應(yīng)用康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系和NRC模型評(píng)價(jià)4種糧食加工副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

高　紅　郝小燕　張幸怡　王一臻　林　聰　張永根

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150030)

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應(yīng)用康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系和NRC模型評(píng)價(jià)4種糧食加工副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

高紅郝小燕張幸怡王一臻林聰張永根*

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150030)

本試驗(yàn)旨在應(yīng)用康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系(CNCPS)和NRC模型評(píng)價(jià)4種糧食加工副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。從東北地區(qū)4個(gè)不同牧場(chǎng)采集了玉米纖維飼料、大豆皮、甜菜粕和豆渣4種糧食加工副產(chǎn)物，測(cè)定其營(yíng)養(yǎng)成分，應(yīng)用CNCPS模型對(duì)蛋白質(zhì)和碳水化合物組分進(jìn)行剖分，并預(yù)測(cè)其潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值供給量，應(yīng)用NRC模型估測(cè)可消化養(yǎng)分和能值。結(jié)果表明：1)中性洗滌纖維(NDF)的含量由高到低依次為大豆皮、甜菜粕、玉米纖維飼料和豆渣；非蛋白氮(NPN)的含量由高到低依次為玉米纖維飼料、豆渣、甜菜粕和大豆皮；甜菜粕的酸性洗滌不溶粗蛋白質(zhì)(ADICP)含量最高，其余依次為大豆皮、豆渣和玉米纖維飼料，其中玉米纖維飼料和豆渣的ADICP含量差異不顯著(P>0.05)。2)非蛋白氮(PA，即NPN)含量由高到低依次為玉米纖維飼料、豆渣、甜菜粕和大豆皮；真蛋白質(zhì)(PB)含量由高到低依次為大豆皮、甜菜粕、豆渣和玉米纖維飼料；不可降解氮(PC)的含量由高到低依次為豆渣、甜菜粕、大豆皮和玉米纖維飼料。3)可代謝蛋白質(zhì)(MP)含量由高到低依次為豆渣、大豆皮、甜菜粕和玉米纖維飼料。4)玉米纖維飼料和豆渣的維持水平總可消化養(yǎng)分(TDNm)含量較高，二者差異不顯著(P>0.05)；生產(chǎn)水平泌乳凈能(NELP)值由高到低依次為豆渣、玉米纖維飼料、大豆皮和甜菜粕，其中玉米纖維飼料的NELP值與豆渣、大豆皮差異均不顯著(P>0.05)；生產(chǎn)水平代謝能(MEP)值由高到低依次為豆渣、玉米纖維飼料、甜菜粕和大豆皮。由此可見，玉米纖維飼料和大豆皮可以作為奶牛的纖維源飼料；豆渣的過瘤胃蛋白質(zhì)(RUP)、MP含量最高，可以作為奶牛的蛋白質(zhì)源飼料。4種糧食加工副產(chǎn)物的能值由高到低依次為豆渣、玉米纖維飼料、大豆皮、甜菜粕。

糧食加工副產(chǎn)物；營(yíng)養(yǎng)成分；能值

我國(guó)是世界上奶牛存欄數(shù)較多的國(guó)家之一。隨著人民生活水平的不斷提高和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，奶牛產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)迅猛上升的趨勢(shì)。我國(guó)是糧食生產(chǎn)大國(guó)，糧食加工的過程中伴隨著大量的副產(chǎn)物產(chǎn)生，但是我國(guó)大部分糧食加工副產(chǎn)物利用率很低或是直接丟棄，不但造成了資源的浪費(fèi)，還污染了環(huán)境[1]。因此，全面評(píng)價(jià)糧食加工副產(chǎn)物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可為其作為奶牛的飼料提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

