常用飼料原料蛋白質(zhì)在梅花鹿瘤胃內(nèi)降解率的測(cè)定

鮑 坤 徐 超 寧浩然 王凱英 趙家平 李光玉

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，吉林省特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 132109)

梅花鹿是珍貴的特種藥用經(jīng)濟(jì)反芻動(dòng)物，具有采食飼料范圍廣的特點(diǎn)。反芻動(dòng)物在采食以后，到達(dá)其小腸的蛋白質(zhì)包括飼料非降解蛋白質(zhì)和瘤胃合成的微生物蛋白質(zhì)，而瘤胃微生物蛋白質(zhì)的產(chǎn)生又必須由飼料蛋白質(zhì)在瘤胃被降解提供氮源，所以飼料蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解率是反芻動(dòng)物小腸蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)新體系的基本參數(shù)［1］。尼龍袋法作為評(píng)定飼料蛋白質(zhì)瘤胃降解率的常規(guī)方法，具有簡(jiǎn)便易行、成本低、便于推廣使用的優(yōu)點(diǎn);同時(shí)，尼龍袋直接放入瘤胃中，所得結(jié)果能反映瘤胃的實(shí)際生理情況，除能測(cè)定蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解率外，還能測(cè)定其他養(yǎng)分在瘤胃中的消化和降解情況［2］。因而，此方法被廣泛采納。利用尼龍袋法測(cè)定飼料原料蛋白質(zhì)在牛、羊等反芻動(dòng)物瘤胃中的降解率已較為普遍，而在梅花鹿上的研究則較少。本試驗(yàn)以吉林地區(qū)常見的幾種飼料原料為研究材料，以梅花鹿為研究對(duì)象，利用尼龍袋法測(cè)定幾種常用飼料原料蛋白質(zhì)的瘤胃降解率，旨在為養(yǎng)鹿業(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)為鹿?fàn)I養(yǎng)需要理論的進(jìn)一步研究提供必要的技術(shù)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 待測(cè)飼料

選擇吉林地區(qū)生產(chǎn)的7種鹿常用的飼料原料——棉籽粕、玉米胚芽粕、菜籽粕、干酒糟及其可溶物(DDGS)、玉米蛋白粉、玉米纖維及羊草，于65℃烘干過篩后備用。上述7種飼料原料的粗蛋白質(zhì)含量見表1。

1.2 基礎(chǔ)飼糧

試驗(yàn)用基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表2。將玉米粉、豆粕、苜蓿草粉、玉米秸稈、食鹽、預(yù)混料混合均勻后，制成直徑0.4 cm、長(zhǎng)度 1.2 ～1.5 cm的顆粒飼料待用。

1.3 試驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)管理

選擇中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所茸鹿實(shí)驗(yàn)基地的4頭平均體重為130 kg、裝有永久性瘤胃瘺管的成年雄性東北梅花鹿為試驗(yàn)動(dòng)物。飼養(yǎng)試驗(yàn)于2010年11月25日至2011年1月8日，在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所茸鹿實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)鹿單圈飼養(yǎng)，每日基礎(chǔ)飼糧給量為1.5倍維持需要的飼養(yǎng)水平。

表1 7種飼料原料的粗蛋白質(zhì)含量(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Crude protein content of 7 feed ingredients(air-dry basis) %

表2 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 2 Composition and nutrient levels of the basaldiet(air-dry basis) %

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 尼龍袋規(guī)格

選擇孔眼直徑為35 μm的尼龍布，裁制成7 cm×9 cm的長(zhǎng)方塊，對(duì)折后用滌綸線縫雙道(確保邊縫不會(huì)有飼料顆粒透過)，制成長(zhǎng) ×寬為6 cm×4 cm的尼龍袋。

1.4.2 待測(cè)樣本的制備

將待測(cè)樣品通過2.5 mm篩孔粉碎，混合均勻后置低溫冰柜中待用，在裝袋前再將其從冰柜中取出放入烘箱，70℃烘48 h至恒重，即成待測(cè)樣本。

1.4.3 操作步驟

1.4.3.1 放袋

準(zhǔn)確稱取精料待測(cè)樣本4 g或粗料待測(cè)樣本2 g，放入1個(gè)尼龍袋內(nèi)，每2個(gè)袋夾在1根長(zhǎng)20 cm的半軟性塑料管的一端上，借助一木棍將袋送入瘤胃腹囊處，管的另一端用醫(yī)用縫合線與瘺管蓋連接系上，每頭鹿放14個(gè)袋子，每頭鹿中的每個(gè)樣本在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)各2個(gè)重復(fù)。

1.4.3.2 放置時(shí)間

尼龍袋在瘤胃的停留時(shí)間精料為2、6、12、24、36、48 h，粗料為 6、12、24、36、48、72 h。即將尼龍袋在不同時(shí)間點(diǎn)(袋停留時(shí)間從長(zhǎng)到短次序)依次引入瘤胃內(nèi)，再在同一時(shí)間點(diǎn)取出所有尼龍袋。

