Evaluation of Nutritional Value of Fermented Corn Steep Liquor and Its Effects on Growth Performance and Serum Biochemical Indices of Finishing Pigs

HE Zhiwei; LI Peili; SUN Kaiji; HE Pingli

doi:10.12418/CJAN2023.697

2023 , Vol. 35 >Issue 12: 7668 - 7679

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.697

RESEARCH PAPER

Evaluation of Nutritional Value of Fermented Corn Steep Liquor and Its Effects on Growth Performance and Serum Biochemical Indices of Finishing Pigs

HE Zhiwei ^,¹ ,
LI Peili ² ,
SUN Kaiji ² ,
HE Pingli ^,¹^,^*

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¹ State Key Laboratory of Animal Nutrition, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China
² Beijing Dabeinong Technology Group Co., Ltd., Beijing 100194, China

^* associate professor, E-mail: hepingli@cau.edu.cn

Received date: 2023-07-07

Online published: 2023-12-11

Fold

Abstract

The purpose of this experiment was to evaluate the nutritional value of fermented corn steep liquor and to explore its effects on growth performance and serum biochemical indices of finishing pigs. In experiment 1, the available energy values and apparent digestibility of nutrients of fermented corn steep liquor to pigs were determined by total collection method. Twelve “Duroc×Landrace×Yorkshire” crossbred castrated boars with an initial body weight of (27.60±2.50) kg were randomly divided into 2 groups with 6 replicates per group and 1 pig per replicate. Pigs in the control group were fed a corn-soybean meal type basal diet, and the others in the experimental group were fed a diet with fermented corn steep liquor instead of 24.25% energy supply component in the basal diet. The experiment lasted for 12 days, including 7 days of dietary adaptation period and 5 days of feces and urine collection period. In experiment 2, the digestibility of amino acids in terminal ileum of fermented corn steep liquor was determined by nitrogen-free diet and semi-homozygous diet method. Six “Duroc×Landrace×Yorkshire” crossbred castrated boars with initial body weight of (37.17±1.17) kg and simple T-fistula were randomly divided into 2 groups with 3 pigs in each group. A 2×2 Latin square design was adopted, including 2 experimental periods and 2 dietary treatments. Each experiment lasted for 7 days, including 5 days of dietary adaptation period and 2 days of chyme collection period. The experimental diets included one corn starch-sucrose based nitrogen-free diet and one test diet containing 40% fermented corn steep liquor. In experiment 3, a total of 192 “Duroc×Landrace×Yorkshire” crossbred pigs with an initial body weight of (82.30±5.85) kg were randomly divided into 4 groups with 6 replicates per group and 8 pigs per replicate (half male and half female). Pigs in the control group (CON group) were fed a corn-soybean meal-wheat bran type basal diet, and the others in the experimental groups were fed the basal diets with 4% (FCSL4 group), 8% (FCSL8 group) and 12% (FCSL12 group) replacement proportion of fermented corn steep liquor, respectively. The experiment lasted for 35 days. The results showed as follows: 1) the apparent digestible energy and apparent metabolizable energy of fermented corn steep liquor were 10.78 and 9.71 MJ/kg, respectively. Compared with corn-soybean meal type basal diet, the apparent digestibility of crude protein and neutral detergent fiber in fermented corn steep liquor diet was significantly decreased (P<0.05), and the apparent digestibility of ether extract was significantly increased (P<0.05). 2) The standard digestibility of lysine, threonine, methionine and tryptophan in terminal ileum were 66.69%, 66.46%, 76.76% and 85.99%, respectively, and the standard digestibility of other amino acids in terminal ileum was 54.89% to 89.00%. 3) Compared with CON group, there was no significant change in growth performance of finishing pigs with the increase of dietary replacement proportion of fermented corn steep liquor (P>0.05). 4) The serum urea nitrogen content in FCSL12 group was significantly lower than that in FCSL8 group (P<0.05), but there were no significant differences compared with CON group (P>0.05). Compared with CON group, the serum total antioxidant capacity (T-AOC) in FCSL12 group was extremely significantly decreased (P<0.01), but there were no significant differences among the other 3 groups (P>0.05). With the dietary replacement proportion of fermented corn steep liquor increasing, the serum contents of immunoglobulin A (IgA) and immunoglobulin M (IgM) showed an increasing trend, and the serum contents of IgA and IgM in FCSL12 group were significantly higher than those in CON group (P<0.05). In conclusion, dietary supplementation of fermented corn steep liquor instead of energy supply component has no effect on growth performance of finishing pigs, but can improve the immune capacity of pigs. When the replacement proportion of fermented corn steep liquor is 4% and 8%, the antioxidant capacity of finishing pigs is not affected; and when the replacement proportion of fermented corn steep liquor is 12%, the antioxidant capacity of finishing pigs is significantly reduced. Therefore, the suitable replacement proportion of fermented corn steep liquor in the diet for finishing pigs is 8%.

