动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 4: 2233 - 2244

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.190

研究论文

玉米深加工副产物生长猪有效能测定及其预测方程的建立

  • 赵金标 , 1 ,
  • 宋孝明 1, 2 ,
  • 杨美玉 1 ,
  • 张歌 1 ,
  • 刘岭 , 1, 2, *
展开
  • 1 中国农业大学动物科学技术学院,畜禽营养与饲养全国重点实验室,北京 100193
  • 2 中农志远咨询管理有限公司,北京 100193
* 刘 岭,高级畜牧师,E-mail:

赵金标(1993—),男,北京人,研究员,博士,主要从事猪营养与饲料科学的研究。E-mail:

Copy editor: 陈鑫

收稿日期: 2024-09-25

  网络出版日期: 2025-04-15

基金资助

江西省重点研发计划(20232BBF60010)

收起

Determination and Prediction Equation Development of Available Energy in Corn Deep-Processing Byproducts for Growing Pigs

  • ZHAO Jinbiao , 1 ,
  • SONG Xiaoming 1, 2 ,
  • YANG Meiyu 1 ,
  • ZHANG Ge 1 ,
  • LIU Ling , 1, 2, *
Expand
  • 1 State Key Laboratory of Animal Nutrition and Feeding, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China
  • 2 China Agricultural Zhiyuan Management Consulting Co., Ltd., Beijing 100193, China
* senior livestock specialist, E-mail:

Received date: 2024-09-25

  Online published: 2025-04-15

Fold

摘要

本试验旨在测定玉米深加工副产物生长猪消化能(DE)、代谢能(ME)和营养物质表观全肠道消化率,并建立其有效能预测方程。将16头健康的去势公猪按照16×3尤丁方设计原则随机分为8组,分别饲喂玉米基础饲粮和7种玉米深加工副产物饲粮。试验共3期,每期12 d,包括7 d饲粮适应期和5 d粪尿收集期。每个饲粮处理共6个重复,每个重复1头猪。结果表明: 7种玉米深加工副产物的总能(GE)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和粗脂肪(EE)含量分别为17.02~24.92 MJ/kg、25.25%~29.58%、4.69%~48.14%、2.03%~22.19%和6.43%~30.10%。风干状态下,7种玉米深加工副产物的DE和ME分别为7.72~19.37 MJ/kg和7.02~18.22 MJ/kg。7种玉米深加工副产物的GE、干物质、CP、NDF和ADF表观全肠道消化率分别为38.55%~83.63%、35.48%~81.47%、61.10%~84.90%、7.70%~84.69%和9.04%~80.12%。玉米深加工副产物DE和ME与GE呈显著正相关(P<0.05)。基于营养成分建立玉米深加工副产物ME的预测方程分别为:ME(MJ/kg)=0.954 6×DE(MJ/kg)-0.191 2;ME(MJ/kg)=0.906 4×DE(MJ/kg)+0.121 7×粗灰分(Ash,%)-0.261 1;ME(MJ/kg)=0.860 2×DE(MJ/kg)+0.124 9×CP(%)+0.224 5 ×Ash(%)-0.368 5。综上所述,不同玉米深加工副产物营养成分具有很大差异,导致其有效能变化较大,有必要进一步扩大原料数量以提高有效能预测方程的准确性。

关键词： 玉米深加工副产物; 生长猪; 代谢能; 消化率; 预测方程

本文引用格式

赵金标 , 宋孝明 , 杨美玉 , 张歌 , 刘岭 . 玉米深加工副产物生长猪有效能测定及其预测方程的建立[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(4) : 2233 -2244 . DOI: 10.12418/CJAN2025.190

Abstract

The study was conducted to determine digestible energy (DE), metabolizable energy (ME) and apparent total intestinal digestibility of nutrients of corn deep-processing byproducts for growing pigs. Sixteen healthy castrated boars were randomly divided into 8 groups according to the 16×3 Yudin square design principle, and fed corn-based diet and 7 kinds of corn byproducts diet, respectively. The experiment consisted of 3 periods with 12 days in each period, including 7 days of dietary adaptation period and 5 days of fecal urine collection period. There were 6 replicates per diet treatment and 1 pig per replicate. Results showed as follows: the contents of gross energy (GE), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and ether extract (EE) in 7 corn deep-processing byproducts ranged from 17.61 to 20.81 MJ/kg, 25.25% to 29.58%, 4.69% to 29.58%, 2.03% to 21.19% and 8.30% to 30.10%, respectively. Under air-dry condition, the DE and ME of 7 kinds of corn byproducts were 7.72 to 19.37 MJ/kg and 7.02 to 18.22 MJ/kg, respectively. The apparent total intestinal digestibility of GE, dry matter, CP, NDF and ADF of seven corn byproducts were 38.55% to 83.63%, 35.48% to 81.47%, 61.10% to 84.90%, 7.70% to 84.69% and 9.04% to 80.12%, respectively. The byproducts DE and ME of corn deep-processing were significantly positively correlated with GE (P<0.05). Based on the nutrient content, the prediction equations for ME were developed as following: ME(MJ/kg)=0.954 6×DE(MJ/kg)-0.191 2; ME(MJ/kg)=0.906 4×DE(MJ/kg)+0.121 7×Ash(%)-0.261 1; ME(MJ/kg)=0.860 2×DE(MJ/kg)+0.124 9×CP(%)+0.224 5×Ash(%)-0.368 5. In summary, there are large differences in the nutrient contents among different corn deep-processing byproducts, resulting in varying available energy. It is necessary to further expand sample numbers of corn deep-processing byproducts to improve the accuracy of prediction equations for the available energy.