1.4.3.3 沖洗

取出的尼龍袋連同管一起立即放入低溫冰箱中1 h，然后室溫下用自來水沖洗，沖洗時(shí)用手輕輕撫動(dòng)袋子，直至水清為止。

1.4.3.4 測(cè)定殘?jiān)|(zhì)量及蛋白質(zhì)、有機(jī)物含量

將尼龍袋從管上取下，放入70℃烘箱內(nèi)，烘至恒重(烘48 h)，稱量袋中殘?jiān)兀賹⒚款^鹿同一時(shí)間點(diǎn)放入的2個(gè)袋內(nèi)的殘?jiān)钩龌旌希訙y(cè)定其蛋白質(zhì)含量。將袋洗凈，70℃烘至恒重(烘24 h)，測(cè)其質(zhì)量。待測(cè)樣本中的蛋白質(zhì)含量也是在70℃下烘干至恒重后取樣測(cè)定。

1.5 某時(shí)間點(diǎn)降解率的計(jì)算

1.5.1 待測(cè)飼料蛋白質(zhì)在瘤胃中不同時(shí)間點(diǎn)降解率的計(jì)算

式中:A為待測(cè)飼料的蛋白質(zhì)瘤胃降解率;B為待測(cè)樣本中蛋白質(zhì)含量;C為待測(cè)樣本殘留物中蛋白質(zhì)含量。

1.5.2 待測(cè)飼料蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)降解率的計(jì)算

蛋白質(zhì)有效降解率根據(jù)Orskov等［3］提出的公式計(jì)算:

式中:dp為t時(shí)刻的降解率;a為快速降解部分;b為慢速降解部分;c為b的降解常數(shù);t為飼料在瘤胃停留時(shí)間。

根據(jù)最小二乘法可將每種飼料的a、b、c解出，代入下式后求得飼料蛋白質(zhì)在瘤胃中的動(dòng)態(tài)降解率，即:

式中:p為動(dòng)態(tài)降解率;k為外流速度，由方程k=0.001 5+0.019 6x解出，其中 x為飼養(yǎng)水平。

1.6 數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010進(jìn)行整理，并用SAS V6.12軟件進(jìn)行顯著性比較。

2 結(jié)果

2.1 7種飼料原料蛋白質(zhì)在梅花鹿瘤胃內(nèi)的降解率

由表3可以看出，由于飼料種類的不同，其蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的降解率有所不同。棉籽粕的蛋白質(zhì)瘤胃降解率始終保持最高，與其他幾種飼料原料相比，在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)差異均達(dá)到極顯著(P＜0.01)。從蛋白質(zhì)最終降解率(48 h降解率)上看，從高到低依次是棉籽粕、玉米蛋白粉、羊草、DDGS、玉米胚芽粕、菜籽粕和玉米纖維。玉米纖維的蛋白質(zhì)瘤胃降解率與其他幾種飼料原料相比，差異達(dá)到極顯著(P＜0.01)。

表3 7種飼料原料蛋白質(zhì)在梅花鹿瘤胃內(nèi)的降解率Table 3 Protein ruminaldegradability of 7 feed ingredients in sikadeer %

2.2 7種飼料原料蛋白質(zhì)在梅花鹿瘤胃內(nèi)的動(dòng)態(tài)降解率

表4列出了用最小二乘法計(jì)算出的各種飼料原料的a、b和c值，并計(jì)算出了各種飼料原料蛋白質(zhì)在瘤胃中的動(dòng)態(tài)降解率，可以看出:棉籽粕蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)降解率最高，為68.05%，之后依次是玉米蛋白粉、羊草、玉米胚芽粕、DDGS、菜籽粕和玉米纖維，分別為 60.22%、50.42%、48.25%、43.44% 、42.52% 和 41.38% 。

3 討論

在反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)新體系中，飼料蛋白質(zhì)瘤胃降解率具有重要地位，它不僅是反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)需要和飼料蛋白質(zhì)新體系評(píng)定的基本參數(shù)，而且也是反芻動(dòng)物飼料分類的指標(biāo)［4］。嚴(yán)格說來，用尼龍袋法估測(cè)的蛋白質(zhì)瘤胃降解率應(yīng)是其消失率［2］。因?yàn)槌艘驯唤到獬珊?jiǎn)單化學(xué)物質(zhì)的蛋白質(zhì)外，還包括通過袋孔流失的小顆粒蛋白質(zhì)和可溶性蛋白質(zhì)。但由于尼龍袋在瘤胃內(nèi)運(yùn)動(dòng)很緩慢，而且通過2.5 mm篩子粉碎的飼料樣小于40 μm的顆粒很少，因此通過袋孔流失的蛋白質(zhì)很少。對(duì)于可溶性蛋白質(zhì)，一般認(rèn)為大多數(shù)飼料的可溶性蛋白質(zhì)在瘤胃很快被降解。

表4 7種飼料原料蛋白質(zhì)在梅花鹿瘤胃內(nèi)的動(dòng)態(tài)降解率Table 4 Protein ruminaldynamicdegradability of 7 feed ingredients in sikadeer

