耿 梅 姜建陽 韓先杰 宋春陽

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，青島 266109)

我國地方豬種大多數(shù)具有耐粗飼、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且在長期飼喂過程中形成了使用纖維性飼糧的習(xí)慣。一定水平飼糧纖維不僅能調(diào)節(jié)微生態(tài)平衡，還能增強(qiáng)體質(zhì)。因此，如何控制飼糧纖維的負(fù)面營養(yǎng)作用，利用其正面營養(yǎng)作用值得深思。目前，豬的常規(guī)型飼糧主要以玉米－豆粕型為主，但這些籽實飼料的細(xì)胞壁主要由非淀粉多糖(NSP)組成，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子會增加豬胃腸道食糜黏度［1］，引起營養(yǎng)物質(zhì)吸收不良。營養(yǎng)物質(zhì)的富集會使大量有害細(xì)菌增殖，對腸道黏膜上的絨毛與微絨毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)造成損傷，引起腹瀉，從而降低營養(yǎng)物質(zhì)的吸收率［2－4］。單胃動物(尤其是仔豬)體內(nèi)并不能分泌NSP消化酶降解細(xì)胞壁［5］，細(xì)胞壁中的抗?fàn)I養(yǎng)因子難以消除，進(jìn)而影響動物機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，導(dǎo)致動物生長不良及環(huán)境污染等問題。因此，將纖維素酶添加到飼糧中既能提高飼糧的消化利用效率、豬的生產(chǎn)性能，又可減少排泄物中氮、磷的排泄量，保護(hù)環(huán)境。楊葉東等［6］研究發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)飼糧中添加0.1%的纖維素酶，“皮×大×長”三元雜交生長豬的平均日增重提高了15.64%，飼料報酬提高了7.21%。王宗沛等［7］研究發(fā)現(xiàn)，在大麥型飼糧中添加能夠消化多種NSP的纖維素酶，可使仔豬的日增重提高20.66%，飼料轉(zhuǎn)化率提高8.87%。纖維素酶在提高動物生長性能、改善胴體品質(zhì)等方面有著積極的作用，但其在豬飼糧的應(yīng)用中還存在一些問題，尤其是添加量問題。本試驗以地方品種煙臺黑豬和杜×魯煙白雜交豬為研究對象，通過對飼糧養(yǎng)分消化率、氮平衡及氨基酸回腸表觀消化率的測定，探討所選纖維素組合酶在這2個品種豬的纖維性飼糧中的適宜添加量。

1 材料與方法

1.1 纖維素組合酶篩選

試驗選取3個不同廠家生產(chǎn)的纖維素酶，設(shè)為A酶、B酶、C酶，A酶的發(fā)酵菌種為李氏木酶，B、C酶的發(fā)酵菌種為曲酶。利用羧甲基纖維素(還原糖法)酶活力測定方法測得的3種纖維素酶的活性分別為 12.7 萬、0.6 萬、3.8 萬 U/g。酶活定義為40℃、pH 2.5、反應(yīng)30 min的條件下，待測纖維素酶每分鐘催化羧甲基纖維素水解成1μmol葡萄糖的酶量為1個單位，用U/g表示。將3種酶分別進(jìn)行兩兩組合，每種組合設(shè)定5種比例，分別為 0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0。通過胃蛋白酶－胰蛋白酶兩步消化法來測定不同纖維素組合酶對飼料的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)的消化率以及還原糖生成量，從中選出最優(yōu)組合的最佳比例，然后再以最優(yōu)酶組合的最佳比例和第3種酶進(jìn)行同樣的兩兩組合，最終選出3種酶的最佳組合比例。

1.2 試驗飼糧

試驗采用玉米－豆粕型飼糧，參考地方品種豬的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以酸性洗滌纖維(ADF)為評定指標(biāo)，以地瓜蔓為纖維來源，設(shè)定3.8%ADF水平為低纖維水平飼糧，5.8%ADF水平為高纖維水平飼糧，其他養(yǎng)分含量一致。在每千克預(yù)混料中添加0.3 g的三氧化二鉻作為外源指示劑。試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平和氨基酸組成分別見表1和表2。

表1 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

表2 試驗飼糧氨基酸組成Table 2 Amino acids composition of experimental diets %

1.3 試驗動物及設(shè)計

試驗分別選取5頭體重［(25±1)kg］相近、健康去勢的煙臺黑豬和杜×魯煙白雜交公豬，分別放入50 cm×150 cm鍍鋅代謝籠中，每天07:00和16:00等量飼喂2次，總飼喂量為體重的3.5%。自由飲水，豬舍溫度在(20±2)℃。手術(shù)前驅(qū)蟲，在回腸末端安裝T型瘺管，恢復(fù)期10 d。

