■張 慧 唐 興 馮 志 李 強 雷 龍 任 瑩,2 趙勝軍,2*
(1.武漢輕工大學動物營養(yǎng)與飼料科學湖北省重點實驗室,湖北武漢430023;2.動物營養(yǎng)與飼料安全湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北武漢430023)
目前我國食品、糧油加工、發(fā)酵等輕工行業(yè)正快速發(fā)展,出現了大量的加工副產品和發(fā)酵副產品,如玉米酒精粕(DDGS)、酒精渣、醬渣、檸檬酸渣、果渣、醋渣、味精渣等。本試驗研究木薯淀粉渣、木薯檸檬酸渣、花生藤、甜葉菊渣四種非常規(guī)飼料對山羊營養(yǎng)價值的評定。張永根等(2013)[1]選用裝有永久性瘤胃瘺管和十二指腸瘺管的荷斯坦奶牛,采用移動尼龍袋法測定了奶牛常用飼料DM和CP的小腸消化率,結果表明,不同種類飼料為小腸提供可消化物質的能力不同,養(yǎng)分小腸消化率之間有顯著差異。據王忠生等(1994)[2]報道,9 h瘤胃非降解花生餅與豆粕在含BIF的緩沖液中培養(yǎng)時間超過6 h時,蛋白質消化率增長均出現停滯現象。原料木薯渣是木薯被提取了淀粉后的副產品,其中含有與木薯相近的大量的其他營養(yǎng)成分,包括多種對動物體有益的微量元素[3]。木薯檸檬酸渣是木薯經過工業(yè)發(fā)酵,提取檸檬酸后的工業(yè)殘渣,是檸檬酸生產中的主要副產物。在眾多作物秸稈中,花生藤的綜合價值僅次于苜蓿草粉,明顯高于玉米秸和大豆秸[4]。甜葉菊渣是工廠提取甜菊苷后的廢料[5],甜菊葉渣中含有多種營養(yǎng)成分?;ㄉ俸吞鹑~菊渣屬于農業(yè)加工副產品,木薯渣和檸檬酸渣屬于糟渣類飼料。評價飼料飼用價值的指標有其常規(guī)營養(yǎng)成分、消化率、利用率和適口性等。飼料消化率是飼料營養(yǎng)價值評定的關鍵指標。這些副產品資源量大、水分較高、有些含鹽量高,而對這些工業(yè)副產品利用率低不僅浪費資源,還將引起環(huán)境污染問題。
本試驗選用3頭平均體重約為25 kg、體格強健、食欲良好、且已安裝永久性瘤胃瘺管的山羊。試驗前1 d統(tǒng)一驅蟲處理。試驗采用單因素試驗設計,設0、6、12 h和18 h 4個時間點(0時間點不放入培養(yǎng)瓶),每個處理時間點4個重復。在每個培養(yǎng)瓶中放入0.56 g收集制備的瘤胃非降解原料、0.45 g的山羊小腸液凍干粉和30 ml緩沖液,蓋緊膠塞,涂抹凡士林保證密閉性。之后將培養(yǎng)瓶放置于國華企業(yè)SHA-C的恒溫水浴振蕩器中進行培養(yǎng),溫度為39℃、振蕩頻率為100 r/min。分別培養(yǎng)6、12、18 h和24 h后取下,每一時間點取下4瓶,將瓶內的溶液用恒重的尼龍袋過濾,記錄好相應的袋號,放入105℃烘箱中烘至恒重,待分析使用[4]。測定各原料的DM、NDF、CP的小腸降解率。
試驗日糧的配制參照2004年《中國肉羊飼養(yǎng)標準》,飼養(yǎng)水平為1.2倍維持需要,精粗比為3∶7。試驗日糧組成和營養(yǎng)水平見表1。各原料成分見表2。
表1 基礎日糧組成及營養(yǎng)水平
表2 各原料的營養(yǎng)成分(以干物質為基礎,%)