Key words： corn deep-processing byproducts; growing pigs; metabolizable energy; digestibility; prediction equation

2022年,我国玉米总产量为27 720万t,其中用于食物、动物饲料和玉米深加工的比例约为8%、62%和30%。我国的玉米深加工产品主要包含玉米淀粉、玉米制糖和玉米油,以及以玉米淀粉为原料进一步生产的酒精。目前,玉米淀粉和酒精产量在玉米深加工产品中的占比分别为60%~65%和20%~25%[1]。玉米深加工产业伴随着产生大量的加工副产物,主要包括玉米蛋白粉、玉米胚芽粕、玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)、玉米皮、玉米淀粉渣和玉米糖渣等。不同玉米深加工副产物由于含有丰富的粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)等营养成分,具有较大的饲用潜力。
已有研究表明,玉米蛋白粉、玉米胚芽粕和玉米DDGS含有20%~65% CP[2⇓⇓-5],而玉米皮含有丰富的不可溶性膳食纤维[6]。He等[7]研究表明,玉米胚芽粕可以替代生长猪饲粮中11.8%豆粕,并不会降低猪生长性能;而且在一定程度上改善了生长猪免疫功能和肠道微生物组成。Zhao等[8]报道了断奶仔猪饲粮中添加5%玉米皮提高了仔猪平均日增重和血液中抑炎细胞因子白细胞介素-10(IL-10)的浓度。玉米DDGS不仅含有丰富的CP,而且富含EE、不可溶性膳食纤维和可溶性低聚糖[9]。由于玉米DDGS具有较高的营养价值,目前已经被广泛应用于畜禽养殖。然而,不同的玉米深加工设备和技术参数会导致加工副产物营养成分存在很大差异,导致其营养价值不尽相同。Li等[4]评价了不同含油量的玉米DDGS样品有效能和氨基酸消化率,结果表明高油、中油和低油玉米DDGS的营养成分、消化能(DE)、代谢能(ME)和氨基酸消化率均存在显著差异。另外,目前针对玉米淀粉渣、玉米糖渣等新型玉米深加工副产物营养成分及其营养价值参数尚不清楚。
在实际养殖生产中,饲料厂可以快速检测玉米深加工副产物营养成分,但是很难快速准确地评价其营养价值。基于原料营养成分建立其有效能和可消化氨基酸预测方程是快速评估其营养价值的主要方法[10-11]。基于此,本试验选择了传统玉米DDGS以及发酵玉米DDGS、玉米淀粉渣和玉米糖渣等新型玉米深加工副产物,通过消化代谢试验评价其DE、ME和营养物质表观全肠道消化率,并基于7种玉米深加工副产物常规营养成分建立其DE和ME预测方程。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验通过了中国农业大学动物福利与伦理审查委员会(北京)的批准(CAU AW31604202-1-3)。本研究动物消化代谢试验在中国农业大学国家饲料工程技术研究中心动物试验基地完成,按照农业农村部发布的《猪饲料营养价值评价技术规程》开展猪消化代谢试验。试验原料玉米DDGS、发酵玉米DDGS、玉米淀粉渣和玉米糖渣均由新希望六和股份有限公司提供。
本试验选择16头初始平均体重为(40.53±1.35) kg的去势公猪,将所有试验猪按照16×3尤丁方设计原则随机分为8组,分别饲喂玉米基础饲粮和7种试验饲粮。试验饲粮分别用3种玉米DDGS、1种发酵玉米DDGS、2种玉米淀粉渣和1种玉米糖渣替代基础饲粮中30%的供能组分。饲粮组成及营养水平见表1。7种待测原料的添加比例为29.22%,采用套算法计算7种玉米深加工副产物有效能和营养物质表观全肠道消化率。试验共3期,每期12 d,包括7 d饲粮适应期和5 d粪尿收集期。每个饲粮处理共6个重复,每个重复1头猪。每个饲粮均添加维生素和矿物质元素以满足《猪营养需要量》(GB/T 39235—2020)[12]。
表1 饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) %

