Chinese Journal of Animal Nutrition >

2023 , Vol. 35 >Issue 12: 7680 - 7690

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.698

RESEARCH PAPER

Determination and Prediction Model Establishment of Digestible Energy and Metabolizable Energy of Wheat Bran for Growing Pigs

  • JIANG Xianji , 1, 2 ,
  • LI Rui , 2, * ,
  • FENG Ganyi 2 ,
  • TIAN Mingzhou 1, 2 ,
  • XIANG Qiang 1, 2 ,
  • YANG Gang 1, 2 ,
  • LIU Xiaojie 1, 2 ,
  • OUYANG Qing 1 ,
  • TANG Hui 1, 2 ,
  • LONG Cimin 2 ,
  • HUANG Ruilin 2 ,
  • YIN Yulong 1, 2
Expand
  • 1 Hunan Co-Innovation Center of Animal Production Safety, College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
  • 2 Key Laboratory of Animal Nutritional Physiology and Metabolic Process, National Engineering Laboratory for Poultry Breeding Pollution Control and Resource Technology, Key Laboratory of Agro-Ecological Processes in Subtropical Region, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China
* assistant professor, E-mail:

Received date: 2023-07-04

  Online published: 2023-12-11

Fold

Abstract

The experiment was performed to detect the chemical components in wheat bran, the digestible energy (DE) and metabolizable energy (ME) of wheat bran for growing pigs, and the prediction models of DE and ME for growing pigs was established based on the contents of effective chemical components in wheat bran. Twenty-two healthy “Duroc×Landrance×Yorkshire” crossbred boars with average initial body weight of (35±3) kg were selected for digestive and metabolic experiment according to a replicated 11×3 incomplete Latin square design, including two parallel trials, 11 diets (1 basal diet+10 wheat bran diets) and 3 cycles. Each cycle had 12 days consisting of 7 d for adaptation and 5 d for fecal and urine collection. The results showed that, on the air-dry basis, the average gross energy (GE) of 10 wheat brans was 16.59 MJ/kg (16.22 to 16.79 MJ/kg), and the average contents of dry matter (DM), crude protein (CP), crude ash (Ash), ether extract (EE), calcium (Ca), total phosphorus (TP), crude fiber (CF), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and total starch (TS) of 10 wheat brans were 87.46% (86.07% to 87.82%), 15.88% (14.56% to 16.83%), 5.48% (5.03% to 6.02%), 4.37% (3.30% to 5.69%), 0.11% (0.08% to 0.14%), 1.04% (0.94% to 1.15%), 10.72% (8.70% to 12.79%), 44.24% (38.15% to 49.73%), 10.76% (8.05% to 12.27%) and 19.19% (16.14% to 22.73%), respectively. The coefficients of variation (CV) of EE, Ca, CF and ADF contents were greater than 10%, while the CV of GE, DM, CP, Ash, TP, NDF and TS contents were less than 10%. The average DE and ME of 10 wheat brans for growing pigs were 10.61 (10.18 to 10.97 MJ/kg) and 9.99 MJ/kg (9.47 to 10.48 MJ/kg), respectively. The optimal prediction models of DE and ME of wheat bran for growing pigs were DE=9.569+0.237EE [relative standard deviation (RSD)=0.19, determination coefficient (R2)=0.498, P<0.05] and ME=8.779+0.278EE (RSD=0.15, R2=0.719, P<0.01), respectively. In conclusion, the variation degree of chemical component contents of wheat bran is small on the whole, and EE content can be used as key predictor of DE and ME of wheat bran for growing pigs.