Key words： fermented corn steep liquor; pigs; available energy; digestibility; growth performance

Cite this article

HE Zhiwei , LI Peili , SUN Kaiji , HE Pingli . Evaluation of Nutritional Value of Fermented Corn Steep Liquor and Its Effects on Growth Performance and Serum Biochemical Indices of Finishing Pigs[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023 , 35(12) : 7668 -7679 . DOI: 10.12418/CJAN2023.697

近年来,我国对粮食安全越来越重视,并且在此基础上形成了更高层次的“大食物观”,人们从对食物营养数量的追求发展为对质量的追求,确保最基本的粮食安全是实现更高目标的基本要求。豆粕是我国大部分畜禽饲料中的蛋白质饲料原料,其蛋白质含量与必需氨基酸含量较高,并且氨基酸比例相对平衡,在畜禽生产中发挥着十分重要的作用。然而,豆粕中含有胰蛋白酶抑制因子、植酸、凝集素、大豆抗原以及非淀粉多糖等抗营养因子,这些抗营养因子会影响营养物质的消化吸收,对动物的生长发育造成负面影响。此外,近年来受气候和疫情的影响,豆粕资源紧缺,价格上涨,增加了饲料成本^[1]。根据国家统计局数据显示,2013年至2021年,我国进口大豆数量占我国大豆总需求量的比例常年稳定在85%左右,大豆自给率较低构成我国粮食安全与饲料供应安全的一个重大隐患。而确保饲料供给安全是保障我国人民日常生活中肉蛋奶等一系列产品的重要基础^[2]。因此,寻找合适的蛋白质原料替代豆粕逐渐成为我国的一个重点研究内容。

玉米浆中含有较高含量的蛋白质和游离氨基酸,没有胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原等抗营养因子,并且价格低廉易于获得,在畜禽生产中作为蛋白质原料有很大的应用潜力。虽然玉米浆中含有亚硫酸盐、植酸以及少量毒素,但是经过微生物发酵过后,玉米浆的营养结构有所改善,玉米浆的应用价值得到提升。目前,玉米浆主要用作发酵底物、植酸生产原料,在饲料生产中有部分应用,但在猪上的应用较少。王春林等^[3]用含不同含量玉米浆的发酵饲料饲喂63 kg左右的二元杂交猪,结果发现:玉米浆含量为15%时,不会影响猪的生长性能;但是当玉米浆含量提升为25%时,会显著降低营养物质的消化率,产生负面影响。本研究使用的发酵玉米浆产品是通过酿酒酵母发酵玉米浆生产所得,最终的形态为粉状,颜色为黄褐色。发酵前先用双氧水处理玉米浆,氧化其中的亚硫酸盐,然后再接种微生物进行发酵。通过发酵可以有效降低玉米浆中的毒素含量,同时充分利用玉米浆中的有益物质,改善玉米浆的营养价值。在此基础上,本研究旨在测定发酵玉米浆的消化能、代谢能、营养物质表观消化率和氨基酸回肠末端消化率并探究发酵玉米浆对育肥猪生长性能和血清生化指标的影响,为发酵玉米浆在实际生产中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用发酵玉米浆由西安某生物饲料有限公司提供,其化学成分见表1。

表1 发酵玉米浆化学成分(饲喂基础)

Table 1 Chemical composition of fermented corn steep liquor (as-fed basis)

项目Items	成分及含量Composition and content
常规营养成分 Conventional nutrients	88.01%干物质、26.45%粗蛋白质、7.03%粗纤维、8.80%酸性洗涤纤维、 27.93%中性洗涤纤维、1.74%粗脂肪、9.26%粗灰分、 0.28%钙、1.50%总磷以及16.07 MJ/kg总能
必需氨基酸 Essential amino acids	1.06%精氨酸、0.76%组氨酸、0.76%异亮氨酸、1.76%亮氨酸、0.82%赖氨酸、 0.23%蛋氨酸、0.70%苯丙氨酸、0.76%苏氨酸、0.06%色氨酸及1.06%缬氨酸
非必需氨基酸 Non-essential amino acids	1.58%丙氨酸、1.38%天冬氨酸、0.56%半胱氨酸、3.80%谷氨酸、 1.13%甘氨酸、2.00%脯氨酸、0.82%丝氨酸及0.34%酪氨酸
其他成分 Other composition	玉米赤霉烯酮382 μg/kg、呕吐毒素2 600 μg/kg、黄曲霉毒素B₁<1 μg/kg及乳酸18 000 mg/kg