很多因素會(huì)影響飼料粗蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解，其中飼料粗蛋白質(zhì)的化學(xué)特性是最重要的影響因素［5］。在飼料粗蛋白質(zhì)化學(xué)特性中有最重要的2點(diǎn)值得考慮:1)非蛋白氮和真蛋白氮的含量;2)飼料原料中真蛋白質(zhì)部分的物理和化學(xué)特性。一些導(dǎo)致蛋白質(zhì)在瘤胃降解速度差異的特性包括:1)蛋白質(zhì)三維立體結(jié)構(gòu)的差異;2)分子內(nèi)和分子間化學(xué)鍵的差異;3)存在細(xì)胞壁惰性屏障和含有抗?fàn)I養(yǎng)因子等［6］。不同的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)將影響瘤胃微生物與蛋白質(zhì)的接觸程度，這無疑是影響蛋白質(zhì)在瘤胃中降解速度和降解程度的最重要因素。含有大量交聯(lián)鍵(如存在于白蛋白和免疫球蛋白內(nèi)的二硫鍵或者由于熱處理或化學(xué)處理產(chǎn)生的交聯(lián)鍵)的蛋白質(zhì)難以與蛋白酶接觸，降解速度很慢［7］。

飼料蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解速度是不穩(wěn)定的，主要取決于飼料本身的特性。飼料蛋白質(zhì)可分為快速降解、慢速降解和不易降解3部分，不同飼料各部分所占的比例不同。從表4可以看出，棉籽粕和玉米蛋白粉快速降解部分和降解常數(shù)都較高，所以動(dòng)態(tài)降解率也較高;羊草和玉米胚芽粕雖然快速降解部分較高，但降解常數(shù)很低，所以動(dòng)態(tài)降解率比較低;其他幾種飼料的快速降解部分和降解常數(shù)都低，所以動(dòng)態(tài)降解率也低。

本試驗(yàn)中，在各時(shí)間點(diǎn)棉籽粕的蛋白質(zhì)瘤胃降解率始終保持最高，且與其他原料的差異達(dá)到極顯著水平;玉米蛋白粉的蛋白質(zhì)瘤胃降解率緊隨其后，在48 h時(shí)極顯著高于除棉籽粕外的其他飼料原料，其余幾種飼料原料48 h的蛋白質(zhì)瘤胃降解率從高到低依次為羊草、DDGS、玉米胚芽粕、菜籽粕和玉米纖維。上述飼料原料的蛋白質(zhì)瘤胃動(dòng)態(tài)降解率亦呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律。林春建等［2］研究認(rèn)為棉籽粕蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的動(dòng)態(tài)降解率比較高，菜籽粕蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的動(dòng)態(tài)降解率較低，潘曉亮等［8］研究表明棉籽粕蛋白質(zhì)在綿羊瘤胃中降解率也較高，均與本試驗(yàn)的研究結(jié)果類似。然而，李建國(guó)等［9］研究認(rèn)為棉籽粕蛋白質(zhì)在綿羊瘤胃內(nèi)的動(dòng)態(tài)降解率較低，結(jié)果的差異可能是飼料的收獲期、部位、加工處理、產(chǎn)地不同造成的［10］。

棉籽粕的蛋白質(zhì)瘤胃降解率較高，若直接飼喂動(dòng)物，會(huì)造成飼料真蛋白質(zhì)的浪費(fèi)。因此，生產(chǎn)實(shí)踐中要考慮進(jìn)行蛋白質(zhì)過瘤胃保護(hù)技術(shù)，以降低飼料蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的降解率，同時(shí)不改變其在小腸內(nèi)的消化，進(jìn)而提高飼料蛋白質(zhì)的利用率。

在本試驗(yàn)中，菜籽粕的蛋白質(zhì)瘤胃降解率很低，這是一種值得進(jìn)一步研究的蛋白質(zhì)補(bǔ)充料。如果它在小腸內(nèi)的蛋白質(zhì)消化率很高，那么它將是飼喂高產(chǎn)梅花鹿的優(yōu)質(zhì)飼料。但是菜籽粕對(duì)反芻動(dòng)物的適口性差，長(zhǎng)期過量飼喂影響其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用，易引起甲狀腺腫大［11］，故在生產(chǎn)中要控制其添加的比例或是經(jīng)過脫毒處理后再添加到飼糧中。

4 結(jié)論

①棉籽粕的蛋白質(zhì)瘤胃降解率較高，生產(chǎn)實(shí)踐中要考慮進(jìn)行過瘤胃保護(hù)技術(shù)，以減少蛋白質(zhì)資源的浪費(fèi)。

②菜籽粕的蛋白質(zhì)瘤胃降解率很低，是一種待開發(fā)利用的蛋白質(zhì)補(bǔ)充料。

③ 玉米胚芽粕、DDGS、玉米蛋白粉、玉米纖維及羊草可作為生產(chǎn)中常用的飼料原料。

④生產(chǎn)中最好將蛋白質(zhì)瘤胃降解率不同的飼料配合成或加工處理成降解率適宜的飼糧來使用，從而既能滿足鹿的瘤胃微生物對(duì)蛋白質(zhì)的需要，又能滿足鹿對(duì)過瘤胃蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)需要。

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