Key words： wheat bran; growing pigs; digestive energy; metabolizable energy; prediction equation

Cite this article

JIANG Xianji , LI Rui , FENG Ganyi , TIAN Mingzhou , XIANG Qiang , YANG Gang , LIU Xiaojie , OUYANG Qing , TANG Hui , LONG Cimin , HUANG Ruilin , YIN Yulong . Determination and Prediction Model Establishment of Digestible Energy and Metabolizable Energy of Wheat Bran for Growing Pigs[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023 , 35(12) : 7680 -7690 . DOI: 10.12418/CJAN2023.698

我国畜牧行业高速发展,对饲料原料的需求与日俱增。小麦是世界第二大粮食作物,而小麦麸是小麦加工面粉后的副产品(占23%~25%),据报道,我国每年的小麦麸产量可达2 000万t以上[1]。小麦麸是由种皮、糊粉层、部分胚芽及少量胚乳组成,在饲料配方中被称为“能量稀释剂”[2],主要原因是小麦麸中粗纤维含量直接影响着有效能的利用率。粗纤维含量是各数据库划分小麦麸、次粉、饲用小麦麸的关键指标之一[3⇓⇓-6],而小麦制粉时的加工工艺和粉碎程度会造成小麦麸化学成分不同,导致小麦麸对猪的有效能差异很大[2],制约小麦麸在即时制配配方中的应用。消化能(DE)和代谢能(ME)是设计饲料配方的关键性指标,准确评定饲料及原料的营养价值参数是制定精准配方的基础[7]。本试验收集国内10种不同来源的小麦麸,旨在测定其化学成分、生长猪DE和ME,并根据小麦麸的有效化学养分含量构建小麦麸生长猪DE与ME的预测模型,以期为小麦麸在猪生产中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验收集了10种不同来源的小麦麸,样本信息见表1。将这10种来源的小麦麸粉碎后配成10种小麦麸饲粮。
表1 小麦麸来源

Table 1 Sources of wheat bran

样品编号Sample number 来源Source 样品编号Sample number 来源Source
1 河南周口 6 河南新乡
2 河南濮阳 7 宁夏银川
3 河北石家庄 8 广东顺德
4 河南濮阳 9 内蒙古呼和浩特
5 江苏徐州 10 河北秦皇岛

1.2 试验饲粮

基础饲粮为玉米-豆粕型饲粮,参照NRC(2012)[8]推荐的25~50 kg猪营养需要量配制,10种小麦麸饲粮则是用不同来源的小麦麸分别替代基础饲粮中部分玉米和豆粕配制而成,并保持11种饲粮中玉米与豆粕比例恒定。小麦麸饲粮和基础饲粮组成见表2。
表2 小麦麸饲粮和基础饲粮组成(风干基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of wheat bran diet and basal diet (air-dry basis) %

原料
Ingredients		 小麦麸饲粮
Wheat bran diet		 基础饲粮
Basal diet
玉米Corn 52.57 70.10
豆粕Soybean meal 20.40 27.20
小麦麸Wheat bran 24.33
磷酸氢钙CaHPO4 1.00 1.00
石粉Limestone 0.90 0.90
食盐NaCl 0.30 0.30
预混料Premix 0.50 0.50
合计Total 100.00 100.00

预混料为每千克饲粮提供 Premix provides the following per kg of diets:VA 4 200 IU,VD3 400 IU,VE 36 IU,VK3 1.2 mg,VB12 23 μg,VB2 5.63 mg,VB5 20.5 mg,VB3 28 mg,氯化胆碱 choline chloride 1.00 g,叶酸 folic acid 0.8 mg,VB1 3.4 mg,VB6 2.7 mg,VH 0.18 mg,Mn (as manganese sulfate) 40.0 mg,Fe (as ferrous sulfate) 70.0 mg,Zn (as zinc sulfate) 70.0 mg,Cu (as copper sulfate) 70 mg,I (as potassium iodide) 0.3 mg,Se (as sodium selenite) 0.3 mg。

1.3 试验动物及试验设计

选取22头体重[(35±3) kg]相近的健康“杜×长×大”三元杂交阉猪,采用替代法进行消化代谢试验[9],按照2个11×3的不完全拉丁方设计,共3个周期,每个周期12 d(7 d适应期+5 d粪尿收集期),分别饲喂10种小麦麸饲粮与1种基础饲粮。每头猪单笼饲养于代谢笼(1.8 m×0.8 m×0.6 m)中,每个周期开始前对所有猪进行称重,并按照22头猪平均体重的4%确定每日饲喂量,在每天08:00和17:00等量喂料。在粪尿收集期(5 d),每天08:00开始,全天24 h收集每头猪新鲜的粪、尿样品,并准确记录每头猪每日的采食量、排粪量和排尿量。试验猪在试验全程自由饮水。

