动物营养学报  2013, Vol. 25 Issue (11): 2741-2747   PDF (1027 KB)    
引用本文
崔英才, 林雪彦, 苏鹏程, 王中华. 康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系定义的C组分的小肠可消化性[J]. 动物营养学报, 2013, 25(11): 2741-2747.  
CUI Yingcai, LIN Xueyan, SU Pengcheng, WANG Zhonghua. Small Intestine Degradability of C Component Defined by Cornell Net Carbohydrate and Protein System[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2013, 25(11): 2741-2747.  
康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系定义的C组分的小肠可消化性
崔英才, 林雪彦, 苏鹏程, 王中华     
山东农业大学动物科技学院, 泰安 271018
收稿日期：2013-5-9
基金项目：国家现代农业(奶业)产业技术体系(CARS-37)
作者简介：崔英才(1987—),男,山东淄博人,硕士研究生,从事动物营养与饲料科学研究。E-mail:yingcaicui@163.com
通讯作者：王中华,教授,博士生导师,E-mail:zhwang@sdau.edu.cn
摘要：本试验旨在评定康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系(CNCPS)的C组分的小肠可消化性。从奶牛场采集10种饲料样品,测定其C组分的瘤胃降解率,采用体外法测定饲料原料及12 h瘤胃降解残渣的C组分的小肠消化率。结果表明,10种饲料C组分的瘤胃降解速度常数(kc)在0.39%/h~3.89%/h之间;饲料原料C组分小肠消化率在0~81.61%之间,饲料12 h瘤胃降解残渣C组分小肠消化率在0~43.21%之间,表明不同的饲料原料和12 h瘤胃降解残渣之间的C组分小肠消化率存在差异,部分饲料具有很高的C组分小肠消化率,不应忽略。结果提示,CNCPS定义的C组分在瘤胃中可以降解,且部分种类饲料该组分具有很高的小肠消化率,在评定饲料品质时应考虑C组分对小肠可消化氨基酸流量的贡献。
关键词： CNCPS     C组分     小肠消化率     瘤胃降解率    
Small Intestine Degradability of C Component Defined by Cornell Net Carbohydrate and Protein System
CUI Yingcai, LIN Xueyan, SU Pengcheng, WANG Zhonghua     
College of Animal Science, Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, China
Abstract: This study was conducted to investigate the small intestine degradability of C protein component defined by the Cornell net carbohydrate and protein system (CNCPS). The ruminal degradability of C component of 10 feed samples from different dairy farms were measured. The small intestine digestibility of C component in raw materials and 12 h ruminal degradation residue were analyzed by in vitro method. The results showed that ruminal degradability rate coefficient (kc) of C component in the 10 feed samples ranged from 0.39%/h to 3.89%/h, the small intestine digestibility of C component in feed raw materials ranged from 0 to 81.61%, and that in 12 h ruminal degradation residue ranged from 0 to 43.21%, which indicated that there was difference in different feed raw materials and 12 h ruminal degradation residue, and the small intestine digestibility of some feeds was too high to be ignored. It is concluded that C protein component defined by the CNCPS is degradable in the rumen, and some kinds of feed might have high digestibility in the small intestine. The contribution of C component to digestive amino acids in small intestine should be considered.
Key words: CNCPS     C protein component     small intestine digestibility     ruminal degradability    

康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系(Cornell net carbohydrate and protein system， CNCPS)采用析因法预测小肠可消化氨基酸流量，是目前较为完备的小肠可消化氨基酸预测体系。该体系通过不同溶剂溶解，将饲料蛋白质分为5种组分(A、B1、B2、B3和C)，其中C组分为酸不溶性氮，被认为在瘤胃中不能降解且在小肠中不能消化，对小肠可消化氨基酸没有贡献。有研究表明，CNCPS所定义的C组分有可能在小肠中消化，建立氨基酸水平上的反刍动物蛋白质营养体系，需要对小肠可消化氨基酸流量进行预测。

CNCPS是目前唯一采用析因法预测小肠可消化氨基酸流量的反刍动物营养体系，A、B1、B2、B3和C 5个组分通过中性、酸性溶液洗涤和三氯乙酸沉淀方法得到分离。A是中性洗涤溶解蛋白质不能被三氯乙酸沉淀的氮，认为是非蛋白氮；B1是中性洗涤溶解且能被三氯乙酸沉淀的氮；C是酸性洗涤不溶氮(ADIN)；B3是中性洗涤不溶氮与ADIN之差；B2是饲料粗蛋白质(CP)与A、B1、B3、C组分之差。只有B1、B2、B3、C组分可以过瘤胃，在计算过瘤胃蛋白质的小肠可消化氨基酸贡献时，测定各组分的过瘤胃蛋白质的量，乘以其小肠消化率参数和氨基酸构成。B1、B2、B3、C组分的小肠消化率参数分别为100%、100%、80%和0，即过瘤胃C组分对小肠可消化氨基酸流量没有贡献，各蛋白质组分的氨基酸构成则采用原料中的氨基酸构成。

