动物营养学报    2018, Vol. 30 Issue (3): 1044-1051    PDF    
引用本文
刘磊, 李福昌, 杨鹏程, 张崇玉. 饲料粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维残渣中各成分的研究[J]. 动物营养学报, 2018, 30(3): 1044-1051.  
LIU Lei, LI Fuchang, YANG Pengcheng, ZHANG Chongyu. Study of Components in Residues of Crude Fiber, Neutral Detergent Fiber and Acid Detergent Fiber in Feed[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2018, 30(3): 1044-1051.  
饲料粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维残渣中各成分的研究
刘磊, 李福昌, 杨鹏程, 张崇玉     
山东农业大学动物科技学院, 山东省动物生物工程与疾病防治重点实验室, 泰安 271000
收稿日期: 2017-08-28
基金项目: 现代农业产业技术体系建设专项（CARS-44-B-1）；山东农业大学青年科技创新基金项目（2015-2016）；中国博士后科学基金（2015M58061）；山东省"双一流"奖补资金
作者简介: 刘磊(1985-), 男, 山东潍坊人, 讲师, 博士, 从事家兔营养与生理代谢研究。E-mail:liusanshi1985@126.com
通信作者: 张崇玉, 副教授, E-mail:17225122@163.com.
摘要: 本试验旨在研究饲料粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维残渣中各成分。试验采用聚酯纤维筛网袋法测定了米糠、小麦麸、白三叶、枸树叶、全株玉米、全株小麦、毛苕子、兔配合饲料、高粱、燕麦秸、苜蓿、稻秸、小黑麦干草、皇竹草、芦苇、花生秧、大豆秸和稻壳粉18种饲料的粗纤维（CF）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量，测定了饲料CF残渣中半纤维素、纤维素、酸性洗涤木质素和酸不溶灰分的含量及回收率，同时测定了NDF和ADF残渣中半纤维素、纤维素、酸性洗涤木质素和酸不溶灰分的含量，研究了饲料中的CF、NDF和ADF残渣中各成分含量及CF和ADF之间的相互关系。结果表明：所测18种饲料中的纤维素在CF残渣中的回收率最高（71.28%~105.03%）；饲料ADF含量（y1）和CF含量（x1）之间呈高度正相关：y1=1.507 1+1.211 5x1（r=0.979 2，RSD=1.863 4，P < 0.01）；饲料ADF残渣中去除酸不溶灰分后的ADF含量（y2）和CF含量（x2）之间的相关性更高：y2=2.406 3+1.077 0x2（r=0.990 5，RSD=0.962 4，P < 0.01）。由此提出饲料中半纤维素和纤维素含量的准确测定计算方法，即半纤维素含量等于NDF含量（无酸不溶灰分）减去ADF含量（无酸不溶灰分）；纤维素含量等于ADF含量（无酸不溶灰分）减去酸性洗涤木质素含量。
关键词: 粗纤维     中性洗涤纤维     酸性洗涤纤维     酸性洗涤木质素    
Study of Components in Residues of Crude Fiber, Neutral Detergent Fiber and Acid Detergent Fiber in Feed
LIU Lei, LI Fuchang, YANG Pengcheng, ZHANG Chongyu     
Shandong Provincial Key Laboratory of Animal Biotechnology and Disease Control and Prevention, College of Animal Science and Technology, Shandong Agricultural University, Tai'an 271000, China
Corresponding author: ZHANG Chongyu, associate professor, E-mail:17225122@163.com.
Abstract: The present experiment was conducted to study the components in residues of crude fibers (CF), neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) in feed. The contents of CF, NDF and ADF in rice bran, wheat bran, white clover, citron leaves, whole corn, whole wheat, Vicia villosa, rabbit feed, sorghum, oat straw, alfalfa, rice straw, triticale hay, Pennisetum hydridum, reed, peanut seedling, soybean stalk and rice husk powder were determined via polyester fiber mesh bag method, and determined the content and recovery of hemicellulose, cellulose, acid detergent lignin and acid insoluble ash in CF residue of feed, meanwhile, also determined the content of hemicellulose, cellulose, acid detergent lignin and acid insoluble ash in NDF and NDF residues of feed, to research the composition and the relationship between CF and ADF in CF, NDF and ADF residues. The results showed that the recovery of cellulose in CF residue was the highest (71.28% to 105.03%). There was a highly positive correlation between ADF content (y1) and CF content (x1):y1=1.507 1+1.211 5x1 (r=0.979 2, RSD=1.863 4, P < 0.01). There was a more correlation between the ADF without acid insoluble ash (y2) content in ADF residue and CF content (x2) in ADF:y2=2.406 3+1.077 0x2 (r=0.990 5, RSD=0.962 4, P < 0.01). We propose the accurate calculation method of hemicellulose and cellulose content:hemicellulose content=NDF content (without acid insoluble ash)-ADF content (without acid insoluble ash) and cellulose content=ADF content (without acid insoluble ash)-ADL content.
Key words: crude fiber     neutral detergent fiber     acid detergent fiber     acid detergent lignin    

