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(題圖來自網路)

父母都是動物營養學家是一種什麼體驗?我仍記得小時候喫飯時,別家的父母一般都說「多喫肉、多喫菜「,而我家飯桌上的對話常常是「多喫點蛋白質」 、「你幹物質沒喫夠哦」、 「你今天纖維攝入不足」…就彷彿我喫的不是晚餐,而是飼料。於是小小的我心裡暗自疑惑:您這是,把我當什麼養了呀?後來這個問題得到了我爹明確的回答:養娃和養豬是一樣的。嗯,是親女兒…

如今我自己也成了一名動物營養學家,也有了自己的娃。才發現我看女兒喫飯,就如同當年爹媽看我一樣,有時候恨不得再算一下料肉比…於是也總算明白,在營養學家眼中,食物和飼料是什麼模樣。

動物飼料(圖片來自網路)

首先,飼料是什麼?在英語裏,飼料 (Feed) 的定義為 Food for animals,即動物的食物。我們為了生存、生長、和繁殖每天喫的三餐零食夜宵統稱為食物;動物為了生存、生長、和繁殖每天攝取的食物即為飼料。

這麼說來,飼料和食物在本質上,的的確確就是一回事。我們喫食物和動物喫飼料的共同目的都是為了營養物質的攝入,也就是我們平常所說的養分,或營養素(Nutrients)。

很多人可能都聽過「六大營養物質」的說法。這源於德國科學家Hanneberg和Stohmann 在150多年前提出的常規飼料分析方案(Proximate Analysis)。根據常規分析方法,飼料中的養分可以被分為以下六類:

  • 水分 --- Moisture
  • 粗灰分(礦物質)--- Ash
  • 粗蛋白 --- Crude Protein
  • 粗脂肪 --- Crude Fat
  • 粗纖維 --- Crude Fiber
  • 無氮浸出物(可消化碳水化合物)--- Nitrogen-free Extract
六大飼料養分

為什麼都有個「粗」字呢 --- 因為分析不夠精確唄。那個年代,對食品化學成分的研究還不完善,以營養學為導向的食品分析也才開始起步,自然還無法做到「精」。但是,因為這套方法概括性強,在實際生產中極為簡單實用,所以直至今天,不光仍被國際畜牧業廣泛採用,而且也是食品行業營養成分分析的基礎。國際上寵物飼料的營養價值評定,也是用此方法。各位狗爸貓媽們,若看看你家貓糧狗糧上的商標,營養成分表裡一定有這幾類分析的數值(一般無氮浸出物含量不會標出)。

貓罐頭的營養成分表 (圖片來自網路)

展開來講,如果你有一份飼料樣品,把它放到105°C的烘箱中烘一個晚上,第二天取出稱重,樣品的所失重量即為水分。而剩下的部分,則被稱為幹物質 (Dry Matter)---這是比較各種飼料及飼料原料所含養分的基礎,也是動物營養學上最常用的術語之一。

一般來說,飼料的水分大約在12-14%左右。水分含量越多的飼料,幹物質含量越少,自然營養濃度就越低,從而營養價值也越低。水分含量過多也不利於飼料的儲存和運輸。

飼料中的水分去除後,再將樣品在高溫(400-600°C)爐中烘一晚上,這會將其中所有的有機物質全部氧化,剩餘的殘渣即被稱為灰分。灰分主要包括了飼料中的礦物質 --- 是進一步分析重要礦物質元素,比如鈣、磷、鎂等的第一步。

粗蛋白不用多講,大家應該很熟悉蛋白質的概念了。這個粗字,是因為它既包括了真蛋白質,也包括非蛋白質的含氮物,比如遊離氨基酸、硝酸鹽、胺等。

粗脂肪又被稱為乙醚浸出物 (Ether Extract),這是因為常規分析中是將樣品加入乙醚中所得的浸提樣品統稱粗脂肪。粗脂肪中除了真脂肪外,還包括了其他溶於乙醚的有機物質,比如胡蘿蔔素、有機酸、脂溶性維生素等。

第五類為粗纖維。一般畜禽飼料中,絕大部分的原料都是植物性原料。而植物細胞壁所含的纖維素、半纖維素、木質素等,就組成粗纖維。

剩下的最後一類,被稱為無氮浸出物,它主要是由飼料中的可溶性碳水化合物組成,包括澱粉、雙醣、單糖等。常用飼料中無氮浸出物的含量一般在50%以上,它消化率高、適口性好,是動物能量的主要來源。無氮浸出物不能被直接分析,而是通過100%減去前面5樣的總和計算求得。

所以,一款飼料,我們看的第一眼,往往是看這六大類「粗」養分。

常規分析的概略養分示意圖(引自《動物營養學》)

可是,只知道這六大類「粗」養分就夠了嗎?