糧食加工副產(chǎn)物如大豆皮(soybean hulls，SH)的粗纖維含量較高，而木質(zhì)素(ADL)含量較低，使得大豆皮可以作為反芻動(dòng)物很好的粗飼料[2]。利用大豆皮替代泌乳奶牛精料中的部分玉米和小麥麩的試驗(yàn)結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，奶牛的日產(chǎn)奶量等均沒有顯著差異，但是經(jīng)濟(jì)效益有顯著增加[3]。玉米纖維飼料(dry corn gluten feed，DCGF)的蛋白質(zhì)和纖維含量幾乎是玉米的3倍[4]。已有研究表明，糧食加工副產(chǎn)物用作反芻動(dòng)物、家禽、豬、水產(chǎn)動(dòng)物的飼料，可至少節(jié)約31.0%～46.8%的糧食類飼料，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益[5-6]，因此，科學(xué)、全面地評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值具有重要的意義?？的螤杻籼妓衔?蛋白質(zhì)體系(Cornell net carbohydrate and protein system,CNCPS)是美國(guó)康奈爾大學(xué)經(jīng)過數(shù)十年的研究提出的一個(gè)預(yù)測(cè)瘤胃發(fā)酵時(shí)的動(dòng)態(tài)模型[7]，它是一個(gè)基于瘤胃降解特征的飼料評(píng)價(jià)體系，將飼料化學(xué)成分與反芻動(dòng)物瘤胃消化特點(diǎn)結(jié)合起來，對(duì)飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與動(dòng)物生產(chǎn)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，分析其價(jià)值。NRC(2001)制定的奶牛營(yíng)養(yǎng)需要量標(biāo)準(zhǔn)在世界上具有很高影響力，許多國(guó)家和地區(qū)將該標(biāo)準(zhǔn)用作本地的基礎(chǔ)和參考。根據(jù)模型的闡述，飼料蛋白質(zhì)可以分為3部分，瘤胃可降解蛋白質(zhì)(RDP)、過瘤胃蛋白質(zhì)(RUP)和可代謝蛋白質(zhì)(MP)。本試驗(yàn)應(yīng)用CNCPS體系和NRC模型從營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定、蛋白質(zhì)和碳水化合物(CHO)組分的剖分、潛在應(yīng)用價(jià)值預(yù)測(cè)以及能值估測(cè)等方面進(jìn)行綜合分析比較，研究了玉米纖維飼料、大豆皮、甜菜粕(sugar beet pulp，SBP)和豆渣(bear residue，BR)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，旨在為其在奶牛生產(chǎn)中科學(xué)、合理應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

4種糧食加工副產(chǎn)物包括玉米纖維飼料、大豆皮、甜菜粕和豆渣，分別來自吉林省松原市嘉吉生化公司、英聯(lián)飼料公司、齊齊哈爾市克東飛鶴牧場(chǎng)和九三豆制品廠。玉米纖維飼料是在濕法生產(chǎn)玉米淀粉時(shí)由玉米皮和濃縮的玉米漿以大約2∶1的比例混合而成的一種富含可消化纖維和可消化蛋白質(zhì)的纖維性飼料；大豆皮是采用去皮浸出法生產(chǎn)大豆粕的一種主要副產(chǎn)品；甜菜粕是甜菜在制糖過程中經(jīng)切絲、滲出、充分提取糖分后含糖很少的菜絲，烘干制粒；豆渣是豆類經(jīng)加工、磨制豆腐或豆?jié){及豆奶等產(chǎn)品后的副產(chǎn)品。樣品經(jīng)風(fēng)干、粉碎并過1 mm分析篩后放入自封袋中4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、淀粉(starch)的含量測(cè)定按照AOAC[8]方法測(cè)定；酸性洗滌纖維(ADF)、酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌不溶粗蛋白質(zhì)(ADICP)、中性洗滌纖維不溶粗蛋白質(zhì)(NDICP)的含量測(cè)定按照Van Soest等[9]的方法測(cè)定；可溶性粗蛋白質(zhì)(SCP)的含量按照Krishnamoorthy等[10]的方法測(cè)定；非蛋白氮(NPN)的含量按照Licitra等[11]方法測(cè)定。測(cè)定營(yíng)養(yǎng)成分的重復(fù)數(shù)為3個(gè)。

1.2.2CNCPS對(duì)蛋白質(zhì)組分和CHO組分的剖分

在CNCPS蛋白質(zhì)剖分體系中，飼料蛋白質(zhì)分為3個(gè)組分：非蛋白氮(PA,即NPN)、真蛋白質(zhì)(PB)、不可降解氮(PC)，其中PB又可分為快速降解真蛋白質(zhì)(PB1)、中速降解真蛋白質(zhì)(PB2)和慢速降解真蛋白質(zhì)(PB3)，計(jì)算公式如下[12]：