試驗采用5×5拉丁方設(shè)計，分為低纖維水平飼糧與高纖維水平飼糧2期試驗。每期每個品種豬的試驗按照纖維素組合酶的添加量(0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%)分為 5 組(Ⅰ ～ Ⅴ組)。采用逐級預(yù)混的原則，以保證纖維素組合酶混合均勻。

1.4 樣品采集

試驗期每期7 d，前5天為預(yù)試期，第6、7天連續(xù)收集48 h的糞樣，混合均勻，按糞樣重的10%、尿樣體積的10%加入10%的硫酸固氮后于－20℃的冰箱保存。同時收集48 h食糜，采集前封口袋中加入10 mL 10%的硫酸，采集的食糜立即放入－20℃冰箱保存。試驗結(jié)束后，將糞樣于65℃烘箱中烘干，混合、粉碎處理后備用。

1.5 測定指標(biāo)與方法

1.5.1 飼糧各常規(guī)養(yǎng)分消化率

采用三氧化二鉻作外源指示劑測定飼糧常規(guī)養(yǎng)分消化率。飼糧和糞樣的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、有機(jī)物含量的測定方法如下:采用陳明等［8］方法測定水分含量，計算干物質(zhì)含量;采用GB/T 6432—1994［9］方法測定粗蛋白質(zhì)含量;采用程建華等［10］方法測定粗灰分含量，計算有機(jī)物含量。

采用濾袋技術(shù)測定中性洗滌纖維(NDF)、ADF含量，計算半纖維素的含量。

1.5.2 氮平衡

測定糞樣和尿樣中氮的含量。

氮表觀消化率(nitrogen apparent digestibility，NAD，%)=［(食入氮 －糞氮)/食入氮］×100;氮生物學(xué)價值(nitrogen biological value，NBV，%)=［(食入氮－糞氮－尿氮)/(食入氮－糞氮)］×100;氮總利用率(total nitrogen utilization，TNU，%)=［(食入氮－糞氮－尿氮)/食入氮］×100。

1.5.3 飼糧及食糜中氨基酸和鉻含量

分析前室溫下解凍食糜，將每頭豬24 h采集的食糜混合均勻后用真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行冷凍干燥。凍干后在室溫下回潮24 h，將樣品粉碎，通過80目篩處理后備用。飼糧和食糜中的16種氨基酸含量使用氨基酸自動分析儀(日立L－8800，日本)測定;飼糧和食糜中鉻含量用干法消解后使用原子吸收光譜儀(日立Z－5000，日本)測定。

1.5.4 氨基酸回腸表觀消化率的計算計算公式如下:

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003預(yù)處理試驗數(shù)據(jù)，以重復(fù)為單位，用SPSS 18.0軟件中GLM 模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行兩因子方差分析。品種內(nèi)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 纖維素組合酶對豬養(yǎng)分消化率的影響

由表3可知，在3.8%ADF水平飼糧中，隨著纖維素組合酶添加量的增加，不同品種豬養(yǎng)分消化率先升高后穩(wěn)定。試驗組養(yǎng)分消化率均高于對照組(Ⅰ組)，但差異不顯著(P＞0.05)，試驗組間差異也不顯著(P＞0.05)。煙臺黑豬養(yǎng)分消化率略高于杜×魯煙白雜交豬，但2個品種間差異不顯著(P＞0.05);纖維素組合酶對豬養(yǎng)分消化率無顯著影響(P＞0.05);品種與纖維素組合酶對養(yǎng)分消化率無顯著的交互作用(P＞0.05)。

表3 纖維素組合酶在低纖維水平(3.8%ADF)飼糧中對2個品種豬養(yǎng)分消化率的影響Table 3 Effects of combining cellulase in low-fiber level diets(3.8%ADF)on nutrient digestibility in growing pigs of two breeds %

由表4可知，在5.8%ADF水平飼糧中，干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和有機(jī)物消化率，煙臺黑豬Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組顯著高于對照組(P＜0.05)，除Ⅳ組的粗蛋白質(zhì)消化率外，顯著高于Ⅱ組(P＜0.05)，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組間差異不顯著(P＞0.05);NDF、ADF和半纖維素消化率，除Ⅳ、Ⅴ組的ADF消化率外，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組顯著高于對照組(P＜0.05)，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組間差異不顯著(P＞0.05)。干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和有機(jī)物消化率，杜×魯煙白雜交豬Ⅳ、Ⅴ組顯著高于對照組(P＜0.05)，Ⅳ、Ⅴ組間差異不顯著(P ＞0.05);ADF和半纖維素消化率，Ⅳ、Ⅴ組顯著高于對照組(P ＜0.05)，Ⅳ、Ⅴ組間差異不顯著(P ＞0.05)。

