料、水解過程及加工條件直接影響水解羽毛粉之品質。

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日糧中蛋白質來源	蛋白質(％)	增重	飼料消耗量	飼料利用率
1. 玉米(5.16％+大豆粕(14.84％)	20	447±9a	740±30	1.66±0.7c
2. 玉米(5.16％)+大豆粕(9.84％)	15	396±8c	750±20	1.90±0.01a
3. 玉米(5.16％+大豆粕(9.84％)+未經處理之羽毛粉(5％)	20	352±7d	690±10	1.96±0.03a
4. 玉米(5.16％)+大豆粕(9.84％)+好氧性處理之羽毛粉(5％)	20	393±8c	740±10	1.87±0.04ab
5. 玉米(5.16％)+大豆粕(9.84％)+厭氧性處理之羽毛粉(5％)	20	420±9b	730±	1.73±0.04bc