动物营养学报  2014, Vol. 26 Issue (5): 1279-1286   PDF (1061KB)    
引用本文
程伟, 王国强, 常娟, 党晓伟, 尹清强. 微生物发酵复合蛋白质原料对生长猪生长性能和营养物质消化率的影响[J]. 动物营养学报, 2014, 26(5): 1279-1286.  
CHENG Wei, WANG Guoqiang, CHANG Juan, DANG Xiaowei, YIN Qingqiang. Effects of Microbial Fermented Compound Protein Stuffs on Pig Growth Performance and Nutrient Digestibility[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2014, 26(5): 1279-1286.  
微生物发酵复合蛋白质原料对生长猪生长性能和营养物质消化率的影响
程伟1, 王国强2, 常娟3, 党晓伟4, 尹清强3     
1. 河南牧业经济学院, 郑州 450011;
2. 南阳农业学校, 南阳 473006;
3. 河南农业大学牧医工程学院, 郑州 450002;
4. 河南德邻生物制品有限公司, 新乡 453000
收稿日期：2013-11-29
基金项目：郑州市科技创新团队（112PCXTD339）；河南省重大科技专项（111100110300）
作者简介：程 伟（1963—），男，河南周口人，副教授，从事动物营养与饲料科学研究。E-mail：czcgq6789@126.com
通讯作者：尹清强，教授，博士生导师，E-mail：qqy1964@126.com
摘要：本试验旨在研究微生物发酵复合蛋白质原料对生长猪生长性能及饲粮中营养物质表观消化率的影响。选用三元杂交（杜×长×大）生长猪70头，随机分成7个组，分别为对照组、发酵复合蛋白质原料组（试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组含量分别为6%~7%、12%~14%、18%~21%）、复合蛋白质原料组（试验Ⅳ组含量为12%~14%）、能量平衡后的发酵复合蛋白质原料组（试验Ⅴ组含量为12%~14%）、发酵豆粕组（试验Ⅵ组含量为12%~14%），每组10个重复，每个重复1头猪。结果表明：试验Ⅰ组的平均日增重与试验Ⅵ组差异不显著（P>0.05），但显著地高于对照组和其他各组（P<0.05）。试验Ⅱ组的平均日增重和营养物质表观消化率显著地高于试验Ⅳ组（P<0.05）。发酵豆粕组（试验Ⅵ组）粗蛋白质、粗脂肪和钙的表观消化率最高，除钙的表观消化率与发酵复合蛋白质原料组（试验Ⅱ组）差异不显著（P>0.05）外，均显著地高于其他组（P<0.05），而复合蛋白质原料组（试验Ⅳ组）的各种营养物质的表观消化率最低，均显著地低于其他组（P<0.05）。试验Ⅵ组猪粪便中大肠杆菌数量显著地低于其他各组（P<0.05），而试验Ⅰ和Ⅵ组粪便中乳酸杆菌的数量与试验Ⅱ和Ⅴ组差异不显著（P>0.05），但显著地高于其他各组（P<0.05）。经济效益分析表明，用发酵复合蛋白质原料和发酵豆粕分别替代生长猪基础饲粮中6%~7%和12%~14%的豆粕均可降低生产成本。综上所述，在生长猪饲粮中使用6%~7%微生物发酵复合蛋白质原料替代豆粕可显著地提高其平均日增重、营养物质表观消化率和经济效益。
关键词： 发酵复合蛋白质原料     生长猪     生长性能     营养物质消化率     粪便微生物    
Effects of Microbial Fermented Compound Protein Stuffs on Pig Growth Performance and Nutrient Digestibility
CHENG Wei1, WANG Guoqiang2, CHANG Juan3, DANG Xiaowei4, YIN Qingqiang3     
1. Henan College of Animal Husbandry and Economics, Zhengzhou 450011, China;
2. Nanyang Agricultural School, Nanyang 473006, China;
3. College of Animal Science and Veterinary Medicine, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China;
4. Henan Delin Biological Product Co., Ltd., Xinxiang 453000, China
Abstract: In order to determine the effects of fermented compound protein stuffs (FCPS) with microbes on pig growth performance and nutrient digestibility, seventy growing pigs (Duroc×Landrace×Yorkshire) were divided randomly into 7 groups, including the control group, groups 1 to 3 added with FCPS at 6% to 7%, 12% to 14%, 18% to 21% levels, groups 4 added with 12% to 14% unfermented compound protein stuffs, group 5 added with 12% to 14% FCPS with the same digestible energy as the control, and group 6 added with 12% to 14% fermented soybean meal, with 10 replicates per group and 1 pig per replicate. The results showed that average daily gain in group 1 was the same as group 6 (P>0.05), while higher than that in the control and the other groups (P<0.05). Average daily gain and nutrient digestibility in group 2 were higher than those in group 4 (P<0.05). The digestibility of crude protein, crude fat and calcium in group 6 was the highest, and significantly higher than that in the other groups (P<0.05) except that there was no significant difference in calcium digestibility between group 2 and group 6 (P>0.05). The nutrient digestibility in group 4 was the lowest, and significantly lower than that in the other groups (P<0.05). The fecal E. coli counts in group 6 were lower than those in the other groups (P<0.05); however, the fecal Lactobacillus counts in groups 1 and 6 were the same as groups 2 and 5, and higher than those in the other groups (P<0.05). The good economic profit could be obtained by replacing the same amount of soybean meal with 6% to 7% FCPS or 12% to 14% fermented soybean meal. It is concluded that adding 6% to 7% microbial fermented compound protein stuffs in growing pig diets to replace soybean meal can increase average daily gain, apparent nutrient digestibility and economic profits.
Key words: fermented compound protein stuffs     growing pig     growth performance     nutrient digestibility     fecal microflora    