1.2 试验设计

本试验在大北农(玉田)生猪科学试验中心(河北省唐山市玉田县)进行。

试验1:选取12头初始体重为(27.60±2.50) kg的“杜×长×大”三元杂交去势公猪,随机分为2组,每组6个重复,每个重复1头猪。对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮,基础饲粮参照《猪营养需要量》(GB/T 39235—2020)配制,采用套算法计算有效能值;试验组饲粮以发酵玉米浆替代基础饲粮中24.25%的供能组分,试验1饲粮组成及营养水平见表2。试验期12 d,包括7 d预试期和5 d正试期,正试期收集粪尿。

表2 试验1饲粮组成及营养水平(饲喂基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of diets in experiment 1 (as-fed basis) %

项目Items	基础饲粮Basal diet	发酵玉米浆饲粮Fermented corn steep liquor diet
原料Ingredients
玉米Corn	74.80	56.10
豆粕Soybean meal	22.20	16.65
发酵玉米浆Fermented corn steep liquor		24.25
磷酸氢钙CaHPO₄	1.20	1.20
氯化钠NaCl	0.30	0.30
石粉Limestone	0.80	0.80
赖氨酸Lysine	0.20	0.20
预混料Premix¹⁾	0.50	0.50
合计Total	100.00	100.00
营养水平Nutrient levels²⁾
粗蛋白质CP	16.14	18.32
总能GE/(MJ/kg)	16.23	16.00

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets:VA 5 000 IU,VD₃ 1 350 IU,VE 13.5 IU,VK₃ 1.45 mg,VB₁ 0.7 mg,VB₂ 2.7 mg,VB₆ 1.35 mg,VB₁₂ 0.009 mg,烟酸胺 nicotinamide 16.0 mg,泛酸 pantothenic acid 8.0 mg,叶酸 folic acid 0.3 mg,生物素 biotin 0.02 mg,Fe (as ferrous sulfate) 70.0 mg,Cu (as copper sulfate) 10.0 mg,Zn (as zinc sulfate) 40.0 mg,Mn (as manganese sulfate) 15.0 mg,I (as potassium iodide) 0.30 mg,Se (as sodium selenite) 0.20 mg。

2)营养水平为实测值。Nutrient levels were measured values.

试验2:选取6头初始体重为(37.17±1.17) kg装有简单T型瘘管的“杜×长×大”三元杂交去势公猪,随机分为2组,每组3头猪。采用2×2拉丁方设计,包括2个试验期和2个饲粮处理。每个试验期7 d,包括5 d饲粮适应期和2 d食糜收集期。试验饲粮包括1个以玉米淀粉-蔗糖为基础的无氮饲粮和1个含有40%发酵玉米浆的待测饲粮,试验2饲粮组成及营养水平见表3。待测饲粮中发酵玉米浆作为饲粮中的唯一氨基酸来源,以三氧化二铬(Cr₂O₃)(0.3%)为外源指示剂。

表3 试验2饲粮组成及营养水平(饲喂基础)

Table 3 Composition and nutrient levels of diets in experiment 2 (as-fed basis) %

项目Items		发酵玉米浆饲粮Fermented corn steep liquor diet
原料Ingredients
玉米淀粉Corn starch	69.00	33.40
蔗糖Sucrose	20.00	20.00
发酵玉米浆Fermented corn steep liquor		40.00
大豆油Soybean oil	3.00	3.00
碳酸钾K₂CO₃	0.30
醋酸纤维素Cellulose acetate	4.00
氧化镁MgO	0.10
磷酸氢钙CaHPO₄	1.60	1.60
三氧化二铬Cr₂O₃	0.30	0.30
石粉Limestone	0.90	0.90
氯化钠NaCl	0.30	0.30
预混料Premix1)	0.50	0.50
合计Total	100.00	100.00
营养水平Nutrient level2)
粗蛋白质CP	0.24	9.94

2)营养水平为实测值。Nutrient level was a measured value.