PA(%CP)=NPN(%SCP)×SCP(%CP)×0.01；

PB1(%CP)=SCP(%CP)-PA(%CP)；

PC(%CP)=ADICP(%CP)；

PB3(%CP)=NDICP(%CP)-ADICP(%CP)；

PB2(%CP)=1-PA(%CP)-PB1(%CP)-

PB3(%CP)-PC(%CP)。

利用CNCPS將飼料CHO剖分為4部分：快速降解碳水化合物(CA)、中速降解碳水化合物(CB1)、緩慢降解碳水化合物(CB2)和不可利用碳水化合物(CC)。CA為糖類，CB1為淀粉和果膠，CB2為可利用纖維，CC為不可利用纖維，是ADL的2.4倍。其中CA、CB1為非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)，CB2、CC為結(jié)構(gòu)性碳水化合物(SC)。計(jì)算公式如下[12]：

CHO(%DM)=1-CP(%DM)-

EE(%DM)-Ash(%DM)；

CC(%CHO)=100×[NDF(%DM)×0.01×

ADL(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)；

CB2(%CHO)=100×[NDF(%DM)-

NDICP(%CP)×0.01×CP(%DM)-NDF(%DM)×

0.01×ADL(%NDF)×2.4/CHO(%DM)]；

NSC(%CHO)=1-CB2(%CHO)-CC(%CHO)；

CB1(%CHO)=[1-starch(%NSC)]×[1-

CB2(%CHO)-CC(%CHO)]。

1.2.3利用CNCPS模型預(yù)測(cè)不同糧食加工副產(chǎn)物潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值供給量

根據(jù)CNCPS模型預(yù)測(cè)不同原料潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值供給量的指標(biāo)包括RDP、RUP和MP，其中MP的供給量由菌體蛋白質(zhì)(MCP)、可吸收菌體蛋白質(zhì)(AMCP)、可吸收過瘤胃蛋白質(zhì)(ARUP)、可吸收內(nèi)源蛋白質(zhì)(AECP)計(jì)算得出[12]。

在CNCPS模型中，分別以4種試驗(yàn)原料為單一飼料飼糧，衡量瘤胃能氮平衡(rumen energy nitrogen balance，RENB)，用瘤胃可降解蛋白可合成菌體蛋白質(zhì)(MCPRDP)和總可消化養(yǎng)分(TDN)可合成菌體蛋白質(zhì)(MCPTDN)之間的差值來預(yù)測(cè)，計(jì)算公式如下[12-13]：

RDP=A+B×[Kd/(Kd+Kp)]；

RUP=B×[Kp/(Kd+Kp)]+C。

式中：A表示快速降解粗蛋白質(zhì)部分;B表示可降解粗蛋白質(zhì)部分;C表示完全不降解粗蛋白質(zhì)部分；Kd表示B的降解速率；Kp表示待測(cè)飼料瘤胃流通速率。

MCP(g/kg DM)=0.13×TDNm×eNDFadj。

式中：TDNm為維持水平總可消化養(yǎng)分。當(dāng)物理有效中性洗滌纖維(peNDF)/NDF>20%時(shí)，eNDFadj取1.0；當(dāng)peNDF/NDF<20%時(shí)，eNDFadj=1.0-[(20-peNDF)×0.025]。