1.4 样品制备及样品分析

1.4.1 样品制备

试验期内每头猪采集的粪样装入已编号的自封袋内,尿样则倒入已编号的收集桶中,收集桶内每天加入50 mL 6 mol/L盐酸固氮,于-20 ℃冰箱中暂存。待5 d粪尿收集期结束,将粪样解冻混匀,按每100 g加入10 mL的10%硫酸固氮,取400 g粪样放入65 ℃烘箱内烘72 h,回潮24 h后粉碎称重待测。将尿液解冻后充分混匀,用4层纱布过滤,取总尿样的10%装入已编号的塑料瓶中待测[10]。

1.4.2 样品分析

10种小麦麸原料及饲粮样品中的干物质(DM)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)含量分别采用AOAC 930.15、942.05和920.39的方法测定;根据GB/T 6432—2018并使用连续流动分析仪(AA3,德国SEAL分析仪器有限公司)测定样品中粗蛋白质(CP)含量;分别根据GB/T 6434—2006、GB/T 20806—2006和NY/T 1459—2007并使用全自动纤维分析仪(FT12,德国Gerhardt分析仪器有限公司)测定样品中粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量;样品经GB 5009.268—2016中规定的干式消解法预处理后,在电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES-5110,美国安捷伦科技有限公司)上测定钙(Ca)与总磷(TP)含量;样品中总淀粉(TS)含量使用K-TSTA试剂盒(爱尔兰Megazyme公司)测定;样品中总能(GE)利用5E-AC8018等温式全自动量热仪(长沙凯德测控仪器有限公司)测定。

1.5 10种小麦麸原料及饲粮的有效能计算

采用全收粪、尿法测定饲粮和小麦麸饲粮的DE和ME,计算公式[10⇓-12]如下:
基础饲粮或小麦麸饲粮DE(MJ/kg)=(摄入GE-粪中GE)/采食量;
基础饲粮或小麦麸饲粮ME(MJ/kg)=[摄入GE-(粪中GE+尿中GE)]/采食量;
小麦麸DE(MJ/kg)=(小麦麸饲粮DE-A×基础饲粮DE)/B;
小麦麸ME(MJ/kg)=(小麦麸饲粮ME-A×基础饲粮ME)/B。
式中:A为小麦麸饲粮中基础饲粮所占比例;B为小麦麸饲粮中小麦麸所占比例,A+B=100%。

1.6 数据处理与分析

原始数据经Excel 2016初步整理,使用SPSS 20.0软件的Correlate程序对10种小麦麸中DM、GE、CP、EE、CF、NDF、ADF、Ash、Ca、TP、TS含量与DE、ME进行相关性分析,使用Stepwise Regression程序作回归分析,建立小麦麸DE、ME的最佳预测模型。

2 结果与分析

2.1 小麦麸的化学成分

由表3可知,风干基础下,10种小麦麸各化学成分含量差异较小,仅EE和Ca的变异系数(CV)超过10%。10种小麦麸的GE平均值为16.59 MJ/kg(16.22~16.79 MJ/kg),DM含量平均值为87.46%(86.07%~87.82%),CP含量平均值为15.88%(14.56%~16.83%),Ash含量平均值为5.48%(5.03%~6.02%),EE含量平均值为4.37%(3.30%~5.69%),Ca含量平均值为0.11%(0.08%~0.14%),TP含量平均值为1.04%(0.94%~1.15%),CF含量平均值为10.72%(8.70%~12.79%),NDF含量平均值为44.24%(38.15%~49.73%),ADF含量平均值为10.76%(8.05%~12.27%),TS含量平均值为19.19%(16.14%~22.73%)。
表3 10种小麦麸的化学成分(饲喂基础)

