胡　琳，王定發(fā)，李　茂，周璐麗，李　韋，高　虹，周漢林*(1. 海南大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，海南 ?？?570100；. 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所，海南 儋州 57177；. 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 40064)

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利用體外產(chǎn)氣法研究超微粉碎和常規(guī)粉碎木薯葉的飼用價值

胡琳1,2，王定發(fā)2，李茂2，周璐麗2，李韋1,2，高虹3，周漢林2*(1. 海南大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，海南 ?？?570100；2. 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所，海南 儋州 571737；3. 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064)

[摘要]為了測定超微粉碎和常規(guī)粉碎木薯葉的飼用價值，采用體外產(chǎn)氣法測定了兩種粉碎類型木薯葉的體外干物質(zhì)消化率和產(chǎn)氣量，并測定了其營養(yǎng)成分。結(jié)果表明，超微木薯葉粗脂肪、粗纖維含量和體外干物質(zhì)消化率分別為4.55%、22.77%和68.43%，均顯著高于常規(guī)粉碎木薯葉(P<0.05)；兩種木薯葉粉的粗蛋白含量差異不顯著(P>0.05)；超微粉碎木薯葉體外產(chǎn)氣量要高于常規(guī)粉碎木薯葉。飼用價值方面，常規(guī)木薯葉粉和超微木薯葉粉的RFV值分別為：172.38%和169.85%，均屬于特級粗飼料的評級標(biāo)準(zhǔn)范圍，其中常規(guī)粉碎木薯葉粉略高于超微粉碎木薯葉粉。綜上所述，超微粉碎可以提高木薯葉的消化率，但綜合考慮飼用價值等方面因素，建議使用常規(guī)粉碎木薯葉粉進行飼喂。

[關(guān)鍵詞]超微粉碎；常規(guī)粉碎；木薯葉；體外產(chǎn)氣法；飼用價值

木薯(ManihotesculentaCrantz)，又叫樹薯，屬于大戟科木薯屬植物，是熱帶和亞熱帶重要的作物，全世界熱帶和亞熱帶地區(qū)廣泛種植[1]。在發(fā)展中國家里，約有6億人將其作為主要食物來源[2]。人們種植木薯主要是為了獲取其根莖部分，而同時產(chǎn)生的大量木薯葉沒有得到充分利用[3]。木薯葉中含豐富的蛋白質(zhì)[4]，是一種優(yōu)質(zhì)蛋白飼料。木薯葉產(chǎn)量相當(dāng)高，合理采摘的木薯葉產(chǎn)量可與鮮薯相當(dāng)[5]，并不會影響其生長和塊根產(chǎn)量。木薯葉鮮樣中粗蛋白含量為 4.0 %～9.6 %，干樣粗蛋白含量為20 %～36.4 %，且富含Ca、賴氨酸、微量元素和維生素，是飼喂畜禽的優(yōu)質(zhì)飼料資源[6]。

體外產(chǎn)氣法(In vitro gas production)為Raab 等建立[7]，是目前發(fā)達國家采用最多的用來評價放牧家畜飼草飼料飼用價值的技術(shù)之一，此法的原理是，消化率不同的各種飼料，在相應(yīng)的時間內(nèi)產(chǎn)氣量與產(chǎn)氣率不同。體外產(chǎn)氣法是評定反芻動物飼料營養(yǎng)價值的一種非常有效的方法，一次可進行大量樣本的測定，與體內(nèi)法相比，不需要大量的試驗動物，并且結(jié)果與體內(nèi)法具有高度相關(guān)性，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用在反芻動物飼料營養(yǎng)研究上。

超微粉碎是近年來發(fā)展迅速的一項新技術(shù)。一般是指將3 mm以上的物料顆粒粉碎10～25 μm 以下的過程[8]，能破壞植物細(xì)胞等一些微結(jié)構(gòu)。超微粉碎技術(shù)多用于人類食品營養(yǎng)及中藥有效成分的研究等方面，隨著人們對畜牧產(chǎn)品的需求量越來越高，微粉技術(shù)也已經(jīng)逐步擴展到畜牧行業(yè)。向天勇等[9]利用超微粉碎結(jié)合生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)超微玉米秸稈粉，進行秸稈飼料化技術(shù)研究，結(jié)果表明：替代5 %的常規(guī)乳豬飼料，對乳豬下痢具有顯著的防治作用，對乳豬生長有一定的促進作用，飼料報酬得到提高。本試驗以通過超微粉碎與常規(guī)粉碎兩種粉碎方法所得到的木薯葉粉為研究對象，探究營養(yǎng)成分變化和兩種方法所得木薯葉粉對黑山羊瘤胃代謝的影響，以期為木薯葉在反芻動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1供試樣品木薯葉樣品采集于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所木薯種質(zhì)圃7號木薯。試驗地點位于北緯19°30′，東經(jīng) 109°30′，海拔 149 m，屬熱帶季風(fēng)氣候，氣候特點為夏秋季節(jié)高溫多雨，冬春季節(jié)低溫干旱，干濕季節(jié)明顯；試驗基地土壤為花崗巖發(fā)育而成的磚紅壤土，土壤質(zhì)地較差，無灌溉條件。

