葡萄皮對高蛋白日糧體外產(chǎn)氣量的影響

馮昕煒 ，毛建紅 ，王俊珍 ，許貴善

（1.塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點實驗室，新疆 阿拉爾843300；3.山東省東平縣畜牧局，山東 泰安 271500）

葡萄皮對高蛋白日糧體外產(chǎn)氣量的影響

馮昕煒1，2，毛建紅1，王俊珍3，許貴善1，2

（1.塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點實驗室，新疆 阿拉爾843300；3.山東省東平縣畜牧局，山東 泰安 271500）

以多浪羊為瘤胃液供體，研究葡萄皮添加量分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%對高蛋白日糧體外產(chǎn)氣量的影響。 通過檢測累積產(chǎn)氣量（GP）、發(fā)酵參數(shù)（a、b、c）、pH 值和有機(jī)物消化率（OMD），評定葡萄皮作為飼料資源的營養(yǎng)價值及適宜添加量。結(jié)果表明，不同添加量葡萄皮的產(chǎn)氣量均隨時間延長而增加，且顯著高于高蛋白日糧組（P＜0.05）。至發(fā)酵72 h結(jié)束，高蛋白日糧中以葡萄皮添加量為20%（90.50 mL，72 h）的產(chǎn)氣量最高；葡萄皮添加量為15%（85.67 mL，72 h）次之；葡萄皮添加量為5%（76.00 mL，72 h）最低。發(fā)酵結(jié)束時，高蛋白日糧中以葡萄皮添加量為10%的有機(jī)物消化率最高，葡萄皮添加量為25%和30%時次之，添加量為15%時最低。綜上提示，葡萄皮添加量為20%時，高蛋白日糧的產(chǎn)氣量較高，有機(jī)物消化率也相對較高。

葡萄皮；高蛋白日糧；體外產(chǎn)氣；有機(jī)物消化率；飼料

體外產(chǎn)氣法（in vitro gas production）是Raab等人 （1983）和德國荷恩海姆大學(xué)動物營養(yǎng)研究所Menke等人建立的，是目前發(fā)達(dá)國家采用最多的用來評價放牧家畜飼草飼料飼用價值的技術(shù)之一［1］。新疆的葡萄渣資源具有得天獨厚的優(yōu)勢，但是關(guān)于葡萄釀酒后副產(chǎn)物的利用現(xiàn)狀卻不容樂觀。開發(fā)非糧性飼料資源，是畜牧業(yè)健康持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要舉措。該試驗以葡萄皮為研究對象，通過體外產(chǎn)氣法，評定其作為飼料資源的營養(yǎng)價值及適宜添加量，以期為畜牧業(yè)生產(chǎn)中開發(fā)利用葡萄渣作為飼料資源積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。

表1 溶液配方

表2 葡萄皮及高蛋白日糧常規(guī)養(yǎng)分含量 %

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料 葡萄皮取自新疆阿拉爾墾區(qū)種植的紅提釀酒后的下腳料；高蛋白日糧為阿克蘇某飼料公司生產(chǎn)的精料補(bǔ)充料。

1.2 樣品前處理 分離的葡萄皮放入105℃烘箱烘干，粉碎過100目篩冷藏備用。

1.3 儀器設(shè)備與溶液配制

1.3.1 主要儀器設(shè)備

①玻璃培養(yǎng)管：為國產(chǎn)特種玻璃注射器，長度200 mm，內(nèi)徑32 mm，在100 mL范圍內(nèi)具有刻度顯示，最小分度1 mL。在注射器前端的延伸管外套4～5 cm硅橡膠軟管，用特制PVC止水夾將硅橡膠管夾緊。

②人工瘤胃培養(yǎng)箱：采用優(yōu)質(zhì)鏡面不銹鋼內(nèi)膽，箱體采用優(yōu)質(zhì)鋼板噴塑，四角半圓弧，易清潔，箱內(nèi)隔板間距可調(diào)。屏幕液晶顯示，多組數(shù)據(jù)一屏顯示，帶定時功能；設(shè)有獨立限溫報警系統(tǒng)，超過限制溫度即自動中斷，以保證試驗安全運行，不發(fā)生意外。

