尼龍袋技術(shù)在動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定中的研究進(jìn)展

張成喜，孫國(guó)強(qiáng)

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 青島　266109）

尼龍袋技術(shù)在動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定中的研究進(jìn)展

張成喜，孫國(guó)強(qiáng)*

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 青島266109）

在評(píng)定飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)，尼龍袋技術(shù)由于與動(dòng)物內(nèi)環(huán)境緊密結(jié)合，其測(cè)定結(jié)果更具有參考價(jià)值，而且試驗(yàn)操作比較簡(jiǎn)單、重復(fù)性好，在大批樣品試驗(yàn)時(shí)，更容易被采用。但是，尼龍袋法容易受尼龍袋原料、規(guī)格、大小和操作方法等因素的影響。文章對(duì)尼龍袋法的原理、計(jì)算方法、技術(shù)要求、操作步驟以及在動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究中的應(yīng)用等方面作以綜述。

尼龍袋技術(shù)；飼料；營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

尼龍袋法技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了比較長(zhǎng)的歷史，早在1938年Quin用絲做尼龍袋研究飼料在羊瘤胃中的消化，發(fā)現(xiàn)用絲做的袋子部分被降解，而用人造纖維則完全不會(huì)被降解。1977年，Mehrez和Φrskov利用尼龍袋法對(duì)樣品發(fā)酵不同時(shí)間后的降解情況進(jìn)行了描述，并提出可以利用尼龍袋法測(cè)定飼糧的降解情況。在我國(guó)，馮仰廉首先用尼龍袋法測(cè)定了幾種精料的消失率。在1979年，Φrskov和McDonald根據(jù)已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合食糜流通率和飼料顆粒差異的影響，創(chuàng)建了蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)降解率的方程，推動(dòng)了尼龍袋技術(shù)由靜態(tài)研究向動(dòng)態(tài)研究方向發(fā)展［1-3］。研究動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需要量和設(shè)計(jì)飼糧配方，都需要提前對(duì)飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文對(duì)尼龍袋技術(shù)的原理、技術(shù)要求、操作步驟以及優(yōu)缺點(diǎn)等方面進(jìn)行了綜述，對(duì)尼龍袋技術(shù)的應(yīng)用具有積極的意義。

1　尼龍袋技術(shù)的原理、計(jì)算方法和技術(shù)要求

1.1原理

目前用于評(píng)定飼料有效營(yíng)養(yǎng)成分降解率的方法主要有體外法、體內(nèi)法以及半體內(nèi)法，體內(nèi)法又可以細(xì)分為溶解法、酶解法及人工瘤胃模擬技術(shù)。

瘤胃尼龍袋法（ISNBT）屬于半體內(nèi)法，因其操作簡(jiǎn)單、所需費(fèi)用較低，并能為生產(chǎn)提供有效參數(shù)，被常用于測(cè)定飼料在瘤胃中的降解率［4］。利用ISNBT測(cè)定飼料養(yǎng)分消化率時(shí)，考慮了食糜外流速度對(duì)消化率的影響，因此尼龍袋法的測(cè)定結(jié)果在理論上更接近于體內(nèi)法［2］。根據(jù)尼龍袋中的樣品在不同時(shí)期的吸水量和過瘤胃速度（Kp），計(jì)算出被測(cè)樣品在瘤胃中的降解率。

1.2計(jì)算方法

尼龍袋中不同t的蛋白質(zhì)或養(yǎng)分的降解率（dP）的計(jì)算公式見式1。

式中，dP為在t培養(yǎng)時(shí)間，袋中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消失率（%）。t=0，dP=a，快速降解的量；t=∞，dP= a+b，被降解的量；b最終降解的量，即潛在降解，且以常數(shù)c降解。

利用計(jì)算機(jī)結(jié)合最小二乘法的原理，計(jì)算出被測(cè)樣品的a、b、c，然后根據(jù)公式2計(jì)算出該樣品的動(dòng)態(tài)降解率。

式中，k為被測(cè)樣品瘤胃外流速度

測(cè)定樣品瘤胃外流速度的方法：Cr-標(biāo)記法，用Cr-標(biāo)記可以使樣品在瘤胃和小腸中不被消化降解。通過測(cè)定糞便中Cr的濃度來確定樣品的瘤胃外流速度。