利用微生物固态发酵技术，开发非常规饲料资源生产蛋白质饲料，可以实现资源的充分利用，缓解我国蛋白质饲料资源的紧张局面。研究表明，使用发酵蛋白质饲料替代豆粕可以明显提高畜禽的生产性能，降低生产成本，提高经济效益。刘春雪等[ 1 ]研究表明，随着发酵豆粕在断奶仔猪饲粮中用量的增加，断奶仔猪的平均日增重提高，饲料转化率也得到改善，经济效益提高。Gebru等[ 2 ]用发酵豆粕饲喂仔猪能显著提高仔猪的平均日增重和采食量。丁超等[ 3 ]采用发酵棉籽粕替代豆粕，可显著提高生长猪的生产性能和饲料报酬。祁瑞雪等[ 4 ]研究报道，肉鸡配合饲料中用6%发酵豆粕替代普通豆粕最为适宜，可显著提高肉鸡生长性能，极显著降低料重比。吴俊锋等[ 5 ]在海兰褐蛋鸡饲粮中添加发酵豆粕,发现产蛋率提高了4.73%，平均蛋重增加了0.68%。而微生物发酵蛋白质原料在生长猪应用的研究报道较少。本试验旨在研究微生物发酵复合蛋白质原料对生长猪生长性能及饲粮中营养物质表观消化率的影响，为微生物发酵复合蛋白质原料在生长猪饲粮中的应用提供依据。 1 材料与方法 1.1 发酵蛋白质原料的制备

固态发酵复合蛋白质原料的主要成分为：棉粕60%、血粉12.5%、羽毛粉12.5%、麸皮10%、玉米5%，水40%(占总物料的量)，自然pH。121 ℃下高压灭菌15 min，冷却后按4%接入米曲霉(孢子浓度为1×109 CFU/mL)，30 ℃静止培养48 h，最后低温烘干、粉碎。固态发酵豆粕的主要成分为：豆粕95%、麸皮3%、玉米2%，其余操作流程同发酵复合蛋白质原料。 1.2 试验场地与材料

本试验于2009年4—5月在河南省周口市沈 丘县富盈养猪场进行。试验用发酵复合蛋白质原 料和发酵豆粕由郑州市佳禾生物技术有限公司提供。 1.3 试验动物与分组

采用单因子试验设计，选用健康、体重相近的三元杂交(杜×长×大)生长猪70头，公母各占1/2，按性别和体重一致的原则随机分为7组，即对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组、试验Ⅳ组、试验Ⅴ组、试验Ⅵ组，每组10个重复，每个重复1头猪。试验共分2个阶段：第1阶段22 d，第2阶段31 d，共计53 d。 1.4 试验饲粮