高速離心機、冷凍干燥機、國華企業(yè)SHA-C的恒溫水浴振蕩器、-20℃冰柜、721型分光光度計、電子天平、培養(yǎng)瓶、保溫瓶、烘箱、馬福爐、消化爐、電子稱、凱氏定氮儀等。
木薯淀粉渣、木薯檸檬酸渣樣品采自湖南洞庭檸檬酸化學有限公司?;ㄉ?、甜葉菊渣來源于河南正陽縣。小腸液于武漢華南水產市場鼎盛公司的屠宰間收取。
緩沖液的配制:常用的緩沖液有Mc Dougall緩沖液和磷酸鹽緩沖液,該試驗直接選用Me Dougall緩沖液。緩沖液配制的具體方法參照史清河等(2000)[6]對綿羊小腸液凍干粉所做的研究中所用的McDougall緩沖液。緩沖液的配方為:NaHCO398 g、Na2HPO493 g、NaCl 4.7 g、KCl 5.7 g、MgSO4·7H2O 1.2 g、CaCl2·2H2O 0.8 g,用蒸餾水調配到10 L,用0.2 N HCl調整pH值為7.0。
瘤胃非降解原料的制備:本試驗將3 g各原料裝于300目尼龍袋內(長×寬=10 cm×7 cm),飼喂1~2 h后將(每種原料9個)裝入待測原料的尼龍袋放入3頭山羊的瘤胃內,每頭羊放3個尼龍袋。待原料在瘤胃內培養(yǎng)12 h時,將其全部取出,立即在自來水下沖洗干凈,然后將尼龍袋放入水中浸泡50 min,再在中等流速的自來水下沖洗5 min,之后,于65℃烘箱中烘至恒重,最后將其殘渣混合粉碎過2.5 mm篩,裝入可封口樣品袋中保存?zhèn)溆谩?/p>
山羊小腸液凍干粉的制備:將2頭羊的全部小腸液,用雙層干凈的紗布過濾,分裝于樣品瓶內,置于-20℃冷庫中冷凍。將冷凍好的樣品用保溫箱裝好,盡快拿到實驗室,-20℃冰柜保存。隨后將樣品用冷水解凍,4℃下4 000 r/min離心15 min,用吸管吸去上層浮油。將上清液倒入干凈的培養(yǎng)皿中。用冷凍干燥機制成小腸液凍干粉(GIF),將GIF迅速分裝于可封口塑料袋內,-20℃保存。測定小腸液凍干粉中淀粉酶、胰蛋白酶活性[6]。由南京建成淀粉酶試劑盒和蛋白酶試劑盒測定GIF中淀粉酶和胰蛋白酶的活性,分別為0.316 0 U/mg和1 292.045 U/mg。
試驗山羊單籠飼養(yǎng),試驗期間進行統(tǒng)一驅蟲、消毒。飼喂時間每天早9:00和晚6:00兩次,飼喂按精粗比配制混合均勻的日糧,自由采食,全天自由飲水,有充足的運動空間。
數據用Microsoft Excel進行整理,結果以“平均值±標準誤”表示。使用SPSS23.0統(tǒng)計分析軟件進行One-Way ANOVA方差分析,并利用Duncan’s程序進行均值的多重比較。
四種瘤胃非降解原料在培養(yǎng)瓶中分別培養(yǎng)了0、6、12 h和18 h,其干物質降解率、中性洗滌纖維降解率及粗蛋白降解率的變化程度分別見表3~表6。
表3 木薯淀粉渣在小腸中的變化程度(%)
表4 木薯檸檬酸渣在小腸中的變化程度(%)
表5 花生藤在小腸中的變化程度(%)
表6 甜葉菊渣在小腸中的變化程度(%)