1.1.2主要設(shè)備ZY-450C多功能超微粉碎機(許昌豫邦機械制造有限公司)；高速多功能粉碎機(浙江榮浩工貿(mào)有限公司)；數(shù)顯恒溫振蕩器(金壇市富華儀器有限公司)；SOX402 Micro型粗脂肪測定儀(德國Gerhardt公司)；Foss Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀(美國福斯公司)；粗纖維測定儀(意大利VELP公司)。

1.2方法

1.2.1樣品的采集與處理將木薯葉經(jīng)過切割、曝曬等初步處理后，裝盤放入烘箱中65℃烘48 h；空氣中自然冷卻；一部分樣品經(jīng)過常規(guī)粉碎機粉碎(過40目篩)，剩余部分樣品通過超微粉碎處理(過600目篩)。

1.2.2營養(yǎng)成分的測定測定項目包括粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、粗灰分(Ash)、粗纖維(CF)、鈣(Ca)和磷(P)的含量。其中CP、 EE、NDF、ADF、Ash、CF的分析參照楊勝[10]的方法。

1.2.3體外產(chǎn)氣試驗體外產(chǎn)氣技術(shù)采用趙廣永[11]的方法。稱取 0.2 g 飼料樣品，倒入已知重量 3 cm×5 cm的尼龍袋中，綁緊后放入注射器前端。同時在注射器芯壁后部均勻涂上一層凡士林，起到潤滑和防止漏氣的作用。每個飼料樣品 3 次重復(fù)，一個空白對照組(3次重復(fù))。選擇 3 只年齡和體重相近的成年海南黑山羊，安裝瘤胃瘺管。在早晨飼喂前抽取瘤胃液，4層紗布過濾，取312.5 mL過濾后的瘤胃液加入準(zhǔn)備好的真空容器中，真空容器中預(yù)先加入1 000 mL蒸餾水并在38 ℃水浴中預(yù)熱，然后加入250 mL預(yù)先配制好并在 38 ℃水浴中預(yù)熱的混合培養(yǎng)液，持續(xù)通入CO2約10 min。取30 mL這種瘤胃液-緩沖液的混合物加到每一個注射器中，排凈注射器中的空氣，保持真空狀態(tài)，并用密封針頭封閉注射器，記錄活塞的位置，在 39 ℃的水浴搖床中培養(yǎng)。分別在發(fā)酵開始后2、4、6、8、10、12、24、36、48 h讀取不同時間點的產(chǎn)氣量，用各個時間點的活塞的位置讀數(shù)減去活塞的初始位置讀數(shù)和空白產(chǎn)氣量，即為在相應(yīng)時間內(nèi)飼料發(fā)酵的產(chǎn)氣量。

1.2.4相關(guān)計算公式樣本體外干物質(zhì)消化率IVDMD(DM，%)=(樣本質(zhì)量-殘渣質(zhì)量)/樣本質(zhì)量×100。

飼料相對值RFV=DMI(%BW)×DDM(%DM)/1.29

其中DMI(Dry Matter Intake)與DDM(Digestible Dry Matter)的預(yù)測模型[12]分別為：

粗飼料干物質(zhì)的隨意采食量DMI(%BW)=120/NDF(%DM)

可消化的干物質(zhì)DDM(%DM)=88.9-0.779ADF(%DM)

1.2.5體外發(fā)酵參數(shù)計算將各樣品在2, 4, 6, 8, 10、12, 24, 36, 48 h時間點的產(chǎn)氣量代入由Φrskov等[13]提出的模型GP=a+b(1-e-ct)，根據(jù)非線性最小二乘法原理，求出a、b、c值，其中a為飼料快速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣量，b為慢速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣量，c為b的速度常數(shù)(產(chǎn)氣速率)，a+b為潛在產(chǎn)氣量，GP為t時的產(chǎn)氣量。

