脱酚棉籽蛋白(degossypolized cottonseed protein，DCP)是以棉籽为原料进行脱脂脱酚加工生产的一种优质植物蛋白质饲料，也是棉籽蛋白质饲料(棉籽饼、棉籽粕及脱酚棉籽蛋白统称为棉籽蛋白质饲料)的主体形式[ 1 ]，其品质能与豆粕相媲美。我国每年约有1 300多万t的棉籽，资源量居全球第一，其中只有约100多万t的棉籽用于加工生产脱酚棉籽蛋白，大部分棉籽仍用于传统工艺生产高温棉粕。传统的加工工艺只重视出油率，忽视了饼粕的蛋白质质量，造成棉粕粗纤维(CF)含量高、蛋白质含量低及有效能值低等问题[ 2,3 ]。以往对脱酚棉籽蛋白的研究报道主要集中在对加工工艺的介绍以及脱酚棉籽蛋白替代豆粕在不同畜禽和鱼类中的饲喂试验，而对脱酚棉籽蛋白的常规化学成分含量、氨基酸含量与利用率以及消化能(DE)值的报道较少，且脱酚棉籽蛋白化学常规成分含量、氨基酸含量和DE值差别较大。本试验旨在在湖南、山东、陕西3省采集棉籽产地不同的具有代表性的11种脱酚棉籽蛋白样品，测定其常规化学成分与氨基酸含量，采用全收粪法和套算法结合测定其猪DE值，并将脱酚棉籽蛋白的常规成分与猪DE值进行相关和回归分析，建立其猪DE预测模型，以期为补充完善脱酚棉籽蛋白营养价值数据库和脱酚棉籽蛋白生产应用提供科学参考。
1 材料与方法 1.1 脱酚棉籽蛋白样品及试验饲粮本试验根据脱酚棉籽蛋白的生产区域状况、生产厂家的产量、棉籽来源以及生产工艺，在三大棉区(长江流域棉区、黄河流域棉区和西北内陆棉区)中的3个省份(湖南、山东、陕西)选取7个有代表性的脱酚棉籽蛋白生产厂家采集了不同地区棉籽和不同工艺生产的11个样品，并分析其常规成分和氨基酸含量。
试验饲粮的基础饲粮为玉米-豆粕型，参照NRC(1998)[ 4 ]中20~50 kg生长猪的营养需要量进行配制，试验饲粮为脱酚棉籽蛋白替代基础饲粮的18%，粉料饲喂。基础饲粮组成及营养水平见表1。
 | 表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) |
试验选用12头体重相近[(32.0±2.3) kg]的三元杂交(杜×长×大)健康去势公猪，将其分别置于个体代谢笼中，全期自由饮水，室温控制于20~22 ℃，保持圈舍清洁，通风良好。饲养管理方式参照国家标准《全收粪法测定猪配合饲料表观消化能技术规程》[ 5 ]要求进行。
1.3 试验设计试验采用2个6×6拉丁方试验设计，其中包括11个试验饲粮(D1~D11)和1个基础饲粮(B)，试验设计见表2。试验分为适应期、预试期和正试期3个阶段，每天饲喂3次(时间为08:00、14:00和18:00)，自由饮水。每期适应期4 d，在适应期间过渡换料，并且观察和确定试验猪的自由采食量，作为正试期投喂量的依据；每期预试期3 d，正试期7 d，这2个阶段按试验猪自由采食量的85%准确定量饲喂。
| 表2 拉丁方试验设计 Table 2 Latin square experimental design |
饲料样品：将脱酚棉籽蛋白样品、基础饲粮、试验饲粮粉碎，过40目筛，用密封袋保存待测。
粪样：准确收集正试期内各试验猪每日(24 h)排粪量，每次收粪后将鲜粪贮存于-20 ℃冰柜。以试验猪静卧状态界定日与日之间的时间界限(取早饲试验猪吃完料后1 h作为界限)。将每日收集的鲜粪，在室温下解冻后，按20%的比例取样，并将粪样贮存于-20 ℃冰柜。将每头猪7 d鲜粪样在室温下解冻，并在65 ℃条件下烘干至恒重。烘干后置室内回潮24 h，并充分混匀7 d粪样，然后称重、记录、粉碎、过40目筛，密封保存待测。
1.4.2 样品的测定分析饲料样和粪样的干物质(DM)和总能(GE)，分析11种脱酚棉籽蛋白的DM、GE、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ash)、CF、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量。GE用氧弹式测定计测定，其他成分依据相应的国标测定。
1.5 饲粮与饲粮原料DE的计算公式基础饲粮、试验饲粮DE计算公式：
饲粮DE(MJ/kg)=[食入GE(MJ)-排粪GE(MJ)]/食入饲粮总量(kg)。脱酚棉籽蛋白DE按如下公式计算：
脱酚棉籽蛋白DE(MJ/kg)=[DD-DB×(1-SA)]/SA。式中：DD为试验饲粮表观DE(MJ/kg)；DB为基础饲粮的表观DE(MJ/kg)；SA为脱酚棉籽蛋白替代基础饲粮的比例(%)。
1.6 数据分析