项目
Items		 饲粮Diets
基础
Basal		 玉米DDGS 1
Corn DDGS 1		 玉米
DDGS 2
Corn DDGS 2		 玉米
DDGS 3
Corn DDGS 3		 发酵玉米
DDGS
Fermented
corn DDGS		 玉米
淀粉渣1
Corn starch
residue 1		 玉米
淀粉渣2
Corn starch
residue 2		 玉米糖渣
Corn sugar
residue
原料Ingredients
玉米Corn 97.40 68.18 68.18 68.18 68.18 68.18 68.18 68.18
玉米DDGS 1 Corn DDGS 1 29.22
玉米DDGS 2 Corn DDGS 2 29.22
玉米DDGS 3 Corn DDGS 3 29.22
发酵玉米DDGS Fermented corn DDGS 29.22
玉米淀粉渣1 Corn starch residue 1 29.22
玉米淀粉渣2 Corn starch residue 2 29.22
玉米糖渣Sugar residue 29.22
磷酸氢钙CaHPO4 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90
石粉Limestone 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90
食盐NaCl 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
预混料Premix1) 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
合计Total 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
营养水平Nutrient levels2)
总能GE/(MJ/kg) 15.40 16.64 16.77 16.68 16.08 17.04 14.79 18.22
干物质DM 86.64 88.72 87.21 87.69 87.98 88.41 88.80 89.08
粗蛋白质CP 8.19 13.21 14.43 14.38 11.61 13.56 12.87 12.91
粗脂肪EE 2.01 2.71 3.59 3.55 4.85 3.73 2.92 10.31
粗灰分Ash 3.05 4.53 3.82 4.05 4.67 3.77 3.93 3.89
中性洗涤纤维NDF 8.61 14.98 14.63 16.37 12.13 22.08 21.78 7.71
酸性洗涤纤维ADF 2.54 4.54 4.01 4.60 4.28 6.82 7.58 2.27

1) 预混料为每千克饲粮提供 Premix provided the following per kg of diets:VA 5 512 IU,VD3 2 200 IU,VE 30 IU,VK3 2.2 mg,VB12 27.6 μg,核黄素 riboflavin 4.0 mg,泛酸 pantothenic acid 14.0 mg,烟酸 niacin 30.0 mg,胆碱 choline chloride 400.0 mg,叶酸 folacin 0.7 mg,硫胺素 thiamine 1.5 mg,VB6 3.0 mg,生物素 biotin 44.0 μg,Mn 40.0 mg,Fe 75.0 mg,Zn 75.0 mg,Cu 100.0 mg,I 0.3 mg,Se 0.3 mg。

2) 营养水平为测定值。Nutrient levels were measured values.

1.2 饲养管理

所有试验猪在不锈钢代谢笼中(1.45 m×1.00 m×0.65 m)进行单笼饲养。每个代谢笼均安装有食槽和压力式水嘴,整个试验期保证试验猪自由饮水。每头猪每天的采食量为初始体重的4%计算,饲粮每天于08:30和16:30分2次进行等量饲喂。试验期内每天不定时对所有猪舍巡视,观察和记录试验猪的精神状态、采食、饮水、排粪和腹泻等状况。试验期间所有猪舍的温度和相对湿度分别保证在(21±2) ℃和(60±5)%。

1.3 样品采集

在试验每期5 d粪尿收集期间,每天分别收集料槽剩料和地面撒料,烘干后称重并记录。每个代谢笼下方放2个不锈钢托盘,前盘洞口下面放置1个塑料桶用于收集尿液,后盘用于收集粪便。在收集尿液样本之前,将10 mL 6 mol/L HCl加入塑料桶中用于固氮,记录每天猪每天的尿量,并将每天尿液的10%收集在塑料瓶中,并保存于-20 ℃冷库。每头猪粪便每隔6 h收集1次,粪便收集后立刻将其放入-20 ℃中保存。试验每期结束后,将每头猪5 d收集的所有粪便解冻、称重并混合均匀,随后分别取2盘约350 g的粪便,在65 ℃烘箱中烘干72 h,并回潮24 h。烘干后的样品粉碎后过40目筛,装袋待检,储存在-20 ℃。将每头猪5 d的尿样混合均匀,用纱布过滤后取10%于2个50 mL离心管中,并保存于-20 ℃。

