九種不同能量玉米副產物的膳食纖維組成與能量、粗纖維和豬氨基酸消化率的關系（待續(xù)）

N.A.Gutierrez，N.V.L.Serao，B.J.Kerr，R.T.Zijlstra，J.F.Patience

（1.愛荷華州立大學，動物科技學院，埃姆斯，50011；2.美國農業(yè)部農業(yè)與環(huán)境國家實驗室，埃姆斯，愛荷華州，50011；3.阿爾伯塔大學，農業(yè)食品與營養(yǎng)科學系，加拿大，埃德蒙頓，AB T6G 2P5）

中國·豬營養(yǎng)國際論壇

九種不同能量玉米副產物的膳食纖維組成與能量、粗纖維和豬氨基酸消化率的關系（待續(xù)）

N.A.Gutierrez1，N.V.L.Serao1，B.J.Kerr2，R.T.Zijlstra3，J.F.Patience1

（1.愛荷華州立大學，動物科技學院，埃姆斯，50011；2.美國農業(yè)部農業(yè)與環(huán)境國家實驗室，埃姆斯，愛荷華州，50011；3.阿爾伯塔大學，農業(yè)食品與營養(yǎng)科學系，加拿大，埃德蒙頓，AB T6G 2P5）

本試驗旨在確定最佳擬合膳食纖維組成，以評估膳食纖維（DF）水平對能量、粗纖維和氨基酸消化率的影響。9種玉米副產物分別為：玉米皮（37.0%總非淀粉多糖[NSP]）；玉米皮可溶物（17.1%NSP）；玉米干酒糟及可溶物（DDGS；20.4%NSP）；脫脂DDGS（25.0%NSP）；未煮過的DDGS（22.0%NSP）；高蛋白干酒糟（21.9%NSP）；脫殼，脫胚玉米（1.1%NSP）；玉米胚芽粕（44.4%NSP）；和玉米蛋白粉（4.9%NSP）。試驗選用初始體重為（25.9±2.5）kg、回腸末端裝有T型瘺管生長豬20頭，隨機分配給10種日糧處理，每個處理8個重復。玉米-豆粕基礎日糧為對照日糧，70%基礎日糧+30%評估原料組成 9種試驗日糧。評估原料中11種膳食纖維成分是酸性洗滌纖維 （ADF），中性洗滌纖維（NDF），總日糧纖維，半纖維素，總非淀粉多糖，NSP阿拉伯糖，NSP木糖，NSP甘露糖，NSP葡聚糖，NSP半乳糖，阿拉伯木聚糖。測定原料中總能（GE），干物質（DM），NDF的表觀回腸消化率（AID）、表觀全腸道消化率（ATTD），并測定氨基酸的AID。對每種原料種最佳纖維組分進行評估并排序，結果顯示：阿拉伯木聚糖含量與GE（R2=0.65；三次曲線，P＜0.01）和DM（R2=0.67；三次曲線，P＜0.01）的AID的呈明顯正相關。NSP木糖殘基與GE（R2=0.80；三次曲線，P＜0.01），DM（R2=0.78三次曲線，P＜0.01），NDF（R2=0.63；三次曲線，P＜0.01）的ATTD呈正相關；與蛋氨酸（R2=0.40；三次曲線，P=0.02），蛋氨酸+半胱氨酸（R2=0.44；三次曲線，P=0.04）和色氨酸（R2=0.11；三次曲線，P= 0.04）的AID呈正相關；與DE（R2=0.66；線性，P=0.02）和ME（R2=0.71；三次曲線，P=0.01）呈正相關。DF含量無法預測賴氨酸的AID（P＞0.05）。結論，阿拉伯木聚糖和NSP木糖殘基可以解釋由于日糧纖維水平改變引起的變化，可用于預測玉米副產物中除賴氨酸AID以外的纖維能量消化率，以及消化能和代謝能。

