張喬儒 孫皓然 彭章蓉 張海華 馮敏山* 張鐵濤*

(1.河北科技師范學(xué)院動物科技學(xué)院，河北省特色動物種質(zhì)資源挖掘與創(chuàng)新重點實驗室，秦皇島066004；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，長春130112)

我國寵物市場的2021年產(chǎn)值已達(dá)到2 200億元，且近年寵物食品的需求量激增。然而，我國對于寵物食品原料評價的相關(guān)研究并不深入，準(zhǔn)確評估飼料原料的有效能值可以更加合理地配制寵物食品。當(dāng)前對于寵物食品有效能值的研究多以代謝能(metabolizable energy,ME)體系為主導(dǎo)，而凈能(net energy,NE)體系在ME體系的基礎(chǔ)上考慮了熱增耗的損失，能夠真實反映飼料有效能值[1]。蛋白質(zhì)飼料原料作為寵物食品中最重要的組分，其質(zhì)量直接影響寵物食品的品質(zhì)。目前，在寵物食品中對于蛋白質(zhì)飼料原料的評價多采用水貂[2]、切除盲腸公雞[3]、回腸瘺管插管犬[4]等動物模型，但以上方法都不能完全反映飼料在動物體內(nèi)被消化利用的情況[5]。體內(nèi)法可以反映出動物最真實的消化情況，是當(dāng)前評價飼料有效能值最準(zhǔn)確的方法，具體可分為直接法與替代法。直接法以被測飼料作為唯一的能量來源，李德發(fā)[6]提出直接法僅限于對豬谷物類原料能值的測定，并且可能由于營養(yǎng)成分不均衡以及適口性等因素對動物的健康產(chǎn)生影響。替代法測定原料能值時，替代的比例會影響測定的準(zhǔn)確性[7]，當(dāng)替代比例大于20%時，可以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果[8]。于明等[9]以15%的替代比例測定遼西驢常用精飼料的消化能(digestible energy,DE)。Huang等[10]、Kim等[11]均采用30%的替代比例測定豬飼料原料的有效能值。當(dāng)前，國內(nèi)外運用不同方法對寵物食品原料營養(yǎng)價值評價的研究鮮有報道。因此，本研究以雞肉粉為待測原料，成年雌性比格犬為試驗動物，通過直接法和替代法測定比格犬對雞肉粉的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及有效能值，為比格犬在蛋白質(zhì)飼料原料的評價提供方法學(xué)上的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與試驗設(shè)計

消化代謝試驗與呼吸測熱試驗于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所左家比格犬試驗基地進(jìn)行。選用6只初始體重為(9.67±0.52) kg的12月齡健康狀況良好的雌性比格犬。試驗開始前注射犬用八聯(lián)疫苗，根據(jù)其體重用阿苯達(dá)唑進(jìn)行驅(qū)蟲。采用5×6的不完全拉丁方設(shè)計，設(shè)置5個組，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)1只犬。

1.2 試驗飼糧

基礎(chǔ)飼糧參照NRC(2006)[12]成年犬維持營養(yǎng)需要量配制，雞肉粉購自煙臺某動物營養(yǎng)公司。直接法為100%雞肉粉飼糧(100%組)；替代法飼糧分別為基礎(chǔ)飼糧(0組)和3種試驗飼糧，試驗飼糧分別以15%、30%和45%的雞肉粉替代基礎(chǔ)飼糧，分別記為15%組、30%組和45%組。試驗所用飼糧為粉料，飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

續(xù)表1項目 Items雞肉粉替代比例 Chicken meal substitution proportion/%1000153045代謝能 ME/(MJ/kg)20.9317.7618.1818.4018.62粗蛋白質(zhì) CP76.7024.2031.7938.0347.97粗脂肪 EE9.5511.6111.7211.0510.56粗灰分 Ash7.417.127.388.619.22碳水化合物 Carbohydrate2.4249.1341.2335.6924.88粗纖維 CF12.1610.9911.3111.7511.97鈣 Ca0.380.840.790.710.84磷 P0.590.710.520.560.74