1.4 样品分析

玉米深加工副产物原料、饲粮和粪便样品分别检测干物质(DM)、CP、EE、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和粗灰分(Ash)含量及总能(GE),尿液样品检测GE。
原料、饲粮、粪便和尿液GE参考ISO 9831:1998方法,使用氧弹热量计(Parr 6300,美国)进行测定。原料、饲粮和粪便的NDF和ADF含量通过纤维分析仪(ANKOM,美国)参考GB/T 20806—2022[13]和NY/T 1459—2022[14]的方法进行测定。CP含量参考GB/T 6432—2018[15]的方法,使用凯氏定氮分析仪(FOSS, 丹麦)进行测定。DM、Ash和EE含量分别参考GB/T 6435—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6433—2006[16⇓-18]的方法进行测定。

1.5 计算

饲粮营养物质表观全肠道消化率计算公式:
饲粮营养物质表观全肠道消化率(%)=[(营养物质摄入量-营养物质粪便排泄量)/营养物质摄入量]×100。
饲粮DE和ME计算公式如下:
DE(MJ/kg)=[摄入GE(MJ)-粪便排泄GE(MJ)]/采食量(kg);
ME(MJ/kg)=[(摄入GE(MJ)-粪便排泄GE(MJ)-尿液排泄GE(MJ)]/采食量(kg)。
玉米深加工副产物营养物质表观全肠道消化率计算公式如下:
玉米深加工副产物营养物质表观全肠道消化率(%)={[玉米深加工副产物饲粮营养物质含量×玉米深加工副产物饲粮营养物质表观全肠道消化率-玉米基础饲粮营养物质表观全肠道消化率×(1-X%)]/X%}×100。
式中:X%为玉米深加工副产物某营养物质含量在饲粮某营养物质的占比。
玉米深加工副产物有效能计算公式如下:
DE(MJ/kg)=[玉米深加工副产物饲粮DE-玉米基础饲粮DE×(1-30%)]/30%;
ME(MJ/kg)=[玉米深加工副产物饲粮ME-玉米基础饲粮ME×(1-30%)]/30%。

1.6 统计分析

使用SAS 9.2统计软件的MIXED模型进行单因素方差分析,每个试验猪作为统计单位。统计模型中饲粮处理作为固定效应,试验期作为随机效应。使用PROC CORR程序分析玉米深加工副产物的DE、ME和营养成分的相关系数,利用多元回归方法建立玉米深加工副产物DE和ME的预测方程。使用Duncan氏法进行多重比较,当P<0.05时表示差异显著,0.05≤P<0.10时表示具有显著差异的趋势。

2 结果

2.1 玉米深加工副产物营养成分

风干基础下,7种玉米深加工副产物的GE及CP、NDF、ADF、EE和Ash含量分别为17.02~24.92 MJ/kg、25.25%~29.58%、4.69%~48.14%、2.03%~22.19%、6.43%~30.10%和4.01%~8.81%(表2)。
表2 玉米深加工副产物营养成分(风干基础)

Table 2 Nutrient contents of corn deep-processing byproducts (air-dry basis) %

项目
Items		 玉米
DDGS 1
Corn
DDGS 1		 玉米
DDGS 2
Corn
DDGS 2		 玉米
DDGS 3
Corn
DDGS 3		 发酵玉米
DDGS
Fermented
corn DDGS		 玉米
淀粉渣1
Corn starch
residue 1		 玉米
淀粉渣2
Corn starch
residue 2		 玉米糖渣
Sugar
residue
干物质DM 89.96 86.29 89.47 79.61 92.61 91.23 95.38
粗灰分Ash 5.89 4.25 4.68 7.84 7.76 4.01 8.81
粗脂肪EE 12.90 8.30 8.42 6.43 11.88 7.44 30.10
中性洗涤纤维NDF 36.91 33.01 40.45 25.45 43.27 48.14 4.69
酸性洗涤纤维ADF 10.46 11.38 15.40 10.00 17.78 22.19 2.03
粗蛋白质CP 27.16 28.70 29.58 25.25 28.48 27.34 26.29
总能GE/(MJ/kg) 20.06 19.88 19.92 17.16 20.81 17.02 24.92

2.2 饲粮有效能和营养物质表观全肠道消化率

由表3可知,不同饲粮DE、ME和ME/DE以及GE、DM、CP、EE、Ash、NDF和ADF表观全肠道消化率存在显著差异(P<0.05)。DM基础下,饲粮DE、ME和ME/DE分别为14.24~16.54 MJ/kg、13.97~16.04 MJ/kg和96.07%~98.50%。饲粮GE、DM、CP、Ash、NDF和ADF表观全肠道消化率分别为76.61%~84.13%、77.99%~83.75%、70.13%~79.81%、37.04%~61.48%、41.31%~73.90%和37.88%~69.60%。
表3 饲粮有效能和营养物质表观全肠道消化率

