不同粉碎粒徑高粱豬消化能與消化率的比較研究

王勇生，李 潔，雷 恒

(1.北京市畜產(chǎn)品質(zhì)量安全源頭控制工程技術(shù)研究中心，北京 102209； 2.中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中心，北京 102209; 3.北京挑戰(zhàn)生物科技有限公司,北京 100080)

飼料原料粉碎是飼料加工中非常重要的環(huán)節(jié)。適宜的粉碎粒徑有利于飼料原料各成分間的均勻混合及顆粒制粒前后調(diào)質(zhì)、膨脹、擠壓膨化過(guò)程中品質(zhì)的均一性。粉碎還有利于動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高動(dòng)物生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能。通過(guò)對(duì)能量和養(yǎng)分消化率的測(cè)定來(lái)評(píng)估谷物最佳粒徑已有報(bào)道[1-3]。研究表明，顆粒粒徑從1 200 μm減小到600 μm時(shí)，對(duì)能量的利用效率、養(yǎng)分的消化吸收率及畜禽生長(zhǎng)性能方面都起到積極的促進(jìn)作用[4-5]。小麥粉粒徑從920 μm減小到580 μm，總能并不會(huì)增加，但淀粉的表觀總腸道消化率有所提高[6]。豬飼喂豌豆-大麥型日糧，400 μm粒徑日糧的總能、干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)的表觀總腸道消化率比700 μm粒徑更高[7]。

高粱作為世界第5大禾谷類(lèi)作物，無(wú)論是在人體食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，還是作為飼料原料應(yīng)用到畜禽配合飼料中，都顯出了其重大的應(yīng)用價(jià)值。尤其在玉米、豆粕甚至小麥等飼料原料價(jià)格高漲的情況下，高粱以相對(duì)低廉的價(jià)格，接近于玉米使用價(jià)值更加受到飼料企業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)的重視。Pan[8]從高粱單寧含量的角度研究了生長(zhǎng)豬對(duì)高、中、低不同單寧含量的高粱消化代謝能和能量表觀消化率及其預(yù)測(cè)方程。本試驗(yàn)將從粉碎加工的角度，探討過(guò)20、40、60目篩的高粱代替基礎(chǔ)日糧中20%的玉米的情況下，豬對(duì)高粱消化能的差異及利用SDS-II單胃動(dòng)物仿生消化系統(tǒng)對(duì)過(guò)不同篩目高粱干物質(zhì)消化率及脫脂后的消化率進(jìn)行測(cè)定，以期為高粱在豬日糧中的應(yīng)用提供支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用高粱購(gòu)買(mǎi)自寧夏；玉米購(gòu)自北京昌平。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物

選用12頭健康去勢(shì)公豬(初始體重為32.5±2.8 kg)，分別隨機(jī)放入帶有漏縫地板的不銹鋼代謝籠中。適應(yīng)期5 d，正式收糞期5 d。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與日糧

試驗(yàn)采用尤丁方設(shè)計(jì)，將12頭豬隨機(jī)分為4個(gè)處理組，每個(gè)處理組3頭豬，分2期進(jìn)行。應(yīng)用全收糞法分別測(cè)過(guò)20、40、60目篩的高粱豬消化能。試驗(yàn)采用套算法，以玉米為基礎(chǔ)日糧，其余日糧分別以過(guò)20、40、60目篩的高粱代替20%的玉米。日糧組成見(jiàn)表1。

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)豬在試驗(yàn)開(kāi)始前適應(yīng)7 d，適應(yīng)期間自由采食和飲水。試驗(yàn)期間每天定時(shí)定量飼喂，飼喂總量為代謝體重的4%，每天8:00和15:00各投料1次，記錄每天豬只的飼料飼喂量及浪費(fèi)的飼料量，將浪費(fèi)的飼料從其飼喂量中減去，以避免誤差。記錄代謝室中每天的溫度及濕度。

表1 試驗(yàn)日糧組成

注：每1 kg飼料中由預(yù)混料提供：維生素E 44.1 IU；維生素K34.0 mg；維生素D31 500 IU；維生素A 11 000 IU；維生素B11.4 mg；維生素 B25.22 mg；維生素 B520.0 mg；煙酸 26.0 mg；維生素 B120.01mg；葉酸 0.8 mg；生物素 44 μg；氯化膽堿 0.5 g；泛酸 14 mg；錳 35.0 mg；鐵 100.0 mg；鋅 90.0 mg；銅 16.5 mg；硒 0.30 mg;碘 0.30 mg。

