2. 河南华英农业发展股份有限公司, 信阳 464000;
3. 湖北高生生物科技有限公司, 武汉 430000
2. Henan Huaying Agriculture development Co., Ltd., Xinyang 464000, China;
3. Hubei High Biological Technology Co., Ltd., Wuhan 430000, China
我国是世界上家禽生产、消费第一大国,但我国饲料资源短缺问题日益严重,开发利用非常规饲料资源则是解决该问题的有效途径之一。据统计,近年来我国白酒糟年产量约2 000万t,储量丰富,且因其含有较高比例的原粮和高出玉米2~3倍的粗蛋白质,适宜作为非常规畜禽饲料原料使用。在肉鸡饲粮可使用10%~15%的干酒糟及其可溶物(DDGS)[1-2],肉鸭饲粮中可使用10%以内的白酒糟[3-4],肉鹅饲粮中可使用10%以内的风干玉米酒糟[5]。但因白酒糟粗纤维含量较高,有效能值较低,影响其饲用价值。研究发现,发酵加工可提高白酒糟的饲用价值,发酵后粗蛋白质含量得到显著提高[6-8],其中酱香型白酒糟发酵后粗蛋白质含量高达22%[9],且富含活性肽、酵母自融物、益生菌体、功能性蛋白质、免疫多糖和其他活性物质[10-11],而且发酵后其鸡代谢能(metabolizable energy, ME)也得到了提高[12]。但目前关于白酒糟和发酵白酒糟的营养价值参数还比较缺乏,且不同家禽对饲料原料能量的利用比较研究尚未见报道。因此,本试验通过仿生消化法和生物学法评定鸡、鸭、鹅对白酒糟和发酵白酒糟的有效能值,并比较不同家禽对2种饲料原料的能量利用率,旨在丰富饲料原料营养数据,为实际生产中饲料原料的选择与评估提供参考。
1 材料与方法 1.1 仿生消化法 1.1.1 样品材料与设备白酒糟、发酵白酒糟(来自江苏洋河大曲酒厂的白酒糟和经过接种0.3%酿酒酵母在48%~50%水分、25~50 ℃下发酵48~72 h后得到的发酵白酒糟)。购自湖北高生生物科技有限公司。
1.1.2 模拟消化液及缓冲液的配制模拟胃液的配制:称取一定量胃蛋白酶(Sigma P7000),用pH 2.0的盐酸溶液溶解,定容到250 mL容量瓶中,容量瓶中胃蛋白酶活性为1 475 U/mL。
模拟肠液的配制:鸡、鸭和鹅组的胰蛋白酶(Amresco 0458) 活性分别为13.55、29.92和18.34 kU,糜蛋白酶(Amresco 0164) 活性分别为3.11、10.73和3.09 kU,淀粉酶(Sigma A3306) 活性分别为110.40、110.43和97.08 kU,混匀。
模拟胃期缓冲液的配制:称取氯化钠2.17 g、氯化钾1.57 g溶于2 000 mL烧杯中,加去离子水溶解,在一定温度(鸡40.5 ℃、鸭41.0 ℃、鹅41.5 ℃)下调节pH至2.0,冷却后定容至2 000 mL待用。
模拟肠期小肠前段缓冲液的配制:鸡、鸭、鹅组分别称取氯化钠11.13、11.04和2.79 g,氯化钾3.09、2.44和5.33 g,无水磷酸二氢钠40.09、39.78和41.69 g,无水磷酸氢二钠9.35、9.71和7.47 g,青霉素均为160万单位,用去离子水在磁力搅拌器(IKA)辅助下溶解于2 000 mL烧杯中,在一定温度(鸡40.5 ℃、鸭41.0 ℃、鹅41.5 ℃)下调节pH分别为6.50、6.52、6.38。冷却后定容至2 000 mL待用。
模拟肠期小肠后段缓冲液的配制:鸡、鸭组称取氯化钠10.03和9.94 g,氯化钾2.79和2.20 g,无水磷酸二氢钠6.77和7.91 g,无水磷酸氢二钠48.77和47.42 g,青霉素均为160万单位,用去离子水在磁力搅拌器(IKA)辅助下溶解于2 000 mL烧杯中,在一定温度(鸡40.5 ℃、鸭41.0 ℃)下调节pH至分别为7.99、7.91。冷却后定容至2 000 mL待用。