③二氧化碳?xì)夤藜皻怏w：采用市售CO2氣體（純度99.99%）作為進(jìn)行厭氧條件產(chǎn)生和維持的氣源。

1.3.2 溶液配制：溶液配制［2］時所需的配方見表1。

1.4 操作方法

1.4.1 樣本稱量：待測樣品經(jīng)烘干、粉碎至粒徑為1.0 mm，備用。

將高蛋白日糧0.2 g及高蛋白日糧與葡萄皮按20∶1、20∶2、20∶3、20∶4、20∶5、20∶6 的 比 例 配 成混合料送入100 mL玻璃注射器內(nèi)，在注射器活塞前1/3部位均勻涂抹適量醫(yī)用凡士林，39℃預(yù)熱。為了保證測試樣品具有代表性，每個樣本設(shè)3個平行。

1.4.2 人工瘤胃營養(yǎng)液的準(zhǔn)備：按照蒸餾水400mL+A液0.1 mL+B液200 mL+C液200 mL+刃天青溶液1 mL+還原劑溶液40 mL的比例和順序配制人工瘤胃營養(yǎng)液［3］。用前新鮮配制，再用無氧CO2飽和，并預(yù)熱至39℃。

按上述比例依次向玻璃瓶中加入蒸餾水、A液、B液、C液和刃天青溶液。加入刃天青溶液后混合液變?yōu)榧t色，通入無氧CO2并預(yù)熱至39℃后約30 min，混合液顏色變淡或無色。在與過濾瘤胃液混合之前加入還原劑并通無氧CO2氣體至溶液完全褪色。

1.4.3 人工瘤胃培養(yǎng)液的配制：在晨飼前到屠宰羊場抽取至少3頭多浪羊的瘤胃內(nèi)容物至預(yù)熱至39℃的容器中，混合均勻后經(jīng)4層紗布過濾，量取所需體積（瘤胃液與人工瘤胃營養(yǎng)液的體積比為1∶2）的瘤胃液迅速加入到準(zhǔn)備好的人工瘤胃營養(yǎng)液中，制成混合人工瘤胃培養(yǎng)液，邊加熱邊用磁力攪拌器攪拌，同時通入無氧CO2。

1.4.4 分裝和培養(yǎng)：用自動加液器向每個培養(yǎng)管（注射器）中分別加入30 mL上述人工瘤胃營養(yǎng)液。將玻璃培養(yǎng)管進(jìn)液端豎直向上排盡管內(nèi)氣體，用鐵夾夾住前端硅橡膠管，并記錄相應(yīng)的初始刻度值（mL），同時做3個空白（只有培養(yǎng)液而沒有底物）。將培養(yǎng)管迅速放入已預(yù)熱（39℃）的水浴箱中，待加液完畢后成批轉(zhuǎn)入人工瘤胃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

1.4.5 讀取產(chǎn)氣量： 當(dāng)培養(yǎng)至 1、2、4、6、8、10、12、16、20、24、36、48、72 h 各時間點 （纖維飼料需要120 h以上）時，取出培養(yǎng)管，快速讀取活塞所處的刻度值（mL）并記錄。若某一時間點讀數(shù)超過80 mL時，為了防止氣體超過刻度而無法讀數(shù)，應(yīng)在讀數(shù)后及時排氣并記錄排氣后的刻度值。

1.4.6 終止發(fā)酵和取樣：高蛋白飼料在體外培養(yǎng)72 h后，將發(fā)酵液與殘渣轉(zhuǎn)移至塑料離心管，立即用pH計測定發(fā)酵液pH值。發(fā)酵液經(jīng)低溫離心（4℃，800 g，10 min），取上清液冷凍保存以備測定其他發(fā)酵參數(shù)（VFA、氨態(tài)氮等）。同時洗滌培養(yǎng)管（注射器）中的殘渣并將其與對應(yīng)樣品離心所得沉淀一起用蒸餾水懸浮，再離心，重復(fù)2次后在105℃烘干12～24 h，稱重并計算樣品干物質(zhì)消化率。烘干后的殘渣也可以用作測定中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）等含量，并計算各組分的消化率。

