劉 遠 吳賢鋒 王迎港 李文楊*

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，福州 350013；2.福建省畜禽遺傳育種重點實驗室，福州 350013；3.福建農(nóng)林大學動物科技學院，福州 350001)

豆渣(soybean curd residue)是生產(chǎn)豆?jié){、豆腐、豆粉、腐竹等豆制品的副產(chǎn)物，我國每年產(chǎn)生濕豆渣超過2 000萬t，其粗蛋白質(zhì)(CP)含量約為20%[干物質(zhì)(DM)基礎]，氨基酸組成和比例與大豆基本一致，是一種潛在可替代常規(guī)畜禽飼料原料的飼料資源[1-3]。新鮮豆渣含水量高，且含有胰蛋白酶抑制因子、皂苷和單寧等抗營養(yǎng)因子，影響畜禽適口性和利用效率，不易儲存和鮮飼。烘干豆渣的能耗高，還會降低其營養(yǎng)價值[4]，在生產(chǎn)中多通過發(fā)酵工藝實現(xiàn)豆渣的貯存和營養(yǎng)價值的改善。大量研究證實，采用化學添加劑[5]、纖維素酶[6-7]和微生物[8]等單獨或復合發(fā)酵處理豆渣及混合豆渣飼料均能改善發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性。

發(fā)酵豆渣的飼料化利用已經(jīng)取得了一定的進展。研究表明，飼料中添加適量發(fā)酵豆渣可促進建鯉、鯽魚和大口黑鱸等水產(chǎn)動物生長[9]。利用發(fā)酵豆渣飼喂育肥豬可替代部分蛋白質(zhì)飼料，減少飼養(yǎng)成本[10]，還有助于控制豬腸道細菌耐藥性，可用于無抗豬肉的生產(chǎn)實踐[11]。在反芻動物中，高紅[12]應用康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系(CNCPS)和NRC模型評價了豆渣的奶牛營養(yǎng)價值，結果表明豆渣的過瘤胃蛋白質(zhì)和可代謝蛋白質(zhì)含量較高，具有替代奶牛飼糧中部分蛋白質(zhì)飼料的潛力。Zhao等[13]研究表明，豆渣與玉米秸稈的混合發(fā)酵飼料能改善奶牛瘤胃發(fā)酵環(huán)境，提高生產(chǎn)性能。發(fā)酵豆渣在肉羊生產(chǎn)中也有廣泛的應用，但國內(nèi)相關研究鮮有報道，缺乏肉羊高效利用發(fā)酵豆渣資源的科學依據(jù)。另外，我國豬、奶牛等養(yǎng)殖的品種較統(tǒng)一，而肉羊的品種豐富，品種間體型和生產(chǎn)性能差異大，不同品種對同一飼料資源的利用效率也不盡相同[14-15]。鑒于此，本研究以發(fā)酵豆渣為對象，分別以大體型努比亞山羊以及福建省中小體型地方山羊品種福清山羊和閩東山羊為試驗動物，開展消化代謝試驗，測定飼糧中不同發(fā)酵豆渣添加水平對不同品種山羊營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的影響，評價發(fā)酵豆渣在不同肉用山羊品種中的營養(yǎng)價值，為發(fā)酵豆渣在肉羊中的飼料化高效利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與制備

2021年4月，于古田縣文泰來農(nóng)牧開發(fā)有限公司采集試驗用新鮮豆渣(黃豆生產(chǎn)豆腐后的副產(chǎn)物)2 t，利用四川高福記生物科技有限公司提供的復合微生物發(fā)酵劑(500 g，植物乳桿菌數(shù)量≥3.0×108CFU/g，屎腸球菌數(shù)量≥1.0×108CFU/g)均勻混合后進行桶裝(120 L)密封發(fā)酵。發(fā)酵7 d后全部取出，按分點取樣法采集發(fā)酵豆渣樣品約5 kg用于常規(guī)營養(yǎng)成分分析。剩余的發(fā)酵豆渣經(jīng)過擠壓脫水機脫水后粉碎加工，用于消化代謝試驗。

1.2 樣品營養(yǎng)成分測定分析

發(fā)酵豆渣、試驗飼糧和糞樣中的DM、粗灰分(Ash)和有機物(OM)含量參考劉遠等[14]的方法進行測定?？偰?GE)采用氧彈式熱量計測定；CP含量按照GB/T 6432—2018[16]測定；粗脂肪(EE)含量按照GB/T 6433—2006[17]測定；磷(P)含量按照GB/T 6437—2002[18]測定；鈣(Ca)含量按照GB/T 13885—2017[19]測定；中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量采用Van Soest[20]的方法(CAU濾袋，購自中國農(nóng)業(yè)大學)測定。消化代謝試驗中的尿氮含量采用凱氏定氮法測定。