采用SAS 9.1统计分析软件的CORR模块对脱酚棉籽蛋白的ADF、NDF、CF、GE、ash、CP、EE、无氮浸出物(NFE)、可溶性碳水化合物(SCHO)与DE的关系进行相关性分析，再用REG模块进行回归分析，建立最佳预测方程。
2 结果与分析 2.1 脱酚棉籽蛋白样品常规成分分析结果11种脱酚棉籽蛋白样品的棉籽产地不尽相 同。D1、D2、D5、D8和D10样品棉籽来源于我国山东，D3、D6、D11样品棉籽产于澳大利亚，D4、D9样品棉籽产于我国新疆，D7样品棉籽产于我国湖南。分析所采集的11个脱酚棉籽蛋白样品的常规营养成分，其结果见表3。可知，11种脱酚棉籽蛋白的CF、ADF、NDF以及SCHO变异较大。
| 表3 脱酚棉籽蛋白常规成分分析结果(风干基础) Table 3 Results of analyzed proximate composition of DCP (air-dry basis) |
使用近红外反射光谱(NIRS)技术分析所采集的11种脱酚棉籽蛋白样品的必需氨基酸含量，其结果见表4。在全国各地采集的11种脱酚棉籽 蛋白样品中，11种必需氨基酸含量样品间差别很小，说明了加工工艺和棉籽品种对脱酚棉籽蛋白的必需氨基酸含量影响不大。
| 表4 脱酚棉籽蛋白氨基酸含量分析结果(风干基础) Table 4 Results of analyzed amino acid contents of DCP (air-dry basis) |
本试验通过全收粪法与套算法结合测定了在全国不同地区采集的11种脱酚棉籽蛋白样品的猪DE，其结果见表5。同时依据棉籽产地的不同对脱酚棉籽蛋白猪DE测定结果进行分析，见表6。11种脱酚棉籽蛋白样品猪DE最高值为13.13 MJ/kg，最低DE值为10.36 MJ/kg。11种脱酚棉籽蛋白猪DE平均值为11.67 MJ/kg，标准差值为0.82 MJ/kg。不同来源棉籽生产的脱酚棉籽蛋白的猪DE值差异均不显著(P>0.05)。
| 表5 脱酚棉籽蛋白消化能测定结果(风干基础) Table 5 Results of DE of DCP (air-dry basis) |
| 表6 不同地区棉籽生产的脱酚棉籽蛋白 猪消化能测定结果(风干基础) Table 6 Results of DE of DCP from different cottonseed sources (air-dry basis) |
将脱酚棉籽蛋白各常规成分与DE进行简单相关分析，结果见表7。脱酚棉籽蛋白的GE、CP、ash、EE及NFE与DE之间相关关系不显著(P>0.05)，而SCHO、CF、ADF、NDF与DE之间存在极显著相关关系(P<0.01)。纤维类成分与DE的呈高度负相关性，ADF与DE相关性系数最高(r=-0.96，P>0.05)。饲料常规成分之间，SCHO、CF、ADF和NDF化学成分之间相关关系极显著(P<0.01)，NFE与CF相关性显著(P<0.05)，其他的化学成分之间相关关系不显著(P>0.05)。
| 表7 DE与脱酚棉籽蛋白的各常规成分之间相关关系分析结果 Table 7 Results of correlation coefficients between analyzed proximate composition and DE |
依据脱酚棉籽蛋白营养成分与非营养成分简 单相关分析结果，选择与DE相关关系(|r|≥0.90，P<0.01)极高的3个纤维因子(CF、ADF和NDF)做通径分析，将各纤维因子与DE的简单相关系数剖分为纤维因子对DE的直接和间接影响2个部分。比较3个纤维因子直接通径系数绝对值的大小可知，ADF对DE的直接影响最大、NDF次之、CF最小。从对DE直接和间接影响的整体来看，CF对DE的直接影响远小于CF通过ADF对DE的间接影响，CF通过ADF对DE的间接影响是CF对DE的直接影响的11.7倍。类似地，NDF通过ADF对DE的间接影响是NDF对DE直接影响的2.6倍。由此可见，CF和NDF对DE变异的影响主要是通过ADF来实现。
| 表8 通径分析结果 Table 8 Results of Path Analysis |
依据表7简单相关关系分析结果的显著性，以CF、NDF、ADF、SCHO为预测因子建立DE的一元预测方程。由表9可知，4个预测方程中以ADF为预测因子的预测方程拟合度R2最高，RSD最低。同时从通径分析的结果来看，ADF对DE的直接影响最大，NDF和CF对DE变异的影响主要是通过ADF来实现的。由此可总结，ADF为脱酚棉籽蛋白最佳预测因子，脱酚棉籽蛋白DE最佳一元预测方程为DE=15.40-0.27ADF(R2=0.91，RSD=0.27，P<0.01)。