按照CNCPS的测定方法，C组分即ADIN，被认为是不可利用的氮[1]。ADIN的主要成份是与木质素、单宁等结合的蛋白质及美拉德反应的产物[2, 3]。不同饲料的ADIN差异很大，麦麸中的含量约为CP的0.4%，干酒糟及其可溶物(DDGS)为CP的31.1%[4, 5, 6, 7]。牧草的CP消化率与ADIN含量有关，含量高的牧草显著低于含量低的牧草[8, 9]。饲料受热后产生美拉德反应，使ADIN的含量升高，因此可以通过ADIN含量变化估测饲料蛋白质的热损耗[10]。由于ADIN是在酸性洗涤剂中不能溶解的氮，不同饲料的ADIN构成很可能有差别，将所有饲料的ADIN均视为瘤胃中不能降解和小肠中不能消化未必合理。有研究表明，一些饲料ADIN的粪便回收率很低，具有较高的消化率[11, 12, 13]。Nakamura等[14]对一些非饲草类饲料的研究表明，ADIN的消化率可达58%。我们前期对10余种饲料C组分小肠消化率的数据拟和估测结果也表明，一些饲料的C组分在小肠中具有较高的消化率。

CNCPS认为C组分在瘤胃中不能降解，在小肠中不能消化。由于直接测定C组分瘤胃降解率和小肠消化率比较繁琐，常用饲料C组分瘤胃降解率和小肠消化率的数据很少，无法评估是否需要对CNCPS的有关参数进行修正。为此，本研究采集了10份常用奶牛饲料样品，实测了C组分的瘤胃动态降解率和饲料原料及12 h瘤胃降解残渣C组分的小肠消化率，以评估是否需要考虑C组分对小肠可消化氨基酸的贡献。

1 材料与方法
1.1 饲料样品

饲料样品采集自山东省的不同奶牛场，包括棉籽粕、花生粕、豆粕、麦麸、2种国产苜蓿、羊草、地瓜秧和2种玉米青贮，共10种样品。采集样品置于冰盒中带回实验室，-20 ℃冷冻保存待测。

1.2 试验动物

6头体重为(514±74) kg、产奶性能相近、安装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛。饲喂以压片玉米、豆粕、麦麸、全株玉米青贮、苜蓿等配制的全混合日粮(TMR)，自由饮水，日投料2次(07：30和19：30)，日挤奶2次(07：30和19：30)。

1.3 瘤胃降解率测定

尼龙袋法测定瘤胃降解率，参照卢德勋[15]的方法，并增加了0.5、1.0和1.5 h 3个测定时间点。每个饲料样品用2头牛测定，每头牛、每个时间点设4个重复。按CNCPS推荐方法测定饲料原料及各时间点降解残渣中的5个组分含量，按下式数据拟和计算各蛋白质组分的瘤胃动态降解速度常数。

Bj=Bj0e-kj×t。

式中：Bj为t时间点降解残渣中的j组分的含量(%)，Bj0为j组分在饲料原料中的含量(%)，kj为j组分的瘤胃降解速度常数(%/h)，t为降解时间(h)。

1.4 小肠消化率测定

按Calsamiglia等[16]的体外法测定饲料原料及12 h瘤胃降解残渣的小肠消化率。每个样品每个组分的测定设3个重复，同时以不加样品，其他处理步骤相同的2个离心管作为空白对照。CNCPS推荐方法分离消化前饲料原料样品中的C组分，凯氏定氮法测定C组分含量。

1.5 数据统计分析

采用Graphpad Prism 5.04软件进行最小二乘法数据拟和，求出各组分的瘤胃降解常数；对饲料原料和12 h瘤胃降解残渣小肠消化率数据进行方差分析。

2 结 果
2.1 饲料原料各蛋白质组分含量

由表1可知，各饲料原料A组分含量(干物质基础)在1.52%(花生粕)~5.10%(玉米青贮1)之间，3种蛋白质饲料A组分占CP比例较低，麦麸及6种粗饲料所占比例较高，均在11%以上，其中苜蓿2及2种玉米青贮所占比均在50%以上。B1组分的含量在0.13%(苜蓿2、玉米青贮1)~9.31%(花生粕)之间，从B1组分占CP比例看，花生粕、豆粕、麦麸、苜蓿1、地瓜秧均在10%以上，其中花生秧高达84.62%。B2组分含量在0.58%(苜蓿2、玉米青贮1)~33.38%(豆粕)之间，除了苜蓿2和玉米青贮1外所有饲料原料的B2组分占CP比例均在20%以上，其中4种精饲料均在50%以上，豆粕更高达75.71%。B3组分的含量在0.65%(羊草)~9.08%(花生粕)之间，除豆粕、麦麸外，其他饲料原料B3组分占CP比例均在10%以上，以地瓜秧最高，达34.87%。各饲料原料C组分的含量相近，在1.27%(豆粕)~2.12%(花生粕)之间，占CP比例在2.88%(豆粕)~22.24%(羊草)之间。

表1 不同饲料原料中粗蛋白质及各CNCPS蛋白质组分含量(干物质基础) Table 1 Crude protein and CNCPS protein component contents in different feed raw materials (DM basis) %