1.2.6數(shù)據(jù)分析采用Excel 2007軟件和SAS 9.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，采用Tukey's法對各組數(shù)據(jù)進行多重比較，以P<0.05為差異顯著性水平。結(jié)果均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2結(jié)果與分析

2.1超微粉碎和常規(guī)粉碎木薯葉的常規(guī)營養(yǎng)成分

從表1分析測試結(jié)果表明，常規(guī)粉碎木薯葉與超微粉碎木薯葉的粗蛋白質(zhì)、磷、粗灰分、鈣、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維的含量差異不顯著(P>0.05)，兩種粉碎類型木薯葉粉粗脂肪含量差異顯著(P<0.05)，其中超微木薯葉粉的粗脂肪含量高于常規(guī)木薯葉粉粗脂肪含量。兩種粉碎類型木薯葉粉粗纖維含量差異顯著(P<0.05)，其中超微木薯葉粉的粗纖維含量高于常規(guī)木薯葉粉粗纖維含量；超微木薯葉粉的飼料相對值為172.38%高于常規(guī)木薯葉粉飼料相對值169.85%。

2.2超微粉碎和常規(guī)粉碎木薯葉體外產(chǎn)氣動態(tài)變化

超微粉碎和常規(guī)粉碎木薯葉體外產(chǎn)氣變化情況如圖1?？傮w來看，12 h前產(chǎn)氣量增長緩慢，12～24 h為快速發(fā)酵期，24 h后趨勢放緩，產(chǎn)氣曲線趨于平緩。從各個時期的產(chǎn)氣量來看，超微木薯葉粉整體高于常微木薯葉粉，發(fā)酵開始2 h后超微木薯葉粉產(chǎn)氣量較快速的與常微木薯葉粉產(chǎn)氣量拉開距離，但在發(fā)酵12 h后不同處理木薯葉粉產(chǎn)氣量差距逐漸縮小。

表1　超微粉碎及常規(guī)粉碎木薯葉主要營養(yǎng)成分

注：同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Notes: The different superscripts in the same column are significantly different, the same below (P<0.05).

圖1　超微粉碎和常規(guī)粉碎木薯葉體外產(chǎn)氣變化曲線圖

2.3超微粉碎及常規(guī)粉碎木薯葉體外消化結(jié)果

由表2可知，超微木薯葉粉干物質(zhì)消化率平均為 68.43 %，顯著高于常規(guī)木薯葉粉干物質(zhì)消化率的62.13 %(P<0.05)；總產(chǎn)氣量方面，超微木薯葉粉產(chǎn)氣量為31 mL顯著高于常規(guī)木薯葉粉的總產(chǎn)氣量的29 mL(P<0.05)；超微木薯葉粉和粗規(guī)木薯葉粉的pH分別為7.04和7.06，均處于正常生理范圍內(nèi)(pH 5.5～7.5)[14]，說明兩種處理方式對瘤胃液pH無顯著影響；快速發(fā)酵部分，兩種處理木薯葉的產(chǎn)氣量 a值、慢速發(fā)酵產(chǎn)氣量b和潛在產(chǎn)氣量a+b值差異不顯著，說明兩種木薯粉的營養(yǎng)價值差異不大；超微木薯葉粉,產(chǎn)氣速率c值為0.089 mL/h,顯著高于常微木薯葉粉的0.062 mL/h(P<0.05)，說明超微木薯粉更容易被降解。

表2　不同粉碎類型木薯葉體外產(chǎn)氣試驗結(jié)果

3討論

3.1不同粉碎類型木薯葉粉的營養(yǎng)成分

3.1.1粗纖維由超微木薯葉粉和常規(guī)木薯葉粉主要營養(yǎng)成分分析結(jié)果可以看出，超微粉碎對CP %、P %、Ash %、Ca %、ADF %、NDF %的影響不大，但是，超微木薯葉粉的粗纖維含量明顯高于常規(guī)木薯葉粉的含量, 這與郭萍報道小顆粒樣品粗纖維含量偏高一致[15]。李旺對不同粉碎粒度的青貯飼料營養(yǎng)指標(biāo)的影響發(fā)現(xiàn)，小顆粒樣品粗纖維含量偏高與本試驗一致[16]。理論上分析應(yīng)該是大顆粒樣品在酸、堿消煮過程中因非纖維物質(zhì)不容易被充分洗去而使結(jié)果偏高，但實際檢測中小顆粒樣品結(jié)果反而更高，經(jīng)過多次試驗結(jié)果一致，這可能是由于小顆粒在纖維儀中兩次洗滌及抽濾時容易形成泡沫粘在抽濾管管壁上，使測定結(jié)果偏高。