1.1.3 仿生消化步骤试验前准备:将透析袋剪成25 cm左右的小段在2 L的质量体积比为2%碳酸氢钠和1 mmol/L乙二胺四乙酸二钠(pH 8.0) 的溶液中煮沸10 min。用蒸馏水彻底清洗,再放入pH 8.0的1 mmol/L乙二胺四乙酸二钠的溶液中继续煮沸10 min。冷却后,连同乙二胺四乙酸二钠溶液一同保存于4 ℃下,使用前用去离子水冲洗3次。
准备和上样:将胃缓冲液、肠段缓冲液放入单胃动物仿生消化系统的恒温水槽中,并将系统的管道与缓冲液瓶连接好。将处理好的透析袋横穿模拟消化管,两端外翻并用橡皮筋固定,用翻口硅胶塞将一端塞严。每只消化管的上样量1 g,每个样品一共5只消化管(即5个重复)串联连接。
胃模拟消化:透析袋中加入20 mL模拟胃液,用翻口硅胶塞将消化管另一端塞紧后放入单胃动物仿生消化系统的恒温摇床中,串联接好缓冲液和酶液管道。
肠模拟消化:胃中消化停留一段时间后(以体外养分消化率的稳定来判断消化结束,确定鸡6 h,鸭6 h,鹅6 h),从加酶孔加小肠前段的酶即之前混匀的胰蛋白酶、糜蛋白酶、淀粉酶。
消化残渣的处理:消化结束后(以体外养分消化率的稳定来判断消化结束,确定鸡19.5 h,鸭19.5 h,鹅14 h),将透析袋内的未消化残渣无损失转移到已知绝干重量培养皿中。将培养皿在65 ℃烘干后转移至105 ℃下烘至恒重。无损失的将培养皿中残渣刮下,转移至已知绝干重量的砂芯坩埚中,用无水乙醇冲洗残渣至滤出液无色。同时将带有残渣剩余物的培养皿和带有脱脂未消化残渣的砂芯坩埚于105 ℃下烘至恒重。将砂芯坩埚内脱脂未消化残渣的样品用无氮称量纸包好用热量计测定能值。同时将带有脱脂残渣剩余物的玻璃砂芯坩埚于105 ℃恒温箱内烘至恒重。
1.2 生物学法 1.2.1 试验饲粮的制备杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅按照饲喂试验饲粮的不同各分为4组,第1组杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅分别饲喂鸡全价饲粮、鸭全价饲粮、鹅全价饲粮,并作为基础饲粮,第2组为白酒糟替代30%的全价饲粮,第3组为发酵白酒糟替代30%全价饲粮,第4组为空腹组。
1.2.2 试验动物及分组选择健康的杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅各24只,按照平均体重每种动物随机分为4组,每组6个重复,每个重复1只动物。每只动物单独饲养于1个代谢笼中。
1.2.3 代谢试验方法参照许万根等[13]报道的真代谢能(true metabolizable energy,TME)法,具体过程鸭参照陈朝江等[14]的方法,鹅参照盛东峰[15]的方法。鸡、鸭、鹅进笼后,适应期10 d,饲喂全价饲粮,预试期鸡5 d,鸭、鹅3 d,饲喂对应试验饲粮,禁食排空期鸡48 h,鸭36 h,鹅24 h(粪便收集时间的确定根据不同试禽消化道食糜完全排空时间来计算),其间断料不断水,禁食结束后进行强饲,每只鸡强饲40 g,每只鸭、鹅强饲60 g试验饲粮(强饲量的确定根据每天每只采食量的80%计算,以及本试验室强饲量的试验来确定),强饲后马上装上集粪袋,记录强饲完成时间,按时间准确收集排泄物(鸡48 h,鸭36 h,鹅24 h)。空腹组采用平行对照,除不强饲外,其余操作均相同。
1.2.4 排泄物的收集与处理强饲后收集粪便于瓷盘中,并添加10%的盐酸以固氮,于65 ℃烘干至恒重,回潮24 h,称重、记录,过40目筛,封口袋封存,于4 ℃保存,待测。
1.3 测定指标和方法测定白酒糟、发酵白酒糟的总能及水分、粗蛋白质、钙、磷、粗纤维、粗灰分、粗脂肪含量;代谢试验粪样的总能利用HWR-15C自动快速热量计测定;仿生消化残渣的总能利用HWR-15C自动快速热量计测定。