1.3 消化代謝試驗

1.3.1 試驗設計及飼養(yǎng)管理

試驗于2021年5—8月份在福建省農(nóng)業(yè)科學院漁溪試驗基地內(nèi)進行，按照努比亞山羊、閩東山羊和福清山羊分批進行消化代謝試驗。為了保持試驗羊采食飼糧營養(yǎng)水平的一致，按照品種間體重相近、品種內(nèi)年齡相近的原則，每個山羊品種選用體況良好的3～5月齡生長期羯羊24只，努比亞山羊、閩東山羊和福清山羊試驗羊的體重分別為(15.40±1.23) kg、(15.38±1.32) kg和(15.46±1.27) kg。每個品種分為4個組，每組6個重復，每個重復1只羊。對照組(CON組)飼喂不含發(fā)酵豆渣的基礎飼糧，試驗組分別飼喂發(fā)酵豆渣添加水平為10%、20%和30%的試驗飼糧。

試驗期間，試驗羊均單獨圈養(yǎng)于自制消化代謝籠(規(guī)格為1.5 m×0.8 m)內(nèi)，分別飼喂基礎飼糧和3個試驗飼糧，基礎飼糧營養(yǎng)水平參照《肉羊飼養(yǎng)標準》(NY/T 816—2004)15 kg體重育肥山羊日增重150 g的營養(yǎng)需要配制[21]。所有飼糧全部制成顆粒飼料(環(huán)模壓縮比8∶1，直徑5 mm，長10 mm)，參照劉潔[22]的方法計算飼糧的代謝能(ME)，飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.3.2 消化代謝試驗方法

消化代謝試驗參考趙明明等[23]報道的方法設計。試驗前對所有試驗羊只進行統(tǒng)一驅(qū)蟲、健胃。消化代謝試驗全期17 d，預試期10 d，正試期7 d。預試期間試驗羊的飼糧逐漸過渡到試驗飼糧。正試期內(nèi)每只羊每日飼喂500 g試驗飼糧(DM基礎)，分別于09:00、17:00各飼喂全天飼糧的1/2，自由飲水。自制消化代謝籠可實現(xiàn)糞便與尿液自動分離，采用全收糞尿法收集糞尿。每日晨飼前1 h收集、稱取和記錄每只試驗羊前1天的糞樣、尿樣。每日按總糞樣的10%取樣后自封袋密封，-20 ℃冷凍保存；用裝有200 mL 10% H2SO4的塑料桶收集尿液，稀釋至5 L，對稀釋尿液充分混合，用紗布過濾后取樣100 mL，置于EP管內(nèi)-20 ℃冷凍保存。試驗結束后，糞樣室溫解凍，于65℃烘干48 h，回潮24 h后粉碎過40目篩網(wǎng)，用于營養(yǎng)物質(zhì)的分析測試。試驗正試期開始及結束時，逐只對試驗羊進行空腹稱重，記錄始重(IBW)和末重(FBW)，計算平均日增重(ADG)。

表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of diets (DM basis) %

1.3.3 計算公式

飼糧及飼料原料中DM、OM、CP、GE、NDF和ADF的全腸道表觀消化率參照Adeola[24]的公式計算，計算公式如下：

營養(yǎng)物質(zhì)全腸道表觀消化率(%)=100×(食入的該營養(yǎng)物質(zhì)含量-排出的該營養(yǎng)物質(zhì)含量)/食入的該營養(yǎng)物質(zhì)含量。

飼糧的氮代謝相關指標的計算公式[20]如下：

沉積氮(g/d)=食入氮-糞氮-尿氮；氮沉積率(%)=100×沉積氮/食入氮；氮生物學價值(%)=100×沉積氮/吸收氮。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

以山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平為分析因素，分析消化代謝試驗數(shù)據(jù)，采用SPSS 26.0軟件的一般線性模型中的單變量程序進行雙因素方差分析，并應用Duncan氏法進行多重比較，P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 發(fā)酵豆渣常規(guī)營養(yǎng)成分

由表2可知，發(fā)酵豆渣的GE為16.07 MJ/kg，CP、NDF、ADF、Ash、Ca和P含量分別為17.06%、52.81%、24.10%、3.40%、0.44%和0.18%。