Table 3 Available energy and apparent total intestinal digestibility of nutrients of diets

项目
Items		 基础
Basal		 玉米
DDGS 1
Corn
DDGS 1		 玉米
DDGS 2
Corn
DDGS 2		 玉米
DDGS 3
Corn
DDGS 3		 发酵玉米
DDGS
Fermented
corn DDGS		 玉米
淀粉渣1
Corn starch
residue 1		 玉米
淀粉渣2
Corn starch
residue 2		 玉米糖渣
Corn sugar
residue		 SEM P值
P-value
风干基础Air-dry basis
消化能DE/(MJ/kg) 13.97b 13.51b 13.54b 13.43b 12.53c 14.16ab 11.33d 14.73a 0.155 <0.001
代谢能ME/(MJ/kg) 13.60ab 12.99bc 13.01b 12.95bc 12.34c 13.80ab 11.01d 14.28a 0.181 <0.001
干物质基础DM basis
消化能DE/(MJ/kg) 15.95ab 15.23bc 15.53b 15.32bc 14.24d 16.02ab 14.38cd 16.54a 0.202 <0.001
代谢能ME/(MJ/kg) 15.53ab 14.64bc 14.92b 14.77bc 14.03c 15.61ab 13.97c 16.04a 0.227 <0.001
代谢能/消化能ME/DE/% 97.35b 96.13c 96.07c 96.42bc 98.50a 97.49b 97.19b 96.95bc 0.243 <0.001
表观全肠道消化率Apparent total tract digestibility/%
总能GE 84.13a 81.19b 80.77b 80.52b 77.94c 83.11a 76.61c 80.87b 0.310 <0.001
干物质DM 82.89ab 82.20bc 81.51c 81.40c 79.12d 83.75a 77.99e 81.74c 0.281 <0.001
粗灰分Ash 53.47b 45.14c 42.24cd 46.89c 54.03b 59.49a 37.04d 61.48a 1.852 <0.001
中性洗涤纤维NDF 54.72c 50.70cd 47.15d 55.29c 43.20d 73.90a 64.35b 41.31d 2.038 <0.001
酸性洗涤纤维ADF 49.89c 51.16bc 49.99c 57.38b 46.68c 69.60a 67.37a 37.88d 2.112 <0.001
粗蛋白质CP 71.12c 74.80b 79.81a 75.88b 72.74bc 76.01ab 70.13c 72.56bc 1.250 <0.001

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。表6同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as Table 6.

2.3 饲粮营养成分与有效能相关性分析

由表4可知,饲粮DE和ME与GE和DM均存在显著相关性(P<0.05)。
表4 饲粮有效能与营养成分相关性分析

Table 4 Correlation analysis between available energy and nutrient composition of diets

项目
Items		 干物质
DM		 粗灰分
Ash		 粗脂肪
EE		 中性洗
涤纤维
NDF		 酸性洗
涤纤维
ADF		 粗蛋
白质
CP		 总能
GE		 消化能
DE		 代谢能
ME
干物质DM 1.00
粗灰分Ash 0.22 1.00
粗脂肪EE 0.36 -0.17 1.00
中性洗涤纤维NDF -0.56 -0.32 -0.75 1.00
酸性洗涤纤维ADF -0.68 -0.20 -0.69 0.96** 1.00
粗蛋白质CP 0.11 -0.62 -0.28 0.26 0.01 1.00
总能GE 0.83** -0.23 0.70* -0.61 -0.73* 0.23 1.00
消化能DE 0.84** -0.28 0.56 -0.46 -0.61 0.34 0.98** 1.00
代谢能ME 0.85** -0.26 0.59 -0.46 -0.60 0.26 0.98** 0.99** 1.00

**表示显著相关(P<0.05), *表示有显著相关的趋势(0.05<P<0.10)。表7同。

**represent a significant correlation (P<0.05), and * represent a tendency for a significant correlation (0.05<P<0.10). The same as Table 7.

2.4 饲粮DE和ME预测方程的建立

本试验基于饲粮营养成分建立了其DE和ME预测方程(表5)。结果表明,试验饲粮DE和ME预测方程分别为DE(MJ/kg)=1.049 8×GE(MJ/kg)-4.1116、DE(MJ/kg)=1.2036×GE(MJ/kg)+0.050 6×NDF(%)-7.457 1、DE(MJ/kg)=1.267 3×GE(MJ/kg)+0.033 5×NDF(%)-0.064 8×EE(%)-7.953 0和ME(MJ/kg)=0.942 7×DE(MJ/kg)+0.355 5。
表5 饲粮DE和ME预测方程的建立(风干基础)

Table 5 Development of prediction equations for DE and ME in diets (air-dry basis)