當然不夠。

「喫得多拉得多」 --- 當飼料中的營養水平高於動物需要量,或是飼料中營養物質不平衡(尤其是蛋白質、礦物質)的情況下,動物的排放將會對環境造成負面影響。這主要表現在糞尿中的氮(N)、磷(P)對水體和土壤的污染。所以如何實現低排放養殖,是當今畜牧業絕對的研究重點和熱點。

豬對氮的利用和排放 (圖片來之Ajinomoto)

舉個例子,在大量研究的基礎上,我們已經逐漸摸清不同來源的氨基酸在不同動物中的消化率、利用率。今天的飼料,都是基於「可消化氨基酸」來配製的 (Digestible Amino Acid Basis) --- 是的,精確到幾乎每一個必需氨基酸:知道它需要多少,知道它能消化多少,再以此反推需要為它提供多少。這樣一來,糞尿中所排放的氮就會大大減少。所以,在「粗」養分的基礎上,我們還必須知道原料中的「精」養分含量,以準確配製飼料;我們也需檢測飼料成品中的」精」養分含量,以確保飼料生產的準確。

飼料原料豆粕、玉米、小麥中必需氨基酸含量vs. 需要量 (圖片來自Ajinomoto)

值得慶幸的是,今天的分析手段已經越來越先進。如今各處的飼料廠、實驗室,都幾乎配備有近紅外分析儀(NIR)、氨基酸自動分析儀、原子吸收光譜儀、氣相色譜分析儀等分析儀器來測量各種已知營養素。這些儀器大大提高了分析效率,也使得飼料營養價值更加精確可靠。今天的營養師們可以根據實驗室對每批飼料原料的快速檢測,來實時進行飼料配方的調整。現在甚至有手持款的NIR儀器,拿在手裡到飼料廠、養殖場轉上一圈,飼料和原料的基本營養水平就清清楚楚。

手持款NIR飼料分析儀 (圖片來自Consumer Physics)

正是有了這些新方法,飼料的營養價值得以更快速清晰地展現在我們眼前。於是粗蛋白成了一個個氨基酸,粗灰分成了一個個礦物質,而無氮浸出物成了單糖、雙糖、多糖,等等等等…

所以說,在動物營養學家眼裡,飼料是一個個營養素的大party。它們來自不同的老家(原料),有自己的性格(化學特質),有各自的長處與軟肋,還能和其它營養素朋友發生千絲萬縷的關聯(互作效應)。若將之完全剖析開來,大概就是這樣的:

飼料幹物質營養成分

這些營養物質,在進入動物的身體後開始發揮作用,它們會變成身體的結構物質(肌肉|骨骼|皮膚等),會變成生存和生產的能量(維持體溫|活動|生長),還會變成維持正常機能活動的調節物質(如維生素、礦物質、部分氨基酸、脂肪酸等)。而其中的每一個營養物質,又有其獨一無二的性質和功能,這又可以衍生出很多篇乾貨了嘿嘿。

今天聊到的飼料中的營養物質,是動物營養學基礎中的基礎。在精準營養的目標下,喂飼料的目的早已不僅僅是讓動物喫飽,還要加上喫好。而喫好的本質就是準確攝入需要的營養物質,不缺乏也不浪費,能最大化動物的遺傳潛能,也必須最小化對環境的污染。 所以,在瞭解飼料及飼料原料的營養成分的基礎上,營養學家們纔可以全方位地考慮各個營養物質的來源、代謝、互作效應以及動物的需要量;繼而通過調整原料組成,加上飼料添加劑的配合,來製成一款款營養均衡的香噴噴飼料。

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