玉米營養(yǎng)價值的快速評定及其DE、ME值的估測模型研究

張崇玉 張桂國 （山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 山東 泰安 271000）尹朋輝 路緒明 鄭文超 （泰安市新農(nóng)方舟飼料有限公司 山東 泰安）

試驗研究

玉米營養(yǎng)價值的快速評定及其DE、ME值的估測模型研究

張崇玉 張桂國 （山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 山東 泰安 271000）尹朋輝 路緒明 鄭文超 （泰安市新農(nóng)方舟飼料有限公司 山東 泰安）

本文提出了應(yīng)用玉米中的中性洗滌纖維(NDF)含量和中性洗滌可溶性碳水化合物(NDSC)的含量來評價玉米營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)，并且建立了快速測定玉米中的NDF和NDSC含量的方法。同時研究建立了玉米飼料豬的消化能值(DE)和雞的代謝能值(ME)估測模型：DE(Kcal/kg)=4.52CP+7.52EE+4.15NDSC+1.66NDF；ME(Kcal/kg)=3.32CP+7.52EE+ 4.15NDSC，可以在生產(chǎn)實際中用于玉米的豬DE值和雞ME值的估測。

玉米 消化能 代謝能 估測模型

（1）玉米是最重要的谷籽實類能量飼料，是能量飼料之王，在畜禽飼料中被廣泛地使用，在豬雞飼料配方中可占到50%以上。在飼料生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖實踐中，玉米的質(zhì)量檢測和營養(yǎng)價值的評定越來越重要。但是，現(xiàn)在生產(chǎn)中對于玉米的質(zhì)量評定，多局限于水分、容重、生霉粒等常規(guī)指標(biāo)。飼料用玉米的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17890-2008[1]中，規(guī)定了水分、雜質(zhì)、生霉粒、粗蛋白質(zhì)和容重等指標(biāo)，營養(yǎng)指標(biāo)僅有粗蛋白質(zhì)指標(biāo)，而且規(guī)定玉米干物質(zhì)(干基)中粗蛋白含量大于等于8%，折合成含水分14%的風(fēng)干玉米的粗蛋白含量為大于等于6.9%，一般均可達到，所以在生產(chǎn)實際中對于玉米粗蛋白質(zhì)含量的測定一般不進行測定。（2）玉米種類繁多，水分、容重、品種、產(chǎn)地、儲存及干燥方式等影響玉米成分和營養(yǎng)價值[2]。目前，國內(nèi)外學(xué)者有根據(jù)玉米的常規(guī)成分建立玉米的DE、ME的預(yù)測方程，也有企業(yè)根據(jù)玉米容重預(yù)測家禽ME值，也有飼料公司企業(yè)測定玉米的淀粉含量作為衡量玉米營養(yǎng)價值的主要指標(biāo)，但是這些或存在準(zhǔn)確度問題或者淀粉指標(biāo)的測定繁瑣等因素，尚未在生產(chǎn)時間中廣泛地推廣應(yīng)用。（3）玉米中的成分如水分、灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、淀粉、粗纖維(CF)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)等成分含量的多少都會影響玉米的營養(yǎng)價值，除了測定以上飼料成分外，玉米飼料的DE和ME值是評價玉米飼料營養(yǎng)價值的最重要指標(biāo)。最能敏感地衡量玉米的營養(yǎng)價值和快速測定及DE和ME值估測模型一直是困擾在生產(chǎn)實際中使用這些原料的企業(yè)人員心中的難題。

本文提出了應(yīng)用玉米中的中性洗滌纖維(NDF)含量和中性洗滌可溶性碳水化合物(NDSC)的含量來作為評價玉米營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)，并且建立了玉米中的NDF含量和NDSC含量的快速測定方法。同時研究建立了玉米飼料對于豬消化能值(DE)和雞代謝能值(ME)的估測模型，可以在生產(chǎn)實際中用于玉米的DE、ME值的估測。