瘤胃外流速度主要受飼糧結(jié)構(gòu)和飼養(yǎng)水平等因素影響。在相同飼養(yǎng)水平條件下，飼糧的精粗比對(duì)瘤胃外流速度影響較大，并且粗料比例越高，瘤胃外流速度越快。

1.3技術(shù)要求

1.3.1尼龍袋的原料、規(guī)格及大小

尼龍袋原料分為天然絲和人工纖維兩類，現(xiàn)在多采用不易被降解的尼龍布作為原料。對(duì)尼龍袋孔徑大小的要求是既要保證瘤胃微生物和消化液能自由進(jìn)出，又要保證未經(jīng)消化的樣品不能流出而已被消化的樣品可以流出。試驗(yàn)中常用的尼龍袋孔徑為35～50 μm，該結(jié)論與馮仰廉等提出的尼龍袋適宜孔徑相吻合［5-6］。設(shè)計(jì)合理的尼龍袋體積，若尼龍袋過小則不利于樣品的消化和消化產(chǎn)物的流出。研究表明，保持尼龍袋體積不變，樣品消化率隨樣品數(shù)量的增加呈下降趨勢(shì)［5］。目前尼龍袋孔徑并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一般常采用8cm×12cm或8cm× 10 cm［7-10］。

1.3.2尼龍袋的位置及引入方法

尼龍袋放入瘤胃，既要保證尼龍袋完全浸泡在瘤胃液中，又要保證尼龍袋可以在瘤胃內(nèi)自由活動(dòng)。若用懸吊線固定，線長(zhǎng)是牛40 cm，羊25 cm；也可將尼龍袋夾在半軟塑料管上，并用橡皮筋固定后投入適當(dāng)區(qū)域（牛50 cm，羊15～25 cm）。也有將玻璃球與樣品一起裝入尼龍袋中，以保持在瘤胃中的位置。

尼龍袋的引入方法分為兩種：將尼龍袋在同一時(shí)間全部放入瘤胃，然后在不同的時(shí)間點(diǎn)分別取出；將尼龍袋在不同的時(shí)間點(diǎn)依次放入瘤胃，然后在同一時(shí)間點(diǎn)全部取出。第二種引入方法的干物質(zhì)和氮消失率明顯高于第一種，且第二種方法的變異系數(shù)比第一中方法的要小，可能是因?yàn)閷⒛猃埓淮稳糠湃肓鑫钢?，?dǎo)致彼此相互纏繞，造成了取出的時(shí)間差增加了變異性。將全部尼龍袋同時(shí)取出，一起沖洗、處理，可減小變異性。

1.3.3樣品的顆粒和重量

飼料顆粒只有溶解在消化液中才能被消化降解，飼料顆粒的大小與其消化率的高低密切相關(guān)。

2　操作步驟

2.1尼龍袋制備

將尼龍網(wǎng)裁剪成適宜尺寸的尼龍袋，并用火將尼龍袋邊緣烤焦，以防脫線。并用防水膠涂抹縫合處的針眼，以免人為增大了飼料養(yǎng)分的降解率。將制備好的尼龍袋放入60～65℃的烘箱中烘干直至恒重，然后稱取其重量［11］。

2.2樣品

稱取一定數(shù)量的飼料樣品（精料約5 g，粗飼料約3 g），將其放入已知重量的尼龍袋中，每種待測(cè)樣品做2～3個(gè)平行樣，并將其放入同一頭奶牛的瘤胃中，然后將其固定在長(zhǎng)45cm半軟聚乙烯管的一端，用橡皮筋扎緊將尼龍袋集中在塑料管一半長(zhǎng)度以內(nèi)［11］。用尼龍袋測(cè)定樣品時(shí)，在瘤胃中停留的時(shí)間點(diǎn)為0、2、4、8、12和24 h，粗飼料還應(yīng)增加一個(gè)48 h的時(shí)間點(diǎn)［12］。

2.3沖洗

將尼龍袋從瘤胃中取出后應(yīng)立即沖洗表面的瘤胃液和瘤胃微生物，終止瘤胃微生物繼續(xù)活動(dòng)。沖洗分為手洗和機(jī)洗兩種方法［13-14］。手洗是先將尼龍袋表面的殘?jiān)鼪_洗干凈，然后在冷水中浸泡55 min，再在中等流速的自來水下漂洗1 min；機(jī)洗是在洗衣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下洗滌的，不論手洗還是機(jī)洗都應(yīng)沖洗至水變澄清為止［7，12-15］。