试验3:选取192头初始体重为(82.30±5.85) kg的“杜×长×大”三元杂交猪,随机分为4组,每组6个重复,每个重复8头猪(公母各占1/2)。对照组(CON组)饲喂玉米-豆粕-麦麸型基础饲粮,试验组分别饲喂基础饲粮中发酵玉米浆替代比例分别为4%(FCSL4组)、8%(FCSL8组)和12%(FCSL12组)的饲粮。试验3饲粮组成及营养水平见表4。试验期35 d。

表4 试验3饲粮组成及营养水平(饲喂基础)

Table 4 Composition and nutrient levels of diets in experiment 3 (as-fed basis) %

项目 Items	组别Groups
项目 Items	CON	FCSL4	FCSL8	FCSL12
原料Ingredients
玉米Corn	75.72	76.63	74.25	71.23
豆粕Soybean meal	17.05	15.65	13.54	11.50
发酵玉米浆Fermented corn steep liquor		4.00	8.00	12.00
麦麸Wheat bran	4.00
磷酸氢钙CaHPO₄	1.20	1.33	1.10	1.05
大豆油Soybean oil			0.65	1.60
L-赖氨酸盐酸盐L-Lys·HCl	0.35	0.40	0.45	0.50
氯化钠NaCl	0.30	0.50	0.30	0.30
石粉Limestone	0.75	0.75	0.88	0.90
预混料Premix¹⁾	0.50	0.50	0.50	0.50
L-苏氨酸L-Thr	0.08	0.10	0.12	0.14
L-缬氨酸L-Val		0.02	0.02	0.04
DL-蛋氨酸DL-Met		0.05	0.11	0.15
L-色氨酸L-Trp	0.05	0.07	0.08	0.09
合计Total	100.00	100.00	100.00	100.00
营养水平Nutrient levels²⁾
消化能DE/(MJ/kg)	13.97	14.06	14.12	14.31
粗蛋白质CP	15.08	15.13	14.90	14.69
中性洗涤纤维NDF	12.08	10.95	11.58	12.75
酸性洗涤纤维ADF	3.44	2.79	3.53	3.78
钙Ca	0.61	0.64	0.64	0.64
总磷TP	0.29	0.30	0.28	0.28
标准回肠可消化赖氨酸SID Lys	0.89	0.89	0.89	0.89
标准回肠可消化蛋氨酸SID Met	0.60	0.61	0.61	0.60
标准回肠可消化苏氨酸SID Thr	0.54	0.54	0.54	0.54
标准回肠可消化色氨酸SID Trp	0.17	0.18	0.18	0.18
标准回肠可消化缬氨酸SID Val	0.57	0.58	0.57	0.57

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets:VA 4 000 IU,VD₃ 1 000 IU,VE 10.0 IU,VK₃ 1.25 mg,VB₁ 0.5 mg,VB₂ 2.1 mg,VB₆ 1.0 mg,VB₁₂ 0.007 mg,烟酸胺 nicotinamide 12.0 mg,泛酸 pantothenic acid 6.0 mg,叶酸 folic acid 0.25 mg,生物素 biotin 0.02 mg,Fe (as ferrous sulfate) 50.0 mg,Cu (as copper sulfate) 10.0 mg,Zn (as zinc sulfate) 40.0 mg,Mn (as manganese sulfate) 10.0 mg,I (as potassium iodide) 0.25 mg,Se (as sodium selenite) 0.20 mg。

2)消化能根据各项原料的消化能值计算得出,其他为实测值。DE was calculated according to DE value of each ingredient, while the others were measured values.

1.3 饲养管理

试验1和试验1所有试验猪均在消化代谢试验专用猪代谢笼中单独饲养,代谢笼安装有压力式水嘴和食槽。每头试验猪每日的饲喂量按照其初始体重的4%计算,平均分为2份,在每天的08:00和16:00饲喂,同时保证试验猪自由饮水。试验期间保证猪舍温度控制在20~24 ℃。试验3猪舍温度控制在24~27 ℃,保证试验猪自由采食和充足饮水。对所有试验猪采用统一的饲养管理方法,试验期间保证猪舍的通风和清洁。每日观察并且记录猪只情况,包括是否存在腹泻,以及每只猪相应的耗料量。

1.4 样品收集

试验1在正试期收集粪尿。粪尿收集期间,饲喂前后收集每头猪的剩料、撒料,将剩料、撒料烘干后称重并记录。粪尿收集时粪和尿分开收集,在每个代谢笼下放置2个不锈钢托盘,前盘收集尿液,后盘收集粪便。收尿盘盘孔下放置1个塑料水桶收集尿液,每1 000 mL尿液中加入10%盐酸20 mL,以防止尿液中微生物生长并造成氨流失。记录每头猪每天的尿液量,并将收集到尿液的10%分装到塑料瓶中,放入-20 ℃的环境中保存。粪便随排随收,保证粪样的新鲜,用塑料袋收集后迅速在-20 ℃环境中冷冻保存。正试期结束后,解冻每头猪5 d的全部粪样之后进行称重。为了保证试验数据的准确性,确保其混合均匀后,用点状取样法取样,每头猪取2盘粪样,每盘约350 g,将其放置在烘箱中烘干72 h,温度设置为65 ℃,烘干后回潮24 h,粉碎过40目筛,保存在密封袋中。均匀混合每头猪5 d的全部尿样以后,使用纱布过滤尿样中的杂质,最后取10%装入50 mL离心管中,于-20 ℃冷冻保存,以待后续检测。