Table 3 Chemical components of 10 wheat brans (as-fed basis) %

样品编号
Sample number		 总能
GE/(MJ/kg)		 干物质
DM		 粗蛋白质
CP		 粗灰分
Ash		 粗脂肪
EE		 钙
Ca		 总磷
TP		 粗纤维
CF		 中性洗涤纤维
NDF		 酸性洗涤纤维
ADF		 总淀粉
TS
1 16.39 87.71 15.83 6.02 3.48 0.14 1.05 11.05 46.36 11.83 17.81
2 16.71 87.68 16.67 5.06 5.69 0.10 0.94 10.87 43.04 10.67 20.15
3 16.66 87.66 15.68 5.89 4.00 0.13 1.09 12.79 49.45 12.27 16.14
4 16.47 87.28 16.18 5.38 3.61 0.10 1.00 11.02 42.51 10.32 19.01
5 16.67 87.68 16.11 5.13 5.47 0.09 1.01 10.39 43.80 10.38 20.17
6 16.61 87.65 15.40 5.64 3.81 0.10 1.07 11.51 48.25 11.82 18.32
7 16.22 86.07 15.97 5.58 4.55 0.13 1.15 9.21 38.15 9.80 22.73
8 16.79 87.39 16.83 5.48 3.30 0.08 1.01 8.70 38.68 8.05 19.93
9 16.63 87.82 15.58 5.03 4.63 0.10 1.00 10.15 42.41 10.44 20.34
10 16.75 87.68 14.56 5.60 5.19 0.10 1.13 11.52 49.73 12.07 17.35
平均值Mean 16.59 87.46 15.88 5.48 4.37 0.11 1.04 10.72 44.24 10.76 19.19
最大值Max 16.79 87.82 16.83 6.02 5.69 0.14 1.15 12.79 49.73 12.27 22.73
最小值Min 16.22 86.07 14.56 5.03 3.30 0.08 0.94 8.70 38.15 8.05 16.14
变异系数CV 1.07 0.59 4.08 6.14 19.74 16.22 6.30 11.02 9.35 11.98 9.78

2.2 小麦麸饲粮的化学成分

由表4可知,风干基础下,10种小麦麸饲粮的EE含量平均值为3.66%(1.67%~3.82%),CV达30.55%,Ash含量平均值为6.07%(5.55%~8.41%),CV达14.06%,其余化学成分含量的变异度较小。
表4 10种小麦麸饲粮的化学成分(饲喂基础)

Table 4 Chemical components of 10 wheat bran diets (as-fed basis) %

样品编号
Sample number		 总能
GE/(MJ/kg)		 干物质
DM		 粗蛋白质
CP		 粗灰分
Ash		 粗脂肪
EE		 粗纤维
CF		 中性洗涤纤维
NDF		 酸性洗涤纤维
ADF		 总淀粉
TS
1 15.20 89.05 15.27 8.41 3.82 4.98 21.38 5.43 33.82
2 15.76 79.67 15.74 5.96 2.13 4.71 21.32 4.97 35.53
3 15.88 88.57 16.61 5.77 1.78 5.48 21.40 5.01 32.77
4 15.85 88.68 17.45 5.68 2.70 5.06 22.02 5.00 33.09
5 15.75 88.60 17.34 5.99 1.67 4.94 21.49 4.88 35.51
6 15.64 88.40 16.61 5.86 3.80 5.03 22.43 5.51 33.05
7 15.75 85.28 17.10 5.56 2.06 4.71 20.07 4.21 33.44
8 15.90 88.60 17.72 5.62 2.97 4.72 20.47 5.05 36.93
9 15.70 87.17 16.19 6.28 2.92 5.12 23.82 5.28 36.50
10 15.91 89.06 15.26 5.55 3.80 5.49 23.87 5.86 35.23
平均值Mean 15.73 87.31 16.53 6.07 2.76 5.02 21.83 5.12 34.59
最大值Max 15.91 89.06 17.72 8.41 3.82 5.49 23.87 5.86 36.93
最小值Min 15.20 79.67 15.26 5.55 1.67 4.71 20.07 4.21 32.77
变异系数CV 1.32 3.34 5.41 14.06 30.55 5.71 5.76 8.64 4.43

2.3 小麦麸对生长猪的DE和ME

由表5、表6和表7可知,风干基础下,10种小麦麸对生长猪的DE和ME平均值分别为10.61(10.18~10.97 MJ/kg)和9.99 MJ/kg(9.47~10.48 MJ/kg),CV分别为2.59%和2.27%,各小麦麸间有效能变异度较小。
表5 小麦麸对生长猪的DE(饲喂基础)