3.1.2粗蛋白經(jīng)微粉碎處理后，蛋白質(zhì)含量沒有變化。本研究用凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)，微粉碎前后，無論粒度大小，在濃硫酸作用下均被完全消化，由于總氮量不變， 所以蛋白質(zhì)含量不變。這與申瑞玲等微粉碎對燕麥麩皮營養(yǎng)成分及物理特性的影響中發(fā)現(xiàn)經(jīng)微粉碎處理后，燕麥麩的蛋白質(zhì)含量沒有變化一致[17]。陳體強等將靈芝孢子超微破壁處理后測得的粗蛋白與未破壁處理的粗蛋白含量變化不大，與本試驗結(jié)果一致[18]。

3.1.3粗脂肪超微粉碎的整個粉碎過程是通過一套具有高速沖擊、擠壓、剪切、研磨等多種作用力組成的復(fù)合力場的粉碎機組來實現(xiàn)破壁和超微粉碎的目的。超微粉碎后粗脂肪含量顯著高于常規(guī)粉碎，由于微粉碎制得的細(xì)粉平均粒度在20 μm左右，所以細(xì)粉的細(xì)胞破損率很高，因而會有一定量的粗脂肪從細(xì)胞中流出，從而增加了粗脂肪含量，這與陳體強等將靈芝袍子破壁處理后測得的靈芝孢子破壁后粗脂肪含量變化顯著升高一致[18]。

3.1.4粗飼料相對值粗飼料相對營養(yǎng)值(Relative Feed Value, 簡稱RFV)是目前美國唯一廣泛使用(銷售、庫存及根據(jù)家畜對粗飼料質(zhì)量的要求投料)的粗飼料質(zhì)量評定指數(shù)，其定義為：相對一特定標(biāo)準(zhǔn)粗飼料，某種粗飼料可消化干物質(zhì)的采食量[19]。超微木薯葉粉的飼料相對值為172.38%高于常規(guī)木薯葉粉飼料相對值169.85%。根據(jù)粗飼料飼料相對值標(biāo)準(zhǔn)[20]可以看出，兩種處理方式的木薯葉粉都屬于特級粗飼料，作為粗飼料，常規(guī)粉碎木薯葉粉優(yōu)于超微粉碎木薯葉粉。

3.2體外產(chǎn)氣變化趨勢

不同粉碎類型木薯葉體外產(chǎn)氣量總的變化趨勢均為緩慢增加、快速增加、趨于平緩3個過程。可能是以下原因造成的：體外培養(yǎng)的開始階段植物樣品中的營養(yǎng)物質(zhì)提供瘤胃微生物利用的氮源相對較充足，所以產(chǎn)氣量緩慢增加；隨后直接利用氨態(tài)氮的微生物活性增強，進而其纖維分解能力增強，因此產(chǎn)氣量快速增加；但在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)物質(zhì)不是持續(xù)供應(yīng)的，并伴隨著發(fā)酵產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸和氨態(tài)氮的積存，在瘤胃微生物大量增殖的情況下，其生長內(nèi)環(huán)境發(fā)生改變(pH升高)，因此在一定程度上抑制瘤胃微生物的增殖，因此在后期產(chǎn)氣量增加趨于緩慢。嚴(yán)學(xué)兵、張文璐等體外產(chǎn)氣量變化規(guī)律與本研究基本一致，產(chǎn)氣趨線圖均為S形[21-22]。

