大麥和小麥對(duì)豬用玉米植酸降解及磷利用率的影響

孫 永，馬彩云，朱懷永

（1.南京江寧高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇南京 211122；2.江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校，江蘇南京 211135；3.江蘇愛(ài)農(nóng)飼料科技有限公司，江蘇徐州 221100）

植酸磷是植物飼料中磷的主要儲(chǔ)存形式，可以在植酸酶作用下被降解。因此，植酸酶廣泛應(yīng)用于豬飼料中，以提高磷的消化率，減少磷對(duì)環(huán)境的排泄。在豬飼料中添加小麥、大麥或黑麥等谷物也能提高植酸磷的消化率，因?yàn)檫@些谷物中植酸酶活性較高。相比之下，玉米、豆粕和菜粕等原料植酸酶活性較低（Viveros等，2000）。將小麥與豆粕混合或小麥與菜粕混合后在水中浸泡24 h，植酸鹽的含量比單獨(dú)浸泡的單一原料中植酸鹽含量總和低 0.55和 0.16（Blaabjerg等，2010），這表明小麥中的植酸酶降解了豆粕或菜粕中的植酸，因此，單一飼料原料中未降解植酸鹽的含量不具備加性效應(yīng)。同樣，含有植酸鹽和不同植酸酶活性的飼料原料磷消化率在一起混合飼喂時(shí)也不具備加性效應(yīng)。但為了保證磷的有效利用，磷消化率的加性效應(yīng)是決定豬飼糧配方的關(guān)鍵因素，但目前對(duì)磷消化率值的加性效應(yīng)缺乏認(rèn)識(shí)。因此，本研究開(kāi)展了兩個(gè)試驗(yàn)，目的是驗(yàn)證小麥-大麥-玉米混合日糧浸泡后對(duì)植酸磷的降解和豬對(duì)磷表觀消化率的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)1中，小麥和大麥以1：1混合或小麥-大麥-玉米以1：1：2混合后浸泡0、2、4、8和 24 h，其中小麥 - 大麥 - 玉米混合日糧中添加1250 FTU/kg植酸酶。試驗(yàn)2選擇24頭仔豬，每窩均重為（47±2）kg，豬被關(guān)在代謝籠中，飼喂試驗(yàn)1中的4種日糧，為期12 d（5 d預(yù)飼期，7 d樣品收集期）。試驗(yàn)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。

1.2 樣品收集與測(cè)定 豬飼養(yǎng)在不銹鋼代謝籠中，每天早上8點(diǎn)和下午2點(diǎn)飼喂2次，每次800 g。試驗(yàn)第5天給豬安裝尿膀胱導(dǎo)管，分別收集7 d的尿液和糞便。試驗(yàn)1中的飼料浸泡后在各時(shí)間點(diǎn)測(cè)定pH。參考Haug和 Lantzsch（1983）的方法分析植酸磷含量和植酸酶活性。分別測(cè)定尿液和糞便中磷和鈣的含量，計(jì)算攝入量、排泄量和沉積量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 使用SAS（2018版）混合程序?qū)Y(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果以“均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差”表示。P＜0.05表示差異顯著，0.05 ≤ P ≤ 0.10表示有顯著差異趨勢(shì)。參考Blaabjerg等（2010）的函數(shù)評(píng)估磷消化率和植酸酶活性的加性效應(yīng)。

2 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)1和試驗(yàn)2所用日糧的分析化學(xué)成分如表1所示。大麥和小麥混合日糧檢測(cè)顯示，植物植酸酶活性較好，但玉米的植酸酶活性低于檢測(cè)水平。4種日糧總磷含量基本相同，但鈣含量不同，植酸磷在日糧中占總磷的63%～78%。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分

