不同省份來源的稻谷干酒糟及其可溶物飼喂生長豬有效能和氨基酸回腸末端消化率的測定

趙金標(biāo) 宋孝明 李忠超 劉 嶺,*

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京100193； 2.北京同力興科農(nóng)業(yè)科技有限公司，北京100193)

近年來，隨著畜牧業(yè)的高速發(fā)展，對于能量和蛋白質(zhì)飼料原料的需求量急劇增加，導(dǎo)致飼料成本增加和糧食資源短缺。蛋白質(zhì)飼料原料不僅能提供豬需要的各種氨基酸，還是飼料配方中重要的能量來源。其中，豆粕是植物性蛋白質(zhì)原料的主要來源，占畜禽蛋白質(zhì)原料用量的60%以上[1]。近年來，大豆進(jìn)口額和豆粕市場行情很大程度地限制了豆粕在畜禽生產(chǎn)的應(yīng)用。為了減少我國對進(jìn)口大豆的依賴性，低蛋白質(zhì)飼糧配制技術(shù)在國內(nèi)被廣泛地推廣和應(yīng)用，極大程度降低了豆粕用量[2-3]。除此之外，飼料行業(yè)正在尋找可替代畜禽生產(chǎn)中豆粕的非常規(guī)蛋白質(zhì)原料，以維持豬的生長性能并緩解飼料的匱乏現(xiàn)狀。玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)和小麥DDGS飼喂生長豬的消化能和代謝能與玉米、小麥相當(dāng)，但是氨基酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玉米和小麥，因此被認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)的飼用植物性蛋白質(zhì)原料[4]。目前，玉米DDGS和小麥DDGS作為蛋白質(zhì)原料替代豆粕飼喂生長豬的營養(yǎng)價值已經(jīng)得到充分的評價[5-7]。飼糧中凈能和可消化氨基酸含量一致時，添加7.5%玉米DDGS對于5.2 kg斷奶仔豬的平均日采食量、平均日增重和料重比均無負(fù)面影響[8]。大量研究表明，在生長育肥豬飼糧中添加15%或20%玉米DDGS不會降低其生長性能[9-10]。

類似于玉米DDGS和小麥DDGS，稻谷DDGS是指以稻谷為底物經(jīng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)乙醇過程中，淀粉被轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，其他營養(yǎng)成分殘留在酒糟中的產(chǎn)物。由于微生物的作用，酒糟中蛋白質(zhì)、氨基酸和維生素的含量均高于稻谷，并且可能含有未知的促生長因子[11-12]。因此，稻谷DDGS作為潛在的非常規(guī)植物性蛋白質(zhì)原料在畜禽生產(chǎn)中具有廣闊的前景。然而，稻谷DDGS飼喂生長豬的營養(yǎng)價值目前研究較少。因此，為了促進(jìn)稻谷DDGS在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用，尋找優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)原料，本試驗探究了4種不同省份來源的稻谷DDGS飼喂生長豬的消化能、代謝能、能量表觀全腸道消化率和氨基酸回腸末端消化率，評價了其作為生長豬原料的飼用價值，以期豐富我國飼料原料營養(yǎng)價值數(shù)據(jù)庫。

1 材料與方法

1.1 不同省份來源稻谷DDGS的生產(chǎn)

黑龍江和和河北的水稻屬于粳稻，廣西和安徽的水稻屬于早秈稻。來源于黑龍江、安徽、廣西和河北的稻谷DDGS均采用干磨法生產(chǎn)[13]。簡而言之，干磨法是將釀酒酵母添加到稻谷、水和外源性酶制劑(纖維素酶和植酸酶)的糊狀物中，將糖分發(fā)酵成乙醇，隨后乙醇通過蒸餾被分離出來，剩余的固體進(jìn)行干燥，生產(chǎn)出稻谷DDGS。

1.2 試驗設(shè)計和試驗飼糧

試驗一：采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，選用30頭初始體重為(35.02±1.61) kg杜×長×大三元雜交去勢公豬，隨機(jī)分成5組，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)1頭豬。各組分別飼喂玉米飼糧和4種稻谷DDGS飼糧，稻谷DDGS飼糧分別使用4種不同省份來源的稻谷DDGS替代基礎(chǔ)飼糧中30%的玉米。采用全收糞尿法和套算法測定不同省份來源的稻谷DDGS的消化能和代謝能。試驗期共19 d，前7 d為籠子適應(yīng)期，后7 d為飼糧適應(yīng)期，最后5 d為糞尿收集期。