AMCP(g/kg DM)=0.80×0.80×MCP。

式中：MCP中80%為PB，可在小腸內(nèi)吸收[NRC(2001)]。

ARUP=RUP×dRUP。

式中：dRUP為可消化過瘤胃蛋白質(zhì)，估計(jì)值為0.85。

ECP(g/kg DM)=6.25×1.9×DM(g/kg)。

式中：ECP為內(nèi)源蛋白質(zhì)，其中50%的ECP能到達(dá)十二指腸，且80%為PB[NRC(2001)]。

AECP(g/kg DM)=0.50×0.80×ECP；

MP(g/kg DM)=ARUP+AMCP+AECP；

RENB=MCPTDN-MCPRDP；

MCPTDN=0.13×TDN；

MCPRDP=0.9×RDP。

1.2.4NRC模型估測(cè)真可消化養(yǎng)分與能值

使用NRC(2001)奶牛估測(cè)模型來估測(cè)4種飼料原料奶牛瘤胃真可消化粗蛋白質(zhì)(tdCP)、真可消化脂肪酸(tdFA)、真可消化中性洗滌纖維(tdNDF)、真可消化非纖維碳水化合物(tdNFC)、維持水平總可消化養(yǎng)分(TDNm)、生產(chǎn)水平消化能(DEp)、生產(chǎn)水平代謝能(MEp)、生產(chǎn)水平泌乳凈能(NELP)[14]。使用NRC(1996)肉牛模型估測(cè)維持凈能(NEm)和增重凈能(NEg)[15]，計(jì)算公式如下：

tdNFC=0.98×[100-((NDF-

NDICP)+CP+EE+Ash)]×PAF。

式中：PAF為加工校正因子。

tdCP=CP×exp[-1.2×(ADICP/CP)]；

tdFA=FA=(EE-1)。

式中：FA為脂肪酸，如果EE<1，則FA=0。

tdNDF=0.75×(NDF-NDICP-ADL)×

[1-(ADL/(NDF-NDICP)0.667]；

TDNm=tdNFC+tdCP+(tdFA×2.25)+tdNDF-7；

DE1X=(tdNFC/100)×4.2+(tdNDF/100)×

4.2+(tdCP/100)×5.6+(FA/100)×9.4-0.3；

折扣系數(shù)=[(TDNm-(0.18×TDNm)-

10.3))×2]/TDNm。

如果TDNm<60%，消化率的折扣忽略不計(jì)。

DEP=DE1X×折扣系數(shù)；

MEP=1.01×DEP-0.45；

NELP=(0.703×MEP)-0.19；

NEm=1.37×(DE1X×0.82)-0.138×(DE1X×

0.82)2+0.0105×(DE1X×0.82)3-1.12；

NEg=1.42×(DE1X×0.82)-0.174×(DE1X×

0.82)2+0.0122×(DE1X×0.82)3-1.65。

1.3數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行基本處理，再用SAS 9.2中的MIXED模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同糧食加工副產(chǎn)物營(yíng)養(yǎng)成分

從表1可見，不同糧食加工副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)成分差異較大。甜菜粕的EE含量最低(4.8 g/kg DM)，而大豆皮的EE含量最高(50.0 g/kg DM)，二者差異顯著(P<0.05)；大豆皮的NDF和ADF含量最高，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)；玉米纖維飼料的淀粉含量最高(106.3 g/kg DM)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)；甜菜粕的CHO含量最高(807.0 g/kg DM)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)；豆渣的CP含量最高(231.2 g/kg DM)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，甜菜粕的CP含量最低(129.5 g/kg DM)，顯著低于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)；玉米纖維飼料的SCP含量最高(643.8 g/kg CP)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，甜菜粕的SCP含量最低(238.8 g/kg CP)，顯著低于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)；甜菜粕的NDICP和ADICP含量最高，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)。

表1　不同糧食加工副產(chǎn)物營(yíng)養(yǎng)成分

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2CNCPS對(duì)4種糧食加工副產(chǎn)物蛋白質(zhì)和CHO組分的剖分

從表2可見，不同糧食加工副產(chǎn)物蛋白質(zhì)和CHO組分存在較大差異。

在對(duì)蛋白質(zhì)組分的剖分中，玉米纖維飼料的PA含量最高(599.2 g/kg CP)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，PC含量最低(15.2 g/kg CP)，顯著低于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)。大豆皮的PB含量最高(806.8 g/kg CP)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，PA含量最低(132.8 g/kg CP)，顯著低于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)。甜菜粕的PB3含量最高(355.4 g/kg CP)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)。豆渣的PC含量最高(106.5 g/kg CP)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)。

在對(duì)CHO組分的分剖分中，玉米纖維飼料的CB1與CB2含量顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，CC含量最低(81.4 g/kg CHO)。大豆皮的CC含量最高(349.8 g/kg CHO)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，CB1含量最低(31.4 g/kg CHO)，顯著低于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)。豆渣的CA含量最高(481.7 g/kg CHO)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，CB1和CB2的含量都較低。從CHO組分分析來看，玉米纖維飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。