玉米副產物；日糧纖維；消化率；能量；豬

玉米副產物富含膳食纖維（DF），但是淀粉、氨基酸和脂肪含量差異很大。了解飼料原料中纖維含量和組成是很重要的，因為DF會減少氨基酸和能量物質的消化率（Souffrant，2001）。玉米及其副產物中的DF是耐發(fā)酵的，由不溶性的非淀粉多糖（NSP）組成，如纖維素、阿拉伯木聚糖和木質素等 （Jaworski，2012）。這些多糖主要是己糖（D-葡萄糖，D-半乳糖以及D-甘露糖）和戊糖（L-阿拉伯糖和D-木糖）通過糖苷鍵連接的聚合物。常規(guī)檢測來確定飼料原料DF含量，包括ADF和 NDF。兩者是根據在酸、堿或中性洗滌劑中的溶解度差異區(qū)分，不能根據化學組分和生物學功能精確區(qū)分。因此，單胃動物營養(yǎng)中使用這些方法檢測出的營養(yǎng)性數值是被質疑的（Choct，1997)。分析總NSP和相應的單糖殘基，可能是解釋膳食纖維對玉米副產物營養(yǎng)價值影響更好的工具。

增加玉米谷物中淀粉利用率和提取率，會導致玉米副產物化學組成發(fā)生變化，更難評估其營養(yǎng)價值。Fairbairn等（1999）報道，NDF和ADF分別占大麥中消化能含量變化的68%和85%。然而，仍未找到一個全面評估玉米副產物中DF含量對其營養(yǎng)價值影響的方法。

本試驗選用9種膳食纖維含量的玉米副產物，旨在確定最佳擬合膳食纖維（DF）組成，以評估DF含量對玉米副產品中能量、纖維和氨基酸消化率以及對能值的影響。

1 材料和方法

本試驗方案由愛荷華州立大學動物保護和使用委員會批準（9-10-7024-S）。

1.1 試驗設計 試驗豬（PIC）采用單欄（1.2m× 1.2m）飼養(yǎng)，欄中配有半板條混凝土地板，喂料器和杯狀飲水器。豬回腸末端裝有Stein等（1998）設計的T形瘺管。手術恢復后稱重，選取初始重為（25.9±2.5）kg的生長豬20頭，并隨機分配給10個處理組，每個處理8個重復，形成4期不完全區(qū)組設計。不同時期不重復飼喂試驗日糧。每一個收集期，包含9 d適應期，2 d糞便采集期和3 d回腸內容物收集期。

1.2 日糧處理 日糧處理包含一個玉米-豆粕型基礎日糧（表1），該配方滿足或超過生長豬營養(yǎng)需求（NRC，1998）。70%基礎日糧和30%玉米副產物組成9個試驗日糧。試驗中所評估的玉米副產物包括:玉米皮及其可溶物（CB-S；Poet Nutrition，Glenville，MN）；玉米皮 （CB；Lifeline Foods，St. Joseph，MO）；玉米干酒糟及可溶物（DDGS；DDGS-CV；Hawkeye Renewables，Iowa Falls，IA）；脫脂DDGS （DDGS-RO；Hawkeye Renewables）；未煮過的 DDGS （DDGS-BPX；Poet Nutrition，Hanlontown，IA）；高蛋白干酒糟 （HP-DDG；Poet Nutrition，Glenville，MN）；脫殼，脫胚玉米（DDC；Bunge North America，Atchison，KS）；玉米胚芽粕（CGmM；Cargill，Eddyville，IA）；和玉米蛋白粉（CGnM；Cargill）。日糧中還含有0.55%的Cr2O3作為內標指示劑。豬只每天飼喂相同量的飼料，約為自由采食量的90%。日糧平均分成兩份，分別在07∶00和16∶00飼喂。每個收集期結束，對所有豬進行稱重，并根據下一階段調節(jié)試驗日糧。

1.3 樣品收集 9 d日糧適應期后，第10和11天，收集糞便樣品，并儲存在-20℃。在第12、13、14天收集回腸食糜，樣品在-20℃下儲存，以防止細菌降解。在每個試驗期結束時，將回腸食糜和糞便樣品在室溫下解凍，并混勻，用于化學分析。回腸食糜樣品在化學分析之前進行凍干。糞便樣品于65℃烘箱風干至恒重（Jacobs等，2011）。風干的飼料、回腸食糜和糞便樣品研磨，過1mm篩后進行化學分析。