2.1 試驗(yàn)1 由表2可知，植酸磷含量受日糧與浸泡時(shí)間交互作用的影響（P＜0.05），這是由于隨著時(shí)間的增加，植酸降解水平提高，其中小麥-大麥-玉米混合日糧+植酸酶組植酸降解水平最高，其次是小麥-大麥-玉米混合日糧、小麥-大麥混合日糧和玉米日糧。同時(shí)，小麥-大麥-玉米混合日糧+植酸酶組的K值最低（8.7 h），其次是小麥-大麥-玉米混合日糧組（15.8 h）、小麥-大麥日糧組（24.4 h）、玉米日糧組（303.4 h）。

假設(shè)植酸磷的降解具有可加性，與試驗(yàn)測(cè)定的小麥-大麥-玉米混合日糧中非植酸磷含量相比，浸泡 2、4、8、24 h時(shí)，小麥 -大麥 -玉米混合日糧中非植酸磷的預(yù)估含量分別提高0.17、0.34、0.42、0.5 g/kg（P ＜ 0.05）。此外，小麥 -大麥 -玉米混合日糧的K值估計(jì)值為164 h，比試驗(yàn)測(cè)定的 K 值（15.8 h）（15.8 h）長(zhǎng) 148 h（P=0.08）。這些計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)小麥、大麥和玉米混合（1：1：2）浸泡時(shí)，各種原料中的植酸磷降解不具有加性效應(yīng)。小麥、大麥和玉米混合較單獨(dú)浸泡2、4、8和24 h時(shí)，植酸磷的降解水平分別高出0.15、0.30、0.42和0.49。日糧中植酸酶活性存在顯著差異（P＜0.05），且隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)（P=0.08）。此外，日糧浸泡時(shí)間顯著影響pH（P＜0.05），浸泡時(shí)間從8～24 h顯著降低。2.2 試驗(yàn)2 試驗(yàn)過(guò)程中1頭豬飼喂小麥-大麥混合日糧，2頭豬飼喂玉米日糧，1頭豬飼喂小麥-大麥-玉米混合日糧，結(jié)果未列出實(shí)際采食量，主要是由于飼料浪費(fèi)。日糧類型對(duì)干物質(zhì)表觀消化率有影響趨勢(shì)（P=0.07），與其他3組日糧相比，小麥-大麥混合日糧干物質(zhì)表觀消化率最低（P＜0.05）。試驗(yàn)日糧對(duì)磷表觀消化率有顯著影響（P＜0.05），其中玉米日糧中磷表觀消化率較小麥-大麥混合日糧低27%（P＜0.05）。小麥-大麥-玉米混合日糧+植酸酶較小麥-大麥-玉米混合日糧磷表觀消化率顯著提高13%（P＜0.05）。假設(shè)日糧干物質(zhì)和磷表觀消化率具有加性效應(yīng)，說(shuō)明小麥-大麥日糧和玉米日糧一起混合時(shí)干物質(zhì)表觀消化率具有一定加性效應(yīng)，而磷的表觀消化率在未添加植酸酶時(shí)表現(xiàn)出的加性效應(yīng)不強(qiáng)。小麥-大麥-玉米日糧+植酸酶組磷表觀消化率較玉米日糧提高14.6%。日糧中鈣含量不同導(dǎo)致鈣攝入量存在顯著差異（P＜0.05）。隨著鈣攝入量的降低、可消化磷攝入量增加，尿磷排泄量顯著升高（P＜0.05），磷沉積量顯著降低（P＜0.05），同時(shí)鈣沉積量隨著鈣或可消化磷攝入量的增加而顯著提高（P＜0.05）。