表2 發(fā)酵豆渣常規(guī)營養(yǎng)成分含量(干物質(zhì)基礎)Table 2 Conventional nutrient contents of fermented soybean curd residue (DM basis)

2.2 山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平對試驗羊生長性能的影響

由表3可知，各組試驗羊的DMI和ADG分別為565.01～625.56 g/d和69.76～107.62 g/d，山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平的交互作用對DMI、ADG、IBW和FBW的影響均不顯著(P>0.05)，而山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平均顯著影響DMI和ADG(P<0.05)。由表4和表5可知，閩東山羊的DMI顯著高于努比亞山羊(P<0.05)；FSR10組的DMI最高，顯著高于CON組和FSR30組(P<0.05)，CON組的DMI最低，顯著低于各試驗組(P<0.05)。閩東山羊和福清山羊的ADG顯著高于努比亞山羊(P<0.05)，F(xiàn)SR10組和FSR20組的ADG顯著高于FSR30組和CON組(P<0.05)。

2.3 山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平對試驗羊營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的影響

由表3可知，試驗羊?qū)︼暭Z中DM、OM、CP、GE、NDF和ADF的全腸道表觀消化率分別為62.17%～67.28%、62.38%～68.74%、75.26%～79.07%、60.01%～66.76%、53.11%～60.06%和39.08%～52.80%。山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平的交互作用對DM、OM、CP、GE、NDF和ADF的全腸道表觀消化率的影響均不顯著(P>0.05)。發(fā)酵豆渣添加水平顯著影響DM、OM、CP、GE、NDF和ADF的全腸道表觀消化率(P<0.05)，而山羊品種僅顯著影響ADF的全腸道表觀消化率(P<0.05)。

由表4可知，福清山羊?qū)DF的全腸道表觀消化率顯著高于閩東山羊和努比亞山羊(P<0.05)。由表5可知，CON組DM、OM和GE的全腸道表觀消化率顯著高于各試驗組(P<0.05)；FSR10組NDF的全腸道表觀消化率顯著低于其他組(P<0.05)；CON組和FSR20組ADF的全腸道表觀消化率顯著高于其他組(P<0.05)，F(xiàn)SR30組ADF的全腸道表觀消化率顯著高于FSR10組(P<0.05)；FSR10組CP的全腸道表觀消化率顯著高于其他各組(P<0.05)，F(xiàn)SR30組CP的全腸道表觀消化率顯著低于其他各組(P<0.05)。

2.4 山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平對試驗羊氮代謝的影響

由表3可知，試驗羊的氮攝入量、糞氮、尿氮、沉積氮、氮沉積率和氮生物學價值分別為10.80～13.66 g/d、2.49～3.08 g/d、1.30～2.67 g/d、5.91～9.47 g/d、47.51%～69.27%和63.05%～87.85%。山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平的交互作用顯著影響尿氮、沉積氮、氮沉積率和氮生物學價值(P<0.05)，而對氮攝入量和糞氮影響不顯著(P>0.05)。山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平均顯著影響試驗羊的氮攝入量、尿氮、沉積氮、氮沉積率和氮生物學價值(P<0.05)。由表4和表5可知，努比亞山羊的氮攝入量顯著低于福清山羊和閩東山羊(P<0.05)；不同發(fā)酵豆渣添加水平組之間的氮攝入量均差異顯著(P<0.05)，為FSR10組>FSR20組>FSR30組>CON組。

由表3可知，對于努比亞山羊，F(xiàn)SR20組和FSR30組的尿氮顯著高于FSR10組和CON組(P<0.05)，CON組的尿氮顯著高于FRS10組(P<0.05)；FRS10組的沉積氮、氮沉積率和氮生物學價值均顯著高于其他各組(P<0.05)。這表明該品種對10%發(fā)酵豆渣添加水平的氮利用效率最優(yōu)，隨著發(fā)酵豆渣添加水平的進一步增加，飼糧中不能被吸收利用的氮隨糞尿排出，降低飼糧氮生物學價值。