表1 基礎日糧和試驗日糧的成分組成（飼喂基礎）

2 統(tǒng)計分析

2.1 原料分析和正態(tài)性檢驗 通過混合模型對數據進行分析，以日糧成分為主效應（I），試驗時期和豬為隨機效應:

式中，Yijkl是某性狀的觀察值，μ是總平均數，τi是第i個原料的影響（i=1至9），Pj是第j個周期的影響（j=1至4，[0，σ2p]），Ak是第k個試驗單元的影響（k=1至 20，[0，σ2a]），eij（k）l是與 Yijkl相關的隨機誤差（l=2至4，[0，σ2e]）。

殘差由公式[1]生成，用于檢測數據是否符合正態(tài)分布。測試Ingred的影響，包括Kenward-Roger的近似自由度。Ingred的最小二乘均值用Tukey-Kramer估計和比較。P≤0.05，表示差異顯著。

2.2 原料中膳食纖維含量分析 該模型提出了包含原料中纖維水平影響的一種替代方法。在方程[1]的基礎上微調公式，評估11種不同的DF組分。在該替代模型中，DF水平的線性，二次方，三次方影響代替了Ingred。模型如下:

式中:Yi j k l，μ，Pj，Ak，eij（k）l與公式[1]相同，Xi、分別是與DF含量相關的線性、二次和三次曲線影響。

2.3 纖維模型和原料的比較 方程 [2]對所有DF組分的擬合優(yōu)度進行評估，確定最合適性狀分類的DF組分，然后與該組分在Ingred（公式[1]）模型中吻合度進行比較。用赤池信息標準（AIC）來衡量這些模型的擬合優(yōu)度。AIC值通過最大似然估計方法來計算并與不同的固定效應模型進行比較（Bolker等，2009）。

將每個性狀的AIC值進行排名獲得最適合的DF組分，該DF組分在一個性狀類別中的AIC統(tǒng)計值是最低的。用平均值排序評估分類中11 種DF組分的整體吻合度。這些分析顯示，分類中的每個特性的最佳吻合度將與通過Ingred得到的擬合優(yōu)度進行比較。

表2 各原料的營養(yǎng)成分分析值（飼喂基礎）

3 結果和討論

3.1 玉米副產物的營養(yǎng)組成 所有豬只回腸遠端瘺管試驗成功且無并發(fā)癥等。同一來源不同批次的玉米副產物理化分析成分相似（表2），這與Anderson等（2012）報道一致。不同原料營養(yǎng)組成成分的變化，反映了所用副產品及其加工工藝的多樣性。

DDGS中NDF和TDF含量與先前報道相近（Anderson等，2012；NRC，2012），與HP-DDG中NDF和TDF含量相當。 HP-DDG中NDF和TDF含量預估比3種DDGS原料低，因為HP-DDG生產過程中已將玉米皮從玉米粒中剝離。然而，加工后可能又將玉米皮重新添加到HP-DDG中，因為HP-DDG中NSP葡萄糖殘基含量比3種DDGS原料高，可能是因為麩皮中富含纖維素并具有高含量的NSP葡萄糖。HP-DDG中NDF的含量與NRC（2012）報道相似，但因加工工藝不同，其含量為16%～41%不等 （Kim等，2009；Robinson等，2008；Widmer等，2007）。很多相似的玉米副產物中纖維素含量不相同，如CB-S和CB。在CB-S中，玉米酒精蒸餾過程中剩余的可溶物加入到玉米皮中，NDF和TDF的含量是不含可溶物玉米皮的一半（Anderson等，2012；Sauvant等，2004）。 CGmM和CGnM中NDF含量分別為46.2%和12.1%，與Anderson等（2012）報道一致。但CGnM中NDF含量比NRC（2012）和Sauvant等（2004）報道的數值大。