1.4 计算方法表观代谢能(apparent metabolic energy,AME,MJ/kg)={[摄入饲粮总能(J)-排泄物总能(J)]/摄入饲粮总量(g)}×10-3;TME(MJ/kg)={[摄入饲粮总能(J)-排泄物总能(J)+内源排泄物总能(J)]/摄入饲粮总量(g)}×10-3;原料AME(MJ/kg)=[混合料AME(MJ/kg)-基础料AME(MJ/kg)×基础料在混合料中的比例]/原料在混合料中的比例;原料TME(MJ/kg)=[混合料TME(MJ/kg)-基础料TME(MJ/kg)×基础料在混合料中的比例]/原料在混合料中的比例;仿生消化总能(simulative digestion of gross energy,SDGE,MJ/kg)=[饲粮总能(MJ)-残渣总能(MJ)]/饲粮质量(kg);仿生总能消化率(simulative digestibility of gross energy,SYGE,%)=[饲粮总能(MJ)-残渣总能(MJ)]/[饲粮质量(kg)×饲粮总能(MJ)]×100。
1.5 数据处理数据经Excel 2007整理和初步处理后,采用SPSS 19.0统计软件对鸡、鸭、鹅3种动物间的数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并进行Duncan氏法多重比较,而白酒糟、发酵白酒糟2种饲料原料间的数据进行独立样本t检验,统计显著水平为P<0.05,试验结果用平均值±标准误表示。
2 结果 2.1 白酒糟、发酵白酒糟的常规营养成分由表 1所示,发酵白酒糟的大部分常规营养成分含量不同程度高于白酒糟。其中白酒糟中的干物质、粗蛋白质、粗灰分、总磷含量分别为85.63%、18.43%、1.49%、0.21%,均显著低于发酵白酒糟中的89.15%、24.75%、2.37%、0.38%(P < 0.05);白酒糟中的粗脂肪、粗纤维含量分别为4.64%、24.15%,均显著高于发酵白酒糟中的3.61%、15.50%(P < 0.05)。
由表 2所示,鸡、鸭、鹅对2种原料的SDGE均有显著差异(P < 0.05),白酒糟分别比发酵白酒糟显著降低了5.98%、5.64%、7.05%。鸡、鸭、鹅对白酒糟和发酵白酒糟的SDGE、和SYGE均是鸡、鸭显著高于鹅(P < 0.05)。
由表 3所示,杏花公鸡对白酒糟、发酵白酒糟的AME、TME、能量表观利用率、能量真利用率有显著差异(P < 0.05),白酒糟分别比发酵白酒糟降低了20.29%、18.06%、16.63%和14.70%;而樱桃谷肉鸭和四川白鹅对白酒糟、发酵白酒糟的AME、TME、能量表观利用率、能量真利用率则无显著差异(P>0.05)。杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅对白酒糟的AME、TME、能量表观利用率均是樱桃谷肉鸭显著高于杏花公鸡、四川白鹅(P < 0.05);而杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅对发酵白酒糟的AME、TME、能量表观利用率、能量真利用率均无显著差异(P>0.05)。
郭素环等[16]研究发现,白酒糟发酵后干物质和粗蛋白质含量分别比未发酵白酒糟提高了2.80%和50.90%,分别达到95.31%和23.20%。焦肖飞等[17]研究发现,白酒糟发酵后粗蛋白质含量达32.09%,粗纤维含量降低到了17.66%。酒糟发酵后粗蛋白质、钙、磷含量显著升高,粗纤维含量显著降低[18-19]。本试验结果与上述前人研究结果一致,白酒糟在发酵后干物质含量显著提高,不易发霉变质,更加利于保存,粗蛋白质、总磷含量显著提高,粗纤维含量显著降低。原因可能是,黄孢原毛平革菌降解白酒糟中的木质素[20-21],或者发酵使外源蛋白氮转化为菌体蛋白[22],从而提高粗蛋白质含量。但是由于不同厂家或者相同厂家不同生产批次的白酒糟的酿酒原料品种,酿酒填充辅料的种类、质量和生产季节等不同而白酒糟的营养成分不同,发酵白酒糟的工艺不同营养成分也会不同[23-24],所以本试验结果与前人研究报道的白酒糟、发酵白酒糟的营养成分不完全相同,但是白酒糟在发酵处理后营养成分都得到了优化。