2.2 各蛋白质组分瘤胃降解速度常数

由表2可知，B1组分瘤胃降解速度常数kd1分布在0.79%/h~269.70%/h之间，以羊草最低，麦麸最高。苜蓿1和苜蓿2的kd1分别为55.65%/h和56.63%/h，数值接近，而2种玉米青贮却相差上百倍，表明受加工贮藏等条件的影响，同类饲料的kd1存在较大差异。kd2的分布为0.42%/h~19.11%/h，kd3的分布为0.53%/h~4.46%/h，kc的分布为0.39%/h~3.89%/h。kc的分布范围与kd3接近，不应忽略。部分粗饲料(主要是地瓜秧、羊草和杂草)kd1、kd2拟和方程的R2值很小，与其B1、B2组分含量较低有关。

表2 不同饲料原料CNCPS的5个蛋白质组分的瘤胃降解速度常数 Table 2 Ruminal degradability rate coefficients of five CNCPS protein components in different feed raw materials

2.3 饲料蛋白质C组分的小肠消化率

由表3可知，测定数据反映出3方面的问题，一是无论是饲料原料还是12 h降解残渣，一些样品的C组分具有很高的小肠消化率，不应忽略。如豆粕、麦麸、苜蓿2、羊草、玉米青贮2等饲料原料和棉籽粕、苜蓿1、羊草、玉米青贮1的12 h瘤胃降解残渣C组分的小肠消化率均在25%以上，其中豆粕的降解率高达81.61%。二是饲料原料和12 h瘤胃降解残渣C组分的小肠消化率存在较大差别，除花生粕、苜蓿1、羊草、地瓜秧、玉米青贮1、玉米青贮2的统计差异不显著(P>0.05)外，其他5种饲料均差异显著(P<0.05)，其中棉籽粕、豆粕、麦麸降解前后消化率的差别极大，需要研究降解过程中C组分小肠消化率的动态变化，以改进小肠可消化氨基酸流量的预测方法。三是同类饲料原料及其12 h瘤胃降解残渣C组分小肠消化率存在较大差别，2种玉米青贮、2种苜蓿C组分小肠消化率分别相差1.47和1.01倍，其12 h瘤胃降解残渣分别相差17.47和0.89倍，提示需要研究影响同类饲料C组分小肠消化率差别的原因，以建立预测方法。

表3 饲料原料及12 h瘤胃降解残渣C组分体外小肠消化率 Table 3 In vitro smalll intestine degradability of component C in feed raw material and 12 h ruminal degradation residue

3 讨 论
3.1 C组分的瘤胃降解率

饲料的C组分,即ADIN，洗涤方法同Van Soest概略养分分析中ADF测定。ADIN被认为是与木质素、单宁结合的蛋白质和美拉德反应的产物[2, 3]等，瘤胃微生物不能有效降解木质素[17]，美拉德反应的产物被称为人工木质素。因此，CNCPS认为C组分在瘤胃中不能降解。本研究通过实测饲料原料中不同时间点瘤胃降解残渣中C组分含量，数据拟合得到10种饲料原料C组分瘤胃降解速度常数kc。各样品kc在1%/h左右，与B3组分相近，豆粕的kc甚至略高于B2组分，因而不能认为C组分在瘤胃中不能降解。

3.2 C组分对小肠可消化氨基酸流量的贡献

有研究表明,ADIN在小肠中可以消化[11, 12, 13, 18]，CNCPS将过瘤胃C组分的小肠消化率设为0可能会低估小肠可消化氨基酸流量，低估的程度是否值得重视则是需要进一步探讨的问题。一些饲料的C组分占CP比例高达65%[19]，本研究所测样品最高达到22.24%，而从本研究的测定结果看，饲料原料C组分的小肠消化率可达80%以上，12 h瘤胃降解残渣可达25%以上，因而对于一些C组分含量高且小肠消化率高的饲料，其对小肠可消化氨基酸流量的贡献不宜忽略。

本研究表明，饲料原料与其瘤胃降解残渣的C组分小肠消化率存在较大差别。在考虑C组分对小肠可消化氨基酸的贡献时，是否需要考虑这种差别需要进一步研究。较之评定瘤胃降解残渣C组分小肠消化率，评定饲料原料C组分小肠消化率，代表过瘤胃C组分的消化率可以大幅度减少评定的工作量，但有可能影响小肠可消化氨基酸流量评定结果的可靠性。此外，CNCPS用饲料原料的氨基酸构成作为过瘤胃蛋白质的氨基酸构成，这会进一步影响小肠可消化氨基酸流量评定结果的可靠性。尽管有研究表明，瘤胃微生物降解前后引起的饲料氨基酸构成变化小于饲料原料之间氨基酸构成的差异[20, 21]，但也有研究表明，经过瘤胃降解之后，饲料氨基酸构成会发生较大变化[23, 24]，也是在今后以CNCPS为基础、提高小肠可消化氨基酸流量预测精度的相关研究中值得注意的问题。

4 结 论

CNCPS定义的C组分在瘤胃中可以降解，且部分种类饲料该组分具有很高的小肠消化率，在评定饲料品质时应考虑C组分对小肠可消化氨基酸流量的贡献。

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