全收糞法和三氧化二鉻法測定藍狐對不同硒含量日糧的營養物質消化率

劉可園，劉晗璐，王卓，張婷，李光玉

（中國農業科學院特產研究所，吉林 長春 130112）

研究動物營養物質消化率時，需要測定動物的采食量和排糞量[1-2]。全收糞法測定的消化率結果比較準確，但是比較費時費工，尋找一種可以替代其的方法是十分必要的。指示劑法因操作簡單、只需要收集較少的糞便就可[3]，而被作為替代全收糞的方法。這種指示劑必需滿足在胃腸道內不可消化吸收；不具有生理功能；不被飼料或組織細胞顆粒吸附[4]；是一種惰性物質，被動物攝入后幾乎不發生變化地從消化道排出[5]。指示劑分為內源和外源2 種，前者是指飼料本身含有的不能被動物體吸收的物質，而后者是在飼料中添加不能被動物體吸收的物質。Kane 等[6]為尋找一種能夠準確計算放牧草食動物采食量和消化率的方法，分別分析內源指示劑（木質素、植物色素和不可消化蛋白質）、外源指示劑[三氧化二鉻（Cr2O3）、硫酸鋇]、放射性同位素和染料在飼料和糞便中的含量，通過計算發現以植物色素、不可消化蛋白質和Cr2O3為標記物得到的結果與常規方法相同。Hill 等[2]研究指出Cr2O3可作為研究犬營養物質小腸消化率的指示劑。Carciofi 等[4]研究也發現以Cr2O3法和全收糞法測定犬的營養物質消化率結果相近。Cr2O3是最早被用于測定飼料消化率的外源標記物，但其回收率受到飼料特性[7]、動物種類[3]、投給方式[8]和測定方法[4]等多種因素的影響。

硒是動物體必需的微量元素，是硒代半胱氨酸的組成成分，是一些抗氧化酶（包括谷胱甘肽過氧化物酶和某些硫氧還蛋白氧化還原酶等）的活性中心[9]，可以清除自由基，保護細胞膜免遭損害。許多研究表明，日糧中添加硒可以顯著提高畜禽對干物質、蛋白質、脂肪等營養物質的消化率[10-14]。目前，還沒有關于利用Cr2O3法測定藍狐營養物質消化率的報道，日糧中硒含量是否對Cr2O3法測定結果有影響還不清楚。

本研究利用全收糞法和Cr2O3法測定藍狐對不同硒含量日糧中各種營養物質的消化率，研究硒對藍狐消化各種營養物質的影響，同時比較日糧中硒含量不同時全收糞法和Cr2O3法測定藍狐對干物質、蛋白質、脂肪和碳水化合物消化率的差異和相關性。

1 材料與方法

1.1 試驗動物分組及飼養管理

選取 120 日齡左右、體重相近（5.14±0.03 kg）的健康雄性藍狐30 只，隨機分為2 組，每組15 個重復，每個重復1 只。參照NRC（1982）[15]和中國飼料成分與營養價值表（2017年第28 版）[16]，以膨化玉米、豆粕、玉米蛋白粉、肉骨粉和雞油等為主要原料，配制基礎日糧（硒含量為0.096 mg/kg）以及添加0.2 mg/kg 硒（添加形式為含硒量為1%的甘氨酸硒）的試驗日糧。基礎日糧組成及營養成分見表1。試驗開始于9 月中旬，試驗期為35 d，前7 d 為適應期，在農業部長白山野生生物資源重點野外科學觀測站開展。根據動物習性將干粉飼料與水按照一定比例飼喂，每天07: 00和15:00 各飼喂1 次，自由飲水。試驗動物單獨飼養于常規籠（1.0 0.8 0.8 m）中，按照常規進行疫苗接種和飼養管理。

表1 基礎日糧組成及營養水平Table 1 Ingredient and nutritional level of the basal diet （g/kg DM）

1.2 消化代謝試驗

1.2.1 全收糞法 飼喂試驗日糧27 d后，將接糞盤放置到每只動物籠子下，收集連續3 d（72 h）的糞便。每天收集的糞便樣本稱重后，按照鮮重5%加入10%硫酸溶液和少量甲苯防腐，20 ℃保存備用。將3 d 收集的糞便樣本混合均勻后，先在80 ℃下殺菌2 h，然后降到65 ℃烘干至恒重，粉碎后過40 目篩，然后測定各營養物質含量。

