丁亞南 趙月香* 劉啟文 張云露 賀 喜 范志勇 宋澤和**

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院，長沙 410128；2.晉中市宏藝生物科技有限公司，晉中 030600)

隨著我國養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，飼料需求逐漸增加，飼料原料短缺問題日益突出，用量較大的常規(guī)飼料原料價格逐漸攀升，尋求廉價的飼料原料來替代常規(guī)原料成為現(xiàn)今的研究熱點。因此，尋求合理的常規(guī)原料的替代物已成為當今動物營養(yǎng)工作者的研究重點。中國櫟樹的分布非常廣泛，總計有橡樹林1.33×107～1.67×107hm2，年產(chǎn)籽實60億～70億kg[1]。其中，遼東櫟(Quercusliaotungensis)是北方最著名的橡樹之一，每棵成樹可年產(chǎn)鮮果30～50 kg。遼東櫟籽實(Quercusliaotungensisseeds，QLS)中含較高的淀粉含量，可達50%以上，若能作為能量飼料應用于動物生產(chǎn)，將會對提高我國飼用資源利用率起到一定幫助[2]。然而，QLS中單寧和纖維的含量偏高，這降低了其適口性，并可能導致蛋白質(zhì)和糖類等養(yǎng)分的消化率下降，且在高水平添加時過量單寧攝入可能對中樞神經(jīng)和肝臟產(chǎn)生毒性，引起頭暈、惡心、腹脹、便秘及厭食等癥狀[3]。因此，改善QLS的抗營養(yǎng)性對其應用也具有重要意義。

鑒于目前對QLS的營養(yǎng)價值評定仍未見報道，本試驗分別以體內(nèi)法和體外法測定了QLS對豬飼糧養(yǎng)分消化率的影響，并評估了添加外源酶制劑對QLS營養(yǎng)價值的改善作用，同時評定了QLS作為生長豬能量飼料的營養(yǎng)價值，為動物生產(chǎn)中QLS的合理應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗中QLS由山西省森林公園采集，由晉中市某生物科技有限公司提供，篩選與脫殼后粉碎處理備用。仿生消化試驗所用豬復合酶由某生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)，其每千克產(chǎn)品中主要酶類及活性為：胃蛋白酶(Sigma P7000)92.17 kU、淀粉酶(Sigma A3306)42.868 kU、胰蛋白酶(Amresco 0785)13.377 kU、糜蛋白酶(Amresco 0164)1.680 kU、纖維素酶(Sigma V2010)27.65 U。本試驗采用的單寧酶(活性為100 000 U/g)和非淀粉多糖(NSP)酶(由10 000 U/g的木聚糖酶、250 U/g的纖維素酶、1 000 U/g的β-葡聚糖酶、1 000 U/g的酸性甘露聚糖酶和500 U/g的果膠酶組成)購自湖南省某生物科技有限公司。

表1 QLS的化學組成(風干基礎)

1.2 試驗設計和飼養(yǎng)管理

試驗1于湖南農(nóng)業(yè)大學耘園試驗基地進行，選用12頭體重(30 kg)和健康狀況相近的“杜×長×大”三元雜交豬，隨機分為3個組，每組4個重復，每個重復1頭豬。3組分別飼喂基礎飼糧(對照組)及添加10%和20%QLS的飼糧(試驗組)。采用交叉試驗設計，共分為3期，每期試驗分為4 d預試期和3 d收樣期。

試驗2于湖南農(nóng)業(yè)大學動科樓仿生消化實驗室進行，采用單因素完全隨機設計，共分為4個組，包括對照組(基礎飼糧)和分別含2%、6%、10%QLS的3個試驗組，每組設置5個重復，每個重復1根消化管。試驗模擬豬的胃-小腸-大腸3步消化。相應的單胃動物仿生消化試驗操作參照趙峰等[4]標準并均嚴格按儀器使用說明完成。

試驗3選用24頭體重為60 kg左右的“杜×長×大”三元雜交豬，隨機分為4個組，每組6個重復，每個重復1頭豬。對照組飼喂不添加酶制劑的飼糧(含6%QLS)，試驗組分別飼喂添加單寧酶(含6%QLS+6 mg/kg單寧酶)、NSP酶(含6%QLS+500 mg/kg NSP酶)及2種酶(含6%QLS+6 mg/kg單寧酶+500 mg/kg NSP酶)組合的飼糧。試驗分為4 d預試期和3 d收樣期。