饲料中粗纤维(CF)含量已被广泛地应用于饲料原料和配合饲料产品标签中的产品成分分析保证值中[1]。饲料CF是饲料经稀酸、稀碱处理后剩下的不溶性有机物，包括纤维素(CEL)、半纤维素(HCEL)、酸性洗涤木质素(ADL)及少量酸不溶灰分(AIA)。饲料中的各纤维成分在饲料测定CF含量的酸碱煮沸处理过程中，会或多或少地被分解，饲料中各纤维成分在CF残渣中的含量及回收率如何？一直是人们关心的问题。Vas Soest等[2]提出的饲料中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、ADL含量的测定方法被广泛采用，我国也制定了相应的国家标准或行业标准[3-5]。随着饲料NDF、ADF、ADL含量测定方法的改进，测定效率大幅提高[6]，这些指标越来越广泛地应用到饲料营养价值的评定中[7-8]。然而饲料NDF、ADF残渣中各组成成分如何?这方面的相关研究报道较少。

本试验选用有代表性的含纤维成分较多的糠麸类饲料和粗饲料，如米糠、小麦麸、白三叶等18种饲料，分析测定了饲料中CF、NDF、ADF和ADL的含量，并测定了CF、NDF和ADF残渣中HCEL、CEL、ADL和AIA的含量，研究了饲料ADF含量与CF含量之间关系，为应用CF、NDF、ADF和ADL等指标评定饲料营养价值提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

选用有代表性的含纤维成分较多的糠麸类饲料和粗饲料，包括米糠、小麦麸、白三叶、枸树叶、全株玉米、全株小麦、毛苕子、兔配合饲料、高粱、燕麦秸、苜蓿、青稻秸、小黑麦干草、皇竹草、芦苇、花生秧、大豆秸和稻壳粉18种饲料，制成实验室半干样品或风干样品，按照GB/T 20195—2006[9]制备样品，粉碎过1.00 mm金属筛，然后将样品充分混合均匀，密封保存以备分析测定。测定任何指标时，每个样本均取2个平行样进行测定。

1.2 指标测定方法

利用聚酯纤维筛网袋法测定饲料中CF、NDF、ADF和ADL含量[10-12]。

饲料CF残渣中各成分的测定方法如下：每种饲料样品取4个平行样，即测定CF含量后的含有残渣的4个筛网袋，2个筛网袋用来测定饲料CF残渣中的AIA含量，另外2个筛网袋用来测定饲料CF残渣中的HCEL、CEL和ADL的含量。饲料CF残渣中的HCEL、CEL和ADL含量计算公式如下：

CF残渣中各组分回收率的测定方法如下：先测定饲料中各组分的含量，再测定饲料CF残渣中各组分含量，CF残渣中某一组分含量占饲料中此组分含量的百分数即为回收率。即：

1.3 数据统计

试验数据用Excel 2010进行整理与分析，并用平均值表示。

2 结果与分析 2.1 饲料中各纤维成分的含量

从表 1可以看出，在18中饲料中，NDF含量为23.96%~82.74%，ADF含量为9.38%~66.48%，HCEL含量为10.09%~29.67%，CEL含量为7.03%~41.73%，ADL含量为0.87%~24.75%，各种饲料之间纤维成分含量差别较大。