对照组为玉米-豆粕型饲粮，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组为发酵复合蛋白质原料，试验Ⅳ组为复合蛋白质原料，试验Ⅴ组为发酵复合蛋白质原料且能量与对照组平衡；试验Ⅵ组为发酵豆粕。各试验饲粮组成及营养水平见表1。

表1 各试验饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) %
1.5 饲养管理

试验猪饲养在封闭的猪舍内，水泥地面，通风良好。试验期间每天上午和下午各加料1次，自由采食和饮水，按猪场常规程序进行消毒和免疫。每天观察试验猪的精神状况、食欲状况、粪便状况，发现病猪及时隔离治疗，并做好记录工作。预试期3 d，期间对试验猪进行打耳号。 1.6 试验方法

分别于试验开始、第1阶段和第2阶段结束时，早晨空腹称每组每头猪的体重，以组为单位记录耗料量，计算平均日增重、平均日采食量、料重比，并进行经济效益分析。各组盈利为收益与总支出之差，计算公式为：盈利=[(每头总增重(kg)×毛猪单价(元/kg)]/[每头日耗料量(kg)×饲料单价(元/kg)]。

在正试期结束前，每组选5头猪并收集没有被尿污染的粪便，剔除毛屑杂物，于65～70 ℃鼓风烘干后回潮24 h，粉碎后制成风干样品，用于营养物质表观消化率的测定。同样在正试期结束前，采集3头猪刚排出的新鲜无污染的粪便，装入50 mL的灭菌离心管中，立即送实验室进行微生物检测。 1.7 指标测定方法 1.7.1 营养物质表观消化率的测定[ 6 ]

采用酸不溶灰分(AIA)法测定对应的粗蛋白质、粗脂肪、钙和磷的表观消化率：在500 mL三角瓶中称取10 g干燥、磨碎的样本。加入50 mL 4 mol/L HCl，在排烟柜内的电热板上徐徐加热30 min。用快速定量滤纸过滤，然后用热蒸馏水(85～100 ℃)洗涤至无酸性(用蓝色石蕊试纸)。然后将残渣连同滤纸一起移入已恒重的坩埚内，烘干后于电炉上小心炭化至无烟，然后于马福炉中(550 ℃)灼烧6 h，呈灰白色，灰化后，坩埚移入干燥器内冷却，称重。计算公式为：4 mol/L盐酸不溶灰分(%)=[(坩埚重+灰分重-坩埚重)/样本重]×100。采用GB/T 6432—1994法测定粗蛋白质的含量；采用GB/T 6433—2006法测定粗脂肪的含量；采用乙二胺四乙酸二钠络合滴定法测定钙的含量；采用GB/T 6437—2002法测定磷的含量。饲粮营养物质表观消化率(%)=100-[(饲粮中指示剂含量/粪中指示剂含量)×(粪中营养物质含量/饲粮中营养物质含量)×100]。 1.7.2 粪便微生物的测定

分别取0.1 mL粪样稀释液接种于厌氧滚管中乳酸杆菌琼脂培养基(MRS，测定乳酸杆菌数量)和伊红美蓝培养基(测定大肠杆菌的数量)的平皿上，各稀释度设3个重复，37 ℃培养48 h后进行菌落计数。用每克粪便所含的乳酸杆菌和大肠杆菌的数量(CFU/g)的对数值(lg)表示。 1.8 统计分析

利用SAS 6.12数据处理软件对所有的试验数据进行统计分析，差异显著的用P<0.05表示。 2 结果与分析 2.1 发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪生长性能的影响

从表2可以看出，试验Ⅰ组的平均日增重与试验Ⅵ组差异不显著(P>0.05)，但显著地高于其他各组(P<0.05)，说明6%~7%的发酵复合蛋白 质原料添加量与发酵豆粕使用效果相当，且高于 对照组(P<0.05)。试验Ⅵ组的平均日增重与对照组差异不显著(P>0.05)，但显著地高于其他各组(P<0.05)。另外，试验Ⅱ组的平均日增重显著地高于试验Ⅳ组(P<0.05)，说明发酵复合蛋白质原料在促进猪生长方面要优于未发酵复合蛋白质原料。当发酵复合蛋白质原料添加量高于12%~14%时，随着添加量的增高，猪的平均日增重有下降趋势(P>0.05)。与试验Ⅱ组对比，经过能量平衡后的发酵复合蛋白质原料(试验Ⅴ组)没有发现其有显著的增重优势(P>0.05)。