1.2.2 Cr2O3法 全收糞法試驗結束后，參照Carciofi等[4]的方法，將純度為99%（w/w）Cr2O3粉末均勻混合至干粉日糧中，使日糧中的Cr2O3含量為3.5 g/kg 左右，并準確記錄Cr2O3的添加量。在飼喂混合Cr2O3日糧1 d 后，在糞盤中選取幾個點連續3 d 收集糞便，每天收集約50 g，稱重，將3 d 收集的糞便混合均勻，按照全收糞法處理樣本。同時記錄連續3 d 糞便的總重，用于計算Cr2O3回收率。

1.3 樣本測定

參照AOAC（2003）[17]方法，測定飼料和糞便樣本干物質（DM）、粗蛋白質（CP）、粗脂肪（EE）以及飼料中的鈣（Ca）和總磷（TP）含量。飼料中的硒參照AOAC（2000）[18]的方法進行處理。硒標準液為1 mg/mL 1%HNO3溶液（國家標準物質中心），然后用0.1 mol/L HCl稀釋成10g/L 備用。經過處理的飼料和標準液使用原子熒光光譜儀（Anton Paar，澳大利亞）進行測定。飼料和糞便中鉻含量測定參照國家標準（GB5009.123—2014）的方法利用原子吸收光譜儀進行測定。

1.4 消化率計算

1.4.1 全收糞法 碳水化合物含量由干物質總量減去粗蛋白質、粗脂肪和粗灰分總量求得。各營養物質消化率及氮代謝相關指標公式如下：

1.4.2 Cr2O3法 Cr2O3回收率和消化率計算公式如下：

其中，A 為飼料中某成分的含量（%）；A1為糞便中相應成分的含量（%）；B 為飼料中指示劑的含量（%）；B1 為糞便中指示劑的含量（%）。

1.5 數據分析

利用 SAS 9.2 統計軟件的GLM 過程進行單因素方差分析，試驗結果以平均值±標準差的形式表示，P＜0.05 為差異顯著，P＞0.05 為差異不顯著 利用PROC CORR 過程，對全收糞法和Cr2O3法測定的數據進行相關分析，使用Pearson方法進行檢驗，P＜0.05表示顯著相關，P＞0.05 表示不相關。利用PROC REG過程對2 種方法測定數據進行一元回歸分析，并利用最小二乘法進行參數估計，變異系數（CV）和決定系數（R2）對方程進行檢驗。

2 結果與分析

2.1 飼料硒含量對糞便干物質組成和Cr2O3回收率的影響

從表2 可以看出，在藍狐日糧中添加硒對糞便的排出量沒有顯著的影響（P＞0.05），而對糞便中Cr2O3的回收率有顯著的影響，添加硒組糞便中Cr2O3的回收率顯著低于基礎日糧組（P ＜0.05）。

表2 糞便干物質和Cr2O3 的回收率Table 2 Recovery rate of fecal matter and Cr2O3

2.2 全收糞法和Cr2O3法測定藍狐對不同硒含量日糧消化率

由表3 可知，日糧中添加硒能夠顯著地提高藍狐營養物質的消化率（P ＜0.05），且全收糞法測得的消化率較Cr2O3法測得的低（P ＜0.05）。用全收糞法測得的干物質、蛋白質、脂肪和碳水化合物的消化率受到飼料硒含量的顯著影響（P ＜0.05），而用Cr2O3法測得的脂肪消化率差異顯著（P ＜0.05），其他各物質的消化率差異不顯著（P ＞0.05）。利用Cr2O3法得到的各營養物質消化率均高于全收糞法，干物質、蛋白質、脂肪和碳水化合物消化率在基礎日糧組分別高32.9%、14.2%、4.4%和5.9%，添加硒組分別高26.2%、14.2%、3.5%和6.1%。

表3 全收糞法和Cr2O3 法測定的藍狐對不同硒含量日糧消化率Table 3 Digestibility in different dietary selenium supplementation by total feces collection and Cr2O3 methods for bule foxes （%）