| 表9 脱酚棉籽蛋白常规成分对消化能的一元预测方程 Table 9 One-variable prediction equations for DE based on analyzed composition |
采用SAS 9.1 REG模块中的逐步筛选法(STEPWISE)，以DE为依变量，CF、ADF、NDF、CP、EE、ash、GE、SCHO为自变量进行逐步筛选回归分析，得到脱酚棉籽蛋白猪DE最佳多元预测模型：DE=14.88-0.29ADF+0.25EE(R2=0.94，RSD=0.21，P<0.01)。
3 讨 论 3.1 脱酚棉籽蛋白猪DE值目前国内对脱酚棉籽蛋白DE值的研究较少，公开发表的DE值数据也为数不多。曾福海[ 6 ]测定了3种脱酚棉籽蛋白DM基础下的DE为13.82、14.97和15.11 MJ/kg。李敏[ 1 ]测定了一种脱酚棉籽蛋白DM基础下的DE为13.63 MJ/kg。这些数据的样品来源于一种脱酚棉籽蛋白，不能代表我国脱酚棉籽蛋白DE值的整体情况。本试验针对全国范围内有代表性的11种脱酚棉籽蛋白在生长猪上进行消化试验，测得的11种脱酚棉籽蛋白DE均值为11.67 MJ/kg(饲喂基础)，换算在DM状态下猪的平均DE为12.68 MJ/kg，该DE值能较好地为当前脱酚棉籽蛋白生产应用提供参考依据。中国饲料成分及营养价值表(2012)脱酚棉籽蛋白DE推荐值为10.25 MJ/kg(饲喂基础)，将其换算成DM计算结果为11.14 MJ/kg，与本试验的结果有一些差异，这与样品数、采样区域及棉籽加工工艺等因素有关系，本试验猪DE结果能为中国饲料原料数据库的脱酚棉籽蛋白的修正提供科学参考。
3.2 脱酚棉籽蛋白最佳预测因子饲料中的纤维成分在单胃动物体内很难被消化，其可以影响饲料中其他有机物，尤其是蛋白质和能量的消化率[ 7 ]。研究证明，纤维因子与DE和能量消化率之间具有显著的负相关关系[ 8 ]。本试验也证明了这一点，从简单相关分析结果可以看出，CF、ADF、NDF与DE和能量消化率呈极显著负相关关系。CF为最早用于预测饲料DE和能量利用率的纤维指标，当时的一些研究表明CF为最佳预测因子。随着Van Soest对NDF、ADF概念和测定方法的提出，NDF和ADF逐渐引入DE的预测模型。Noblet等[ 9 ]曾总结10年内的文献数据和试验结果表明DE最佳预测因子为NDF。刘彩霞等[ 10 ]、李明等[ 11 ]也报道指出NDF优于ADF和CF，为猪DE最佳预测因子。何英[ 12 ]在研究糠麸糟渣及饼粕类饲料猪有效能预测模型时，结果显示饼粕类饲料最佳预测因子为NDF。而本试验的结果表明，CF、ADF、NDF虽都可作为猪DE预测因子，但以ADF的预测方程拟合度R2最好，可靠性RSD最强，这与李珂等[ 13 ]、李明元等[ 14 ]研究报道一致。张志虎[ 15 ]等研究认为植物性蛋白质饲料中NDF与ADF的比值小于2，饲料中半纤维素含量较少，ADF对DE的影响比NDF大，ADF为植物蛋白饲料最佳预测因子。本试验中NDF与ADF含量的比值在2倍左右，且结果也表明ADF对DE的影响大于NDF，ADF为最佳预测因子。曾福海[ 6 ]研究指出棉籽蛋白质饲料不同形态的纤维因子对DE的影响不一致，各纤维因子之间存在强烈的共线性关系，而ADF与DE的关系可以涵盖其他纤维因子与DE的关系，本试验所做的通径分析也证实了该点，因此可认为ADF是棉籽蛋白质饲料的最佳预测因子。
4 结 论① 本次试验所采集的全国各大棉区脱酚棉籽蛋白饲料样品主要成分平均含量(风干基础)分别为：DM(%)，92.01±1.21；EE(%)，2.75±0.69；CP(%)，51.24±1.87；CF(%)，7.38±2.21；ADF(%)，9.39±3.06；NDF(%)，18.19±5.36；NFE(%)，24.31±2.10；SCHO(%)，21.48±5.47；ash(%)，6.34±0.32；GE(MJ/kg)，16.42±0.43；FG (mg/kg)，360±43。
② 脱酚棉籽蛋白风干基础下猪DE值为(11.67±0.82) MJ/kg，不同来源的棉籽生产的脱酚棉籽蛋白猪DE值差异不显著。
③ 在脱酚棉籽蛋白的常规成分中，纤维因子CF、ADF、NDF与DE相关性很高(|r|≥0.90，P<0.01)，ADF为最佳预测因子。根据SAS回归模型分析的逐步筛选法，得到脱酚棉籽蛋白猪DE最佳预测模型(DM基础)：DE=15.40-0.27ADF(R2=0.91,RSD=0.27)和DE=14.88-0.29ADF+0.25EE(R2=0.94,RSD=0.22)。
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