表 1 饲料中各纤维成分的含量 Table 1 Content of each fiber component in feed
2.2 饲料中的CF残渣中各纤维成分含量及回收率

从表 2可以看出，饲料中CF(无AIA)含量为8.05%~47.90%，饲料CF残渣中以CEL为主，含量在5.59%~36.65%之间；并含有少量的HCEL，含量在1.18%~4.60%之间；ADL含量在0.00~7.75%之间；还有少量的AIA，含量在0.21%~2.53%之间。饲料CF残渣中的ADL含量与饲料中ADL含量有关，苜蓿、花生秧、大豆秸和稻壳粉CF残渣中的ADL含量较高。

表 2 CF残渣中各纤维成分含量及回收率 Table 2 Content and recovery of each fiber component in CF residue

CEL在CF残渣中的回收率最高，在71.36%~105.03%之间，其中毛苕子、燕麦秸、青稻秸、皇竹草、全株玉米、甜高粱、全株小麦、苜蓿、小黑麦干草和芦苇，均接近100%；其他饲料的CEL在CF残渣中的回收率在71.26%~88.96%之间。CF残渣中的HCEL和ADL的回收率比较低，分别在4.33%~36.15%和0.00~84.38%之间。

2.3 饲料中的NDF和ADF残渣中的各纤维成分含量

从表 3可以看出，饲料中的NDF残渣中以HCEL和CEL为主，还含有ADL和AIA；饲料中的NDF残渣中ADL含量，稻壳粉为21.28%，其他饲料在1.77%~10.97%之间。饲料中的ADF残渣中以CEL为主，还含有ADL和AIA。饲料中的NDF和ADF残渣中的AIA在1.00%~9.53%和0.26%~10.36%之间，青稻秸和稻壳粉的NDF和ADF残渣中的AIA含量较高。

表 3 NDF和ADF残渣中各纤维成分的含量 Table 3 Content of each fiber component in NDF and ADF residues
3.4 饲料中HCEL和CEL含量的结果分析

传统方法计算饲料中HCEL含量为：ω1(HCEL)=ω(NDF)-ω(ADF)；利用去除AIA后的NDF和ADF含量差计算HCEL含量为：ω2(HCEL)=ω[NDF(无AIA)]-ω[ADF(无AIA)]；利用连续法测定NDF和ADF含量差值得出的HCEL含量为ω3(HCEL)，即先测定饲料中NDF的含量，再继续用NDF残渣直接测定ADF含量。从表 4可以看出，ω1(HCEL)和ω2(HCEL)含量二者数值基本一致，二者相关系数为0.994 7，连续法测定的ω3(HCEL)含量偏高，个别数据差异较大。

表 4 不同方法计算的饲料中HCEL和CEL含量 Table 4 HCEL and CEL contents in feed with different calculation methods

饲料中CEL含量按下式计算：ω4(CEL)=ω(ADF)-ω(ADL+AIA)和ω5(CEL)=ω[ADF(无AIA)]-ω(ADL)。从表 4可以看出，ω4(CEL)值比ω5(CEL)值偏高，有的差别较大，如稻壳粉的CEL含量分别为41.73%和31.37%。

2.5 饲料中CF含量和ADF含量的关系分析

对18种饲料中的ADF含量和CF含量做回归分析，饲料ADF含量(y1)和CF含量(x1)之间呈高度正相关：y1=1.507 1+1.211 5x1 (r=0.979 2，RSD=1.863 4，P＜0.01)。

饲料ADF残渣去除AIA后的ADF含量(y2)和CF含量(x2)之间相关性更高，可用于二者之间的估测：y2=2.406 3+1.077 0x2 (r=0.990 5，RSD=0.962 4，P＜0.01)。