試驗二：采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，選用30頭初始體重為(42.04±1.90) kg、回腸末端裝有T型瘺管的杜×長×大三元雜交去勢公豬，隨機(jī)分成5組，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)1頭豬。各組分別飼喂無氮飼糧和4種稻谷DDGS飼糧，使用無氮飼糧計算試驗豬的氨基酸內(nèi)源損失，稻谷DDGS飼糧分別添加40%的4種不同省份來源的稻谷DDGS配制而成。采用外源指示劑法和直接法測定不同省份來源的稻谷DDGS的氨基酸表觀和標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率。試驗期共16 d，前7 d為籠子適應(yīng)期，后7 d為飼糧適應(yīng)期，最后2 d為回腸食糜收集期。

試驗一和試驗二的試驗飼糧均額外添加含有維生素和礦物質(zhì)的預(yù)混料以滿足25～50 kg生長豬的營養(yǎng)需要[14]。試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))

續(xù)表1項目Items試驗一 Experiment 1玉米飼糧Corn diet稻谷DDGS飼糧Rice DDGS diet試驗二 Experiment 2稻谷DDGS飼糧Rice DDGS diet無氮飼糧N-free diet氧化鎂 MgO0.10食鹽 NaCl0.300.300.300.30預(yù)混料 Premix1)0.500.500.500.50合計 Total100.00100.00100.00100.00營養(yǎng)水平 Nutrient levels2)總能 GE/(MJ/kg)15.7515.95干物質(zhì) DM84.8485.30粗蛋白質(zhì) CP7.7712.119.60粗脂肪 EE3.254.86粗灰分 Ash2.103.50中性洗滌纖維 NDF10.9715.03酸性洗滌纖維 ADF2.345.99必需氨基酸 Essential amino acids精氨酸 Arg0.310.630.59組氨酸 His0.210.290.20異亮氨酸 Ile0.240.420.36亮氨酸 Leu0.911.120.70賴氨酸 Lys0.240.400.33蛋氨酸 Met0.170.280.22苯丙氨酸 Phe0.310.530.45蘇氨酸 Thr0.270.420.34色氨酸 Trp0.060.110.10纈氨酸 Val0.410.640.51非必需氨基酸 Non-essential amino acids丙氨酸 Ala0.540.740.51天冬氨酸 Asp0.480.860.76半胱氨酸 Cys0.190.280.20谷氨酸 Glu1.271.941.51甘氨酸 Gly0.280.490.42脯氨酸 Pro0.890.920.43絲氨酸 Ser0.350.550.43酪氨酸 Tyr0.170.330.30

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗在國家工程技術(shù)研究中心豬試驗基地(河北豐寧)進(jìn)行。試驗一和試驗二正式開始前，將30頭試驗豬分別隨機(jī)放入專用不銹鋼豬消化代謝籠(1.40 m×0.45 m×0.60 m)中適應(yīng)7 d，單籠飼養(yǎng)。試驗期間飼喂生長豬全價飼料，自由飲水。試驗正式開始前對每頭豬進(jìn)行稱重，確定采食量。試驗豬每日的飼喂總量為其體重的4%[15]，在每天09：00和15:00等量飼喂。舍溫控制在20～28 ℃。每日飼喂后對圈舍進(jìn)行沖洗和清掃，保持豬舍環(huán)境干凈衛(wèi)生。

1.4 樣品收集

試驗一：采用肛門全收糞法收集糞樣，收糞時間為每天08：00—20:00，每隔2 h收糞1次，將每天收集的糞樣放置于-18 ℃冷藏室保存。預(yù)試驗期間觀察每頭試驗豬排糞規(guī)律，準(zhǔn)確收集糞樣。5 d收糞期結(jié)束后，將收集的糞樣稱重，混合均勻，取1/4糞樣加入6 mol/L HCl(每100 g鮮樣加5 mL HCl)固氮，之后于65 ℃烘72 h至恒重，粉碎過60目篩，制成風(fēng)干樣，裝袋待檢。樣品收集期間每天預(yù)先向收集桶中加入50 mL 6 mol/L HCL，并準(zhǔn)確收集試驗豬每天24 h所排尿液，每天尿樣收集完畢后，將尿樣充分混勻后再按1/20取樣，取樣后立即放入-18 ℃冷藏室保存。試驗結(jié)束后，將5 d所取尿樣解凍并充分混勻，裝入50 mL離心管中，置于4 ℃保存待檢。

試驗二：在第15天和第16天的每天08:00飼喂后將橡皮帶套在瘺管外端，連續(xù)收集食糜2 d，每隔30 min收集1次，將收集的食糜先放入-20 ℃冷藏室保存，18:00時再次飼喂時停止收集食糜，食糜收集結(jié)束后，把每頭豬2 d所采集的所有食糜自然解凍，混合均勻后各取500 mL樣品在冷凍干燥機(jī)中凍干，置室溫條件下回潮24 h，之后粉碎過60目篩，裝袋待檢。