煙臺黑豬干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、有機(jī)物和NDF消化率略高于杜×魯煙白雜交豬，2品種間差異不顯著(P＞0.05)，但ADF和半纖維素消化率極顯著高于杜×魯煙白雜交豬(P＜0.01);纖維素組合酶對豬的養(yǎng)分消化率有顯著或極顯著影響(P＜0.05或P＜0.01)。品種與纖維素組合酶的交互作用對養(yǎng)分消化率影響均不顯著(P＞0.05)。

2.2 纖維素組合酶對豬氮平衡的影響

由表5可知，纖維素組合酶在3.8%ADF水平飼糧中對不同品種豬的氮平衡影響不顯著(P＞0.05);煙臺黑豬的各項測定指標(biāo)略高于杜×魯煙白雜交豬，但差異不顯著(P＞0.05);纖維素組合酶對豬氮平衡影響不顯著(P＞0.05);品種與纖維素組合酶的交互作用對3種測定指標(biāo)的影響均不顯著(P ＞0.05)。

由表6可知，在5.8%ADF水平飼糧中，NAD、NBV、TNU，煙臺黑豬Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組顯著高于對照組(P＜0.05)，TNU 分別提高了 7.59%、8.07%、7.92%，顯著高于Ⅱ組(P ＜0.05)，但Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組間差異不顯著(P＞0.05);杜×魯煙白雜交豬Ⅳ、Ⅴ組顯著高于對照組(P＜0.05)，TNU分別提高了 7.06%、7.56%，顯著高于Ⅱ組(P＜0.05)，但Ⅳ、Ⅴ組間差異不顯著(P ＞0.05)。

豬品種及纖維素組合酶極顯著影響了NAD、NBV、TNU(P＜0.01);纖維素組合酶對以上3項測定指標(biāo)的影響與品種不存在交互作用(P＞0.05)。

2.3 纖維素組合酶對氨基酸回腸表觀消化率的影響

由表7可知，在3.8%ADF水平飼糧中，試驗組纈氨酸回腸表觀消化率顯著高于對照組(P＜0.05)。不同品種間，煙臺黑豬的各項氨基酸回腸表觀消化率略高于杜×魯煙白雜交豬，纈氨酸、甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、脯氨酸差異極顯著(P＜0.01);品種與纖維素組合酶之間的交互作用對氨基酸回腸表觀消化率影響均不顯著(P＞0.05)。

由表8可知，在5.8%ADF水平飼糧中，除蛋氨酸、胱氨酸、甘氨酸和精氨酸回腸表觀消化率外，煙臺黑豬的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組氨基酸回腸表觀消化率都顯著高于對照和Ⅱ組(P＜0.05)，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組間差異不顯著(P＞0.05);杜×魯煙白雜交豬Ⅳ、Ⅴ組的賴氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸的回腸表觀消化率顯著高于與對照、Ⅱ、Ⅲ組(P＜0.05)，Ⅳ、Ⅴ組間差異不顯著(P ＞0.05)。不同品種間，煙臺黑豬對必需氨基酸中的蛋氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸的回腸表觀消化率極顯著高于杜×魯煙白(P＜0.01);對于非必需氨基酸，除絲氨酸的回腸表觀消化率差異不顯著(P＞0.05)外，其他氨基酸的回腸表觀消化率在2個品種間差異顯著或極顯著(P＜0.05或 P＜0.01)。纖維素組合酶對不同品種豬的氨基酸回腸表觀消化率有極顯著或顯著影響(P＜0.05或 P＜0.01)，精氨酸、胱氨酸和脯氨酸回腸表觀消化率除外。品種與纖維素組合酶之間交互作用對豬氨基酸回腸表觀消化率影響均不顯著(P＞0.05)。

3 討論

3.1 纖維素組合酶對豬養(yǎng)分消化率的影響

纖維素酶對豬養(yǎng)分消化率的影響與飼糧纖維水平有關(guān)。本試驗所選取的纖維素組合酶在5.8%ADF水平飼糧中效果顯著，在 3.8%ADF水平飼糧中無顯著效果。Sauer等［11］研究發(fā)現(xiàn)，添加纖維素酶制劑，能提高大麥－豆粕型飼糧(高纖維飼糧)中蛋白質(zhì)和能量的消化利用率，但對玉米－豆粕型飼糧(低纖維飼糧)的營養(yǎng)物質(zhì)消化率沒有顯著影響。任繼平等［12］研究魯梅克斯K-1草粉飼糧中添加纖維素酶對生長豬生長性能的影響時發(fā)現(xiàn)，纖維素酶能顯著提高生長豬的養(yǎng)分消化率和采食量。Omogbenigun等［13］認(rèn)為在玉米－豆粕型飼糧中添加纖維素酶制劑可顯著提高生長豬干物質(zhì)、有機(jī)物、粗纖維、能量、粗蛋白質(zhì)和粗灰分的消化率。一般認(rèn)為，外源纖維素酶可幫助機(jī)體將纖維性飼料中的纖維素、半纖維素、果膠等大分子物質(zhì)降解為易于小腸吸收的單糖和寡糖，降低消化道內(nèi)容物的黏度，增大內(nèi)源酶與營養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積，從而提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。