Table 5 DE of wheat bran for growing pigs (as-fed basis) MJ/kg

样品编号
Sample number		 重复Replicates 平均值
Mean		 最大值
Max		 最小值
Min		 变异系数
CV/%
1 2 3 4 5 6
1 10.01 9.96 10.67 9.92 11.01 10.24 10.30 11.01 9.92 4.31
2 10.19 11.94 10.39 10.34 11.30 11.66 10.97 11.94 10.19 6.92
3 10.73 10.71 9.73 10.22 10.35 11.02 10.46 11.02 9.73 4.39
4 10.54 10.46 10.96 10.17 10.37 10.05 10.43 10.96 10.05 3.07
5 11.84 10.74 10.90 9.73 10.05 11.28 10.76 11.84 9.73 7.23
6 10.90 11.38 10.23 11.01 10.90 10.48 10.82 11.38 10.23 3.76
7 10.17 10.16 10.26 10.85 10.79 10.64 10.48 10.85 10.16 3.04
8 10.36 10.54 9.06 10.34 10.01 10.75 10.18 10.75 9.06 5.89
9 10.27 10.99 10.75 11.14 11.91 10.73 10.96 11.91 10.27 5.01
10 11.22 10.64 9.59 10.80 10.87 11.03 10.69 11.22 9.59 5.40
表6 小麦麸对生长猪的ME(饲喂基础)

Table 6 ME of wheat bran for growing pigs (as-fed basis) MJ/kg

样品编号
Sample number		 重复Replicates 平均值
Mean		 最大值
Max		 最小值
Min		 变异系数
CV/%
1 2 3 4 5 6
1 9.16 9.76 10.27 9.51 10.60 9.94 9.87 10.60 9.16 5.26
2 9.78 11.87 10.03 9.42 10.59 11.20 10.48 11.87 9.42 8.84
3 10.04 10.29 9.37 9.28 9.38 10.52 9.81 10.52 9.28 5.50
4 10.08 9.73 10.45 9.60 9.39 9.40 9.78 10.45 9.39 4.26
5 11.28 9.64 10.13 9.07 9.77 10.74 10.11 11.28 9.07 7.90
6 10.43 10.16 9.51 9.91 10.60 9.48 10.02 10.60 9.48 4.67
7 9.94 9.29 10.12 9.89 10.56 10.53 10.05 10.56 9.29 4.67
8 9.56 9.61 8.59 10.02 8.85 10.21 9.47 10.21 8.59 6.75
9 9.46 10.12 9.97 10.59 11.30 9.63 10.18 11.30 9.46 6.63
10 10.54 9.91 9.25 10.40 10.35 10.59 10.17 10.59 9.25 5.05
表7 小麦麸对生长猪的DE和ME(饲喂基础)

Table 7 DE and ME of wheat bran for growing pigs (as-fed basis)

样品编号
Sample number		 消化能
DE/(MJ/kg)		 代谢能
ME/(MJ/kg)		 代谢能/消化能
ME/DE/%		 总能全肠道表观消化率
ATTD of GE/%
1 10.30 9.87 95.83 83.85
2 10.97 10.48 95.53 82.61
3 10.46 9.81 93.79 80.67
4 10.43 9.78 93.77 80.73
5 10.76 10.11 93.96 82.11
6 10.82 10.02 92.61 82.84
7 10.48 10.05 95.90 81.39
8 10.18 9.47 93.03 79.87
9 10.96 10.18 92.88 82.88
10 10.69 10.17 95.14 81.13
平均值Mean 10.61 9.99 94.24 81.81
最大值Max 10.97 10.48 95.90 83.85
最小值Min 10.18 9.47 92.61 79.87
变异系数CV/% 2.59 2.77 1.33 1.52