1 材料和方法

1.1 材料

選用不同批次的9個玉米樣品和18個玉米粉樣品(是玉米去除部分玉米糝后的產(chǎn)品)，粉碎過40目篩(篩孔直徑為0.42mm)，制成實驗分析樣品。

1.2 方法

1.2.1 測定方法 玉米中的水分(W)含量的測定，采用國標(biāo)GB/T6435-2006飼料中水分和其他揮發(fā)性物質(zhì)含量的測定[3]；玉米中的灰分(CA)含量的測定，采用國標(biāo)GB/T6438-2007飼料中粗灰分的測定[4]；玉米中的粗蛋白質(zhì)(CP)含量的測定，采用國標(biāo)GB/T6432-1994飼料中粗蛋白的測定[5]；玉米中的粗脂肪(EE)含量的測定，采用國標(biāo)GB/T6433-2006飼料中粗脂肪的測定[6]；玉米中的中性洗滌纖維(NDF)含量的測定，采用聚酯纖維篩網(wǎng)袋法，具體參照張崇玉等(山東畜牧獸醫(yī)，2015(36).9∶20-22)[7,8]，參照步驟如下：NDF測定步驟：樣品稱量：在已知質(zhì)量(m1)的5cm×6cm聚酯纖維篩網(wǎng)袋中(篩網(wǎng)孔直徑20μm，三面封口，用特殊油性記號筆編號)，準(zhǔn)確稱取試樣1.0g(m)左右，用塑封機封口，每個樣品做2個平行樣。中性洗滌劑煮沸處理：將裝有樣品的20個篩網(wǎng)袋放入3L大燒杯中，加入已煮沸的中性洗滌劑2000ml，煮沸60±1min，煮沸過程保持溶液體積不變，煮沸完畢取出篩網(wǎng)袋，用水沖洗干凈后把袋內(nèi)水用毛巾擠壓干。烘干：將篩網(wǎng)袋放在烘箱內(nèi)105℃烘干30min至恒重，取出1min內(nèi)立即稱重m2。測定結(jié)果的計算：中性洗滌纖維(NDF)的含量%=(m2-m1)/m×100%，式中：m為試樣質(zhì)量，m2為中性洗滌纖維殘渣和篩網(wǎng)袋的質(zhì)量，m1為篩網(wǎng)袋的質(zhì)量。玉米的中性洗滌可溶性碳水化合物(NDSC)含量，通過測定玉米中的W、CA、CP、EE和NDF含量后，計算如下公式推導(dǎo)得出，NDSC%=100%-W%-CA%-CP%-EE%-NDF%。

1.2.2 玉米DE、ME估測模型的建立方法 玉米的豬消化能值(DE)與玉米中的可消化粗蛋白(DCP)、可消化粗脂肪(DEE)、可消化中性洗滌可溶性碳水化合物(DNDSC)、可消化中性洗滌纖維(DNDF)含量有關(guān)，玉米的豬消化能(DE)用以下估測模型計算求得。玉米的豬DE估測模型I：DE(Kcal/kg)=5.65CP×80%+9.40EE×80%+4.15NDSC+4.15 NDF×40%。模型I簡化成如下模型II：DE(Kcal/kg)=4.52 CPs+7.52EE+4.15NDSC+1.66NDF。式中：CP是玉米中粗蛋白質(zhì)的含量(g/kg)，豬的CP消化率按80%計算；EE是玉米的粗脂肪含量(g/kg)，豬的EE消化率假定為80%；NDSC是玉米的中性洗滌可溶性碳水化合物的含量(g/kg)，主要成分是淀粉，豬的NDSC消化率假定為100%；NDF是玉米的中性洗滌纖維素的含量(g/kg)，豬的NDF消化率假定為40%，NDSC由以下公式計算得出：NDSC%=100%-W%-CA%-CP%-EE%-NDF%。模型I中的系數(shù)5.65、9.40和4.15分別是每克可消化蛋白質(zhì)、可消化脂肪和可消化淀粉提供的DE值(Kcal/g)。玉米的雞代謝能值(ME)與玉米中的可消化粗蛋白(DCP)、可消化粗脂肪(DEE)、可消化中性洗滌可溶性碳水化合物(DNDSC)有關(guān)，玉米的ME用以下估測模型計算求得。玉米的雞ME估測模型III：ME(Kcal/kg)=4.15CP×80%+9.40EE×80%+ 4.15NDSC。模型III簡化成如下模型IV：ME(Kcal/kg)= 3.32CP+7.52EE+4.15NDSC。式中：CP是玉米中粗蛋白質(zhì)的含量(g/kg)，其雞消化率按80%計算；EE是玉米的粗脂肪含量(g/kg)，雞EE消化率假定為80%；NDSC是玉米的中性洗滌可溶性碳水化合物的含量(g/kg)，主要成分是淀粉，其雞對NDSC消化率假定為100%，NDSC由以下公式計算得出：NDSC%=100%-W%-CA%-CP%-EE%-NDF %。模型III中的系數(shù)4.15是每克可消化蛋白質(zhì)提供的ME值(Kcal/g)、9.40是每克可消化粗脂肪提供的ME值(Kcal/g)、和4.15每克可消化淀粉提供的ME值(Kcal/g)。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米中的NDSC含量和淀粉(TS)含量的關(guān)系