表2 日糧浸泡不同時(shí)間對(duì)植酸磷和植酸酶活性的影響

3 討論

本試驗(yàn)未檢測(cè)出玉米中的植酸酶活性，這與Viveros等（2000）的研究結(jié)果一致，這可能與玉米浸泡24 h植酸降解非常有限有關(guān)，因?yàn)槠銴值高達(dá) 303.4 h。Esmaeilipour等（2012）報(bào)道，小麥中植酸酶活性比大麥更穩(wěn)定，其通過(guò)函數(shù)推導(dǎo)出浸泡而非熱處理的小麥和大麥中植酸磷的K值分別為23和44 h，利用這些K值，小麥和大麥的混合物（1：1）的K值估計(jì)為34 h（假設(shè)具有加性效應(yīng)）。由于小麥和大麥的植酸酶相互補(bǔ)充，導(dǎo)致植酸鹽更快和更多的降解。本研究表明，植酸鹽在小麥-大麥-玉米混合日糧中的降解不具備加性效應(yīng)，表明小麥和大麥中的植酸酶是非特異性的，其可能也可以降解玉米中的植酸鹽。同樣，Blaabjerg等（2010）研究表明，當(dāng)富含植酸酶的小麥或麩皮與玉米、豆粕、菜粕等原料一起浸泡時(shí)，由于小麥的植酸酶促進(jìn)這些原料中的植酸鹽降解，會(huì)發(fā)生非加性效應(yīng)的植酸鹽降解。本研究中小麥和大麥中的植酸酶對(duì)玉米中植酸鹽的降解表明底物和酶能相互作用。盡管植酸酶活性較低，但與小麥和大麥混合日糧相比，小麥-大麥-玉米混合日糧在浸泡2、4和8 h時(shí)K值較小，且植酸鹽降解程度相對(duì)較大。

表3 試驗(yàn)日糧對(duì)養(yǎng)分表觀消化率及鈣磷代謝的影響

在小麥-大麥-玉米混合日糧+植酸酶組中，由于添加了植酸酶，磷的表觀消化率最高，玉米日糧組最低。玉米中磷的表觀消化率在不同研究中的差異很大，從-0.41～0.41不等（Shen等，2002；Weremko等，2001），這種差異主要是由于評(píng)估日糧磷水平和分析模型不同。與小麥-大麥-玉米混合日糧相比，小麥-大麥日糧中磷表觀消化率顯著提高，這是由于小麥-大麥日糧中植物植酸酶活性較高，同時(shí)植酸磷含量較低。此外，玉米和豆粕中約有0.15和0.23的植酸磷，添加植酸酶在38℃下浸泡4 h后仍未降解（Ton Nu等，2014），與豆粕相比，玉米中植酸磷的降解速度更快，這可能是由于植酸磷儲(chǔ)存部位不同，玉米中植酸磷與植酸酶的接觸性更好。由于玉米和豆粕中植酸酶活性較低或無(wú)植酸酶，因此，玉米和豆粕中磷的表觀消化率具有加性效應(yīng)，說(shuō)明當(dāng)高植酸酶活性的谷物與低水平或檢測(cè)不到植酸酶活性的谷物原料混合時(shí)，關(guān)于磷的表觀消化率可加性假設(shè)是有問(wèn)題的（Weremko等，2001）。

磷和鈣這兩種礦物質(zhì)的主要成分都以羥基磷灰石的形式存在于骨骼中，其穩(wěn)態(tài)受到嚴(yán)格的調(diào)控（Suttle，2010）。因此，只有在日糧鈣水平充足的情況下，磷的吸收才能用于骨骼生長(zhǎng)和維持，反之亦然。因此，鈣攝入量低，導(dǎo)致低或負(fù)水平磷沉積，使尿磷排泄量增加。但本研究發(fā)現(xiàn)，在小麥-大麥-玉米混合日糧中添加植酸酶可以改善鈣的沉積率，這也表明鈣沉積達(dá)到負(fù)水平是由于鈣攝入量不足導(dǎo)致的。

4 結(jié)論

結(jié)果表明，小麥-大麥-玉米日糧中添加植酸酶，浸泡后可以提高植酸磷的降解和磷表觀消化率。此外，小麥和大麥中存在的植酸酶是非特異性的，其與玉米以1：1：2混合浸泡后可以降解植酸磷。因此，小麥-大麥-玉米混合日糧浸泡后對(duì)植酸降解水平不具有加性效應(yīng)。用混合日糧飼喂豬，磷的表觀消化率也無(wú)加性效應(yīng)。因此，在制定豬日糧配方時(shí)需要考慮磷消化率值非加性，以保證磷的有效利用。