如表3~表6可見,四種原料不同營養(yǎng)成分在不同發(fā)酵時間的降解率各有差別。隨著四種原料殘渣在小腸液中培養(yǎng)時間的延長,四種原料的干物質降解率逐漸增加。木薯淀粉渣、木薯檸檬酸渣、花生藤、甜葉菊渣培養(yǎng)18 h干物質的降解率分別為:50.41%、25.06%、38.25%、19.21%。木薯淀粉渣非降解殘渣干物質在小腸液中培養(yǎng)18 h降解率最高,達50.41%。本試驗四種原料非降解殘渣干物質培養(yǎng)12 h均有較為顯著的降解率(P<0.05),其中作為精料的木薯淀粉渣、木薯檸檬酸渣在山羊小腸液中發(fā)酵12 h后的干物質降解率分別46.91%、22.10%。作為粗料的花生藤、甜葉菊渣發(fā)酵18 h仍有較為顯著的降解率(P<0.05),其降解率分別為38.25%、19.21%。木薯檸檬酸渣發(fā)酵18 h仍有較為顯著的降解率(P<0.05),其降解率為25.06%。木薯淀粉渣發(fā)酵18 h降解率與12 h前相比差異不顯著(P>0.05)。
如表3~表6可見,隨著四種原料殘渣在小腸液中培養(yǎng)時間的延長,四種原料的中性洗滌纖維降解率逐漸增加。木薯淀粉渣、木薯檸檬酸渣、花生藤、甜葉菊渣培養(yǎng)18 h后的中性洗滌纖維降解率分別為:14.25%、33.14%、28.88%、32.28%。木薯檸檬酸渣非降解殘渣中性洗滌纖維在小腸液中培養(yǎng)18 h后降解最高,達33.14%。本試驗四種原料非降解殘渣發(fā)酵12 h中性洗滌纖維均有較為顯著的降解率(P<0.05),木薯淀粉渣、花生藤發(fā)酵18 h仍有較為顯著的降解率(P<0.05),木薯檸檬酸渣、甜葉菊渣發(fā)酵18 h的降解率與12 h前差異不顯著(P>0.05)。
如表3~表6可見,隨著四種原料殘渣在小腸液中培養(yǎng)時間的延長,四種原料的粗蛋白降解率逐漸增加。木薯淀粉渣、木薯檸檬酸渣、花生藤、甜葉菊渣培養(yǎng)18 h后的粗蛋白降解率分別為:16.56%、18.23%、25.86%、21.70%。花生藤非降解殘渣在小腸液中培養(yǎng)18 h后降解最高,達25.86%。本試驗四種原料非降解殘渣發(fā)酵12 h粗蛋白均有較為顯著的降解率(P<0.05),12~18 h時間段甜葉菊渣、花生藤仍有較為顯著的降解率(P<0.05),木薯檸檬酸渣、木薯淀粉渣發(fā)酵18 h降解率與12 h前相比差異不顯著(P>0.05)。
反芻動物對營養(yǎng)物質的消化主要由瘤胃和小腸來完成,飼料進入瘤胃后,一部分被瘤胃微生物降解而合成微生物,微生物同非降解飼料殘渣一起進入真胃和十二指腸。瘤胃降解率的測定是評定飼料價值的重要手段。研究發(fā)現,四種飼料原料各營養(yǎng)成分的降解率均隨著樣品在小腸液中降解時間的延長而逐步增加,四種原料在小腸液中停留時間不同,各營養(yǎng)物質的降解率也不同,而且同一時間點、不同營養(yǎng)成分的降解率也存在差異。上述差異可能與本試驗所選的飼料類型、試驗動物的差異有關,以及可能是由于BIF和SIF在酶活和酶系上存在一定差異所導致的。
本試驗條件下木薯淀粉渣發(fā)酵18 h的干物質、中性洗滌纖維、粗蛋白均得到持續(xù)且充分的降解,18 h后的干物質、中性洗滌纖維、粗蛋白降解率分別為50.41%、14.25%、16.56%。史清河等(2000)[5]報道,當瘤胃非降解玉米與豆粕的培養(yǎng)時間分別超過12 h與18 h時,二者的消化率增長停滯,本試驗結果與此結果存在差異,可能與干木薯淀粉渣中殘留了35%~45%的淀粉有密切的聯(lián)系[6]。而且木薯淀粉渣在經過發(fā)酵后,其中的粗纖維和木質素得以軟化,進一步改善其適口性[7]。由于木薯在被利用抽取淀粉前根莖葉各部分所配合的比例不同,木薯淀粉渣的干物質含量與其他能量飼料原料相比是相當高的。