3.2 鸡、鸭、鹅对白酒糟、发酵白酒糟的仿生消化试验SDGE是动物能量需要量、饲料营养价值评定的重要指标。郑卫宽[25]研究发现,棉籽粕SDGE达到了体外生物学法TME要求。刘雨田[26]在鸡对10个棉籽粕样品和10个豆粕样品的仿生消化试验中,发现用SDGE估测体外生物学法TME有较高的准确性和分辨率,所以SDGE可用于估测生物学法TME。本试验结果显示,白酒糟在发酵后,鸡、鸭、鹅对其的SDGE均显著升高。由于仿生消化法这方面的研究不多,但生物学法一些研究结果正说明了这点,饲粮粗纤维水平越高,动物对饲粮的ME越低[27];在DDGS中添加复合酶后TME得到了提高[28];添加非淀粉多糖(NSP)酶可以提高小麦、玉米、豆粕、麦麸对鸡的ME[29-30]。另外本试验结果显示,鸡、鸭对2种原料的SDGE均显著高于鹅,原因可能是仿生消化法关于鹅的酶谱不完善。
3.3 杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅对白酒糟、发酵白酒糟代谢试验ME是家禽对能量需要量的研究和饲料营养价值评定的重要指标,客观精确地评定饲料的ME可以优化饲料配方。Cherbut等[31]研究发现,未发酵白酒糟中较高的粗纤维含量导致食糜在消化道中停留时间短,养分未充分消化吸收而降低了养分消化率。夏先林等[12]将白酒糟分离谷壳后,粗纤维含量降低,粗蛋白质含量提高,鸡的ME也得到提高,这些与本试验结果中杏花公鸡对白酒糟的AME、TME、能量表观利用率、能量真利用率显著低于发酵白酒糟一致。另外本试验结果显示,樱桃谷肉鸭、四川白鹅对2种原料的AME、TME、能量表观利用率、能量真利用率无显著差异,原因可能是鸡属于鸡形目,但鸭、鹅属于雁形目,都是水禽,在进化过程中三者生活环境、食物来源有所差别,故在生长速度、生物体构成、消化道组织结构和消化生理方面都不同。樊红平[32]研究发现,由于鸭的肠绒毛比鸡的短,肠道肌肉层比鸡的发达,故鸡和鸭对营养物质的利用存在差异。动物在应激状况下会降低对各种营养物质的利用率,而鹅对外界环境变化比鸡敏感;鹅对鱼粉、菜籽粕的TME低于鸡[33]。与仿生消化试验结果相比较,樱桃谷肉鸭和四川白鹅对白酒糟、发酵白酒糟的利用无显著差异的原因可能是:仿生消化酶仅由蛋白酶、淀粉酶组成,而生物学法中樱桃谷肉鸭、四川白鹅肠道内酶种类丰富,例如肠黏膜分泌的肽酶,胰腺分泌的胰肽酶均可促进动物对白酒糟的利用。
宋代军等[34]研究发现,肉鸭对18种植物性饲料的TME大部分大于肉鸡。施用晖等[35]研究发现,鸭对21种饲料的AME大部分高于鸡。李杰等[36]研究发现,鸡和鹅对小麦麸的AME基本相同。以上结果均与本试验结果相一致,杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅对白酒糟的AME、TME、能量表观利用率有显著差异,均是樱桃谷肉鸭显著高于杏花公鸡、四川白鹅。另外本试验结果显示,杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅对发酵白酒糟的AME、TME、能量表观利用率、能量真利用率均无显著差异,区别于仿生消化试验结果,原因一方面可能是四川白鹅肌胃较发达,盲肠也很发达,可较好利用发酵白酒糟中的粗纤维;另一方面可能是生物学法中纤维的消化可为机体提供部分能量,而仿生消化法测得能值中缺乏这部分纤维提供的能量。
4 结论① 发酵白酒糟中的粗蛋白质、总磷含量高于白酒糟,粗纤维含量低于白酒糟。
② 鸡、鸭、鹅对发酵白酒糟的SDGE均高于白酒糟。
③ 樱桃谷肉鸭对白酒糟的ME高于杏花公鸡、四川白鹅对白酒糟的ME;而杏花公鸡、樱桃谷肉鸭、四川白鹅对发酵白酒糟的ME则无显著差异。
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