2.3使用CNCPS模型對(duì)不同糧食加工副產(chǎn)物能量供給量的預(yù)測(cè)

從表3可見，玉米纖維飼料的RDP含量最高，甜菜粕的RUP含量最高，玉米纖維飼料的RUP含量最低。豆渣的AECP含量顯著低于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)。各糧食加工副產(chǎn)物的MP含量差異顯著(P<0.05)，豆渣最高，玉米纖維飼料最低。根據(jù)MCPTDN與MCPRDP的差值，可得出REND的值。玉米纖維飼料與豆渣的REND為負(fù)值，說明其能量供給不足，可降解蛋白質(zhì)供給量過剩；大豆皮與甜菜粕的REND為正值，說明其能量供給過剩，可降解蛋白質(zhì)供給量不足。

表2　CNCPS對(duì)不同糧食加工副產(chǎn)物的蛋白質(zhì)和碳水化合物的剖分

表3　不同糧食加工副產(chǎn)物對(duì)奶牛潛在營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)量的預(yù)測(cè)

2.4NRC模型估測(cè)不同糧食加工副產(chǎn)物可消化養(yǎng)分含量和能值

從表4可見，豆渣的tdNFC含量最高(375.2 g/kg DM)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，這與其含有較低含量的纖維素和半纖維素有關(guān)；豆渣的tdCP含量最高(229.5 g/kg DM)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，這與其常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析中較高的CP含量和較低的ADICP含量結(jié)果相一致。玉米纖維飼料的tdNDF含量最高(301.4 g/kg DM)，顯著高于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)，這與常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析中的NDF和ADF的含量有關(guān)。豆渣和玉米纖維飼料的TDNm含量較高，且差異不顯著(P>0.05)；甜菜粕的TDNm含量最低(576.7 g/kg DM)，顯著低于其他糧食加工副產(chǎn)物(P<0.05)；豆渣的DEP、MEP、NELP、NEM和NEG值最高，玉米纖維飼料次之，大豆皮和甜菜粕的各能值水平較低。

表4　NRC模型估測(cè)不同糧食加工副產(chǎn)物的可消化養(yǎng)分含量和能值

3　討　論

3.1不同糧食加工副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)成分

本試驗(yàn)較全面地分析了我國(guó)幾種比較常見的糧食加工副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)成分。大豆皮營(yíng)養(yǎng)成分的含量與石風(fēng)華等[16]研究的結(jié)果相比，除了ADL、ADICP含量略高外，其他營(yíng)養(yǎng)成分含量基本接近。大豆皮細(xì)胞壁成分(NDF、ADF和ADL)含量較高，能夠有效地促進(jìn)奶牛瘤胃健康。豆渣營(yíng)養(yǎng)成分含量與穆會(huì)杰等[18]的研究結(jié)果相比，除CP含量略高，EE含量與SCP含量略低外，其他營(yíng)養(yǎng)成分含量基本接近。本試驗(yàn)結(jié)果與其他研究相比有差異，這可能與原料來源、品種及加工工藝有關(guān)。如大豆原料品質(zhì)不同，豆渣的CP含量也不同。另外，加工方法也影響其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[17]。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于玉米纖維飼料的營(yíng)養(yǎng)成分研究報(bào)道較少，本研究中玉米纖維飼料營(yíng)養(yǎng)成分含量與潘春芳等[18]報(bào)道的濕玉米纖維飼料(WCGF)相比，除DM、ADF、SCP、ADICP含量略高外，其他營(yíng)養(yǎng)成分含量基本相近。玉米纖維飼料的淀粉含量雖然高于其他糧食加工副產(chǎn)物，但與其原料玉米相比，淀粉含量?jī)H占玉米的1/6不到；且玉米纖維飼料可消化NDF含量高于普通粗飼料，對(duì)穩(wěn)定奶牛瘤胃發(fā)酵有重要作用。國(guó)外有關(guān)玉米纖維飼料低淀粉、高果膠、高可發(fā)酵CHO含量對(duì)保證奶牛、肉牛瘤胃健康的報(bào)道已有很多[4，19]。甜菜粕的CHO含量最高，NSC含量達(dá)到CHO含量的1/2，淀粉含量最低，果膠含量很高，這與林曦等[14]結(jié)果一致。從CHO角度分析，玉米纖維飼料和甜菜粕的營(yíng)養(yǎng)水平較高；從蛋白質(zhì)角度分析，豆渣具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。