1.3 試驗設(shè)計

試驗分5期進(jìn)行，每個試驗期10 d，包括預(yù)試期3 d，正試期7 d。每批試驗間隔7 d，期間飼喂基礎(chǔ)飼糧。正試期中呼吸測熱試驗包括4 d的正常代謝試驗(消化代謝試驗同步進(jìn)行)與3 d的絕食代謝試驗。在試驗開始前參照NRC(2006)[12]成年犬每日ME維持需要量確定采食量。每天飼喂900 g飼糧，09:00、14:00各喂450 g，試驗飼糧料水比為1∶2(絕食代謝除外)，自由飲水。試驗期間犬置于吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研制的開放式呼吸測熱儀中單獨飼喂，該套裝置連接6個呼吸測熱室，室內(nèi)有糞尿收集裝置。正試期前4 d采用全收糞法收集糞、尿，每天記錄犬只的排糞量、糞便評分，后3 d僅收集尿液，所有樣品-20 ℃冷凍保存。分別記錄正常代謝與絕食代謝的總尿量。在消化代謝試驗結(jié)束后，將收集到的糞樣混勻置于65 ℃烘箱中48 h至烘干，測定糞樣概略養(yǎng)分含量及總能(gross energy,GE)。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 營養(yǎng)物質(zhì)含量測定

飼糧、原料以及糞樣中干物質(zhì)(dry matter,DM)、粗脂肪(ether extract,EE)、粗蛋白質(zhì)(crude protein,CP)、粗灰分(Ash)、粗纖維(crude fiber,CF)以及原料中的鈣(calcium,Ca)和磷(phosphorus,P)含量測定依據(jù)《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》[13]進(jìn)行；GE與糞能(fecal energy,FE)參照ISO 9831:1998中推薦的方法，使用氧彈式熱量測定儀(IKA C2000，德國)進(jìn)行測定。糞便評分標(biāo)準(zhǔn)參考威豪糞便評分系統(tǒng)(Waltham?Faeces Scoring System，WFS)[14]，所有糞便樣本使用5分制評分系統(tǒng)對糞便質(zhì)量進(jìn)行評估(1：干、硬、易碎，“子彈狀”；1.5：干、硬，按壓時出現(xiàn)裂紋；2：成形良好，撿拾起來不留印記；2.5：成形良好，表面略濕，撿拾后留下印記；3：含水量較多，不成形，撿拾后留下明顯印記；3.5：含水量很多，但基本成形；4：基本不成形；4.5：腹瀉，部分區(qū)域有一點成形；5：水樣腹瀉)。

1.4.2 尿能(UE)測定

取6張定量濾紙分別測定其能值，計算出濾紙的平均能值。將6 mL尿液分2次滴在濾紙上，經(jīng)65 ℃烘干后使用氧彈式熱量測定儀(IKA C2000，德國)測定，得到濾紙和尿液的GE值。計算公式如下：

UE(J/mL)=[滴加尿液后濾紙的GE值(J)-
濾紙的平均能值(J)×2]/6 (mL)。

1.5 計算公式

1.5.1 飼糧及原料營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的計算

飼糧營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率(%)=100×
(食入的營養(yǎng)物質(zhì)的量-排出的營養(yǎng)
物質(zhì)的量)/食入的營養(yǎng)物質(zhì)的量；
原料營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率(%)=[試驗飼糧
營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率-(100-X)×基礎(chǔ)飼糧中
營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率]/X。

式中：X為待測原料在試驗飼糧中所占的比例(%)。

1.5.2 飼糧能值

飼糧DE(MJ/kg)=[食入GE(MJ)-
FE(MJ)]/食入飼糧質(zhì)量(kg)；
飼糧ME(MJ/kg)=[食入GE(MJ)-FE(MJ)-
UE(MJ)]/食入飼糧質(zhì)量(kg)；
飼糧NE(MJ/kg)=[食入GE(MJ)-FE(MJ)-
UE(MJ)-總產(chǎn)熱量(THP,MJ)+絕食產(chǎn)熱量
(FHP,MJ)]/食入飼糧質(zhì)量(kg)[15]。

1.5.3 替代法測定原料能值的計算公式

待測原料能值(MJ/kg DM)=[試驗飼糧能值-
(100-X)×基礎(chǔ)飼糧能值]/X。

式中：X為待測原料在試驗飼糧中所占的比例(%)；待測原料能值可以為NE、DE、ME。以上結(jié)果均以DM為基礎(chǔ)[16]。

1.6 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel2021進(jìn)行初步整理，使用SPSS 25.0軟件中的one-way ANOVA程序進(jìn)行方差分析，并采用Duncan氏法進(jìn)行組間多重比較，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 直接法與替代法測定的比格犬飼糧營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率