试验2参考Stein等^[4]对食糜收集方法的具体描述,在试验期的最后2 d收集测样所需食糜。具体而言,每天08:00饲喂试验猪后将收集食糜的样品袋固定在瘘管外端,间隔30 min或者样品袋收满时及时更换新的样品袋,直至18:00,连续收集食糜共10 h。每次更换下的食糜收集袋要立刻在-20 ℃冷库中保存,抑制食糜内微生物发酵,保证样品营养成分稳定。2 d食糜收集期结束后,以每头猪为单位,自然解冻收集到的全部食糜后,将其充分混合均匀再冻干;然后再放置在室温内24 h进行回潮;最后粉碎过60目筛后放入密封袋中。

试验3在试验期第35天时,在每个重复中选取1头体重接近平均值的试验猪,即每组选取6头试验猪。分别在其前腔静脉处采10 mL血液,在室温下静置30 min后,于4 ℃下3 000×g离心10 min,取上层血清并在-20 ℃下保存,用于后续试验分析。

1.5 检测指标及方法

粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、干物质、钙、总磷、粗灰分和中性洗涤纤维含量分别按照国家标准GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 6434—2006、GB/T 6435—2014、GB/T 6436—2018、GB/T 6437—2018、GB/T 6438—2007和GB/T 20806—2006方法测定;酸性洗涤纤维含量按照农业行业标准NY/T 1459—2007方法测定;总能使用氧弹式测热仪测定,操作步骤严格按照国际标准ISO 9831—2004执行;氨基酸含量按照国家标准GB/T 18246—2019和GB/T 15399—2018测定;铬含量按照国家标准GB/T 13088—2006采用原子吸收光谱法测定。

血清总蛋白(total protein,TP)和尿素氮(urea nitrogen,UN)含量采用全自动生化分析仪(日立7160,日本)测定;血清抗氧化指标包括总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量以及谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性采用试剂盒测定;血清免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)、免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)和免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)含量采用试剂盒测定。以上试剂盒均来源于南京建成生物工程研究所,检测流程与方法均严格按照其说明书操作。

1.6 计算公式

消化能、代谢能和营养物质表观消化率计算公式如下:

饲粮表观代谢能(MJ/kg)=(食入总能-粪中总能-尿能)/饲粮采食量;

饲粮表观消化能(MJ/kg)=(食入总能-粪中总能)/饲粮采食量;

饲粮表观校正代谢能(MJ/kg)=饲粮表观代谢能/饲粮玉米和豆粕添加比例;

饲粮表观校正消化能(MJ/kg)=饲粮表观消化能/饲粮玉米和豆粕添加比例;

原料表观代谢能(MJ/kg)=[待测饲粮表观校正代谢能-(100%-X)×基础饲粮表观校正代谢能]/X;

原料表观消化能(MJ/kg)=[待测饲粮表观校正消化能-(100%-X)×基础饲粮表观较正消化能]/X;

总能表观消化率(%)=100×(食入总能-粪中总能)/食入总能;

饲粮某营养物质表观消化率(%)=100×(食入该营养物质含量-粪中该营养物质含量)/食入该营养物质含量。

式中:X为待测原料替代基础饲粮供能组成所占比例,本试验为24.25%。

氨基酸回肠末端消化率的计算公式参考Stein等^[5],计算公式如下:

氨基酸回肠末端表观消化率(%)=100-100×待测饲粮铬含量(g/kg DM)×食糜氨基酸含量(g/kg DM)/食糜铬含量(g/kg DM)×待测饲粮氨基酸含量(g/kg DM);

回肠内源氨基酸流量(g/kg DM)=食糜氨基酸含量(g/kg DM)×饲粮铬含量(g/kg DM)/食糜铬含量(g/kg DM);

氨基酸回肠末端标准消化率(%)=氨基酸回肠末端表观消化率(%)+100×回肠内源氨基酸流量(g/kg DM)/待测饲粮氨基酸含量(g/kg DM)。

生长性能计算公式如下:

平均日增重(ADG)=(末重-初重)/试验天数;

平均日采食量(ADFI)=总采食量/试验天数/试验猪头数;

料重比(F/G)=ADFI/ADG。

1.7 数据统计分析

采用Excel 2010整理试验原始数据,并采用SAS 9.2软件进行数据统计分析。试验1中2种饲粮营养物质表观消化率数据采用独立样本t检验分析其差异显著性;试验3数据采用单因素方差分析(one-way ANOVA),差异显著时采用Duncan氏法进行多重比较,结果以平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 发酵玉米浆表观消化能、表观代谢能及饲粮营养物质消化率

