新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對飼料瘤胃降解特性的影響

李 森 王雨菲 黨世彬 荊林娜 莫 放 張 微

(中國農業大學動物科學技術學院，動物營養學國家重點實驗室，北京100193)

原位尼龍袋技術可測定飼料在反芻動物瘤胃中的降解速度和程度，是評價反芻動物飼料營養價值的一種常用方法，又稱瘤胃尼龍袋法，屬于半體內法。與體外法相比，該方法考慮了瘤胃內環境、食糜外流速率，使檢測結果更接近體內法；與體內法相比，該方法所需樣品少、操作簡單、測定迅速、成本低、重復性好。自1979年?rskov等[1]提出第一動力學模型，并擬合得到飼料蛋白質瘤胃動態降解參數來評價飼料瘤胃降解情況，極大地推動了瘤胃尼龍袋法由靜態研究向動態研究方向的發展，也使得該方法近40年里在世界上被廣泛應用。雖然瘤胃尼龍袋法已經被廣泛應用，但是在不同實驗室之間，甚至在同一實驗室內部，瘤胃尼龍袋法測定結果存在差異，需要對此方法進行規范或標準化[2]。國際上有一些關于用瘤胃尼龍袋法測定瘤胃降解率的標準程序或者建議方案(?rskov[3]、AFRC[4]、Madsen等[5]、Wilkerson等[6])，在國內，馮仰廉等[7]提出了在牛上用瘤胃尼龍袋法評定飼料蛋白質降解率的建議方案，并不完全適用于羊。本實驗室曾對飼糧精粗比、投放方式、沖洗方法、飼喂頻率、投袋時間、樣品重等因素對瘤胃尼龍袋法測定飼料瘤胃降解特性的影響有過相關研究[8-9]。目前，國內在新尼龍袋使用之前有幾種處理方法：不浸泡、用水浸泡、瘤胃中浸泡，其中在瘤胃中浸泡的較多。我們推測新尼龍袋在瘤胃中浸泡，瘤胃食糜可能會在尼龍袋的表面堆積，尼龍袋的孔徑可能會堵塞，進而影響飼料的瘤胃降解率，即使經過洗滌程序也不能完全洗凈。因此，本試驗通過使用瘤胃預浸泡和未浸泡的新尼龍袋，分批測定玉米、豆粕、麥秸、黑麥干草4種常用飼料中干物質(DM)和粗蛋白質(CP)在瘤胃內的動態降解率，研究新尼龍袋使用前在瘤胃中浸泡與不浸泡是否會影響飼料的瘤胃降解特性，以期為羊上瘤胃尼龍袋法相關規程或標準的制定提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

選用3周歲、體重64.9～72.1 kg、體質接近、健康狀況良好、進行正常驅蟲和免疫并且裝有永久性瘤胃瘺管的云南半細毛羊公羊為試驗動物。

1.2 飼糧配制與飼養管理

試驗所用飼糧參考1.3倍NRC(2007)[10]維持營養需要配制，其組成及營養水平見表1。飼糧精粗比為3∶7，日采食量分別為：精料0.48 kg，豆糠0.72 kg，青貯1.14 kg(含水量65%)，每天07：00和17：00分2次等量飼喂，先喂青貯，采食完后再飼喂混合均勻的精料和豆糠，料水比為1∶1。試驗期間，單欄飼養，保證自由飲水。定期打掃圈舍和護理瘤胃瘺管。試驗前空腹稱重，每期試驗包含預試期7 d，正試期3 d。每期試驗結束后，試驗羊休息2 d。試驗于昆明易興恒畜牧科技有限公司羊場進行。

1.3 試驗設計

采用單因素完全隨機試驗設計。選擇300目(孔徑48 μm)的新尼龍布，規格為6 cm×10 cm。試驗組中新尼龍袋使用前在瘤胃中浸泡72 h，取出后沖洗、烘干恒重、編號備用。對照組中新尼龍袋用清水沖洗后使用(烘干至恒重、編號備用)。選取體重相近、健康狀況良好的裝有永久性瘤胃瘺管的云南半細毛羊公羊8只，隨機分為2組(對照組和試驗組)，每組4只，分批對玉米、豆粕、麥秸、黑麥干草4種飼料中DM和CP在瘤胃內的動態降解率進行測定。待測樣品粉碎并通過8目篩，使用前65 ℃烘8 h，回潮24 h，稱取精料4.0 g或者粗料2.5 g左右放入已知重量的尼龍袋中。每2個袋子作為平行，4只羊為4個重復。尼龍袋系在內徑為3 mm、長25 cm的半軟塑料管底部，橡皮筋固定，確保樣品不丟失、尼龍袋不脫落。試驗采用“同時投入，依次取出”的方法。于07：00飼喂前投入瘤胃腹囊，精料于2、4、8、16、24、36、48 h從瘤胃瘺管中取出，粗料于4、8、16、24、36、48、72 h從瘤胃瘺管中取出，并立即用兒童洗衣機(長虹XPB30-875S，3 kg)，標準狀態下最高水位沖洗3次，每次5 min，換水3次。將洗凈的尼龍袋放入65 ℃的烘箱中烘48 h至恒重，稱取尼龍袋及殘渣的重量，并將尼龍袋中瘤胃未降解的殘渣收集于自封袋。待測樣品的DM和CP含量見表2。