3.2不同糧食加工副產(chǎn)物蛋白質(zhì)和CHO營(yíng)養(yǎng)成分

在大量研究反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵規(guī)律和飼料分析方法的基礎(chǔ)上，CNCPS體系把飼料成分的化學(xué)分析與反芻動(dòng)物瘤胃的消化利用結(jié)合起來，使得飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)科研和生產(chǎn)實(shí)踐更具有參考價(jià)值，同時(shí)也反映出動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)新的發(fā)展方向。周俊華等[21]研究表明，PA對(duì)反芻動(dòng)物具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但對(duì)于單胃動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很低。玉米纖維飼料含有較高的PA含量，可以為瘤胃微生物提供充足的氮源。玉米纖維飼料是由玉米皮和玉米漿混合干燥制成，未噴漿的玉米皮CP含量大約為9.50% DM，而玉米漿CP中SCP和NPN比例較大，因此二者混合后生產(chǎn)的玉米纖維飼料含有的PA含量較高，而PB含量較低。本研究結(jié)果中大豆皮和豆渣的PB2含量高于玉米纖維飼料和甜菜粕，后兩者的蛋白質(zhì)比其他飼料具有更高的優(yōu)勢(shì)。PC部分不能被瘤胃微生物消化，一般認(rèn)為在反芻動(dòng)物飼糧中PC含量不能超過10%[21]。4種糧食加工副產(chǎn)物中豆渣的PC含量最高，說明其CP降解率較低。大豆皮和甜菜粕PB含量相近，但PB2和PB3含量差異較大，可能是與2種飼料蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。

CNCPS將CHO劃分為NSC和SC，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)飼料樣品在瘤胃中降解的速度，進(jìn)一步將NSC劃分為CA、CB1，將SC劃分為CB2、CC[21]。瘤胃微生物能將SC發(fā)酵產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，為奶牛提供能量。玉米纖維飼料的CB1和CB2含量最高，說明玉米纖維飼料的可利用纖維含量較高。大豆皮的CC含量顯著高于其他幾種糧食加工副產(chǎn)物，這是由于其ADL含量較高導(dǎo)致的。甜菜粕的CB1組分主要為果膠，對(duì)于穩(wěn)定反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵有重要作用[22]。豆渣的CA含量最高，說明其快速降解的可溶性糖含量較高。綜合CHO的各組分分析來看，玉米纖維飼料、甜菜粕、大豆皮可以作為奶牛的纖維原飼料。

3.3潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

在CNCPS蛋白質(zhì)剖分體系中，飼料蛋白質(zhì)包括PB和PA。CP一般在瘤胃中有70%被微生物降解，即RDP；剩余的CP不被降解，即RUP部分。瘤胃微生物蛋白質(zhì)利用飼料提供的碳源和氮源生長(zhǎng)繁殖合成MCP，并同RUP進(jìn)入真胃和小腸，被分解成肽和氨基酸被利用。NRC(2001)建議，RUP的飼喂量占奶牛飼糧CP的33%～40%，RUP對(duì)高產(chǎn)奶牛和泌乳早期奶牛非常重要[14]。RDP是合成MCP的主要氮源，對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃代謝至關(guān)重要。在CNCPS預(yù)測(cè)模型中，MCP產(chǎn)量與飼料的TDNm含量呈正相關(guān)關(guān)系，本試驗(yàn)結(jié)果表明豆渣的TDNm含量最高，其次為玉米纖維飼料，甜菜粕最低，故豆渣的MCP含量最高，而甜菜粕MCP含量最低。瘤胃內(nèi)源氮ECP的含量與飼料DM含量呈正相關(guān)，且有50%的ECP可到達(dá)十二指腸被吸收利用，故豆渣ECP和AECP含量顯著低于其他3種糧食加工副產(chǎn)物。MP在小腸中吸收的蛋白質(zhì)的總和，以豆渣的MP含量最高，其次為大豆皮，而玉米纖維飼料最低。從蛋白質(zhì)角度分析，豆渣對(duì)奶牛的潛在營(yíng)養(yǎng)量及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。