2.3 全收糞法和Cr2O3法測定的各種養分消化率的相關性

由表4 可知，基礎日糧組2 種方法測定的各營養物質消化率均顯著正相關，且回歸分析得到的方程的決定系數 R2在0.5 左右。添加硒組2 種方法測定的干物質消化率顯著相關，其他營養物質消化率不相關，得到的回歸方程的R2值較低。以全收糞法測定的各營養物質消化率的數據為自變量、Cr2O3法測定的相應數據為因變量得到的一元回歸方程的變異系數差別較大，其中干物質和脂肪消化率方程的較小，而蛋白質和碳水化合物消化率方程的較大。

表4 全收糞法和Cr2O3 法測定的各種養分消化率的相關性Table 4 Correlation of various nutrient digestibility measured by the total feces colletion method and Cr2O3 method

3 討論

利用糞中指示劑含量估測營養物質消化率準確性受許多因素的影響[21]，其中指示劑在糞中的回收率是否接近于100%是最主要的因素[19]。本研究中糞便中Cr2O3的回收率不足80%，其中添加硒組回收率還不足70%，而且個體間差異較大，這是導致利用Cr2O3法測定的結果較全收糞法高的主要原因。陳瑤等[19]使用全收糞和指示劑法測定閹牛對8 種不同日糧有機物的消化率，結果發現糞便中Cr2O3的回收率不同動物個體間差異也較大。

鐘偉等[20]研究發現，在藍狐日糧中添加適量的以維生素、礦物質元素和益生菌制劑等為主要成分的預混合飼料，能夠促進營養物質的吸收與利用；飼料中添加硒可提高藍狐各營養物質的消化率。在其他家畜禽的研究中也得到了相似的結果，如Adkins等[10]和Nuijten等[11]研究表明在豬飼料中添加硒可以顯著提高干物質的消化率；Malhi[12]研究發現山羊日糧中添加硒可顯著提高干物質和蛋白質的消化率；Liu 等[13]在藍狐冬毛期日糧中添加不同水平的硒和維生素E，發現硒對雄性藍狐的干物質、蛋白質和脂肪的消化率有顯著的影響；弓劍等[14]研究發現在奶牛日糧中添加有機硒可顯著提高粗脂肪消化率，粗蛋白消化率也有一定的提高。

任慧波等[21]利用全收糞法和Cr2O3法測定犢牛液體飼料的養分消化率，發現Cr2O3法測定的粗蛋白、粗脂肪和有機物的消化率均高于全收糞法得到的結果，這與該研究得到的結果相一致。同時，任慧波等[21]分析了這2 種方法測定的結果呈中度相關，本研究中日糧中無硒添加組也得到了相似的結果。有研究發現，Cr2O3作為指示劑具有回收率變異大[22-23]、在體內可以氧化不飽和脂肪酸[5]的缺陷，而且回收率還受到日糧特性的影響，當日糧中粗蛋白質的消化率較高、粗纖維較低時，回收率較高[7]。本研究中日糧中添加硒提高了藍狐粗蛋白質的消化率，Cr2O3的回收率反而較低。這可能是由于藍狐日糧中多不飽和脂肪酸（PUFA）含量較高，硒的抗氧化作用可以更好地保護飼料中PUFA 免受空氣的氧化，從而使得添加硒組藍狐食入的PUFA較多，動物機體消耗的Cr2O3相對較多，導致回收率降低。添加硒組2 種方法測定結果的相關性低于無硒添加組，這也是糞便中Cr2O3回收率低導致的。鉻與其他的礦物質之間也存在著拮抗作用[24]。李靜等[25]研究硒和鉻對蛋雞脂質代謝及雞蛋硒含量的影響發現，硒與鉻在動物體內存在一定的拮抗作用，原因是硒與鉻能形成溶解度很低的復合物，這可能會進一步地促進Cr2O3在體內的消耗，使添加硒組糞便中鉻的回收率較無硒添加組低，進而導致2 種方法測定的結果間相關性低。

4 結論

本試驗中，利用Cr2O3法測定的藍狐對不同硒含量日糧的干物質、蛋白質、脂肪和碳水化合物的消化率較全收糞法測定的結果高。日糧中硒含量為0.096mg/kg時，2 種方法測定的結果顯著相關。藍狐日糧中添加硒會降低糞中Cr2O3的回收率。