表2 发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪生长性能的影响 Table 2 Effects of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs on growth performance of pigs

2.2 各组之间的经济效益比较

从表3可以看出，试验Ⅰ组和试验Ⅵ组每头猪所获得的毛利润均比对照组高，分别提高了24.25%和38.19%。其他试验组的毛利润都低于对照组。结果表明，用复合发酵蛋白质原料和发酵豆粕分别替代豆粕的6%~7%和12%~14%均可以提高养殖场的生产效益，降低生产成本。

表3 发酵复合蛋白质原料替代豆粕的经济效益分析 Table 3 Economic benefit analysis of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs
2.3 发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪饲粮中营养物质表观消化率的影响

表4的数据表明，以发酵豆粕组(试验Ⅵ组)的粗蛋白质、粗脂肪和钙的表观消化率最高，除钙的表观消化率与发酵复合蛋白质原料组(试验Ⅱ组)差异不显著(P>0.05)外，均显著地高于其他组(P<0.05)，而复合蛋白质原料组(试验Ⅳ组)的各种营养物质表观消化率最低，均显著地低于其他组(P<0.05)。当发酵复合蛋白质原料的添加量超过6%~7%时，粗蛋白质表观消化率显著下降(P<0.05)，即便对能量进行平衡也不能改变粗蛋白质表观消化率的显著下降(P<0.05)。

表4 发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪营养物质表观消化率的影响 Table 4 Effects of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs on apparent digestibility of nutrients in pigs %
2.4 发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪粪便中微生物的影响

从表5可以看出，试验Ⅵ组猪粪便中大肠杆菌的数量显著地低于其他各组(P<0.05)。试验Ⅲ组、试验Ⅳ组和对照组粪便中大肠杆菌的数量显著地低于试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ组(P<0.05)。猪粪便中乳酸杆菌的数量试验Ⅲ组、试验Ⅳ组和对照组之间及试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ组之间均差异不显著(P>0.05)，但前3组显著低于后4组(P<0.05)。

表5 发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪粪便中微生物的影响 Table 5 Effects of soybean meal replaced by fermentation compound protein stuffs on fecal bacterial of pigs lg(CFU/g)
3 讨 论 3.1 发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪生长性能和营养物质表观消化率的影响

发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪生产性能影响的研究表明，使用复合发酵蛋白质原料替代豆粕，可以明显提高猪的生长性能。这可能是因为，发酵复合蛋白质原料中的血粉、羽毛粉、棉粕等原料经过微生物发酵营养更加全面，抗营养因子明显降低，大大提高了适口性和消化率。大量的研究结果表明，使用发酵蛋白质原料替代豆粕可以明显提高畜禽的生产性能。张维德等[ 7 ]用S9606菌发酵的棉籽粕代替部分豆饼饲喂蛋鸡发现，饲粮中添加6.5%～10.0%的发酵棉籽粕，鸡的产蛋率提高了0.03%～4.03%，蛋的破损率从0.61%降至0.16%，蛋鸡的产蛋性能有提高的趋势。杨远新等[ 8 ]的研究表明，使用发酵血粉替代部分豆粕可以显著提高猪的生长性能。本试验结果表明，随着发酵复合蛋白质原料添加量的增加，猪生长性能逐渐降低，可能是由于利用米曲霉固态发酵棉粕、血粉、羽毛粉并不能完全降解原料中的抗营养因子和大分子蛋白质，影响了猪饲粮中营养物质的消化和吸收，从而影响猪的生长性能。

本试验还发现，复合蛋白质原料组与对照组和发酵复合蛋白质原料组相比，明显降低了猪的生长性能。这可能与棉粕中抗营养因子、粗纤维和非淀粉多糖(NSP)含量高，营养物质利用率低有关。研究发现，猪长期饲喂未经脱毒的棉籽粕，易导致棉酚慢性蓄积性中毒，生长性能下降。邹余德等[ 9 ]给中猪和育肥猪分别饲喂18％的棉籽饼和22％的棉籽粕(棉酚含量分别为0.306 7％和0.424 3％)1个月，猪生长缓慢，陆续死亡。另外，棉籽粕中的纤维素、果胶和阿拉伯木聚糖等可影响猪对饲料的消化和营养物质的吸收[ 10 ]，从而引起淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质的消化率下降[ 11 ]，最终影响畜禽的生产性能。