3.2 纖維素組合酶對豬氮平衡的影響

大量文獻(xiàn)報道，飼糧中的粗纖維含量過高會降低飼糧粗蛋白質(zhì)的消化率，從而影響氮的吸收和利用，降低氮的沉積率，降低動物的生長性能［14－16］。因此，在高纖維水平飼糧中添加纖維素酶促進(jìn)纖維的消化吸收意義重大。本試驗中，纖維素組合酶在5.8%ADF水平飼糧中對豬體內(nèi)TNU和NBV有顯著地促進(jìn)作用。在3.8%ADF水平飼糧中效果不顯著。本試驗中，TNU分別提高了 7.59%、8.07%、7.92% ，這與 Sutton 等［17］、Zervas等［18－19］研究報道一致。當(dāng)纖維素組合酶添加量分別為0.10%和0.15%時，纖維素組合酶對不同品種豬的養(yǎng)分表觀消化率、TNU和NBV的作用效果達(dá)到最佳，之后隨著添加量增加，各項指標(biāo)無顯著變化，說明纖維素組合酶在豬體內(nèi)的利用率已達(dá)到飽和。所以纖維素組合酶在這2個品種豬5.8%ADF水平飼糧中的適宜添加量分別為0.10% 和 0.15%。

3.3 纖維素組合酶對氨基酸回腸表觀消化率的影響

有研究表明，給動物飼喂高纖維飼糧不僅影響飼糧中粗蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)(外源)的消化，而且增加回腸食糜中內(nèi)源蛋白質(zhì)和氨基酸的分泌量和排出量，影響氨基酸的消化率［20－21］。飼糧纖維水平是影響回腸食糜中內(nèi)源氮和氨基酸損失的重要因素之一，高纖維水平飼糧會導(dǎo)致飼糧粗蛋白質(zhì)和氨基酸的利用率的降低。

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李鐵軍等［22］報道，不同粗纖維對豬氨基酸的消化率影響不同，水溶性纖維素主要是影響內(nèi)源性氮和氨基酸的分泌，從而降低表觀消化率，但對真消化率無影響。王誠等［23］報道，豬在粗纖維較低的范圍內(nèi)(3% ～6%)對賴氨酸、蛋氨酸和胱氨酸的表觀消化率影響不顯著，之后隨粗纖維水平(6% ～12%)的增加，各種必需氨基酸的表觀消化率顯著降低。上述研究結(jié)果表明，氨基酸回腸表觀消化率與飼糧中纖維物質(zhì)的添加水平密切相關(guān)。

有關(guān)高纖維性飼糧中添加纖維素酶對生長豬氨基酸回腸表觀消化率的影響少見報道，纖維素酶能夠促進(jìn)飼糧中纖維素的分解，降低食糜黏度，能夠提高粗蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收水平，從而提高氨基酸的表觀消化率。本試驗結(jié)果表明，在3.8%ADF水平飼糧中添加纖維素組合酶效果不顯著，而在5.8%ADF水平飼糧中添加纖維素組合酶對16種氨基酸回腸的表觀消化率均有不同程度的提高。由此可見，纖維素酶的作用效果也與飼糧中纖維類物質(zhì)的添加水平密切相關(guān)。

4 結(jié)論

① 在5.8%ADF水平飼糧中，試驗所選的纖維素組合酶對煙臺黑豬和杜×魯煙白雜交豬養(yǎng)分消化率和氮平衡有促進(jìn)作用，而在3.8%ADF水平飼糧中效果不顯著;相同的飼糧條件下，煙臺黑豬對飼糧養(yǎng)分消化率和氮平衡促進(jìn)作用效果優(yōu)于杜×魯煙白雜交豬。

② 在5.8%ADF水平飼糧中，試驗所選的纖維素組合酶對促進(jìn)豬的氨基酸回腸表觀消化率效果顯著，在3.8%ADF水平飼糧中效果不顯著。

③ 在5.8%ADF水平飼糧中，煙臺黑豬纖維素組合酶的適宜添加量為0.10%，杜×魯煙白雜交豬為0.15%。

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