2.4 小麦麸生长猪DE与ME预测方程的建立

由表8可知,DE与ME极显著正相关(P<0.01),GE与DM显著正相关(P<0.05),EE与DE、ME均极显著正相关(P<0.01)。NDF、ADF与CP显著负相关(P<0.05),与CF极显著正相关(P<0.01);同时,NDF和ADF两者之间极显著正相关(P<0.01)。Ca与GE显著负相关(P<0.05),与Ash显著正相关(P<0.05)。TP与CP显著负相关(P<0.05),与Ash显著正相关(P<0.05)。TS与DM、ADF显著负相关(P<0.05),与CF、NDF极显著负相关(P<0.01)。Ash与DE显著负相关(P<0.05)。
表8 小麦麸化学成分、DE、ME的相关性分析

Table 8 Correlation analysis of chemical components, DE and ME of wheat bran

项目
Items		 消化能
DE		 代谢能
ME		 干物质
DM		 总能
GE		 粗脂肪
EE		 粗蛋白质
CP		 粗纤维
CF		 中性洗涤纤维
NDF		 酸性洗涤纤维
ADF		 粗灰分
Ash		 钙
Ca		 总磷
TP
代谢能ME 0.878**
干物质DM 0.340 0.135
总能GE 0.276 0.036 0.708*
粗脂肪EE 0.744* 0.866** 0.091 0.246
粗蛋白质CP -0.263 -0.250 -0.188 -0.003 -0.140
粗纤维CF 0.217 0.196 0.505 0.164 0.055 -0.525
中性洗涤纤维NDF 0.215 0.177 0.610 0.302 0.064 -0.712* 0.909**
酸性洗涤纤维ADF 0.294 0.361 0.409 -0.032 0.141 -0.724* 0.908** 0.919**
粗灰分Ash -0.651* -0.499 -0.115 -0.331 -0.607 -0.327 0.385 0.449 0.457
钙Ca -0.278 0.011 -0.296 -0.700* -0.206 -0.235 0.356 0.240 0.517 0.683*
总磷TP -0.282 -0.141 -0.491 -0.396 -0.125 -0.651* 0.148 0.275 0.345 0.641* 0.502
总淀粉TS 0.152 0.220 -0.648* -0.383 0.272 0.469 -0.835** -0.881** -0.715* -0.571 -0.199 -0.141

表中数据为相关系数。数据右上角标注“**”表示相关性极显著(P<0.01),标注“*”表示相关性显著(P<0.05)。

The data in the table are correlation coefficients. “**” marked on the top right corner of the data indicates extremely significant correlation (P<0.01), and “*” marked on the top right corner of the data indicates significant correlation (P<0.05).

由表9可知,小麦麸有效化学成分对生长猪DE的预测方程有2个,分别为DE=9.569+0.237EE[相对标准偏差(RSD)=0.19,决定系数(R2)=0.498,P<0.05]和DE=13.514-0.531Ash(RSD=0.22,R2=0.424,P<0.05),关键预测因子为EE、Ash。小麦麸有效化学成分对生长猪ME的预测方程为ME=8.779+0.278EE(RSD=0.15,R2=0.719,P<0.01),关键预测因子为EE。
表9 小麦麸有效化学成分对DE、ME的预测方程

Table 9 Prediction equations of DE and ME based on effective chemical components of wheat bran

项目
Items		 预测方程
Prediction equations		 相对标准偏差
RSD		 决定系数
R2		 P值
P-value
消化能DE DE=9.569+0.237EE 0.19 0.498 <0.05
消化能DE DE=13.514-0.531Ash 0.22 0.424 <0.05
代谢能ME ME=8.779+0.278EE 0.15 0.719 <0.01
由表10可知,风干基础下,将NRC(2012)[8]中相关化学成分参数代入小麦麸生长猪DE、ME的预测方程,得到DE为10.68 MJ/kg,ME为10.09 MJ/kg,与NRC(2012)[8]中小麦麸的猪DE(10.135 MJ/kg)、ME(9.698 7 MJ/kg)近似;将INRA(2004)[13]中相关化学成分参数代入小麦麸生长猪DE、ME的预测方程,得到DE为10.37 MJ/kg,ME为9.74 MJ/kg,略高于INRA(2004)[13]中小麦麸的猪DE(9.3 MJ/kg)、ME(8.8 MJ/kg);将《中国猪营养需要》(2020)[11]中相关化学成分参数代入小麦麸生长猪DE、ME的预测方程,得到DE为10.31 MJ/kg,ME为9.65 MJ/kg,略低于中国猪营养需要(2020)[11]中小麦麸的猪DE(11.38 MJ/kg)、ME(11.03 MJ/kg)。
表10 基于已有数据库参数验证小麦麸对猪有效能值的预测方程