表1 飼糧組成及營養水平(干物質基礎)

1.4 指標測定與計算

1.4.1 DM和CP含量測定

DM和CP含量按照《飼料分析及飼料質量檢測技術》(第3版)[11]中方法進行測定。其中DM含量使用恒溫鼓風干燥箱(上海精宏)測定，CP含量使用FOSS半自動凱式定氮儀(北京福斯)測定。

表2 待測樣品的DM和CP含量(干物質基礎)

1.4.2 瘤胃降解動力學參數估計

首先根據公式計算飼料中營養物質在不同時間點的實時瘤胃降解率：

某營養物質不同時間點的實時瘤胃降解率(%)=
[(降解前袋內該營養物質含量-降解后袋內
該營養物質含量)/降解前袋內該
營養物質含量]×100。

飼料中營養物質的實時瘤胃降解率符合指數曲線：

dp=a+b(1-e-ct)。

式中：dp為t時刻某營養物質的實時瘤胃降解率(%)；a為該營養物質的快速降解部分(%)；b為該營養物質的慢速降解部分(%)；c為該營養物質慢速降解部分的降解速率(%/h)；t為飼料在瘤胃內停留的時間(h)。

利用各時間點的實時瘤胃降解率和時間，計算a、b和c值。

1.4.3 飼料中營養物質瘤胃有效降解率的計算

采用下式計算飼料中營養物質的瘤胃有效降解率：

ED=a+b×c/(c+k)。

式中：ED為某營養物質的有效降解率(%)；a為該營養物質的快速降解部分(%)；b為該營養物質的慢速降解部分(%)；c為該營養物質慢速降解部分的降解速率(%/h)；k為瘤胃外流速率(%/h)，本試驗對干草類飼料的瘤胃外流速率取3.14%/h[12]，精料取5%/h[3]。

1.5 統計分析

所有數據用Excel 2010初步整理后，用SAS 9.2統計軟件中NLIN程序計算a、b、c值，降解率和降解參數采用SPSS 22.0統計分析，數據均采用平均值±標準差表示。P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對玉米DM和CP瘤胃降解特性的影響

由表3可知，試驗組玉米DM 4、8和24 h的瘤胃降解率以及潛在降解部分顯著低于對照組(P<0.05)，其他各時間點的瘤胃降解率和降解參數與對照組均無顯著差異(P>0.05)。試驗組玉米CP僅36 h的瘤胃降解率和潛在降解部分顯著低于對照組(P<0.05)，DM和CP其他各時間點的瘤胃降解率和降解參數與對照組均無顯著差異(P>0.05)。試驗組玉米DM和CP的有效降解率低于對照組，但差異不顯著(P>0.05)。

表3 新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對玉米DM和CP瘤胃降解特性的影響

續表3項目Items干物質 DM對照組Control group試驗組Test groupP值P-value粗蛋白質 CP對照組Control group試驗組Test groupP值P-value24 h79.79±1.64a72.44±2.65b0.00949.82±1.6149.54±3.660.92636 h81.04±4.3578.05±3.940.05474.14±5.41a60.07±4.90b0.02948 h88.04±1.6586.20±1.140.11673.84±5.6667.88±4.200.093瘤胃降解參數 Ruminal degradation parameters快速降解部分 a/%30.93±2.5627.82±1.620.08516.35±3.2218.56±2.080.078慢速降解部分 b/%61.75±1.6460.77±1.290.38272.75±6.0165.35±6.840.030慢速降解部分的降解速率 c/(%/h)5.07±1.235.87±1.150.9984.32±1.074.22±2.070.934潛在降解部分 a+b/%92.68±2.30a88.59±1.70b0.02889.10±1.20a83.91±1.36b0.012有效降解率 ED/%62.02±2.4060.63±2.140.06350.07±3.7948.47±2.700.338

2.2 新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對豆粕DM和CP降解特性的影響

由表4可知，新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理與否對豆粕DM和CP的瘤胃降解特性無顯著影響(P>0.05)。DM和CP的瘤胃有效降解率均以試驗組低于對照組。

表4 新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對豆粕DM和CP瘤胃降解特性的影響

2.3 新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對麥秸DM和CP瘤胃降解特性的影響

由表5可知，試驗組麥秸DM 16 h的瘤胃降解率、CP 8 h的瘤胃降解率均與對照組差異顯著(P<0.05)，DM和CP其他時間點的瘤胃降解率與對照組無顯著差異(P>0.05)。試驗組麥秸DM的所有瘤胃降解參數以及CP的慢速降解部分和慢速降解部分的降解速率與對照組無顯著差異(P>0.05)，但麥秸CP的快速降解部分、潛在降解部分與對照組差異顯著(P<0.05)。試驗組麥秸DM的有效降解率與對照組無顯著差異(P>0.05)，但CP的有效降解率顯著高于對照組(P<0.05)。