3　尼龍袋技術(shù)在動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究中的應(yīng)用

3.1測(cè)定飼料中養(yǎng)分降解率

1977年，Roy等創(chuàng)建了新的反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)體系，并將飼料蛋白質(zhì)劃分為瘤胃可降解蛋白質(zhì)（RDP）和瘤胃非降解蛋白質(zhì)（UDP），其中RDP又可以被瘤胃微生物利用合成微生物蛋白（MCP），因此反芻動(dòng)物小腸中的蛋白質(zhì)主要為UDP和MCP［16］。可以通過測(cè)定瘤胃中飼料蛋白質(zhì)的降解率來區(qū)分UDP和MCP。利用ISNBT測(cè)定飼料中蛋白質(zhì)的降解率，其檢測(cè)結(jié)果與使用單一胃蛋白酶的測(cè)定結(jié)果高度相關(guān)，y=-8.072 8+1.126 0x（r=0.929 0，n= 6），其中y為ISNBT，x為酶解法［17］。用尼龍袋法和糞液法這兩種方法測(cè)定牧草中的有機(jī)物和蛋白質(zhì)，兩種方法的檢測(cè)結(jié)果呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），回歸方程為：有機(jī)物y=0.97x+5.57，R2=0.82，RSD（剩余標(biāo)準(zhǔn)差）=4.46；蛋白質(zhì)y=0.90x+7.43，R2= 0.94，RSD=2.18，其中x為糞液法測(cè)定值，y為尼龍袋法測(cè)定值［18］。趙洪濤利用尼龍袋法測(cè)定5種常用蛋白質(zhì)飼料在綿羊瘤胃中的降解率，試驗(yàn)結(jié)果表明，不同種類的蛋白質(zhì)飼料其蛋白質(zhì)和干物質(zhì)的降解率不同，以花生粕降解率最高，其次為豆粕、棉籽粕、菜籽粕和酒糟［19］。沈美英用尼龍袋法測(cè)定不同飼料組合（羊草+玉米秸稈、羊草、羊草+苜蓿）對(duì)DM和NDF降解率的影響，發(fā)現(xiàn)飼料組合效應(yīng)對(duì)瘤胃降解率并沒有影響［20］。姜豇使用ISNBT測(cè)定16種常用精飼料的干物質(zhì)、淀粉瘤胃降解率和過瘤胃淀粉率，發(fā)現(xiàn)隨著樣品在瘤胃內(nèi)時(shí)間的延長(zhǎng)，豆類飼料的降解率會(huì)出現(xiàn)一定的波動(dòng)性［21］。通過測(cè)定常用飼料的DM、CP和有機(jī)物（OM）的降解率，總結(jié)預(yù)測(cè)公式，簡(jiǎn)化了后期建立尼龍袋法飼料養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的工作量，并且還能為生產(chǎn)提供有用的參考數(shù)據(jù)。

3.2測(cè)定飼料中養(yǎng)分消化率

指示劑法和全收糞法是檢測(cè)動(dòng)物飼料養(yǎng)分消化率的傳統(tǒng)方法，但是均存在需要樣品多、測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)和所需費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。為了克服傳統(tǒng)方法存在的缺陷，參考前人的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，將尼龍袋法應(yīng)用于單胃動(dòng)物，并且創(chuàng)建了活動(dòng)尼龍袋技術(shù)（MNBT）［22-24］。

使用MNBT檢測(cè)飼料DM和總能（GE）的表觀消化率，所需要的樣品量較少，而且對(duì)于谷物飼料和蛋白質(zhì)補(bǔ)充料也能比較準(zhǔn)確的估計(jì)其CP的表觀消化率，但對(duì)于混合飼料和豆科籽實(shí)的估計(jì)效果較差。使用改進(jìn)的MNBT測(cè)定飼料的CP、DM和GE的表觀消化率，其檢測(cè)結(jié)果用y表示，使用指示劑法的測(cè)定結(jié)果用x表示，所得線性回歸方程分別為yCP=-6.389+1.111xCP；yDM=0.765+0.98xDM；yGE=5.358+ 0.943xGE，回歸系數(shù)分別為0.76，0.93和0.94［25］。