发酵玉米浆表观消化能和表观代谢能分别为10.78和9.71 MJ/kg,总能表观消化率为85.77%。由表5可知,发酵玉米浆饲粮粗蛋白质和中性洗涤纤维表观消化率显著低于玉米-豆粕型基础饲粮(P<0.05),粗脂肪表观消化率显著高于玉米-豆粕型基础饲粮(P<0.05)。

表5 饲粮营养物质表观消化率

Table 5 Apparent digestibility of dietary nutrients %

项目 Items	基础饲粮 Basal diet	发酵玉米浆饲粮 Fermented corn steep liquor diet	均值标准误 SEM	P值 P-value
粗蛋白质CP	90.14	86.03	2.06	<0.01
中性洗涤纤维NDF	70.80	57.27	6.77	0.01
酸性洗涤纤维ADF	59.75	56.36	1.70	0.06
粗脂肪EE	72.08	79.31	3.62	0.01
钙Ca	57.15	50.37	3.39	0.11
总磷TP	50.35	47.35	1.50	0.66
总能GE	91.60	85.66	2.97	<0.01

2.2 发酵玉米浆氨基酸回肠末端消化率

由表6可知,发酵玉米浆赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和色氨酸回肠末端标准消化率分别为66.69%、66.46%、76.76%和85.99%,其余氨基酸回肠末端标准消化率为54.89%~89.00%。

表6 发酵玉米浆氨基酸回肠末端消化率

Table 6 Amino acid digestibility in terminal ileum of fermented corn steep liquor %

项目 Items	回肠末端表观消化率 Apparent digestibility in terminal ileum	回肠末端标准消化率 Standard digestibility in terminal ileum
粗蛋白质CP	71.80	71.90
必需氨基酸Essential amino acids
苏氨酸Thr	66.34	66.46
缬氨酸Val	81.31	81.37
蛋氨酸Met	76.68	76.76
异亮氨酸Ile	81.05	81.13
亮氨酸Leu	81.62	81.67
苯丙氨酸Phe	75.44	75.51
赖氨酸Lys	66.61	66.69
组氨酸His	76.05	76.10
精氨酸Arg	77.73	77.83
色氨酸Trp	85.91	85.99
非必需氨基酸Non-essential amino acids
天冬氨酸Asp	68.10	68.19
丝氨酸Ser	70.66	70.76
谷氨酸Glu	79.56	79.60
脯氨酸Pro	54.54	54.89
甘氨酸Gly	57.98	58.21
丙氨酸Ala	81.73	81.79
半胱氨酸Cys	65.57	65.67
酪氨酸Tyr	88.98	89.00

2.3 发酵玉米浆对育肥猪生长性能的影响

由表7可知,与CON组相比,随着饲粮中发酵玉米浆替代比例的提高,育肥猪ADG、ADFI和F/G均没有显著变化(P>0.05)。

表7 发酵玉米浆对育肥猪生长性能的影响

Table 7 Effects of fermented corn steep liquor on growth performance of finishing pigs

项目 Items	组别Groups				均值标准误 SEM	P值 P-value
项目 Items	CON	FCSL4	FCSL8	FCSL12	均值标准误 SEM	P值 P-value
初重Initial BW/kg	82.38	82.33	82.17	82.31	8.05	1.00
末重Final BW/kg	116.75	116.42	115.46	115.21	6.56	0.98
平均日增重ADG/(kg/d)	0.98	0.97	0.95	0.94	0.14	0.99
平均日采食量ADFI/(kg/d)	3.20	3.07	3.11	3.09	0.11	0.63
料重比F/G	3.36	3.30	3.42	3.62	0.83	0.93

	同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同。
	In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean extremely significant difference (P<0.01). The same as below.

2.4 发酵玉米浆对育肥猪血清生化指标的影响

由表8可知,FCSL12组育肥猪血清UN含量显著低于FCSL8组(P<0.05),但均与CON组相比无显著差异(P>0.05)。与CON组相比,FCSL12组血清T-AOC降低,并且差异极显著(P<0.01),而其他3组之间无显著差异(P>0.05)。随着饲粮中发酵玉米浆替代比例的提高,血清IgA和IgM含量呈现提高的趋势,其中FCSL12组血清IgA和IgM含量显著高于CON组(P<0.05)。各组间其他血清生化指标均无显著差异(P>0.05)。

表8 发酵玉米浆对育肥猪血清生化指标的影响

Table 8 Effects of fermented corn steep liquor on serum biochemical indices of finishing pigs