1.3 試驗飼糧

本試驗所用全部飼糧組成及營養(yǎng)水平如表2所示，基礎飼糧參照NRC(2012)標準進行配制。試驗飼糧由2%、6%、10%和20%QLS等量替代基礎飼糧中的玉米和豆粕組成。其中，試驗1試驗組飼糧為10%和20%QLS添加組；試驗2試驗組飼糧為2%、6%和10%QLS添加組；試驗組3對照組飼糧為6%QLS添加組，各試驗組分別飼喂6%QLS飼糧+6 mg/kg單寧酶、6%QLS飼糧+500 mg/kg NSP酶和6%QLS飼糧+6 mg/kg單寧酶+500 mg/kg NSP酶飼糧。

表2 飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)

1.4 測定指標及方法

1.4.1 常規(guī)養(yǎng)分分析

飼糧、粉碎后的QLS、全收糞法收取的糞樣及仿生消化試驗的飼糧殘渣均測定其干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗纖維(CF)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量和總能(GE)等。其中，DM含量采用恒溫干燥法測定，CP含量采用凱氏定氮法測定，CF、NDF和ADF含量均采用ANKOM-200纖維分析儀測定，GE采用PARR 6200氧彈量熱儀測定。所有樣品取2個平行，各指標測定的具體操作方法按照相應國標進行。此外，采用酶水解法(GB/T 5009—2003)測定QLS中的淀粉含量。

1.4.2 養(yǎng)分消化率及原料消化能計算

養(yǎng)分全腸道表觀消化率(apparent total tract digestibility,ATTD)計算方法參照Adeola[5]的公式：

飼糧某養(yǎng)分的ATTD(%)=100×(食入該養(yǎng)分含量-糞中該養(yǎng)分含量)/食入該養(yǎng)分含量。

原料消化能以套算法計算，參照劉德穩(wěn)[6]的公式：

待測原料消化能(MJ/kg DM)=100×[試驗飼糧消化能-(1-X)×基礎飼糧消化能]/X。

式中：X為待測原料替代基礎飼糧比例(%)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件建立數(shù)據(jù)庫，采用SPSS 21.0軟件中的單因素方差分析(one-way ANOVA)及Duncan氏法多重比較進行數(shù)據(jù)分析，以P<0.05作為顯著性差異判斷，0.05≤P<0.10表示有變化趨勢，所有數(shù)據(jù)用“平均值±標準差”的形式表示。

2 結(jié) 果

2.1 QLS對生長豬飼糧養(yǎng)分消化率的影響及其消化能測定

由表3可知，飼糧添加QLS顯著降低飼糧DM、GE、CP、NDF、鈣(Ca)和總磷(TP)的ATTP(P<0.05)。與對照組(未添加QLS)相比，10%和20%QLS添加組飼糧CP的ATTP分別顯著降低了23.29%和32.35%(P<0.05)；同時，與10%QLS添加組相比，20%QLS添加組飼糧DM、GE和CP的ATTD也顯著降低(P<0.05)。本試驗測得添加0、10%和20%QLS 3種飼糧的消化能分別為(14.41±0.26) MJ/kg DM、(13.64±0.59) MJ/kg DM和(12.73±0.45) MJ/kg DM。根據(jù)套算法公式計算得到以下結(jié)果：當替代比例為10%和20%時，QLS在生長豬中的消化能分別為6.71和6.01 MJ/kg DM，平均值為6.36 MJ/kg DM。

表3 QLS對生長豬飼糧養(yǎng)分ATTD的影響

2.2 仿生消化試驗中QLS對生長豬飼糧養(yǎng)分消化率的影響

由表4可知，隨著QLS添加水平的提高，飼糧DM、GE、CP和ADF的ATTD顯著降低(P<0.05)。其中，與未添加QLS組相比，2%、6%、10%QLS添加組飼糧DM的ATTD分別降低了0.30%(P>0.05)、4.05%(P<0.05)和4.39%(P<0.05)，GE的ATTD分別降低了4.16%、6.69%和7.10%(P<0.05)，CP的ATTD分別降低了4.25%、6.97%和11.09%(P<0.05)；但是，10%QLS添加組飼糧NDF的ATTD與未添加QLS組無顯著差異(P>0.05)，且顯著高于2%和6%QLS添加組(P<0.05)。

表4 仿生消化試驗中QLS對生長豬飼糧養(yǎng)分ATTD的影響

2.3 外源酶制劑對生長豬含QLS飼糧養(yǎng)分消化率的影響

由表5可知，與對照組(添加6%QLS)相比，飼糧添加NSP酶、單寧酶及二者組合顯著提高QLS飼糧TP的ATTD(P<0.05)，并有提高CF和GE的ATTD的趨勢(0.05≤P<0.10)；然而，DM和CP的ATTD未受到外源酶制劑添加的影響(P>0.05)。