瘤胃微生物蛋白質(zhì)的合成效率是反芻動(dòng)物飼料蛋白質(zhì)利用率的決定因素，另外CHO、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解，也依賴于瘤胃微生物。而瘤胃微生物的生長(zhǎng)和繁殖要以蛋白質(zhì)降解釋放的氮為營(yíng)養(yǎng)，以CHO為能量，只有兩者平衡才能使微生物生長(zhǎng)、繁殖效率最佳，飼糧營(yíng)養(yǎng)成分的利用才更為有效。飼糧的能氮平衡過程，就是分別根據(jù)飼糧的TDN和RDP含量分別推算MCP的合成量，計(jì)算兩者之差。如果差值為零，則表明平衡良好；差值為負(fù)，則前者不足需要補(bǔ)充；差值為正，則后者不足需要補(bǔ)充[23]。玉米纖維飼料與豆渣的REND為負(fù)值，大豆皮與甜菜粕的REND為正值，4種糧食加工副產(chǎn)物的能氮供給都不平衡。玉米纖維飼料和豆渣需補(bǔ)充能量飼料，大豆皮與甜菜粕需補(bǔ)充蛋白質(zhì)飼料。

3.4不同糧食加工副產(chǎn)物的可消化養(yǎng)分含量和能值

NRC模型根據(jù)飼料的真可消化養(yǎng)分含量估測(cè)飼料的能量供給量，各營(yíng)養(yǎng)組分對(duì)能量的貢獻(xiàn)能力不同。豆渣和甜菜粕的tdNFC含量較高，原因是其非纖維性碳水化合物(NFC)含量較高，并且在計(jì)算飼料tdNFC時(shí)，需要考慮飼料的加工校正因子(processing adjustment factor，PAF)[24]。豆渣和玉米纖維飼料的tdCP含量較高，飼料CP對(duì)能量的貢獻(xiàn)率主要與CHO和ADICP含量有關(guān)[24]。甜菜粕的tdFA含量極少，對(duì)能量的貢獻(xiàn)值為零。盡管大豆皮的NDF含量高于玉米纖維飼料，但其tdNDF含量低于玉米纖維飼料，即4種糧食加工副產(chǎn)物中玉米纖維飼料的NDF對(duì)能量供應(yīng)的貢獻(xiàn)值最大。Biricik等[25]和Kelzer等[26]也報(bào)道玉米纖維飼料的瘤胃可降解NDF含量高，可發(fā)酵的纖維性CHO含量較高。因此，豆渣的TDNm含量最高，玉米纖維飼料次之，甜菜粕最低，且相應(yīng)的能量值DEP、MEP、NELP、NEM和NEG也具有相同的趨勢(shì)。這表明在提供能量方面，豆渣和玉米纖維飼料具有的更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。但是，試驗(yàn)原料的可消化養(yǎng)分及各能值是基于前人的預(yù)測(cè)模型所得，非體內(nèi)代謝試驗(yàn)實(shí)測(cè)值，還需要進(jìn)一步的體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證比較。

CNCPS自產(chǎn)生以來，不斷更新，在生產(chǎn)中顯示了很好的應(yīng)用價(jià)值。在CNCPS中，飼料代謝蛋白質(zhì)的計(jì)算引用了NRC(2001)模型的代謝蛋白質(zhì)的計(jì)算方式。NRC(2001)模型是目前世界各地廣泛應(yīng)用的奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在NRC模型中，將飼料蛋白質(zhì)分解為RDP和RUP 2部分。而在CNCPS中，將飼料蛋白質(zhì)分為PA、PB1、PB2、PB3和PC 5部分，其中PB1、PB2、PB3和PC被認(rèn)為是經(jīng)過瘤胃到達(dá)小腸的蛋白質(zhì)，比NRC(2001)模型的劃分更為詳細(xì)。NRC(2001)模型引用了CNCPS分析方法，通過飼料中TDN值，計(jì)算出飼料蛋白質(zhì)在瘤胃以及小腸中的變化及飼料能值，所以也叫以CNCPS為基礎(chǔ)的模型。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)需要進(jìn)行相關(guān)的體系綜合分析與測(cè)定，進(jìn)行更好的實(shí)踐指導(dǎo)。