项目 Items	组别Groups				均值标准误 SEM	P值 P-value
项目 Items	CON	FCSL4	FCSL8	FCSL12	均值标准误 SEM	P值 P-value
总蛋白TP/(g/L)	61.52	67.98	65.73	66.60	6.41	0.51
尿素氮UN/(mmol/L)	4.72^ab	4.06^ab	4.83^a	3.17^b	1.84	0.03
谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px/(U/mL)	209.14	185.27	200.22	208.13	26.54	0.38
超氧化物歧化酶SOD/(U/mL)	146.10	133.29	139.90	131.79	15.34	0.22
总抗氧化能力T-AOC/(mmol/L)	0.34^A	0.31^A	0.28^AB	0.19^B	0.15	<0.01
丙二醛MDA/(nmol/mL)	2.22	2.73	2.29	2.52	0.55	0.43
免疫球蛋白A IgA/(g/L)	1.00^a	1.24^ab	1.49^ab	1.78^b	0.79	0.04
免疫球蛋白G IgG/(g/L)	8.10	8.17	7.17	7.79	1.10	0.10
免疫球蛋白M IgM/(g/L)	1.00^a	1.02^ab	1.17^abc	1.62^c	0.70	0.02

3 讨论

3.1 发酵玉米浆的有效能值

本试验中,发酵玉米浆表观消化能和表观代谢能分别为10.78和9.71 MJ/kg,能值较低。粗蛋白质、粗纤维、粗灰分和抗营养因子等成分的含量会影响饲料的有效能值^[6-7]。研究发现,粗蛋白质含量与饲料的有效能值呈正相关,而粗灰分含量和纤维成分与饲料的有效能值呈负相关^[8-9]。本试验中,发酵玉米浆的粗蛋白质含量低于一般豆粕,粗脂肪含量也较低;同时,在饲粮中添加发酵玉米浆替代供能组分时,饲粮中的中性洗涤纤维含量提高,这可能是发酵玉米浆有效能值较低的原因。

3.2 发酵玉米浆氨基酸回肠末端消化率

在NRC(2012)^[10]中,玉米蛋白质饲料中赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和色氨酸的回肠标准消化率分别为66%、71%、82%和66%,其余氨基酸的回肠标准消化率在62%~86%,必需氨基酸的回肠标准消化率为66%~86%。本试验测得发酵玉米浆苏氨酸和蛋氨酸回肠末端标准消化率均低于玉米蛋白质饲料,一个可能的原因是发酵玉米浆中含有植酸、亚硫酸盐等物质,会影响猪对发酵玉米浆中氨基酸的消化吸收;另外一个可能的原因是美拉德反应的存在。玉米浆中的游离氨基酸含量约占干物质的25%^[11],同时玉米浆中还含有还原糖,两者会发生美拉德反应。此外,发酵玉米浆在生产的初始阶段时为液体状态,水分含量高,浓缩玉米浆时蒸发温度会因为工艺的不同而在55~95 ℃波动,在这些条件下,更容易发生美拉德反应^[12⇓-14]。美拉德反应会影响饲料中氨基酸的消化率,这也可能是发酵玉米浆中的氨基酸回肠末端标准消化率较低的原因。

3.3 发酵玉米浆对育肥猪生长性能的影响

本试验结果表明,在育肥猪饲粮中添加4%、8%和12%的发酵玉米浆替代供能组分,均对生长性能无显著影响。已有大量研究表明,发酵饲料能提高育肥猪的生长性能。陈国福等^[15]通过在饲粮中添加20%发酵饲料证明发酵饲料的添加会提高育肥猪ADG,降低F/G,其中ADG提高了70 g/d。Li等^[16]在饲粮中添加5%发酵马铃薯生浆显著提高了育肥猪ADFI、ADG和饲料转化率。也有研究表明,饲料经发酵后的营养结构会有所改善,能改善育肥猪肠道菌群,但是对育肥猪的生长性能没有显著影响。朱坤^[17]在饲粮中添加20%发酵饲料发现,全价饲粮发酵后有益菌及丙酸含量升高,饲喂添加了发酵饲料的饲粮后育肥猪的胴体性状和肠道健康有所改善,但对育肥猪的生长性能没有显著影响。Liu等^[18]在饲粮中添加10%经枯草芽孢杆菌发酵后的玉米皮,结果表明育肥猪的生长性能没有显著变化。不一致的研究结果表明,发酵饲料虽然具有适口性好、营养价值高及有利于肠道健康等特点,但是其会受到诸多条件的影响。比如,由于发酵原料和发酵工艺的不同,将会导致所得到的发酵饲料饲喂效果也存在一些差别。此外,猪的生长阶段也是影响发酵饲料饲喂效果的重要因素。育肥猪在生理上已经基本发育完全,消化系统和免疫功能也趋于完善,因此发酵饲料的有益作用在育肥猪上难以体现。