Table 10 Verification of prediction equations of effective energy values of wheat bran for pigs based on existing database MJ/kg

预测方程
Prediction equations		 数据库Databases
NRC(2012)[8] INRA(2004)[13] 《中国猪营养需要》(2020)
Nutrient Requirements of Swine in China (2020)[11]
DE=9.569+0.237EE 10.68(10.135) 10.37(9.3) 10.31(11.38)
ME=8.779+0.278EE 10.09(9.698 7) 9.74(8.8) 9.65(11.03)

表中括号内数据为数据库中的有效能值(风干基础),括号外数据为数据库中营养指标(风干基础)带入预测方程后计算出的有效能值。

The data inside the parentheses in the table are the effective energy values (air-dry basis) in the databases, while the data outside the parentheses are the effective energy values calculated after the nutritional indicators (air-dry basis) in the databases are brought into the prediction equation.

3 讨论

3.1 小麦麸化学成分

各国数据库对小麦制粉副产物的分类不一致,其化学成分受小麦加工面粉过程中的分离程度影响[12]。但是,不同的数据库将小麦制粉副产物按照CF的含量大致分为小麦麸、次粉、饲用小麦麸[6,8,13]。法国INRA(2004)[13]、荷兰CVB(2007)[6]报道的和黄强[16]测得的小麦麸的CF含量分别为9.20%、10.70%和11.43%,次粉的CF含量分别为4.90%、7.00%和5.47%,饲用小麦麸的CF含量分别为1.50%、1.90%和0.92%。本试验测得的CF含量为10.72%,按照对小麦制粉副产物的分类标准属于小麦麸。本试验中测得的小麦麸中CF、NDF、Ash和TP含量高于《中国猪营养需要》(2020)[11]、NRC(2012)[8]和《中国饲料成分及营养价值表(2022年第33版)》[14]中的数值,而GE、DM、ADF和TS含量与《中国猪营养需要》(2020)[11]、NRC(2012)[8]和《中国饲料成分及营养价值表(2022年第33版)》[14]中的数值近似。本试验测得的小麦麸中EE含量(4.37%)近似于NRC(2012)[8]中的数值(4.73%),但高于《中国猪营养需要》(2020)[11](3.13%)。本试验中测得的小麦麸的某些化学成分的含量与数据库相比差异较大,但10种小麦麸之间化学成分含量的差异较小,仅EE、Ca、CF和ADF含量的CV超过10%,这可能与本试验收集的小麦麸主要来自大型饲料企业和港口有关;同时,小麦麸还受来源、品种和小麦生长环境的多样性影响;除此以外,在小麦制粉加工的过程中,受不同加工工艺、筛选和粉碎等级的影响,小麦麸的化学成分含量会出现较大的变异情况[15-16]。