项目
Items		 预测方程
Prediction equations		 决定系数
R2		 P值
P-value
1 DE(MJ/kg)=1.049 8×GE(MJ/kg)-4.111 6 0.956 7 <0.001
2 DE(MJ/kg)=1.203 6×GE(MJ/kg)+0.050 6×NDF(%)-7.457 1 0.990 5 <0.001
3 DE(MJ/kg)=1.267 3×GE(MJ/kg)+0.033 5×NDF(%)-0.064 8×EE(%)-7.953 0 0.998 8 <0.001
4 ME(MJ/kg)=0.942 7×DE(MJ/kg)+0.355 5 0.989 8 <0.001

DE:消化能 digestible energy;ME:代谢能 metabolizable energy;GE:总能 gross energy;NDF:中性洗涤纤维 neutral detergent fiber;EE:粗脂肪 ether extract。表8同 the same as Table 8。

2.5 玉米深加工副产物有效能和营养物质表观全肠道消化率

由表6可知,不同玉米深加工副产物DE、ME和ME/DE以及GE、DM、CP、EE、Ash、NDF和ADF表观全肠道消化率存在显著差异(P<0.05)。DM基础下,玉米深加工副产物DE、ME和ME/DE分别为8.46~20.30 MJ/kg、7.70~19.10 MJ/kg和91.01%~97.40%。7种玉米深加工副产物GE、DM、CP、Ash、NDF和ADF表观全肠道消化率分别为38.55%~83.63%、35.48%~81.47%、61.10%~84.90%、21.08%~66.73%、7.70%~84.69%和9.04%~80.12%。
表6 玉米深加工副产物有效能和营养物质表观全肠道消化率

Table 6 Available energy and apparent total intestinal digestibility of nutrients of corn deep-processing byproducts

项目
Items		 玉米
DDGS 1
Corn
DDGS 1		 玉米
DDGS 2
Corn
DDGS 2		 玉米
DDGS 3
Corn
DDGS 3		 发酵玉米
DDGS
Fermented
corn DDGS		 玉米淀
粉渣1
Corn starch
residue 1		 玉米淀
粉渣2
Corn starch
residue 2		 玉米糖渣
Corn sugar
residue		 SEM P值
P-value
风干基础Air-dry basis
消化能DE/(MJ/kg) 13.35b 13.97b 13.59b 11.06c 17.40a 7.72d 19.37a 0.633 <0.001
代谢能ME/(MJ/kg) 12.49bc 12.93b 12.73b 10.77c 16.58a 7.02d 18.22a 0.688 <0.001
干物质基础DM basis
消化能DE/(MJ/kg) 14.84b 16.19b 15.19b 13.89b 18.79a 8.46c 20.30a 0.724 <0.001
代谢能ME/(MJ/kg) 13.88b 14.98b 14.23b 13.53b 17.90a 7.70c 19.10a 0.780 <0.001
代谢能/消化能ME/DE/% 93.54bc 92.56bc 93.64bc 97.40a 95.28ab 91.01c 94.09bc 0.931 <0.001
表观全肠道消化率Apparent total intestinal digestibility/%
总能GE 66.51c 70.31c 68.29c 68.93c 83.63a 38.55d 77.74b 1.242 <0.001
干物质DM 64.53c 68.30c 67.01c 75.69b 81.47a 35.48d 74.68b 1.331 <0.001
粗灰分Ash 63.29a 50.66bc 66.73a 54.81ab 42.91c 21.08d 43.57c 3.243 <0.001
中性洗涤纤维NDF 43.00c 39.01c 50.05bc 59.05b 84.69a 77.77a 7.70d 3.960 <0.001
酸性洗涤纤维ADF 51.14b 30.11c 36.34c 43.92bc 80.12a 70.91a 9.04d 3.819 <0.001
粗蛋白质CP 66.85c 84.90a 75.39b 61.10c 76.52b 63.73c 70.67bc 2.743 <0.001

2.6 玉米加工副产物营养成分与有效能相关性分析

由表7可知,7种玉米加工副产物DE和ME与GE存在显著相关性(P<0.05)。
表7 玉米深加工副产物有效能与营养成分相关性分析

Table 7 Correlation analysis between available energy and nutrient composition of corn deep-processing byproducts

项目
Items		 干物质
DM		 粗灰分
Ash		 粗脂肪
EE		 中性洗涤纤维
NDF		 酸性洗涤纤维
ADF		 粗蛋白质
CP		 总能
GE		 消化能
DE		 代谢能
ME
干物质DM 1.00
粗灰分Ash 0.07 1.00
粗脂肪EE 0.50 0.38 1.00
中性洗涤纤维NDF 0.02 -0.59 -0.78* 1.00
酸性洗涤纤维ADF -0.01 -0.65 -0.76* 0.97** 1.00
粗蛋白质CP 0.31 -0.52 -0.52 0.54 0.49 1.00
总能GE 0.86** 0.34 0.81** -0.46 -0.47 0.04 1.00
消化能DE 0.51 0.70* 0.62 -0.49 -0.59 0.11 0.71* 1.00
代谢能ME 0.48 0.74* 0.62 -0.49 -0.59 0.08 0.69* 0.93** 1.00