由表3可知，對于福清山羊，F(xiàn)SR30組的尿氮顯著高于其他各組(P<0.05)；FSR10組的沉積氮顯著高于其他各組(P<0.05)，F(xiàn)SR20組的沉積氮顯著高于FSR30組和CON組(P<0.05)；FSR10組的氮沉積率、氮生物學價值顯著高于其他各組(P<0.05)，F(xiàn)SR30組的氮沉積率、氮生物學價值顯著低于其他各組(P<0.05)。這表明福清山羊?qū)Σ煌l(fā)酵豆渣添加水平飼糧氮代謝的作用與努比亞山羊較相似，而福清山羊?qū)?0%發(fā)酵豆渣添加水平的氮利用效率略高于努比亞山羊。

表3 山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平對試驗羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)全腸道表觀消化率及氮代謝的影響Table 3 Goat breeds and fermented soybean curd residue supplemental level on growth performance, total intestinal apparent digestibility of nutrients and nitrogen metabolism of experimental goats

表4 山羊品種對試驗羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)全腸道表觀消化率及氮代謝的影響Table 4 Effects of goat breeds on growth performance, total intestinal apparent digestibility of nutrients and nitrogen metabolism of experimental goats

表5 發(fā)酵豆渣添加水平對試驗羊的生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)全腸道表觀消化率及氮代謝的影響Table 5 Effects of fermented soybean curd residue supplemental level on growth performance, total intestinal apparent digestibility of nutrients and nitrogen metabolism of experimental goats

由表3可知，對于閩東山羊，CON組的尿氮顯著高于FSR10組、FSR20組和FSR30組(P<0.05)；不同發(fā)酵豆渣添加水平組之間的沉積氮均差異顯著(P<0.05)，為FSR10組>FSR20組>FSR30組>CON組；CON組的氮沉積率和氮生物學價值均顯著低于其他各組(P<0.05)，F(xiàn)SR10組和FSR20組的氮沉積率和氮生物學價值差異不顯著(P>0.05)。這表明閩東山羊?qū)Πl(fā)酵豆渣的氮利用效率高于努比亞山羊和閩東山羊。

3 討 論

3.1 山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平對試驗羊生長性能的影響

DMI是影響畜禽健康情況和生產(chǎn)水平的重要指標，反芻動物DMI一般為其體重的2%～5%。為了實現(xiàn)肉羊預期的生產(chǎn)目的，飼糧配制主要參考相應的飼養(yǎng)標準，常用的肉羊飼養(yǎng)標準主要有美國的NRC(2007)、英國AFRC(1993)、法國INRA(1989)、澳大利亞CSIRO(2007)和中國肉羊農(nóng)業(yè)行業(yè)飼養(yǎng)標準[25]。萬凡[26]研究表明，利用不同飼養(yǎng)標準設計飼糧飼喂杜寒雜交肉用綿羊的實際DMI存在顯著差異，且均未達到預期育肥目標。吳璇[27]參考NRC(2007)配制基礎飼糧研究川中黑山羊的能量和蛋白質(zhì)需要量，結果表明自由采食組的DMI和ADG并未達到預期，與本研究結果一致。本研究結果進一步表明山羊品種顯著影響DMI和ADG，說明不同地方品種需要根據(jù)自身生長規(guī)律來制定適宜的營養(yǎng)需要標準。

飼糧的適口性和營養(yǎng)成分是影響山羊采食水平的重要因素。大量研究表明，發(fā)酵后的豆渣具有發(fā)酵的芬芳，增加蛋白質(zhì)和小肽含量的同時降低抗營養(yǎng)物質(zhì)含量，改善了營養(yǎng)價值，從而促進飼喂動物的采食[8-9,28-29]。反芻動物中利用發(fā)酵豆渣的報道較少，而飼糧中添加新鮮豆渣對DMI和生長性能的影響結果不盡相同。Tres等[30]研究表明，飼糧中添加32%的豆渣降低了奶牛的采食量，但不影響產(chǎn)奶量和奶成分。Odeyinka等[31]研究表明，飼糧中添加豆渣能增加山羊的DMI，但并未增加ADG。Rahman等[32]研究表明，豆渣對山羊DMI和ADG均有促進作用，與本研究結果一致。除了試驗動物本身的差異外，可能不同地區(qū)豆渣營養(yǎng)成分差異以及飼糧中豆渣添加水平是導致不同研究結果差異的關鍵[3]。另外，本研究表明飼糧中發(fā)酵豆渣的適宜添加水平為10%～20%，隨著發(fā)酵豆渣添加水平的進一步增加會降低試驗羊的DMI和ADG，這與發(fā)酵豆渣在水產(chǎn)中應用的結果[9]相似，可能是由于發(fā)酵豆渣中仍然存在較高的粗纖維和一定量的抗營養(yǎng)因子，而高水平粗纖維降低了飼糧的適口性，抗營養(yǎng)因子的累積影響了試驗羊?qū)︼暭Z營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。