玉米中的NDSC含量和淀粉(TS)含量見表1(此表數(shù)據(jù)摘自中國飼料成分及營養(yǎng)價值表)，NDSC是由公式NDSC%=100%-W%-CA%-CP%-EE%-NDF%推算得出。從表1可以看出玉米中的NDSC含量和TS含量兩個指標(biāo)較一致，且趨勢一致，表明用NDSC指標(biāo)代替淀粉(TS)含量指標(biāo)可行。

表1 玉米中的NDSC 含量和淀粉(TS)含量比較 (%)

2.2 玉米中快速測定的NDF和NDSC含量的結(jié)果

9個玉米樣品和18個玉米粉樣品的快速測定NDF和NDSC含量的結(jié)果見表2，從表2可以看出，不同玉米樣品間NDF含量差別較大，范圍在10.66%～16.89%之間，變異系數(shù)18.88%；NDSC含量范圍在54.61%～61.83%之間，變異系數(shù)4.43%。不同玉米粉樣品間NDF含量差別非常大，范圍在8.60%～27.30%之間，變異系數(shù)24.78%；NDSC含量范圍在39.10%～61.40%之間，變異系數(shù)11.10%。

2.3 玉米DE、ME值的估測模型

9個玉米樣品和18個玉米粉樣品的DE、ME估測值見表2，豬DE值是應(yīng)用模型I或II估測得出，雞ME值是應(yīng)用模型III或IV估測得出。從表2可以看出的玉米的DE值在3217～3405kcal/kg之間；玉米的ME值在2828～3128kcal/kg之間；玉米粉的DE值在3103～3541kcal/kg之間；玉米粉的ME值在2545～3279kcal/kg之間。

2.4 玉米DE、ME值與NDF的回歸關(guān)系

玉米的豬DE、ME值與其NDF含量最為敏感，建立DE、ME值與NDF含量的回歸方程如下，可用于對玉米的DE、ME值進行估測。DE=3705.0-28.86NDF%，n=9，P＜0.01，r=0.9973，ME=3597.0-45.46NDF%，n=9，P＜0.01，r=0.9989。玉米粉建立的建立DE、ME與NDF含量的回歸方程如下：DE=3826.5-27.82NDF%，n=18，P＜0.01，r=0.9294。ME=3700.4-44.06NDF%，n=18，P＜0.01，r=0.9509

表2 玉米及玉米粉的分析成分含量及DE、ME估測 (%、kcal/kg)

3 討論

3.1 NDF和NDSC作為玉米飼料營養(yǎng)價值評定的主要指標(biāo)

玉米營養(yǎng)成分的指標(biāo)有水分、灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物等概略養(yǎng)分，也有中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、半纖維素、纖維素、淀粉等指標(biāo)。隨著科技的發(fā)展，有些飼料公司企業(yè)，測定玉米的淀粉含量作為評價玉米質(zhì)量的指標(biāo)，這個指標(biāo)能很好地反映玉米質(zhì)量的高低，但是，測定玉米淀粉的方法是國家標(biāo)準(zhǔn)食品中淀粉的測定GB5009.9-2016[9]，國標(biāo)中規(guī)定了酶水解法和酸水解法兩種方法，該法測定繁瑣，測定時間較長，限制了在生產(chǎn)實踐中飼料公司企業(yè)對玉米淀粉的測定。本文作者提出了快速測定的玉米中性洗滌纖維(NDF)和中性洗滌可溶性碳水化合物(NDSC)含量作為玉米的營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)或敏感指標(biāo)。NDF的測定方法簡單，效率極高，省去過濾步驟，1.5h即可測定20個樣品。把玉米中的NDF和NDSC含量作為衡量玉米營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)，是有其理論基礎(chǔ)的，依據(jù)如下，玉米的主要成分有水分、灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和碳水化合物組成，作為風(fēng)干玉米的普通玉米，一般水分小于14%，灰分小于1.5%，粗蛋白質(zhì)8%左右，粗脂肪3.5%左右，而碳水化合物為73%左右。玉米中的碳水化合物提供的玉米DE或ME值的貢獻率最大，所以玉米碳水化合物的組成成分、含量及其消化性至關(guān)重要。在此我們把玉米中的碳水化合物，根據(jù)其消化性分為NDF和NDSC兩部分，其中NDF主要有半纖維素、纖維素和很少木質(zhì)素組成，是豬雞不易消化的部分；NDSC主要有淀粉組成，還有少量果膠(小于1%)和少量的可溶性糖，是豬雞容易消化利用的部分，是玉米DE、ME的主要來源。利用玉米的NDSC含量指標(biāo)代替玉米淀粉含量的指標(biāo)，用來評價玉米的營養(yǎng)價值，具有容易測定和快速測定的特點，玉米中的NDF含量可用本文提出的聚酯纖維篩網(wǎng)袋法快速測定得出，NDSC含量由以下公式計算得出：NDSC%=100%-W%-CA%-CP%-EE%-NDF%，式中：W、CA、CP、EE含量為實測值或典型值。這就為生產(chǎn)實際中的應(yīng)用提供了方便。