1.5 糞便的收集和處理

采用全收糞法，預(yù)試期間掌握每頭試驗(yàn)豬的排泄規(guī)律，每天收集的糞樣放置于-20°C冰箱內(nèi)保存。收集期5 d結(jié)束后，將5 d糞樣稱(chēng)重，混合均勻，取四分之一糞樣加入6 mol/LHCl(每100 g鮮樣加5 ml 6 mol/L HCl)固氮，之后于65°C烘箱中烘72 h至恒重，粉碎過(guò)40目篩，制成風(fēng)干樣，待檢。

1.6 檢測(cè)指標(biāo)及測(cè)定方法

1.6.1檢測(cè)指標(biāo)

試驗(yàn)原料測(cè)定指標(biāo)：干物質(zhì)、粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、總能、粗蛋白質(zhì)、氨基酸。糞樣測(cè)定指標(biāo)：糞中干物質(zhì)、糞中總能。

1.6.2測(cè)定方法

按照GB/T 6435—2006、GB/T 6432—1994、GB/T 6434—2006、GB/T 20806—2006、GB/T 1459—2007分別進(jìn)行干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維測(cè)定。使用氧彈式測(cè)熱儀測(cè)定原料、糞樣的總能。天門(mén)冬氨酸、蘇氨酸和絲氨酸等15種氨基酸的測(cè)定按照GB/T 18246—2000方法進(jìn)行，樣品在110°C下6 mol/L鹽酸水解24 h 后使用氨基酸自動(dòng)分析儀(Sykam S-433D,德國(guó))測(cè)定。

1.6.3過(guò)不同篩目高粱干物質(zhì)消化率及脫脂后消化率的測(cè)定

采用SDS-II單胃動(dòng)物仿生消化系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法參考趙峰[9]推薦的方法進(jìn)行。

1.7 計(jì)算公式和統(tǒng)計(jì)方法

消化能計(jì)算方法參照Adeola[10]的公式：

式中，X為被測(cè)飼料替代基礎(chǔ)日糧的百分率，%。

1.8 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)采用SAS 9.1統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析[11]。結(jié)果用最小二乘法的均值及“平均標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果

2.1 不同粒徑高粱之間的消化能比較

試驗(yàn)測(cè)定的消化能值結(jié)果見(jiàn)表2。以干物質(zhì)基礎(chǔ)計(jì)，過(guò)20、40及60目的高粱總能分別為15.61、15.79、15.73 MJ/kg，消化能值分別為12.62，14.17，14.19 MJ/kg；過(guò)20目篩高粱消化能與過(guò)40、60目篩高粱之間差異顯著(P<0.05)，而過(guò)40目與過(guò)60目篩高粱之間差異不顯著(P>0.05)。與過(guò)20目高粱相比，過(guò)40目和60目的高粱消化能值顯著提高。

表2 不同粒徑高粱之間的消化能測(cè)定值 MJ/kg

注：肩標(biāo)不同小寫(xiě)字母表示差異顯著，P<0.05；肩標(biāo)不同大寫(xiě)字母表示差異極顯著，P<0.01，下同。

2.2 不同粒徑高粱豬代謝試驗(yàn)粗蛋白質(zhì)、纖維消化率的測(cè)定

不同處理組間粗蛋白質(zhì)、粗纖維、酸性洗滌纖維消化率均沒(méi)有顯著變化(P>0.05)。中性洗滌纖維消化率過(guò)40目篩高粱顯著升高(P<0.05)。過(guò)40目篩的高粱處理組粗纖維、中性和酸性纖維的消化率都要高于過(guò)20目和60目的處理組，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.3 不同粒徑高粱豬氨基酸消化率比較

試驗(yàn)測(cè)定了15種氨基酸，在甘氨酸和賴(lài)氨酸各處理間表現(xiàn)出了差異顯著性(P<0.05)。過(guò)40、60目篩的甘氨酸消化率要大于過(guò)20目篩的甘氨酸消化率。賴(lài)氨酸在過(guò)20、40目篩之間差異不顯著(P>0.05)，與過(guò)60目篩表現(xiàn)為差異顯著(P<0.05),結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 不同粒徑高粱豬代謝試驗(yàn)粗蛋白質(zhì)、粗纖維的消化率