3.2 山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平對試驗羊營養(yǎng)物質(zhì)全腸道表觀消化率的影響

飼糧中各營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率反映了試驗動物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用及機體的生理狀態(tài)，是評價飼料飼用價值的重要指標[22]。大量研究表明，飼糧中高含量的NDF和ADF會降低反芻動物對飼糧中DM、OM和NDF的表觀消化率[33-35]。本研究中，發(fā)酵豆渣的NDF和ADF含量高于基礎飼糧，添加發(fā)酵豆渣后增加了試驗飼糧的NDF和ADF含量，同時豆渣中容易消化降解的無氮浸出物和EE含量較低，因此CON組DM、OM和GE的全腸道表觀消化率均顯著高于各試驗組。尹琳琳等[8]研究表明，發(fā)酵豆渣中的纖維素酶和蛋白酶活性較高。這可能是造成FSR20組和FSR30組NDF和ADF的全腸道表觀消化率高以及FSR10組CP的全腸道表觀消化率高的關鍵因素。本研究提示，發(fā)酵豆渣存在為反芻動物供應能量不足的問題，應在發(fā)酵豆渣飼糧中補充一定比例的能量飼料。

在飼糧營養(yǎng)水平相同時，相同體重不同山羊品種的體成熟程度存在差異，相應的瘤胃體積/體重比也不盡相同，因此品種是影響肉羊消化能力的因素之一[36]。本項目前期研究表明，努比亞山羊和福清山羊?qū)S殼和蓮蓬殼等粗飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率存在差異[14-15]。本研究中，福清山羊是成年體重最小的山羊品種，在相同體重下，其瘤胃發(fā)育成熟度要優(yōu)于閩東山羊和努比亞山羊，這可能是其對ADF的全腸道表觀消化率顯著高于閩東山羊和努比亞山羊的關鍵原因。

3.3 山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平對試驗羊氮代謝的影響

飼糧中的蛋白質(zhì)在動物體內(nèi)消化、吸收等代謝過程會伴隨部分損失，糞氮和尿氮是損失的主要部分，試驗動物對粗飼料的氮沉積率和氮生物學價值越高，說明粗飼料的品質(zhì)越優(yōu)[22]。高紅[12]研究表明，豆渣屬于過瘤胃蛋白質(zhì)和可代謝蛋白質(zhì)含量較高的糧食加工副產(chǎn)物，具有替代奶牛飼糧中部分蛋白質(zhì)飼料的潛力。本研究表明，山羊品種和發(fā)酵豆渣添加水平的交互作用對尿氮、沉積氮等多個氮代謝指標影響顯著，表明利用發(fā)酵豆渣作為不同品種山羊育肥飼料原料時，應充分考慮品種因素，從而確定飼糧中適宜的發(fā)酵豆渣添加水平。本研究中，飼糧中添加10%和20%發(fā)酵豆渣顯著提高了飼糧中CP的全腸道表觀消化率，飼糧中添加10%發(fā)酵豆渣組的氮沉積率和氮生物學價值顯著高于其他各組，證實發(fā)酵豆渣是山羊飼糧中品質(zhì)較好的蛋白質(zhì)飼料原料，在飼糧中的適宜添加水平為10%～20%。劉遠等[14]研究表明，努比亞山羊和福清山羊?qū)︼暭Z的氮沉積率和氮生物學價值存在顯著差異，與本研究結果一致，這可能是由于不同品種雖然體重較一致，但所處的生長發(fā)育階段存在差異，導致消化道內(nèi)微生物區(qū)系以及蛋白酶活性有所差異，需進一步研究不同山羊品種在不同生長發(fā)育階段對發(fā)酵豆渣利用能力的差異，為其高效利用提供更系統(tǒng)的參考。

4 結 論

① 山羊品種和飼糧發(fā)酵豆渣添加水平均能影響飼糧和豆渣的消化、吸收和利用。

② 在體重一致的條件下，地方山羊品種閩東山羊?qū)Πl(fā)酵豆渣的氮消化利用能力優(yōu)于大體型品種努比亞山羊。

③ 發(fā)酵豆渣能較好的滿足育肥山羊的蛋白質(zhì)需要，但存在能量供應不足的問題，育肥山羊飼糧發(fā)酵豆渣的添加水平以10%～20%為宜。