由表2可知，100%組DM、OM、EE、CP、GE以及CF的表觀消化率顯著高于各替代法組(P<0.05)。30%組與45%組DM與OM的表觀消化率不存在顯著差異(P>0.05)。隨著雞肉粉替代比例的提高，各替代法組飼糧CF的表觀消化率顯著增加(P<0.05)。30%組與0組間GE的表觀消化率沒有顯著差異(P>0.05)。各替代法組間飼糧EE的表觀消化率差異不顯著(P>0.05)。

2.2 直接法與替代法測定的比格犬糞便質(zhì)量

由表3可知，100%組的糞便含水量顯著高于其余各組(P<0.05)，30%組與45%組間差異不顯著(P>0.05)。對于糞便評分來說，100%組最高，45%組顯著高于30%組(P<0.05)，0組糞便評分最低。

表3 直接法與替代法測定的比格犬糞便質(zhì)量

2.3 直接法與替代法測定的比格犬飼糧能值

由表4可知，5組間飼糧的GE、FE、UE、DE、ME與代謝能與消化能比值(ME∶DE)差異顯著(P<0.05)。對于GE來說，100%組>45%組>30%組>15%組>0組。替代法中，15%組、30%組和45%組的FE顯著高于100%組(P<0.05)。100%組的UE顯著高于其余4組(P<0.05)，而30%組與45%組的UE不存在顯著差異(P>0.05)。直接法飼糧DE與ME均顯著高于替代法飼糧(P<0.05)。100%組的ME∶DE顯著低于其余4組(P<0.05)，30%組與45%組間差異不顯著(P>0.05)。各組間NE不存在顯著差異(P>0.05)。2種方法的凈能與代謝能比值(NE∶ME)差異不顯著(P>0.05)。

表4 直接法與替代法測定的比格犬飼糧能值

2.4 直接法與替代法測定的雞肉粉營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及能值

由表5可知，對于單一蛋白質(zhì)原料雞肉粉的表觀消化率來說，100%組的OM表觀消化率顯著高于各替代法組(P<0.05)。100%組和45%組CP與CF的表觀消化率顯著高于15%組和30%組(P<0.05)。100%組與30%組GE的表觀消化率不存在顯著差異(P>0.05)，但顯著高于15%組與45%組(P<0.05)。對于DM表觀消化率來說，替代法中30%組與45%組差異不顯著(P>0.05)。100%組的DE顯著高于30%組(P<0.05)，各替代法中組間不存在顯著差異(P>0.05)。對于ME∶DE來說，100%組與30%組間差異不顯著(P>0.05)。30%組與45%組間NE差異不顯著(P>0.05)，但顯著低于100%組(P<0.05)。30%組的NE∶ME顯著高于100%組與45%組(P<0.05)。

表5 直接法與替代法測定的比格犬雞肉粉營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及能值

續(xù)表5項目Items雞肉粉替代比例 Chicken meal substitution proportion/%100153045SEMP值P-value代謝能 ME17.7414.6913.6517.020.670.089凈能 NE15.30a14.24ab13.26b13.60b0.280.034能量轉(zhuǎn)化率 Energy conversion rate/%代謝能與消化能比值 ME∶DE85.81bc97.25a82.27c92.17ab1.590.001凈能與代謝能比值 NE∶ME86.24b96.72a97.08a80.10b1.970.001