本试验表明，用发酵豆粕替代豆粕可以显著提高猪的生长性能。这主要是由于豆粕经发酵后，微生物把豆粕中的抗营养因子有效去除，并对蛋白质进行一定程度的降解，形成一种含有降解多肽、小肽、氨基酸等的优质蛋白质原料，吸收速度快，利用率高，可加速蛋白质的沉积，促进动物生长。章世元等[ 12 ]的研究表明，在仔猪饲粮中添加35%的发酵豆粕可以显著提高粗蛋白质和粗脂肪的消化率。柯祥军等[ 6 ]在肉鸡饲粮中添加10%的发酵豆粕发现，粗蛋白质和钙的消化率分别提高了12.20%和10.12%。另外，发酵豆粕中还存在大量的淀粉酶和蛋白酶等，有利于淀粉、蛋白质等的消化和吸收，达到促进动物生长目的，这与王恬等[ 13 ]、潘木水等[ 14 ]、章世元等[ 15 ]的研究结果相一致。

在畜禽的饲粮中适量添加发酵蛋白质原料可以明显降低生产成本，提高经济效益。何涛[ 16 ]在肉鸡的饲粮中添加20%的发酵棉粕后，与对照组相比，每kg增重成本降低0.3元。张维德等[ 7 ]的研究表明，在蛋鸡的饲粮中添加7.66%的发酵脱毒棉粕，使每kg蛋的生产成本降低0.173 2元。李绍章等[ 17 ]用8%的发酵豆粕替代部分鱼粉和乳清粉后，每头猪收入可平均增加3.39元。郑云峰等[ 18 ]饲养试验表明，在断奶仔猪饲粮中添加8%发酵豆粕，在30 d的试验期间，每头猪多增加收入2.02元。本试验适量利用发酵复合蛋白质原料来替代豆粕可以取得比较满意的经济效益，但大剂量地使用发酵复合蛋白质原料将会提高生产成本。 3.2 发酵复合蛋白质原料替代豆粕对猪粪便中微生物的影响

动物消化道内存在大量有益和有害微生物，并且在正常情况下，有益菌和有害菌之间相互作用，与动物存在着共生关系，这表现消化道内微生物参与机体营养物质转化和合成代谢，影响营养物质的消化吸收，同时饲粮成分和营养浓度的变化对肠道微生物菌群的数量又具有显著的影响[ 19 ]。在一些特殊条件下，如应激、疾病、感染等，这种动态平衡可能被打破，使有害菌大量繁殖，导致机体发病。可见肠道微生态区系的稳定对机体抵御致病微生物的侵袭、预防疾病有着重要的作用[ 20,21 ]。

本试验结果表明，在猪饲粮中添加7%的发酵复合蛋白质原料和14%的发酵豆粕均可以显著抑制大肠杆菌并提高乳酸杆菌的数量；而复合蛋白质原料组大肠杆菌的数量显著高于添加发酵复合蛋白质原料的试验Ⅰ、Ⅱ组，乳酸杆菌的数量显著低于发酵复合蛋白质原料组。分析其原因可能是由于米曲霉在发酵复合蛋白质原料的过程中，分泌的酶和益生类物质抑制了有害菌生长，利于机体对营养物质的吸收利用。随着发酵复合蛋白质原料添加量的增加，大肠杆菌的数量有增加的趋势，而乳酸杆菌的数量有减少的趋势。这可能与棉酚、抗营养因子和大分子蛋白质的增加有关。 4 结 论

在生长猪的饲粮中，适量利用发酵复合蛋白质原料和发酵豆粕来替代豆粕可以显著提高猪的生长性能和营养物质表观消化率，并降低生产成本，提高经济效益。但是，过量地使用发酵复合蛋白质原料来替代豆粕将会在一定程度上影响动物生产性能的发挥。

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