1.5 檢測指標(biāo)

干物質(zhì)(方法930.15)、粗蛋白質(zhì)(方法984.13)、氨基酸(方法982.30)、粗脂肪(方法920.39)、鉻(方法2011.19)和粗灰分(方法942.05)含量的測定方法參照AOAC(2007)[16]?？偰馨凑諊H標(biāo)準(zhǔn)ISO 9831∶1998的方法，使用氧彈式測熱議(1281型，Parr公司，美國)進(jìn)行測定。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量參考Van Soest等[17]的方法，使用纖維分析儀(ANKOM200型，Ankom Technology公司，美國)進(jìn)行測定。

1.6 計算公式

消化能、代謝能和氨基酸回腸末端消化率計算公式如下：

飼糧消化能(MJ/kg)=[食入總能(MJ)-
糞能(MJ)]/飼糧食入量(kg)；
飼糧代謝能(MJ/kg)=[食入總能(MJ)-
糞能(MJ)-尿能(MJ)]/飼糧食入量(kg)；
原料消化能(MJ/kg)=[飼糧消化能(MJ/kg)-
(100-x)×基礎(chǔ)飼糧消化能(MJ/kg)]/x；
原料代謝能(MJ/kg)=[飼糧消化能(MJ/kg)-
(100-x)×基礎(chǔ)飼糧代謝能(MJ/kg)]/x。

式中：x為待測原料代替基礎(chǔ)飼糧比例。

氨基酸表觀回腸末端消化率(%)=[1-待測
飼糧鉻含量(g/kg DM)×食糜中氨基酸含量(%)/
食糜中鉻含量(g/kg DM)×待測飼糧
氨基酸含量(%)]×100；
回腸內(nèi)源氨基酸流量(g/kg DMI)=[食糜中
氨基酸含量(%)×飼糧鉻含量(g/kg DM)]/
食糜中鉻含量(g/kg DM)；
氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率(%)=氨基酸
表觀回腸末端消化率(%)+{[回腸內(nèi)源
氨基酸流量(g/kg DMI)/待測飼糧
氨基酸含量(%)]×100}。

式中：DM代表干物質(zhì)含量；DMI代表干物質(zhì)攝入量。

1.7 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用SAS 9.2統(tǒng)計軟件Proc GLM進(jìn)行方差分析，以每頭試驗豬作為統(tǒng)計單位。數(shù)據(jù)采用SAS 9.2統(tǒng)計軟件Proc CORR和Proc REG進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所有試驗結(jié)果均用最小二乘法的均值以及均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示，以P<0.05為差異顯著標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 不同省份來源稻谷DDGS的化學(xué)成分組成

不同省份來源稻谷DDGS的化學(xué)成分組成見表2。來源于黑龍江和河北的稻谷DDGS的粗蛋白質(zhì)含量高于來源于安徽和廣西的稻谷DDGS，來源于黑龍江的稻谷DDGS總能高于來源于安徽、廣西和河北的稻谷DDGS，來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量低于來源于廣西的稻谷DDGS。另外，來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的氨基酸含量高于來源于廣西的稻谷DDGS。

2.2 不同省份來源稻谷DDGS的消化能、代謝能以及能量、干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀全腸道消化率

不同省份來源稻谷DDGS的消化能、代謝能以及能量、干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀全腸道消化率見表3。來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的消化能和代謝能顯著高于來源于廣西的稻谷DDGS(P<0.05)。來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的代謝能/消化能顯著低于來源于廣西的稻谷DDGS(P<0.05)。另外，來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的粗蛋白質(zhì)、干物質(zhì)和能量表觀全腸道消化率顯著高于來源于廣西的稻谷DDGS(P<0.05)。

表2 不同省份來源稻谷DDGS的化學(xué)成分組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))

表3 不同省份來源稻谷DDGS的消化能、代謝能以及能量、干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀全腸道消化率

續(xù)表3項目Items稻谷DDGS來源 Rice DDGS sources黑龍江 Heilongjiang安徽 Anhui廣西 Guangxi河北 HebeiSEMP值P-value代謝能 ME/(MJ/kg)12.54a12.46a7.53c11.44b0.28<0.01 代謝能/消化能 ME/DE0.93b0.93b0.97a0.91b0.01<0.01 表觀全腸道消化率 ATTD/%粗蛋白質(zhì) CP82.91a82.42a49.04b83.28a2.11 <0.01 干物質(zhì) DM75.82a74.94ab47.51c71.12b1.52 <0.01 能量 Energy63.29b70.72a38.31c61.04b1.43<0.01

2.3 不同省份來源稻谷DDGS的氨基酸表觀回腸末端消化率

不同省份來源稻谷DDGS的氨基酸表觀回腸末端消化率見表4。來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的氨基酸表觀回腸末端消化率均顯著高于來源于廣西的稻谷DDGS(P<0.05)。