表4 不同粒徑高粱豬代謝試驗(yàn)不同氨基酸的消化率

2.4 不同粒徑高粱之間的體外模擬消化系統(tǒng)干物質(zhì)消化率及脫脂后干物質(zhì)消化率的差異比較

過(guò)不同篩目高粱之間的干物質(zhì)消化率及脫脂后干物質(zhì)消化率表現(xiàn)為差異顯著(P<0.05)。過(guò)40目和過(guò)60目的高粱干物質(zhì)消化率及脫脂后的消化率均極顯著高于過(guò)20目的高粱干物質(zhì)消化率及脫脂后的消化率(P<0.01)。過(guò)40目和過(guò)60目的高粱干物質(zhì)消化率及脫脂后的消化率之間差異不顯著(P>0.05)。因此，依據(jù)干物質(zhì)消化率及脫脂后的消化率數(shù)值來(lái)看，推薦高粱粉碎粒度以40目為宜,結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 過(guò)不同篩目高粱之間的體外模擬消化系統(tǒng)干物質(zhì)消化率及脫脂后消化率的差異比較

3 討論

研究表明，隨著粉碎粒徑的降低，能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化利用率會(huì)得到提高[1-4]。因此，能量利用效率和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率成為了衡量顆粒粉碎粒徑的重要指標(biāo)。Liu等[12]報(bào)道豬飼喂308 μm DDGS比818 μm的DDGS可獲得更高的干物質(zhì)和總能的表觀總腸道消化率及代謝能，但粒徑大小并不影響氮和磷的表觀總腸道消化率。Wondra等[5]報(bào)道，玉米粉粒徑從1 200 μm減少到400 μm，干物質(zhì)、氮及總能的表觀總腸道消化率將會(huì)分別增加5%、7%及7%。育肥豬飼喂玉米型日糧，641 μm的顆粒粒徑的干物質(zhì)、氮及總能的表觀總腸道消化率要比1 500 μm粒徑的高[13]。玉米-高粱型日糧原料粉碎粒徑從900 μm減小到300 μm，豬總能的表觀總腸道消化率將得到改善[14-15]。Wondra等[16]研究表明，玉米粉粒徑從1 200 μm降低到400 μm，干物質(zhì)和總能的表觀總腸道消化率呈線(xiàn)性變化的趨勢(shì)，氮的表觀總腸道消化率表現(xiàn)出了拋物線(xiàn)的變化趨勢(shì)。糞便中的總能、干物質(zhì)及氮隨著粒徑的降低而降低，但是粒徑大小并不影響尿氮的沉積。玉米粉粒徑從1 200 μm減小到400 μm，玉米的代謝能從14.19 MJ/kg提高到15.66 MJ/kg。以上研究報(bào)道都表明飼料的粉碎粒度影響著畜禽的代謝能值，適宜的粉碎粒徑可有效的提高畜禽對(duì)飼料的代謝能值。結(jié)果表明,過(guò)40目和60目篩高粱消化能顯著高于過(guò)20目篩高粱(P<0.05)，而過(guò)40目篩高粱與過(guò)60目篩高粱之間差異不顯著(P>0.05)，考慮到過(guò)60目粉碎加工成本要高于過(guò)40目的能耗成本，因此建議高粱適宜的粉碎以40目為宜。按照1目數(shù)=12 500顆粒粒徑(μm)進(jìn)行換算，20、40、60目分別為850、425、250 μm。試驗(yàn)中高粱粉碎粒徑從850 μm降低到425 μm和250 μm，高粱的消化能分別提高了12.29%和12.42%,結(jié)果與Liu等[11]，Wondra等[5，15]、Giesemann等[13]報(bào)道結(jié)果相似，說(shuō)明高粱的適宜粉碎粒度與豬的消化能數(shù)值有著密切的關(guān)系，高粱合適的粉碎粒度可以提高豬的消化能值。在消化率方面，高粱粉碎粒徑從過(guò)20目降低到過(guò)40目和60目，粗蛋白消化率、15種氨基酸的消化率及體外仿生消化系統(tǒng)干物質(zhì)消化率及脫脂后消化率隨著粉碎粒徑的降低而增加；而粗纖維、中性洗滌纖維及酸性洗滌纖維消化率以過(guò)40目高粱數(shù)值上為最大，中性洗滌纖維過(guò)40目顯著高于過(guò)20及60目的高粱(P<0.05),說(shuō)明過(guò)細(xì)的粉碎不利于纖維的消化吸收，試驗(yàn)中以過(guò)40目為宜。因此，試驗(yàn)結(jié)合不同粒徑高粱的豬消化能值、粗蛋白、粗纖維的消化率以及利用單胃動(dòng)物仿生消化系統(tǒng)測(cè)定的干物質(zhì)消化率和脫脂后的消化率數(shù)值，豬飼料中高粱粉碎粒度以過(guò)40目篩為好。