3 讨论 3.1 影响饲料中的CF残渣中纤维成分回收率的因素

饲料中的CF残渣中的HCEL、CEL和ADL的回收率与它们的化学性质有关。饲料经酸、碱处理后的CF残渣中，以CEL为主，还有少量的HCEL、ADL和AIA。在酸、碱煮沸处理时，饲料中的CEL、HCEL和ADL会或多或少的被溶解。饲料中的CEL是最稳定的成分，能耐稀酸、稀碱煮沸处理，故在饲料中的CF残渣中的回收率较高；饲料中的HCEL是不稳定的成分，能溶解于稀酸、稀碱，故在饲料中的CF残渣中的回收率较低；饲料中的ADL耐酸，但在碱煮沸过程中，大部分会被溶解[13-14]。本试验表明，不同饲料中的CF残渣中各纤维成分的回收率不同，这是因为不同饲料中的HCEL、CEL和ADL组成与含量不同。

3.2 饲料中HCEL和CEL含量的测定方法探讨

因为NDF和ADF是混合物，且各成分含量变化较大，所以饲料中HCEL、CEL及ADL等成分含量的指标更能清晰地表明饲料纤维成分的组成。饲料中的NDF和ADF残渣中的AIA分别在1.00%~9.53%和0.26%~10.36%之间，含量不容忽视，因此建议，饲料NDF和ADF含量指标应分为NDF(含AIA)和NDF(无AIA)或ADF(含AIA)和ADF(无AIA)2个指标标注。

传统方法测定饲料中HCEL含量，是利用NDF含量和ADF含量之差求得HCEL含量。本文提出饲料中HCEL含量等于NDF(无AIA)含量减去ADF(无AIA)含量。本试验结果表明，利用此2种方法求得的数值基本一致，二者相关系数为0.994 7，均可用来计算饲料中HCEL含量，但以后者求得的HCEL含量的数值更准确，因为它的计算方法排除了NDF和ADF中AIA的影响。利用连续测定法测定饲料中HCEL含量，是先测定饲料中NDF含量，之后再测定其ADF含量，二者之差即为HCEL含量，此法求得的HCEL含量偏高，个别数据差异较大。故连续测定法不适合用来测定饲料中HCEL的含量。

传统方法饲料中CEL含量按下式计算：ω4(CEL)=ω(ADF)-ω(ADL+AIA)；本文作者提出饲料中CEL含量按下式计算：ω5(CEL)=ω[ADF(无AIA)]-ω(ADL)。2种方法求得饲料CEL含量，有的差别较大，后者排除了饲料ADF中AIA造成的影响，求出的CEL值较为准确。

3.3 饲料中CF含量和ADF含量的关系

饲料中CF含量和ADF含量的关系密切。饲料CF含量中以CEL为主，本试验中对18种饲料中CF残渣分析，CEL占CF残渣含量的平均值为79.91%，还含有部分HCEL和ADL。饲料ADF含量中也以CEL为主，CEL占ADF残渣含量平均值为77.35%，还含有全部的ADL和AIA。本试验中18种饲料的ADF含量值是饲料中CF含量值的128.96%，二者呈高度正相关，相关系数为0.979 2。

饲料ADF残渣中的AIA去除后，即ADF(无AIA)含量是包括饲料中全部的CEL和ADL。饲料中ADF(无AIA)和CF组成成分的不同，主要在于前者含有饲料中全部的ADL，而后者只含有饲料中部分ADL，故同一种饲料中ADF(无AIA)含量总是大于饲料中CF含量。本试验中18种饲料的ADF(无AIA)含量是饲料中CF含量的120.00%，二者呈高度正相关，相关系数为0.990 5，可以用于二者之间的估测。建议用饲料中ADF(无AIA)指标代替饲料中CF指标，评价饲料中的CEL和ADL成分，更准确且易于测定。

4 结论

① 所测18种饲料中的CEL在CF残渣中的回收率最高(71.28%~105.03%)。

② 饲料ADF含量(y1)和CF含量(x1)之间呈高度正相关：y1=1.507 1+1.211 5x1 (r=0.979 2，RSD=1.863 4，P＜0.01)。

③ 饲料ADF残渣中去除AIA后的ADF含量(y2)和CF含量(x2)之间的相关性更高：y2=2.406 3+1.077 0x2 (r=0.990 5，RSD=0.962 4，P＜0.01)。

④ 提出饲料中HCEL和CEL含量的准确测定计算方法，即HCEL含量等于NDF(无AIA)含量减去ADF(无AIA含量)；CEL含量等于ADF(无AIA)含量减去ADL含量。

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