1.5 計算

1.5.1 某一時間段培養(yǎng)管累積凈產(chǎn)氣量計算公式［4］：凈產(chǎn)氣量（mL）=某時間段產(chǎn)氣量（mL）-對應(yīng)時間段3支空白管平均產(chǎn)氣量（mL）。

1.5.2 樣本干物質(zhì)消化率計算公式：消化率（DM，%）=（樣本 DM 重-殘渣 DM 重+空白管 DM重）/樣本 DM 重×100。

表3 不同葡萄皮添加量對高蛋白日糧瘤胃體外累積產(chǎn)氣量與發(fā)酵參數(shù)的影響結(jié)果 mL

表4 不同葡萄皮添加量對高蛋白日糧體外產(chǎn)氣量參數(shù)、發(fā)酵液pH值及有機(jī)物消化率（OMD）的影響結(jié)果

圖1 高蛋白日糧及不同添加量葡萄皮體外發(fā)酵累積產(chǎn)氣量變化

1.5.3 動態(tài)發(fā)酵參數(shù)計算：利用SAS統(tǒng)計軟件根據(jù)產(chǎn)氣模型公式將各種樣品在某特定時間點的產(chǎn)氣量代入，計算消化動力參數(shù)。模型為：

式中：GP為t時間點0.200 0 g DM樣本累積產(chǎn)氣量（mL）；a 為快速產(chǎn)氣部分（mL）；b 為緩慢產(chǎn)氣部分（mL）；c 為 b 的產(chǎn)氣速度常數(shù)（mL/h）；a+b 為潛在產(chǎn)氣量（mL）。

1.6 葡萄皮營養(yǎng)成分的測定 采用常規(guī)養(yǎng)分分析法。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄皮及高蛋白日糧常規(guī)營養(yǎng)成分 葡萄皮及高蛋白日糧常規(guī)養(yǎng)分含量見表2。

2.2 不同添加量葡萄皮瘤胃體外累積產(chǎn)氣量 由表3、表4及圖1可以看出，隨著時間的延長，每個處理組的產(chǎn)氣量都是增加的，在發(fā)酵72 h時，各組的累積產(chǎn)氣量與高蛋白日糧相比，差異顯著（P＜0.05）。其中20%添加量的葡萄皮累積產(chǎn)氣量最高，其次是15%、25%較高，分別為 90.50、85.67、82.50 mL。再者為30%＞10%＞5%，累積產(chǎn)氣量在76.00～80.67 mL。高蛋白日糧累積產(chǎn)氣量為65.67 mL，顯著低于葡萄皮添加組（P＜0.05）。

3 討論

3.1 不同添加量葡萄皮體外發(fā)酵72 h的產(chǎn)氣量變化 葡萄皮體外產(chǎn)氣量總的變化趨勢均經(jīng)歷緩慢增加、快速增加、趨于平穩(wěn)3個過程。可能的原因是在體外發(fā)酵開始階段，葡萄皮給瘤胃微生物供應(yīng)了相對充足的氮源，進(jìn)而使瘤胃分解纖維的能力增強(qiáng)，因此產(chǎn)氣量增加［5］。在發(fā)酵后期，沒有后送培養(yǎng)物，瘤胃內(nèi)環(huán)境發(fā)生改變，一定程度上抑制了微生物的增殖，因此產(chǎn)氣量增加趨于緩慢。另外，將不同的飼料原料作為發(fā)酵的底物，其產(chǎn)氣量也會存在差異。

該試驗中，各個添加量組的產(chǎn)氣均在72 h達(dá)到最高峰，這表明高蛋白日糧中添加葡萄皮后在72 h可達(dá)到較高的降解率。體外發(fā)酵過程中的產(chǎn)氣量多少能反映出底物可消化營養(yǎng)成分的數(shù)量和瘤胃微生物的代謝活動［4］，在高蛋白日糧中添加20%的葡萄皮，在發(fā)酵的各個階段產(chǎn)氣量都較高，說明20%的添加量最有利于瘤胃微生物的活動，可促進(jìn)蛋白質(zhì)的吸收。