2.7 饲粮DE和ME预测方程的建立

本试验基于玉米加工副产物营养成分建立了其DE和ME预测方程(表8)。结果表明,7种玉米加工副产物DE和ME预测方程分别为ME(MJ/kg)=0.954 6×DE(MJ/kg)-0.191 2、ME(MJ/kg)=0.906 4×DE(MJ/kg)+0.121 7×Ash(%)-0.261 1和ME(MJ/kg)=0.860 2×DE(MJ/kg)+0.124 9×CP(%)+0.224 5×Ash(%)-0.368 5。
表8 玉米深加工副产物DE和ME预测方程的建立(风干基础)

Table 8 Development of prediction equations for DE and ME in corn deep-processing byproducts (air-dry basis)

项目
Items		 预测方程
Prediction equations		 决定系数
R2		 P值
P-value
1 ME(MJ/kg)=0.954 6×DE(MJ/kg)-0.191 2 0.996 6 <0.001
2 ME(MJ/kg)=0.906 4×DE(MJ/kg)+0.121 7×Ash(%)-0.261 1 0.999 2 <0.001
3 ME(MJ/kg)=0.860 2×DE(MJ/kg)+0.124 9×CP(%)+0.224 5×Ash(%)-0.368 5 0.999 9 <0.001

3 讨论

3.1 玉米深加工副产物营养成分

玉米DDGS是以玉米为原料发酵制取乙醇的过程中,当玉米淀粉被转化成乙醇和二氧化碳后,蛋白质、脂肪和纤维等其他营养成分均留在酒糟中所形成的产物。由于微生物的作用,酒糟中蛋白质、B族维生素及氨基酸含量均比玉米高,并含有发酵中生成的未知促生长因子[19]。大量的研究表明,仔猪和生长育肥猪饲粮中添加适量的玉米DDGS不会降低猪生长性能和营养物质表观全肠道消化率[20]。本研究中,3种传统玉米DDGS样品GE及CP、EE、NDF和ADF含量分别为19.88~20.06 MJ/kg、27.16%~29.58%、8.30%~12.90%、33.01%~40.45%和10.46%~15.40%,上述研究结果和Li等[4]报道结果一致。本试验中,发酵玉米DDGS是利用屎肠球菌和丁酸梭菌混合菌液在发酵袋中(发酵温度35 ℃、发酵时间7 d)厌氧发酵玉米DDGS 3获得。DM基础下,发酵玉米DDGS的NDF和ADF含量比玉米DDGS分别降低了29.1%和27.0%,而GE和CP分别降低了4.0%和4.1%。上述结果表明,体外微生物发酵玉米DDGS会消耗原料CP和不可消化碳水化合物,以维持微生物生长。另外,前人研究认为纤维成分是饲料营养物质消化与吸收的抗营养因子,纤维含量过高会降低其营养价值[21]。玉米DDGS由于纤维组分含量较大,限制了其在猪饲粮的添加比例,而本试验中玉米DDGS经过微生物发酵后明显降低了其纤维水平,具有提高其饲用价值的潜力。玉米淀粉渣是生产柠檬酸等玉米深加工产品过程中,将玉米经粉碎、液化、过滤获得的滤渣,再经干燥获得的产品[22]。已有研究报道,玉米淀粉渣DM、CP、EE、粗纤维和Ash含量分别为86.03%、25.46%、8.88%、7.54%和4.99%[23]。本试验2种玉米淀粉渣DM、CP、EE、NDF和Ash含量分别为92.61%、28.48%、11.88%、43.27%、7.76%和91.23%、27.34%、10.44%、48.14%、3.01%。上述研究结果表明,DM基础下,不同来源的玉米淀粉渣CP和EE含量差异较小,但是纤维和Ash含量差异较大。玉米淀粉糖渣是在以玉米淀粉为原料的制糖工艺流程中,玉米淀粉经过酶解或酸水解过程后过滤后得到的残渣,经干燥后的玉米淀粉残渣含有丰富的油脂和蛋白质[24]。本试验中,玉米糖渣CP和EE含量分别为26.29%和30.10%,具有较高的营养价值和良好的饲用价值。