本試驗條件下木薯檸檬酸渣發(fā)酵18 h的干物質、中性洗滌纖維、粗蛋白均得到持續(xù)且充分的降解,18 h后的干物質、中性洗滌纖維、粗蛋白降解率分別為25.06%、33.14%、18.23%,中性洗滌纖維降解率最高。據劉慶華等(2008)[8]報道,檸檬酸渣在綿羊瘤胃內發(fā)酵12 h后中性洗滌纖維的降解率為35.84%。本試驗木薯檸檬酸渣中性洗滌纖維降解率結果與此結果接近??赡芘c木薯檸檬酸渣含有大量纖維素和提供一定量的檸檬酸有關[9]。粗纖維具有促進胃腸蠕動,加快物質轉運代謝的作用。檸檬酸作為動物體內三羧酸循環(huán)的中間產物之一,可直接參與體內代謝,為動物生命活動提供能量。此外,檸檬酸還能使動物胃腸道pH值降低,提高腸道酶的活性,延緩胃排空的速度,從而提高飼料營養(yǎng)的吸收率[10]。
本試驗條件下花生藤發(fā)酵18 h的粗蛋白、中性洗滌纖維、干物質降解率均得到持續(xù)且充分的降解,18 h后的干物質、中性洗滌纖維、粗蛋白降解率分別為38.25%、28.88%、25.86%。方熱軍等(1992)[11]通過山羊瘤胃發(fā)酵的試驗表明,花生藤和稻稈DM降解率分別為77.82%和48.83%。而本試驗結果均低于此結果。究其原因可能有以下幾種可能性:首先,原料中成分含量有所差異;其次,發(fā)酵工藝的不同。肖孟等報道,用花生藤做畜禽的粗飼料比使用統(tǒng)糠、地瓜蔓、酒糟等適口性好,而且提高生產水平方面效果也令人十分滿意。同時它們還可以一定程度上替代部分蛋白飼料[12]。
本試驗條件下花生藤發(fā)酵18 h的粗蛋白、中性洗滌纖維、干物質降解率均得到持續(xù)且充分的降解,18 h后的干物質、中性洗滌纖維、粗蛋白降解率分別為19.21%、32.28%、21.70%。甜葉菊渣含有大量蛋白質、脂肪、纖維素、灰分和無氮浸出物等非糖成分。任瑩等(2006)[13]研究表明,玉米、麩皮、玉米淀粉在綿羊小腸液培養(yǎng)16 h后的干物質降解率分別為40.46%、24.43%、53.24%。麩皮與本試驗甜葉菊渣干物質降解率接近。據馬磊等(2009)[14]研究表明,甜菊葉殘渣5%比例可以做禽類飼料,能起到預防禽類拉稀等作用,還能調節(jié)禽類消化功能,并能提高產蛋率。甜菊葉殘渣可添加到飼料里,用來飼喂奶牛羊,可增加奶甜度,提高奶的質量和奶中的微量元素、氨基酸等物質[15-17]。
利用山羊小腸液凍干粉法測定四種原料非降解殘渣在小腸中的消化情況,結果表明:木薯淀粉渣、木薯檸檬酸渣、花生藤、甜葉菊渣四種原料在山羊小腸液中發(fā)酵18 h后的干物質降解率分別為50.41%、25.06%、38.25%、19.21%;中性洗滌纖維降解率分別14.25%、33.14%、28.88%、32.28%;粗蛋白降解率分別為16.56%、18.23%、25.86%、21.70%。木薯淀粉渣淀粉含量較高,干物質降解率均高于其它三種飼料;木薯檸檬酸渣中性洗滌纖維降解率均高于其它三種飼料;這四種原料粗蛋白降解率比較接近??偟膩砜?,這四種非常規(guī)飼料原料可以被反芻動物利用,能作為新型飼料資源加以推廣利用。