3.2 不同添加量葡萄皮體外發(fā)酵72 h pH值及OMD的變化 瘤胃液pH值是衡量反芻動物瘤胃發(fā)酵狀況的敏感指標(biāo)，該值受微生物代謝產(chǎn)物、底物營養(yǎng)成分種類和數(shù)量等各種因素及其相互作用的影響［6］。瘤胃pH值的正常變化范圍是5.5～7.5，pH值過高或過低對瘤胃微生物生長、繁殖及底物發(fā)酵均會造成不利影響。當(dāng)pH值低于下限時，瘤胃內(nèi)的微生物活力降低、數(shù)量減少或完全被酸性環(huán)境殺死［7］。而在該試驗中各組的pH值在6.45～6.65，因此，體外產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣參數(shù)及發(fā)酵參數(shù)都不會受到pH值的影響，說明各組各個指標(biāo)的變化均由微生物發(fā)酵底物而引起。

該試驗中，各個處理組在發(fā)酵72 h結(jié)束時的OMD都在58%～60%。OMD越高說明瘤胃的發(fā)酵效果越好，瘤胃微生物的活性越強(qiáng)。體外發(fā)酵OMD的結(jié)果與產(chǎn)氣量呈正相關(guān)，該試驗中處理組的OMD在各發(fā)酵時間點均顯著高于高蛋白組（P＜0.05）。體外消化率與其發(fā)酵底物中NDF和ADF的含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

4 結(jié)論

該試驗用體外產(chǎn)氣法測定釀酒葡萄皮對高蛋白日糧體外產(chǎn)氣的影響，結(jié)果顯示，在高蛋白日糧中添加20%的釀酒葡萄皮，體外產(chǎn)氣量較高，有機(jī)物質(zhì)消化率也相對較高，具有較高的營養(yǎng)價值，有利于蛋白質(zhì)在瘤胃的消化吸收。

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Effect of Grape Skin on Gas Production of Protein-enriched Diet in vitro

FENG Xin-wei1，2，MAO Jian-hong1，WANG Jun-zhen3，XU Gui-shan1，2
（1.College of Animal Science，Tarim University，Alar 843300，China；2.Key Laboratory of Tarim Animal Husbandry Science and Technology of Xinjiang Production&Construction Corps，Alar 843300，China；3.Animal Husbandry Bureau of Dongping County of Shandong Province,Tai′an 271500，China）

In present study,the rumen fluid of Duolang Sheep was used as donator to assess the different additive amount （5%,10%,15%,20%,25%and 30%） of grape skin on gas production of protein-enriched diet in vitro.The gas production （GP）,fermentation parameter （a,b,c）,pH values and organic matter digestibility（OMD） were determined to evaluate the nutritional value of grape skin as a feed resource and its optimal additive amount.The results revealed that the GP of the protein-enriched diet added with different amount of grape skin was increased with the extension of fermentation time,and it was significantly higher than that of control group （P＜0.05）.After fermentation for 72 hours,the highest GP was observed in protein-enriched diet added with 20%grape skin（90.50 mL,72 h）,followed by 15%（85.67 mL,72 h）.The lowest GP was observed in proteinenriched diet added with 5%grape skin（76.00 mL,72 h）.At the end of the fermentation test,the highest OMD was obtained when the additive amount of grape skin was 10%,followed by 25%and 30%.The lowest OMD was obtained when the additive amount was 15%.The combined data showed that when 20%grape skin was added in protein-enriched diet,the relatively higher GP and OMD were obtained.

grape skin；protein-enriched diet；in vitro gas production；organic matter digestibility；feed

S816.703.2

A文章順序編號：1672-5190（2016）05-0012-04

2016－05－08

項目來源：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點實驗室資助項目（HS201308）；動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室開放課題（2004DA125184F1404）。

馮昕煒（1977—），女，副教授，碩士，主要從事動物營養(yǎng)與免疫的科研與教學(xué)工作。

許貴善（1978—），男，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事反芻動物營養(yǎng)學(xué)的科研與教學(xué)工作。

（責(zé)任編輯：慕宗杰）