4　結(jié)　論

① 不同糧食加工副產(chǎn)物的CP、NDF、纖維素、NSC等含量不同，因而不同副產(chǎn)物對(duì)反芻動(dòng)物的MCP、MP、各能量等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給量存在差異，但是各營(yíng)養(yǎng)值均為模型推算結(jié)果，還需要在動(dòng)物試驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證。

② 玉米纖維飼料和大豆皮的tdNDF含量較高，可以作為奶牛的纖維源飼料；豆渣的RUP、MP含量最高，可以作為奶牛的蛋白質(zhì)源飼料。

③ 豆渣的MCP和MP含量最高；玉米纖維飼料的TDNm含量?jī)H次于豆渣，因而4種糧食加工副產(chǎn)物的能值由高到低依次為豆渣、玉米纖維飼料、大豆皮、甜菜粕。

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(責(zé)任編輯武海龍)

Evaluation of Nutrition Values of 4 Kinds of By-Products of Food Processing Using Cornell Net Carbohydrate and Protein System and National Research Council Models

GAO HongHAO XiaoyanZHANG XingyiWANG YizhenLIN CongZHANG Yonggen*

(Northeast Agricultural University， College of Animal Science and Technology， Harbin 150030， China)

This study was conducted to evaluate the nutrition values of 4 kinds of by-products of food processing using Cornell net carbohydrate and protein system (CNCPS) and national research council (NRC) models. Dry corn gluten feed (DCGF), soybean hulls (SH), sugar beet pulp (SBP) and bear residue (BR) from four different pastures in northeast China were collected to determine nutrient compositions, and partition of the protein and carbohydrate subfractions using CNCPS system. The predicted nutrient supply of by-products of food processing was estimated based on CNCPS system. Finally, the digestible nutrient contents and energy values were predicted using NRC models. The results showed as follows:1) the contents of neutral detergent fiber (NDF) from high to low in turn were SH, SBP, DCGF and BR; the contents of non-protein nitrogen (NPN) from high to low in turn were DCGF, BR, SBP and SH; the content of acid detergent insoluble crude protein (ADICP) was the highest in SBP, the contents of others from high to low in turn were SH, DCGF and BR, the contents of ADICP in DCGF and BR had no significant difference (P>0.05). 2) The contents of non protein nitrogen (PA) from high to low in turn were DCGF, BR, SBP, SBP and SH; the contents of true protein (PB) from high to low in turn were SH, SBP, BR and DCGF; the contents of undegradable nitrogen (PC) from high to low in turn were BR, SBP, SH and DCGF. 3) The contents of microbial protein (MP) from high to low in turn were BR, SH, SBP and DCGF. 4) The contents of total digestible nutrients at maintenance (TDNm) were higher in DCGF and BR, and there was no significant difference between them (P>0.05); the values of net energy for lactation at production level (NELP) from high to low in turn were BR, DCGF, SH and SBP, and the NELPin DCGF had no significant difference from BR and SH (P>0.05); the values of the metabolizable energy at production level (MEP) from high to low in turn were BR, DCGF, SBP and SH. The results indicate that DCGF and SH can be used as a fiber source in dairy cattle feed; the contents of rumen bypass protein and MP are highest in BR, which can be used as a protein source in dairy cattle feed. The energy values from high to low in turn are BR, DCGF, SH and SBP.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2016, 28(10)：3359-3368]

by-product of food processing; nutrient component; energy values

, professor, E-mail: zhangyonggen@sina.com

10.3969/j.issn.1006-267x.2016.10.041

2016-03-10

國(guó)家奶牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-37)

高紅(1991—)，女，山東莒縣人，碩士研究生，從事反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與生產(chǎn)研究。E-mail: 1551919741@qq.com

張永根，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail： zhangyonggen@sina.com

S816.11

A

1006-267X(2016)10-3359-10