3 討 論

3.1 直接法與替代法測定的比格犬飼糧營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率

飼糧營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率是反映犬對營養(yǎng)物質(zhì)吸收利用情況的關(guān)鍵參考指標(biāo)。飼糧組成、營養(yǎng)物質(zhì)含量以及動物品種的差異都會對其結(jié)果產(chǎn)生影響。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31216—2014[17]中規(guī)定了成年犬飼糧中蛋白質(zhì)含量需大于18%，本研究的5種試驗飼糧均滿足此要求。本試驗得出直接法采用的100%組DM、OM、EE、CP、GE以及CF的表觀消化率顯著高于各替代法組，推測原因是雞肉粉的適口性好，試驗過程中不會因為比格犬DM采食量的差異而對結(jié)果產(chǎn)生影響。本研究中，隨著替代法試驗飼糧雞肉粉替代比例的升高，CF含量升高，DM的表觀消化率隨之升高，這與周俊[18]在成年期藏獒中得出的CF含量與DM消化率呈負(fù)相關(guān)相悖。但Dainton等[19]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)成年雌性比格犬飼糧中粗纖維水平達(dá)到17.70%時，并不會影響其營養(yǎng)物質(zhì)消化率以及糞便質(zhì)量。本研究中，飼糧CF含量最高為11.97%，說明在一定范圍內(nèi)，比格犬可以很好地消化吸收飼糧中粗纖維。馬利等[20]將32.5%的寵物級雞肉粉添加到大口黑鱸魚飼料中，并不影響其生長性能及健康指標(biāo)，與本研究得到的30%替代比例接近，說明該替代比例不會對動物機(jī)體健康產(chǎn)生負(fù)面影響。范文文等[21]用20%的替代比例測定了水貂對5種非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料養(yǎng)分的消化利用情況，其中飼料原料血漿蛋白粉CP含量為68.41%，試驗飼糧中CP含量為48.52%，得到血漿蛋白粉的CP表觀消化率為88.82%，與本試驗中直接法飼糧CP的表觀消化率89.34%相近，進(jìn)一步說明直接法能準(zhǔn)確直觀地評價蛋白質(zhì)原料的營養(yǎng)物質(zhì)消化情況。

3.2 直接法與替代法對比格犬糞便質(zhì)量的影響

通過觀察糞便形態(tài)評價犬的健康狀況是臨床上常用的方法，糞便太稀或太干都表示犬的健康狀況出現(xiàn)異常。本研究中，采用5分制作為參考標(biāo)準(zhǔn)[14]，犬糞便最佳狀態(tài)為2.5～3.0。本研究中，0組的糞便評分最佳，且與30%組最為接近。雖然45%組的糞便含水量與30%組不存在顯著差異，但其糞便評分顯著高于30%組，說明當(dāng)待測原料替代比例過高時，可能會對犬的健康產(chǎn)生潛在影響。直接法組的糞便評分最高，達(dá)到了4.63，可能的原因是雞肉粉的CP含量達(dá)到76.70%，機(jī)體出現(xiàn)了營養(yǎng)性腹瀉的現(xiàn)象。

3.3 直接法與替代法的比格犬飼糧能值

由于試驗過程中定量飼喂試驗飼糧，所以犬?dāng)z入的GE隨飼糧能值的增加而增多。一般來說，F(xiàn)E是動物能量代謝過程中損失最大的部分，本研究中，30%組的FE最高，其次是15%組、45%組與0組，100%組的FE最低。飼糧蛋白質(zhì)含量越高，動物尿液中的含氮物質(zhì)相應(yīng)增多，UE也隨之升高[22]，本研究中，100%組的UE顯著高于其余4組，印證了這一觀點。雖然100%組飼糧的DE與ME顯著高于替代法各組飼糧，但對于ME∶DE來說，100%組最低，15%組最高。因此，可以推測造成GE表觀消化率差異主要是因為UE不同。這與魏明[5]用直接法與套算法測定青貯玉米的能值得到的結(jié)論相反，原因可能是雞肉粉CP含量過高，已達(dá)76.70%，并且在試驗過程中100%組與45%組比格犬存在不同程度的營養(yǎng)性腹瀉，導(dǎo)致樣品采集過程中存在誤差。替代法各組飼糧NE、NE∶ME并不存在顯著差異，但當(dāng)雞肉粉替代比例達(dá)到45%時兩者均出現(xiàn)了下降。飼糧能量增加能提高能量轉(zhuǎn)化率，但當(dāng)替代比例過高時，高能量的飼糧會對動物消化吸收的能力產(chǎn)生負(fù)面影響，所以45%組的飼糧NE出現(xiàn)了下降。