表5 新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對麥秸DM和CP瘤胃降解特性的影響

2.4 新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對黑麥干草DM和CP瘤胃降解特性的影響

由表6可知，試驗組僅黑麥干草DM的慢速降解部分的降解速率、潛在降解部分與對照組差異顯著(P<0.05)，DM和CP其他各時間點的瘤胃降解率、降解參數和有效降解率均與對照組無顯著差異(P>0.05)。

表6 新尼龍袋使用前瘤胃浸泡處理對黑麥干草DM和CP瘤胃降解特性的影響

續表6項目Items干物質 DM對照組Control group試驗組Test groupP值P-value粗蛋白質 CP對照組Control group試驗組Test groupP值P-value慢速降解部分 b/%56.29±2.1353.80±1.290.09245.01±1.9448.44±1.330.223慢速降解部分的降解速率 c/(%/h)3.50±0.31b4.51±0.34a0.0047.01±0.418.02±1.370.209潛在降解部分 a+b/%73.92±1.89a69.07±1.01b0.00480.54±1.4280.46±1.860.943有效降解率 ED/%47.30±0.5146.98±0.840.61966.62±0.7166.82±2.250.903

3 討 論

本試驗通過測定玉米、豆粕、麥秸、黑麥干草4種飼料使用瘤胃預浸泡和未浸泡的新尼龍袋在瘤胃中的降解特性發現，玉米、豆粕、黑麥干草DM和CP的有效降解率在試驗組和對照組之間均沒有出現顯著差異，試驗組麥秸DM的有效降解率與對照組無顯著差異，但CP的有效降解率顯著高于對照組。另外，對于玉米、豆粕2種精料，試驗組DM和CP的有效降解率均低于對照組；對于麥秸、黑麥干草2種粗飼料，試驗組DM的有效降解率低于對照組，CP的有效降解率高于對照組。這說明新尼龍袋使用前瘤胃浸泡與否對精、粗飼料的影響不同。

在瘤胃尼龍袋法程序中，新尼龍袋使用前有不同的處理方式，分別為用清水沖洗、用清水浸泡、在瘤胃中浸泡。查閱相關文獻發現，?rskov[3]、Madsen等[5]、高新梅等[13]、李洪濤[14]、李海文等[15]在文章中沒有提到試驗之前尼龍袋是怎么處理的；Wilkerson等[6]、馮仰廉[16]、孟春花等[17]、靳玲品等[18]、朱亞駿等[19]、汪水平等[20]是在新尼龍袋使用前在瘤胃中浸泡72 h，取出后洗凈、烘干、編號備用；王文奇等[21]、吳仙等[22]是在新尼龍袋使用前投入瘤胃中浸泡24 h，再取出洗凈、烘干、檢查有無破損、編號備用；李志威等[23]則是在新尼龍袋使用前用自來水浸泡沖洗、烘干恒重、編號備用。可以看出，關于新尼龍袋使用之前的預處理存在差異。新尼龍袋使用之前在瘤胃中預浸泡理論上可以增強微生物對待測飼料的及時接觸，尤其是對在瘤胃中培養時間短的樣品來說[24]；但是，新尼龍袋使用前在瘤胃中浸泡之后，即使進行了仔細的洗滌程序，一些瘤胃食糜和殘渣仍然會吸附在尼龍袋表面，堵塞尼龍袋的孔徑，通過影響瘤胃微生物和待測底物的充分接觸，進而影響飼料瘤胃降解率。這可能是試驗組玉米、豆粕DM和CP以及麥秸和黑麥干草DM的有效降解率低于對照組的原因；至于試驗組麥秸CP的有效降解率顯著高于對照組，可能與粗飼料本身DM的降解率低及飼料性質有關，具體原因有待進一步研究。

另外，Weakley[25]認為，瘤胃尼龍袋中的樣品在瘤胃發酵過程中容易發生粘連現象，造成袋子孔隙的堵塞。我們推測重復利用會導致尼龍袋表面附著物的大量積累，孔徑堵塞增多并導致孔徑變小，影響飼料的瘤胃降解率。如果尼龍袋打算后續多次使用，那么新尼龍袋在第1次使用前浸泡，可以減小后續利用帶來的差異；如果新尼龍袋僅打算使用1次，那么使用前無需在瘤胃中浸泡處理。

4 結 論

利用瘤胃尼龍袋法測定羊常用飼料DM和CP的瘤胃降解特性時，新尼龍袋瘤胃預浸泡處理僅對麥秸CP的有效降解率產生顯著差異。由此建議，若新尼龍袋只使用1次，可以不在瘤胃中浸泡。