饲料在加工过程中或长期贮存于湿热环境下,其所含的氨基化合物如蛋白质、氨基酸及醛、酮等与还原糖相遇,经过一系列反应生成褐色聚合物的现象称为褐变反应,简称褐变。有的文献也称为美拉德反应。因其褐变原因也称为羰氨反应或糖氨反应,但在动物营养学文献上不多见。笔者认为这两个名称更为贴切地道出了反应的主要参加者。在褐变反应的全过程中并无任何酶参加,所以是非酶性反应。这与因经久贮后的饲料所含的酪氨酸在多酚氢化酶作用下发生的“酶促褐变”生成的黑色素有着本质的区别,但两种反应的结果都对蛋白质的利用价值有不利影响。
动物消化道内缺乏能水解褐变产物的酶,所以褐变产物就失去了营养价值。但如反应控制适当,可使某些焙烤的饲料产品如
宠物饼干等具备良好的外观色泽和适口的风味。
(一)饲料褐变过程:一般把褐变反应分为三个过程。首先是饲料中所含还原糖的羰基与赖氨酸的ε-氨基进行反应后,分子重新排列,饲料的营养价值因动物缺乏水解缩合物的酶,使饲料由于赖氨酸的利用率下降而直接影响利用价值。这或许是同一饲料产品,在不同用户间喂给同种同龄鸡后,却因贮运条件的差异,而产生不同的生产效果的原因之一。最常见的是用褐变的大豆粕、棉籽粕、菜籽粕和葵花籽粕等植物性高蛋白质油粕作为饲粮主要蛋白源,其危害更为明显。
其次是由于进一步反应可生成数以千计的化合物,可影响到饲料的气味和风味。从实践看,一般虽不能对采食量造成明显影响,但因日粮消化率下降而影响到动物生产能力的发挥。
结果是因分子缩合、聚合形成类黑素。褐变反应的全过程到此终结。实则这三个过程是人为划分的,在实际观察中难以划分清楚,很可能因反应物所在位置不同,反应速度有差异而交错进行。但这一点对了解反应的进行顺序及控制反应的发生是有裨益的。
戊糖比己糖更易进行褐变反应。蔗糖虽非还原糖,只有在加热或在酸性介质中水解为葡萄糖和果糖后,才能与赖氨酸ε-氨基发生褐变反应。葡萄糖是主要的还原糖,是淀粉水解的产物。畜禽日粮成分中淀粉所占比例最大,所以葡萄糖的来源充足,其与赖氨酸ε-氨基的反应就在所难免。
(二)饲料褐变的危害:使用褐变饲料可使3~7周龄的肉用仔鸡生长发育停滞,与同龄正常鸡的体重相比要差7~10天;蛋鸡产蛋率可下降近20个百分点,而且蛋重明显降低;母猪出现产奶不足,补料消耗增加,仔猪增重下降,肥育猪增重也呈小降趋势。据笔者调查,各饲养场的反映基本相似,一般在用褐变饲料约2周后出现上述情况。其主要原因是饲料褐变反应导致鸡第一限制性氨基酸、猪第二限制性氨基酸——赖氨酸的不足,造成生产性能大幅度下降。
(三)饲料褐变的对策:饲料加工机械的设计如能减少加工物的升温将对控制褐变有益;需焙烤的饲料也应注意温度合理,水分含量要尽量低,半湿型、湿型饲料及罐头饲料也要注意这些;饲料加工后的迅速降温对各型饲料都是重要的。
饲料原料及产品均应合理贮存,避免露天存放。库内要求干燥,通风良好,要挂笼帘以防阳光直射升温。饲料原料要力求新鲜,宜现用现粉碎,先配料后粉碎的加工方式似乎更为可取,应对比研究后决定。饲料生产最好以销定产,使产品不积压。用户也应注意饲料取运和贮存的方式,一次进料的数量冷季多些,热季宜少些,建议以7~10天用量为宜。
目测大豆粕发现呈褐色或粉褐色的就不要买入。棉、菜籽粕等深色高蛋白源目测困难,基至无法观察到变化,但要注意其新鲜度。对已褐变的原料应酌情补加赖氨酸,补量宁高勿低,以补充赖氨酸的不足。
要提高对饲料褐变的认识,不能简单地认为褐变只是加热过度造成的变色。