3.4 发酵玉米浆对育肥猪血清生化指标的影响

血清生化指标能够反映机体的营养物质代谢状况、免疫水平和抗氧化能力。血清TP含量能够反映机体的蛋白质营养状况;机体内蛋白质和氨基酸代谢会产生UN,其含量的大小能够反映机体蛋白质和氨基酸代谢的平衡。本试验结果表明,发酵玉米浆替代比例为4%和8%时,育肥猪血清TP和UN含量与CON组没有显著差异;相比于替代比例为8%时,当替代比例为12%时,血清UA含量显著降低,但是与基础饲粮以及替代比例为4%的饲粮之间没有显著差异。可能的原因是发酵玉米浆的赖氨酸、蛋氨酸等氨基酸消化率较低,饲粮中发酵玉米浆替代水平升高会影响机体的氨基酸代谢。虽然发酵玉米浆中赖氨酸、苏氨酸和色氨酸等限制性氨基酸含量较低,但是在饲粮配方中补充了氨基酸后不会影响育肥猪对蛋白质和氨基酸的消化吸收。

育肥猪受到免疫、驱赶或争斗等不良刺激时,体内会产生大量活性氧和活性氧自由基,若育肥猪体内的这些自由基没有及时被清除,就会导致氧化应激,造成机体损伤。酶类抗氧化系统和非酶类抗氧化系统对机体的抗氧化能力有重要的作用。SOD和GSH-Px是酶类抗氧化系统中重要的2种酶,SOD能够催化机体内主要的自由基超氧阴离子发生歧化反应,产生过氧化氢;GSH-Px则能够将过氧化氢分解成水从而消除机体内的自由基。T-AOC和MDA可以用来评估非酶类抗氧化系统的情况,如高含量的MDA表示机体的抗氧化能力受到抑制。本试验结果表明,与CON组相比,当饲粮中发酵玉米浆的替代比例为4%、8%和12%时,育肥猪血清GSH-Px和SOD活性以及MDA含量均无显著差异;当饲粮中发酵玉米浆替代比例为12%时,血清T-AOC极显著降低,这说明在饲粮中添加12%发酵玉米浆替代供能组分会对育肥猪的抗氧化能力造成不利影响。这可能的原因是因为受加工工艺限制,发酵玉米浆中含有少量毒素,当饲粮中发酵玉米浆替代水平升高时,毒素含量也随之升高,饲粮中毒素含量偏高会影响机体的抗氧化能力^[19]。发酵玉米浆中含有乳酸、抗氧化维生素等,有利于机体内自由基等清除,但是在实际生产中,饲粮对猪的作用受到了猪所处的生理阶段和饲粮总体成分的影响。

IgA、IgG和IgM是体液免疫的关键组成部分,在机体抵御病原微生物过程中起到重要作用。IgA是参与黏膜免疫的主要抗体,它通过与非特异性免疫相互协作来中和细胞内的病原体;而作为血清中含量最多的抗体,IgG是抗感染的主要抗体;IgM是机体抗感染的最先分泌的“先头部队”,在免疫防护中具有重要作用。本试验结果表明,随着饲粮中发酵玉米浆替代比例的提高,育肥猪血清IgA和IgM含量有升高的趋势,当饲粮中发酵玉米浆替代比例为12%时,血清IgA和IgM含量显著高于CON组。已有大量研究证明,发酵饲料能够提高猪的免疫能力。在饲粮中添加复合益生菌发酵饲料能够显著提高猪血清IgG和IgM含量,增强机体的免疫功能^[20]。Mizumachi等^[21]研究发现,发酵液体饲料能够提高断奶仔猪血清IgG和IgM含量。Su等^[22]在育肥猪饲粮中添加10%的复合发酵脱脂米糠,结果表明血清IgG含量显著提高。以上结果表明,发酵饲料能够提升机体的免疫水平,这与本文研究结果相一致。但是不同的发酵饲料对机体免疫能力的影响程度不同。就发酵玉米浆而言,将其添加到育肥猪饲粮中能够显著提高血清IgA和IgM含量,但是对血清IgG含量没有显著影响。

4 结论

在饲粮中添加发酵玉米浆替代供能组分对育肥猪生长性能没有影响,但能够提高机体免疫能力;当发酵玉米浆替代比例为4%与8%时,不会对育肥猪抗氧化能力产生影响;直至替代比例为12%时,才会显著降低育肥猪抗氧化能力。

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