表5 外源酶制劑對生長豬含QLS飼糧養(yǎng)分ATTD的影響

3 討 論

3.1 QLS在生長豬飼糧中的營養(yǎng)特性及其消化能

作為橡樹籽實的一種，QLS含有較低的CF、CP和粗脂肪(EE)含量，而具有較高的淀粉含量。本試驗中測得QLS淀粉含量為56.00%，這意味著QLS具備成為一種能量飼料的潛力。目前，國內(nèi)外關(guān)于橡實淀粉在理化特性和提取工藝方面的研究報道較多，結(jié)果表明橡樹籽實中淀粉含量與淀粉品質(zhì)都處于較優(yōu)水平[7]。黃澤東[8]研究指出，QLS中單寧與淀粉含量均受生長時期的影響，淀粉積累的關(guān)鍵時期是7月份和8月份，在此期間淀粉的增長速度最快，9月份QLS淀粉含量可達到71.12%。而本試驗中QLS的淀粉含量所測值相對偏低，可能是由于所采集籽實并未到達成熟期所致。然而，本試驗以套算法計算在QLS添加水平為10%和20%時，得到的消化能僅為6.71和6.01 MJ/kg，遠低于預期水平，這意味著試驗中QLS未在生長豬腸道中得到良好的消化。偏低的消化能可能由于過高的單寧含量所致，單寧可以結(jié)合腸道內(nèi)源酶并抑制淀粉酶活性，從而降低淀粉消化[9-10]。

3.2 飼糧添加QLS對生長豬養(yǎng)分消化率的影響

本研究表明，無論動物試驗還是仿生消化試驗，飼糧養(yǎng)分包括GE、CP、Ca和TP的ATTP隨著QLS添加水平的提高而下降，這可能與QLS中過高的單寧含量有關(guān)。單寧不僅可抑制消化酶的活性，還可直接與蛋白質(zhì)、淀粉及纖維素等大分子以及金屬離子結(jié)合，進而抑制其消化過程[11]。同時，高含量的單寧還可對胃腸道形態(tài)及其吸收能力產(chǎn)生影響，這可能是10%QLS在動物試驗較仿生消化試驗更多地抑制了養(yǎng)分消化率的原因[11]。此外，本試驗中測得QLS較玉米含有更高的NDF、ADF和CF含量，這表明QLS中含有更多的NSP。鑒于前人研究報道的NSP對飼糧養(yǎng)分消化率的負面作用，NSP含量高也可能是QLS降低飼糧養(yǎng)分消化率的原因[12]。因此，單寧和NSP的去除對QLS在豬飼糧中的應用可能具有獨特意義。

3.3 外源酶制劑對生長豬含QLS飼糧養(yǎng)分消化率的影響

鑒于上述試驗結(jié)果，本試驗選取NSP酶和單寧酶添加到飼糧中，考察2種外源制劑對6%QLS飼糧養(yǎng)分消化率的影響。前人研究表明，NSP酶可通過打破植物細胞壁的結(jié)構(gòu)促進蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等養(yǎng)分的釋放，或降解長鏈NSP而降低其抗營養(yǎng)性，進而達到促進養(yǎng)分消化吸收的目的[13-14]。本試驗中，TP的ATTP在單一添加NSP酶時顯著提高，這與前人報道接近。然而，飼糧GE與CP的ATTP未得到顯著提高，可能與NSP酶的添加量有關(guān)。Rebolé等[15]研究報道，當NSP酶添加量不足時，細胞壁降解不完全，難以釋放出養(yǎng)分與消化酶接觸，從而導致效果不顯著。

本試驗中，單寧酶的添加顯著提高了QLS飼糧中TP的ATTP，但對GE、CP、CF和Ca的ATTP影響不顯著。前人研究證明，單寧酶對鞣酸具有水解作用，因而具備降低飼糧單寧抗營養(yǎng)性的應用潛力[16]。然而，單寧酶的反應條件及穩(wěn)定性條件較為苛刻，來源于真菌和植物的單寧酶的最適pH一般為4.0～6.0，pH穩(wěn)定性范圍一般是3.0～7.0，細菌單寧酶的最適pH一般偏中性[17]。以上pH范圍與豬腸腔pH具備一定偏差，因此可能導致單寧酶的活性未得到完全發(fā)揮。同時，金屬離子對單寧酶的活性也有較大影響，如鋅和Ca可抑制單寧酶活性、鐵和鈷完全抑制其活性，這可能也是本試驗中單寧酶未得到預期添加效果的原因[18]。此外，NSP酶與單寧酶的復合添加時，GE、Ca和TP的消化率數(shù)值上略高于單獨添加，這表明2種酶的復合可能具備一定的組合效應。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，QLS表現(xiàn)出對飼糧養(yǎng)分消化率的抑制作用，這可能與其含有較高的單寧和NSP等抗營養(yǎng)因子有關(guān)。外源酶制劑不能顯著改善QLS飼糧的能量和蛋白質(zhì)消化率。