3.2 玉米DE、ME的估測模型建立問題

（1）玉米作為能量飼料之王，最大的功能是為畜禽提供有效能，有效能主要指標(biāo)是豬的消化能(DE)和家禽的代謝能(ME)，玉米的DE、ME是衡量玉米營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)。然而應(yīng)用全糞法消化代謝試驗測定玉米的DE、ME值，非常繁瑣，消耗大量的人力物力，所以在生產(chǎn)實際中較少使用。利用玉米的概略養(yǎng)分含量預(yù)測DE、ME值，既缺乏理論基礎(chǔ)，模型的準(zhǔn)確度也不高，所以生產(chǎn)中應(yīng)用也不廣泛。（2）玉米的DE、ME值估測模型的建立，還要從理論基礎(chǔ)入手，豬DE值是玉米中的可消化蛋白質(zhì)、可消化粗脂肪、可消化中性洗滌可溶性碳水化合物、可消化中性洗滌纖維這四部分的能量總和。因此，依靠此理論建立的豬DE值預(yù)測模型，可以較好地估測玉米的DE值。雞或其他家禽對于玉米的中性洗滌纖維的消化率很低，可以忽略不計，因此雞ME值預(yù)測模型只考慮了玉米中的可消化蛋白質(zhì)、可消化粗脂肪、可消化中性洗滌可溶性碳水化合物三個變量。（3）玉米的DE或ME值與NDF含量非常敏感，與其成負相關(guān)，因為NDF成分是半纖維素、纖維素和木質(zhì)素等成分，是豬雞不易消化的成分，特別是雞對其消化率很低，所以NDF含量的高低影響其DE和ME值的大?。煌瑫r玉米飼料中的NDSC含量與淀粉含量比較一致，且與NDF含量成反比，NDF含量高造成其NDSC(或淀粉)成分含量低，而NDSC(或淀粉)含量高低決定著玉米飼料DE和ME值大小。所以玉米飼料的DE、ME 值最敏感的影響因子是NDF含量和NDSC(或淀粉)含量，而玉米中的水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量也影響玉米DE、ME值的大小。本文中的玉米DE、ME值預(yù)測模型的建立，不但考慮了玉米中NDF、NDSC含量因子，也考慮了玉米水分(W)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)含量因子，并且考慮了它們的消化性，所以本文建立玉米DE、ME值預(yù)測模型可以比較準(zhǔn)確地估測玉米DE、ME值，可以在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用 。

4 結(jié)論

（1）玉米飼料要測定其NDF含量和中性洗滌可溶性碳水化合物(NDSC)含量，作為評價其營養(yǎng)價值的主要指標(biāo)。（2）玉米飼料豬DE和雞ME 值得可用如下模型進行估測：DE(Kcal/kg)=4.52CP+7.52EE+4.15NDSC+1.66NDF；ME(Kcal/kg)=3.32CP+7.52EE+4.15NDSC。（3）玉米的DE和ME值與其NDF含量的成高度負相關(guān)：DE=3705.0-28.86 NDF%，r=0.9973；ME=3597.0-45.46NDF%，r=0.9989。

[1] GB/T17890-2008飼料級玉米[S]. 北京∶ 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008.

[2] 袁建敏等. 玉米的理化特性及影響因素研究進展. 動物營養(yǎng)研究進展[M]. 北京∶ 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2016(10)∶ 261-267.

[3] GB/T6435 -2006飼料中水分和其他揮發(fā)性物質(zhì)含量的測定[S]. 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2007.

[4] GB/T6438-2007飼料中粗灰分的測定[S]. 北京∶ 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2007.

[5] GB/T6432-1994飼料中粗蛋白的測定[S]. 北京∶ 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1994.

[6] GB/T6433-2006飼料中粗脂肪的測定[S]. 北京∶ 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2006.

[7] 張崇玉. 飼料中的粗纖維、NDF、ADF和ADL含量的快速測定方法[J]. 山東畜牧獸醫(yī), 2015, 36(8).

[8] 張崇玉等. 聚酯篩網(wǎng)袋法測定飼料中的CF和NDF含量的精密度研究[J]. 山東畜牧獸醫(yī), 2016(37)8∶ 1-3.

[9] GB5009.9-2016食品淀粉的測定[S]. 北京∶ 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2016.

S816.17

A

1007-1733(2017)06-0001-03

2017–03–21）