3.4 直接法與替代法測定雞肉粉的表觀消化率與能值

本研究中，替代法飼糧中30%組與45%組雞肉粉DM、OM和EE的表觀消化率不存在顯著差異，45%組的CP表觀消化率顯著高于30%組。100%組與替代法中45%組雞肉粉的EE、CF、CP和DM的表觀消化率差異不顯著。30%組的GE表觀消化率顯著高于45%組，但與100%組間不存在顯著差異。本研究采用不同比例的雞肉粉替代基礎(chǔ)飼糧，來探究替代法在比格犬飼料原料有效能值測定上的可行性。直接法與替代法是體內(nèi)消化試驗中測定單一飼料原料的經(jīng)典方法，其中替代法最為關(guān)注的問題是被測原料的替代比例，不同的替代比例會對結(jié)果造成不同的影響。對于犬來說，雞肉粉的適口性好，可以直接飼喂，但受限于其營養(yǎng)物質(zhì)組成不均衡。當(dāng)前，在單胃動物(如豬[23]、雞[24])上多采用替代法測定飼料原料能值，在伴侶動物(如犬和貓)上依照直接法與替代法研究其飼料能值的報道相對較少，對雞肉粉的替代比例也沒有明確的推薦范圍。鄭建婷[25]對成年貴賓犬(體重22 kg)魚粉的營養(yǎng)物質(zhì)消化率研究表明，25%的替代比例下，魚粉的DE為15.09 MJ/kg，略低于本試驗中30%組的DE(16.62 MJ/kg)，可能的原因是本研究中雞肉粉的GE(22.86 MJ/kg)高于魚粉的GE(17.24 MJ/kg)，并且本研究中30%組雞肉粉DM表觀消化率為74.52%，大于該魚粉消化率(68.64%)，從而導(dǎo)致兩者DE存在差異。魏明[5]用直接法和10%、30%、60%替代比例測定玉米的有效能值，發(fā)現(xiàn)替代比例過大或過小都會對有效能值的結(jié)果產(chǎn)生干擾，30%的替代比例有效能值變異最小。Noblet等[26]研究表明，高蛋白質(zhì)飼糧的熱增耗顯著高于添加氨基酸的低蛋白質(zhì)飼糧，證明飼糧蛋白質(zhì)水平是產(chǎn)熱量高低的主要因素[27]。本研究中，45%組與30%組間雞肉粉的ME不存在顯著差異，但45%組NE∶ME顯著低于30%組，原因是NE∶ME表示ME轉(zhuǎn)化為NE的效率，主要受熱增耗的影響。45%組的蛋白質(zhì)含量高于30%組，相對應(yīng)的熱增耗增多，轉(zhuǎn)化效率降低，真正被動物有效利用的能量減少。因此，從以上結(jié)果可知，替代法在測定比格犬雞肉粉有效能值時，適宜的替代比例為30%。

3.5 犬蛋白質(zhì)飼料原料評價的推廣應(yīng)用

目前，食肉目動物營養(yǎng)與飼料的研究并不豐富，尤其飼料原料和相關(guān)評價方法的基礎(chǔ)研究有待補充。僅有作為農(nóng)場動物的水貂[28]、狐貍[29]等毛皮動物的飼料原料研究相對深入，而同為食肉目的伴侶動物(犬和貓)則較為匱乏，僅De Godoy團(tuán)隊[30]及少數(shù)歐美國家的科研機(jī)構(gòu)在從事相關(guān)基礎(chǔ)研究工作。

本試驗豐富了我國犬蛋白質(zhì)飼料原料研究的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在本試驗條件下，以30%替代比例評價犬蛋白質(zhì)飼料原料可以滿足飼料原料評價的需求，并且可以確保試驗動物的健康與福利。目前，國內(nèi)更為側(cè)重寵物全價配合飼料的評價，而忽略了飼料原料的評價，前者無法清晰反映出如何優(yōu)化產(chǎn)品配方和合理利用原料，后者更能明確單一原料的營養(yǎng)學(xué)特性。

4 結(jié) 論

直接法測定的比格犬雞肉粉營養(yǎng)物質(zhì)消化率均高于替代法飼糧，但會導(dǎo)致犬營養(yǎng)性腹瀉，從而對犬健康產(chǎn)生影響。替代法中45%組飼糧蛋白質(zhì)含量高，損失的熱量多，不利于犬對雞肉粉的合理利用。在成年比格犬中，直接法與替代法在測定雞肉粉的有效能值時，不同方法與替代比例都會對結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。綜合考慮飼糧對犬健康的潛在影響以及能量轉(zhuǎn)化效率等因素，建議使用替代法測定比格犬雞肉粉的有效能值，且推薦適宜的替代比例為30%。