理論上，TDF含量應該比NDF高，因為NDF中不含溶解于中性洗滌劑中的可溶DF。CB，CB-S 和DDGS中TDF與NDF的比值分別為1.05，1.11 和1.03，但其他6種原料中，比值從DDC的0.61 至CGmM的0.95不等。Urriola等（2010）報道，8種來源的玉米DDGS中TDF含量少于NDF，TDF 與NDF比值為0.79～0.91。在玉米及其副產品中大部分DF是不溶性的，因此對于NDF和TDF達成的共識就是它們可以檢測相同的化學物質來換算。本研究中有3種原料中TDF含量大于NDF，除DDC外，TDF和NDF的值總體相似。Anderson等（2012）發(fā)現TDF與NDF的比值為:CB（0.94），CB-S（1.06），DDGS（0.79～1.07），HP-DDG（0.66～0.98），CGnM（0.75），和DDC（0.61），與本試驗中的TDF和NDF值及其變化一致。同樣，Campbell等（1997）報道，不溶性DF含量高的飼料原料中TDF和NDF含量存在差異，如玉米糠（0.90），米糠（0.94），花生殼（0.97）和solka纖維素粉（1.07）。

除CGmM外，總NSP值均較低，但與NDF和TDF值模式相同。NSP與TDF比值從DDC的0.48 到CB的0.87，但CGmM是1.01。總NSP值比TDF值要低，因為TDF中包括木質素。然而，在富含不溶性DF的飼料原料中NSP與TDF比值也有類似的變化，solka纖維素粉，花生殼，玉米麩，米糠中NSP與TDF比分別為0.52，0.55，0.61和0.75（Campbell等，1997）。

本研究報告中，NDF、TDF和NSP的比值預期值和實際值不一致，可能是使用的分析方法不同導致。例如，由Prosky-TDF法（酶-重量法Prosky等，1985）或Uppsala-TDF法（酶-化學法；Theander等，1995）測定富含不溶性DF飼料原料中TDF值，兩個方法所得TDF值之間的差異如下:玉米麩（53.5 vs 42.8），米糠（17.2 vs 21.3），花生殼（76 vs73.4），solka纖維素粉（96.2 vs43；Campbell等，1997）。在低DF含量的飼料原料中差異更大，如DDC。

NSP的單糖殘基分析結果表明，葡萄糖是最常見的殘基，其次是木糖，阿拉伯糖，半乳糖和甘露糖。9種玉米副產品中總NSP大多由不溶性的單糖殘基組成。盡管如此，在DDGS-RO，CGmM和CGnM中，大約有1/3的總NSP是可溶的。本試驗中DDGS總NSP，NSP的單糖殘基和不溶性NSP的含量與Widyaratne和Zijlstra（2007）報道一致。單糖結構上與形成玉米副產物NSP的多糖相關，如阿拉伯木聚糖，纖維素和半乳甘露聚糖（Knudsen, 1997；Choct，2002）。

玉米副產品中蛋白質（CP，7.5%～59.5%）和氨基酸差別很大，表3列出了CGnM中蛋白質和每種氨基酸的最大值。HP-DDG中氨基酸含量比DDGS更多，并與其他研究HP-DDG的數據相同（NRC，2012；Kim等，2009；Widmer等，2007）。DDGS的氨基酸組成與其他研究的數據也相似（NRC，2012；Almeida等，2011；Spiehs等，2002）。 CGmM 和CGnM中蛋白分別為20.6和59.5%，氨基酸含量接近預期值（NRC，2012；Almeida等，2011）。

表3 分析各玉米副產物的氨基酸（以日糧為基礎）%

（未完待續(xù)）

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20162309

S816.4

A

1004-3314（2016）23-0040-04

中國豬營養(yǎng)國際論壇是由美國動物科學學會、上海亙泰實業(yè)集團和上海優(yōu)久生物科技有限公司聯(lián)合主辦，以“凝聚全球科研力量，驅動豬業(yè)創(chuàng)新思維”為宗旨，力邀全球一流的機構、專家和學者，傾力打造一個動物營養(yǎng)領域具有國際性、前沿性和權威性的論壇。該論壇每兩年舉辦一屆，聚焦行業(yè)發(fā)展中的熱點、難點，通過專家學者和企業(yè)領導者之間進行開放建設性的學術探討、理論研究和實踐經驗交流，整合全球動物營養(yǎng)領域最新的技術和研究成果，推動行業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造和提升產業(yè)價值。 www.asaschina.org