3.3瘤胃降解率

評價飼料營養(yǎng)價值的指標(biāo)有飼料常規(guī)營養(yǎng)成分、消化率和利用率等。DM降解率在一定程度上能夠反映飼料營養(yǎng)成分在動物體內(nèi)的降解程度，是評定飼料營養(yǎng)價值的一個重要指標(biāo)。本研究中不同粉碎類型木薯葉粉體外干物質(zhì)消化率結(jié)果存在顯著性差異，可能粒度降低提高了飼料與消化酶的接觸面積，提高了食糜與消化酶的混合度，從而使消化率提高,本試驗結(jié)果顯示：常微木薯葉粉和超微木薯葉粉DM降解率分別為62.13 %、68.43%，超微木薯葉粉DM降解率顯著高于常微木薯葉粉。張元慶研究表明，谷物粒度影響生長肉牛全消化道 DM的消化率：飼喂整粒玉米飼糧時 DM的消化率比飼喂粉碎玉米時低11.2%[23]。王洪亮通過綿羊瘤胃體外產(chǎn)氣法發(fā)現(xiàn)，細(xì)粉碎玉米組曲線上各時間點瘤胃干物質(zhì)消失率均高于其它三組(中粉碎玉米組、蒸汽壓片玉米組和粗粉碎玉米組)與本試驗結(jié)果一致[24]。

3.4體外產(chǎn)氣量

體外產(chǎn)氣量在某種程度上可反映反芻動物飼料在動物體內(nèi)的降解特性。本試驗結(jié)果顯示：超微木薯葉粉和常微木薯葉粉48 h 累計產(chǎn)氣量分別為 31和29.2 mL。這與DM消化率成正相關(guān)。瘤胃內(nèi)的氣體主要來源于瘤胃微生物消耗可溶性碳水化合物和其他營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生的低級脂肪酸、甲烷、氫氣、二氧化碳等代謝產(chǎn)物[25]。并通過噯氣的方式排出體外。本實驗超微木薯葉粉的產(chǎn)氣量明顯高于常微木薯葉的產(chǎn)氣量，二氧化碳可被植物利用，但甲烷是一種高能物質(zhì)，不能被植物利用，也不能被動物利用，不僅影響了大氣環(huán)境，也造成了反芻動物飼料中能量的損失。

4結(jié)論

雖然超微木薯葉粉在瘤胃內(nèi)的干物質(zhì)消化率較高，但是木薯葉經(jīng)超微粉碎后營養(yǎng)成分并沒有太大的變化。因此，可把木薯葉用常規(guī)粉碎法粉碎后作為粗飼料作用。

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Study on Feeding Value of Ultrafine Grinded and Conventional Crushed

Cassava Leaves by in vitro Gas Production Method

HU Lin1,2, WANG Ding-fa2, LI Mao2, ZHOU Lu-li2, LI Wei1,2, GAO Hong3, ZHOU Han-lin2*

(1.AgronomyofHainanUniversity,Haikou, 570100,China;

2.TropicalCropsGeneticResourcesInstitute,ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences,Hainan,Danzhou, 571737,China;

3.InstituteofProcessingofAgriculturalProduceandNuclearAgriculturalResearch,HubeiAcademyof

AgriculturalScience,Hubei,Wuhan, 430064)

Abstract:In order to determine the feeding value of ultrafine grinded and conventional crushed cassava leaves, the dry matter digestibility and gas production of the two crushing types were determined by in vitro gas production method. The results show that the crude fat, crude fiber content and dry digestibility of superfine grinding cassava leaf are 4.55% , 22.77% and 62.13% respectively, which were significantly higher than that of the conventional crushing cassava leaves(P<0.05). The difference of crude protein content of the two types crushing cassava leaf is not significant(P>0.05). The in vitro gas production of ultrafine grinded leaves was higher than that of conventional crushed cassava leaves. RFV value of ultrafine grinded and conventional crushed cassava leaves are 172.38% and 169.85% , which belong to the scope of superfine coarse feed rating standards, and conventional crushing cassava leaf is higher than that of ultrafine grinded of cassava leaf powder. In summary, ultrafine grinding can improve the digestibility of cassava leaves, but considering the feeding value and other factors, it is recommended using conventional crushing cassava leaf powder feeding.

Key words:ultrafine grinded; conventional crushed; cassava leaves; in vitro gas production; feeding value

[文章編號]1005-5228(2015)12-0029-05

[中圖分類號]S811.5

[文獻標(biāo)識碼]A

*[通訊作者]周漢林(1971-)，男，湖北省黃岡浠水人，研究員，研究方向：動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。E-mail：zhouhanlin8@163.com

[作者簡介]胡琳(1989-)，女，黑龍江省雞西人，在讀碩士研究生，研究方向：動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。E-mail：287150151@qq.com

[基金項目]公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費項目(201203072；201403049)；海南省社會發(fā)展科技專項(sF201447)

*[收稿日期]2015-05-27修回日期：2015-07-28