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(jiàn)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(guò)篩后備用。上述7種飼料原料的粗蛋白質(zhì)含量見(jiàn)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(jiàn)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(xiàn)縫雙道(確保邊縫不會(huì)有飼料顆粒透過(guò))，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(guò)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(chēng)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(xiàn)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(lái)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(chēng)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?，取樣測(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(lèi)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(lèi)的指標(biāo)［4］。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，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(guò)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(guò)2.5 mm篩子粉碎的飼料樣小于40 μm的顆粒很少，因此通過(guò)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(wú)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(lèi)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(lái)使用，從而既能滿(mǎn)足鹿的瘤胃微生物對(duì)蛋白質(zhì)的需要，又能滿(mǎn)足鹿對(duì)過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)需要。

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