3.2 玉米深加工副产物有效能和营养物质表观全肠道消化率

本研中7种玉米深加工副产物DE、ME和ME/DE以及GE、DM、CP、EE、Ash、NDF和ADF表观全肠道消化率存在显著差异。DM基础下,3种传统玉米DDGS的DE、ME和ME/DE分别为14.84~16.19 MJ/kg、13.88~14.98 MJ/kg和92.56%~93.64%,上述研究结果和Li等[4]报道结果一致。前人研究表明,体外发酵预处理可以降低纤维等抗营养因子水平,从而提高原料营养价值[25]。然而,本试验中玉米DDGS 3经微生物发酵后能量表观全肠道消化率无明显变化,但是DE和ME分别降低了8.6%和4.9%,这是由于玉米DDGS在体外微生物发酵过程中降低了CP含量和GE。玉米淀粉渣和玉米糖渣生长猪有效能及其营养物质表观全肠道消化率尚未见报道,已有研究表明,玉米淀粉渣的蛋鸡表观代谢能和真代谢能分别为17.15和17.83 MJ/kg[23],这与本试验中玉米淀粉渣1的有效能值基本一致。玉米淀粉渣2由于能量和营养物质表观全肠道消化率显著低于玉米淀粉渣1,导致其有效能含量明显降低,但其原因有待于进一步探究。由于玉米糖渣含有丰富的CP和EE,致使其生长猪DE和ME均显著高于其他6种玉米深加工副产物,这表明玉米糖渣具有非常高的饲用价值。

3.3 玉米深加工副产物有效能预测方程的建立

本研究结果表明,玉米深加工副产物DE、ME与GE均存在显著正相关,同时玉米深加工副产物DE与ME呈显著正相关,上述结果与前人研究结果[26-27]一致。本研究中7种玉米深加工副产物的ME最佳预测方程为ME(MJ/kg)=0.860 2×DE(MJ/kg)+0.124 9×CP(%) 0.224 5×Ash(%)-0.368 5。上述ME最佳预测方程表明,玉米深加工副产物的ME与Ash含量具有正相关关系,这与前人报道的研究结果[28⇓-30]不一致。Li等[26]利用60种玉米样品的化学成分建立了ME的预测方程:ME=671.54+0.89×DE-5.57×NDF-191.39×Ash (R2=0.87)。Zhao等[30]利用12种小麦样品的化学成分建立了ME的预测方程:DE=-2 226-48.1ADF+1.6 GE-34.8木聚糖(R2=0.88)和ME (kcal/kg)=-2 990+1.7×GE-50.2×木聚糖-87.6×Ash (R2=0.88)。一般而言,Ash主要为矿物质氧化物或盐类等无机物质,经过胃肠道过程中不能够被机体消化与吸收。本研究中,玉米深加工副产物的Ash含量与ME的正相关关系主要是由于样品数量少导致的,需要进一步扩大样品数量以评估有效能和Ash含量之间的关系。具体而言,玉米糖渣有效能高主要是由于其脂肪含量高,但是其Ash含量同样较高,导致了ME预测模型中Ash含量与ME具有正相关关系。另外,本研究没有建立出玉米深加工副产物DE的预测方程,而且ME是通过DE进行预测,这将会限制本研究中ME预测模型在猪饲料配制中的应用,需要进一步扩大评估的样品数量基于原料营养成分建立玉米深加工副产物DE和ME的预测方程。为了深入分析本研究玉米深加工副产物ME预测方程的准确性,根据已报道得玉米深加工副产物营养成分数据比较了其实测值和本研究的预测值之间的差异。李平[29]测定了25种玉米DDGS常规营养成分及其DE和ME,DM基础下平均值分别为15.40和14.53 MJ/kg,将玉米DDGS样本DE的平均值代入本研究预测方程1、2和3,计算得到DM基础下玉米DDGS的ME分别是14.50、14.35和15.97 MJ/kg。由此可知,基于DE预测因子的ME预测值更为贴近实测值,而引入Ash和CP含量预测因子后,与实测值的差异较大,其原因可能是玉米糖渣营养成分组成导致的。上述研究结果表明,玉米深加工副产物猪有效能预测方程的构建不仅需要保证样本数量,还需要根据原料营养成分组成进一步对其进行分类,以获得更准确的有效能预测方程。

4 结论

① 本研究中7种玉米深加工副产物营养成分具有很大差异,导致其DE、ME和营养物质表观全肠道消化率变化较大。
② 基于7种玉米深加工副产物营养成分建立其ME的最佳预测方程为ME(MJ/kg)=0.860 2×DE(MJ/kg)+0.124 9×CP(%)+0.224 5×Ash(%)-0.368 5。本研究中没有得到玉米深加工副产物DE的预测方程,需要进一步扩大样本数量建立基于营养成分的有效能预测方程。

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