表4 不同省份來源稻谷DDGS的氨基酸表觀回腸末端消化率

2.4 不同省份來源稻谷DDGS的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率

不同省份來源稻谷DDGS的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率見表5。來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率顯著高于來源于廣西的稻谷DDGS(P<0.05)。

表5 不同省份來源稻谷DDGS的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率

3 討 論

DDGS是乙醇生產(chǎn)工業(yè)副產(chǎn)物，隨著生物能源的應(yīng)用增加，DDGS產(chǎn)量上升。近年來，越來越多的DDGS作為替代豆粕的蛋白質(zhì)原料被應(yīng)用到畜牧業(yè)。玉米DDGS和小麥DDGS是飼料工業(yè)中DDGS的主要來源。同時，大量的研究已經(jīng)報道了玉米DDGS和小麥DDGS作為豬飼料原料的營養(yǎng)價值[18-19]。但是，對于稻谷DDGS的飼喂價值卻鮮有報道。根據(jù)本研究對4種不同稻谷DDGS飼喂生長豬的消化能、代謝能和氨基酸回腸末端消化率結(jié)果，表明稻谷DDGS的消化能和代謝能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于玉米DDGS(14.97和14.20 MJ/kg，飼喂基礎(chǔ))和小麥DDGS(13.17和12.13 MJ/kg，飼喂基礎(chǔ))[14]。這主要是由于稻谷DDGS中能量消化率(約80%)低于玉米DDGS和小麥DDGS(約90%)。針對氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率，稻谷DDGS的蛋氨酸(約70%)標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率略低于玉米DDGS(約81%)和小麥DDGS(約78%)，而其余必需氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率均與玉米DDGS和小麥DDGS相似。綜上所述，稻谷DDGS作為豬飼料原料的營養(yǎng)價值要低于玉米DDGS和小麥DDGS。另外，本試驗中稻谷DDGS的消化能和代謝能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于已報道的黑龍江稻谷DDGS消化能和代謝能，這是由于本試驗測定的4種稻谷DDGS的粗纖維含量高于黑龍江的稻谷DDGS。粗纖維含量較高會導(dǎo)致飼糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化率降低，從而減少原料的有效能值，而粗纖維含量的差異與不同的稻谷品種、種植區(qū)域以及DDGS加工工藝有關(guān)。

本研究中，來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的消化能和代謝能均顯著高于來源于廣西的稻谷DDGS，這主要由于來源于廣西的稻谷DDGS中粗纖維含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS，導(dǎo)致來源于廣西的稻谷DDGS其他營養(yǎng)成分含量和能量水平較低。來源于廣西的稻谷DDGS較高的粗纖維含量會阻礙消化酶和營養(yǎng)物質(zhì)的作用效率，從而降低能量、蛋白質(zhì)和脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)在生長豬腸道內(nèi)的消化率，導(dǎo)致其消化能和代謝能顯著低于來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS。與之相反，來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的代謝能/消化能均顯著低于來源于廣西的稻谷DDGS。這是因為來源于廣西的稻谷DDGS中較高的粗纖維含量可以降低氮的利用率，增加糞氮的排放量而降低尿氮的濃度，從而減少尿能的排放和提高代謝能/消化能[20-21]。除此之外，來源于黑龍江、安徽和河北的稻谷DDGS的氨基酸表觀和標(biāo)準(zhǔn)回腸末端消化率均顯著高于來源于廣西的稻谷DDGS。粗纖維含量是影響稻谷DDGS的氨基酸消化率主要因素之一[22]。來源于廣西的稻谷DDGS具有較高粗纖維含量，會導(dǎo)致腸道食糜的轉(zhuǎn)運(yùn)速度加快，縮短食糜在豬腸道內(nèi)的滯留時間，同時阻礙食糜中營養(yǎng)物質(zhì)和內(nèi)源性消化酶的接觸，從而降低營養(yǎng)物質(zhì)的消化和利用效率[23]。另外，在生產(chǎn)酒精過程中，稻谷中氨基酸(尤其賴氨酸)和還原性糖易發(fā)生美拉德反應(yīng)，導(dǎo)致稻谷DDGS氨基酸消化率和蛋白質(zhì)品質(zhì)降低。

4 結(jié) 論

不同省份來源的稻谷DDGS的飼用價值存在很大差異。綜合考慮不同省份來源的稻谷DDGS的消化能、代謝能和氨基酸回腸末端消化率，其飼用價值按照優(yōu)劣順序依次是：黑龍江稻谷DDGS≈安徽稻谷DDGS>河北稻谷DDGS>廣西稻谷DDGS。