3.2 小麦麸对生长猪的DE和ME

10种小麦麸对生长猪的DE和ME的CV(2.59%和2.77%)比较小,表明10种小麦麸的DE和ME同质性较好,这可能与小麦麸中供能物质(CP和TS)含量相对比较稳定,CV比较低有关。CP和TS是小麦麸中主要能量的贡献者[17],这解释了由于CP和TS的均质性好,DE和ME的CV小[18]。同时,小麦麸的DE和ME呈极显著相关,验证了我们在试验操作过程中的准确性。本试验中,测得10种小麦麸的DE平均值为10.61 MJ/kg,ME平均值为9.99 MJ/kg,高于INRA(2004)[13]中小麦麸的DE(9.3 MJ/kg)、ME(8.8 MJ/kg),略高于NRC(2012)[8]中小麦麸的DE(10.135 MJ/kg),ME(9.698 7 MJ/kg),低于《中国猪营养需要》(2020)[11]中的DE(11.38 MJ/kg)、ME(11.03 MJ/kg)。本试验中,10种小麦麸的ME/DE在92.61%~95.90%,这与黄强[16](90.43%~96.17%)和Noblet等[2](96.3%)所得小麦麸的ME/DE基本一致;10中小麦麸的GE的全肠道表观消化率(ATTD)平均值为81.81%(79.97%~83.85%),与Xie等[19](79.5%)和Zhao等[20](82.3%~90.1%)公布的数值基本一致。
目前国内外对小麦麸中有效能值的研究较多,黄强[16]测得猪对6种不同的细小麦麸和6种不同的小麦麸DE平均值分别为12.45和12.04 MJ/kg;张志虎等[21]在生长猪饲粮中添加19.2%的来自于不同地区的10种小麦麸,测得生长猪对10种小麦麸的DE平均值为11.72 MJ/kg;Batterham等[22]测得猪对小麦麸的DE为15.82 MJ/kg;Diggs等[23]和Takahashi等[24]测得猪对小麦麸的DE分别为11.18和12.93 MJ/kg。上述研究中所得小麦麸的DE均高于本试验所测得的DE。这可能是由于各试验中所选用小麦麸品种、批次、试验条件和样品分类不同[16];同时,受小麦制粉的加工方式与工艺[25]、物理特性[26]、粉碎程度以及动物体重和饲喂水平等因素的影响,猪对不同小麦麸中供能组分的利用情况各异,这最终导致不同品种的小麦麸在有效能值上的巨大差异[16,27]。此外,小麦麸的纤维因子会影响其有效能值及猪对其营养物质的消化吸收[26-27]。有研究表明,长时间饲喂猪高纤维原料(如小麦麸等)可能造成对该原料中有效能值的低估,原因可能是高纤维原料中的不溶性纤维在肠道中难以被消化,缩短了食糜在肠道内的停留时间,进而导致营养物质消化不完全[16]。

3.3 小麦麸有效能的关键预测因子

在本试验中,EE和Ash是小麦麸有效能的2个关键的预测因子,EE作为能量饲料原料中单位能值最高的成分,是一类重要的供能物质[28],Noblet等[2]曾构建出以EE、Ash、CP和NDF为预测因子的生长猪对小麦麸的DE预测方程;Yang等[29]通过3个独立试验构建了生长猪对玉米、豆粕和小麦麸这3种原料中有效能的预测模型,结果表明,EE是生长猪对玉米中DE的最佳预测因子,而Ash可以作为预测因子被纳入到生长猪对豆粕和小麦麸中DE的最佳预测方程中;在《中国猪营养需要》(2020)[11]中,已经指出Ash是生长猪对小麦麸中DE与ME的关键预测因子。这些结论都与本试验的结果类似或一致。此外,有报道指出NDF、ADF和CF是预测小麦麸有效能最有效的预测因子[2,16]。但是,在本试验中纤维因子并未进入预测模型,其原因可能是:小麦麸中CF、NDF和ADF含量的CV都比较低,因此导致了在逐步回归过程中存在误差,在后续试验中还需要使用更多的、不同地区的、不同种类的小麦麸做化学成分分析,以得到更多的数据,进而拟合出更优的预测模型。将已有数据库参数代入本试验所得小麦麸DE和ME的最佳预测方程中进行验证,所得小麦麸DE和ME与NRC(2012)[8]中数值近似,略高于INRA(2004)[13]中数值,略低于《中国猪营养需要(2020)》[11]中数值。由上得知,本试验所得小麦麸生长猪DE和ME预测方程可信度较好。

4 结论

小麦麸中EE和Ash含量是影响其生长猪DE与ME的关键因子。风干基础下,小麦麸对生长猪的DE和ME分别为10.61(10.18~10.97 MJ/kg,CV=2.59%)和9.99 MJ/kg(9.47~10.48 MJ/kg,CV=2.77%),且DE和ME的最佳预测模型分别为:DE=9.569+0.237EE(RSD=0.19,R2=0.498,P<0.05);ME=8.779+0.278EE(RSD=0.15,R2=0.719,P<0.01)。

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