使用MNBT所得的GE消化率與傳統(tǒng)方法的測(cè)定結(jié)果高度相關(guān)，因此可以通過建立回歸方程來校正MNBT法的檢測(cè)結(jié)果。

3.3通過研究飼料養(yǎng)分的消失率來比較不同加工工藝

可以利用尼龍袋法檢測(cè)飼料有效成分的降解率，以此來判斷飼料加工工藝的優(yōu)劣。通過尼龍袋法測(cè)定對(duì)照玉米、顆粒玉米、壓扁玉米、烘炒玉米和膨化玉米的OM和CP在奶牛瘤胃中的降解率，發(fā)現(xiàn)膨化玉米的降解率最高，其次是顆粒玉米、壓扁玉米、對(duì)照玉米和烘炒玉米。但是也有研究表明，雖然膨化玉米的瘤胃降解率最高，但是其過瘤胃淀粉量最少，而烘炒玉米的過瘤胃淀粉量最大。還可以通過尼龍袋法檢測(cè)飼料中的脲酶制劑來判斷飼料中養(yǎng)分的消化程度。

4　尼龍袋法的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1尼龍袋法的優(yōu)點(diǎn)

尼龍袋法能夠比較客觀的反應(yīng)特定時(shí)間間隔內(nèi)，樣品在瘤胃中的降解度和降解率，而且還具有測(cè)定所需樣品少、操作簡(jiǎn)單、測(cè)定迅速、費(fèi)用低和重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。利用尼龍袋法測(cè)定飼料的消化率時(shí)，考慮了食糜的外流速度這一因素，因此與產(chǎn)氣法和體外瘤胃液培養(yǎng)法相比，在理論上尼龍袋法的檢測(cè)結(jié)果更接近體內(nèi)法。目前尼龍袋法主要用于測(cè)定蛋白質(zhì)的降解率，但是在測(cè)定飼料能量、干物質(zhì)和氮消失率方面也被廣泛采用。

4.2尼龍袋法的缺點(diǎn)

尼龍袋雖然處于瘤胃動(dòng)態(tài)的環(huán)境中，但是卻并未考慮瘤胃的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)，尼龍袋實(shí)際在瘤胃中保持相對(duì)靜止的狀態(tài)，因此并不能對(duì)濾過的物質(zhì)和不可溶而可消化的物質(zhì)的降解率做出評(píng)價(jià)。使用尼龍袋法測(cè)定樣品時(shí)，至少要用3頭瘺管動(dòng)物才能消除個(gè)體之間的差異。

除試驗(yàn)因素外，其他因素也會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響，例如樣品粉碎粒度、飼糧組成、尼龍袋孔徑和飼養(yǎng)水平等。因此，利用尼龍袋法測(cè)定飼料降解率時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制其他影響試驗(yàn)的因素。

5　小結(jié)

尼龍袋技術(shù)將樣品與動(dòng)物內(nèi)環(huán)境緊密結(jié)合，其測(cè)定結(jié)果更接近于體內(nèi)法，而且還具有測(cè)定所需樣品少、檢測(cè)費(fèi)用低和測(cè)定速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以將其用于估測(cè)飼料DM、GE及蛋白質(zhì)消化率。但是，尼龍袋法測(cè)定飼料有效營(yíng)養(yǎng)成分時(shí)，還容易受飼糧組成、操作程序和尼龍袋孔徑等因素影響，因此應(yīng)嚴(yán)格控制非試驗(yàn)因素。建立和完善規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化的操作程序?qū)μ岣咚鶞y(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性是很有必要的。

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Research Progress on Nylon Bag Technique Evaluates Animal Feed Nutritional Value

ZHANG Chengxi，SUN Guoqiang*
（Qingdao Agricultural University，Qingdao，Shandong 266109，China）

The technique of Nylon bag was more likely to be adopted in the evaluation of a large number of feed samples nutrition value，it was combined closely with the internal environment of the animal and the result had more reference value with the feature of simple and reproducible.This paper reviewed the principle of nylon bag method，calculation method，technical requirements，operational procedure and its application in animal feed nutri?tion value.

Nylon bag technique；fodder；nutritional value

S816.8；S816.15

A

1001-0084（2016）07-0020-04

2016-05-04

山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系牛產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（SDAIT-09-08）

張成喜（1988-），男，山東臨沂人，碩士，主要從事反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的研究。
*

教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail:qdnydxsgq@126.com。