雷新建 刘国华 汝应俊 汪永香 唐德富 年 芳
(甘肃农业大学动物科学技术学院1,兰州 730070)
(中国农业科学院饲料研究所2,北京 100081)
不同测定方法及复合酶制剂对玉米有效能值的影响
雷新建1刘国华2汝应俊1汪永香1唐德富1年 芳1
(甘肃农业大学动物科学技术学院1,兰州 730070)
(中国农业科学院饲料研究所2,北京 100081)
本试验选用4个不同来源玉米样品为试验材料,采用全收粪法、指示剂法、回肠末端食糜法等3种生物学方法测定玉米表观代谢能、氮校正代谢能和回肠消化能,并评估添加复合酶制剂对玉米有效能值的影响。选取720只21日龄爱拔益加肉仔鸡供试,随机分配到15个处理组,每组设8个重复,每个重复6只鸡。分别接受基础饲粮和由50%基础饲粮分别添加50%待测4个玉米样品组成的试验饲粮,以及在上述5个处理组饲粮中分别添加500mg/kg复合酶制剂A或100mg/kg复合酶制剂B共组成15个处理饲粮组。结果表明:不同来源玉米样品的理化成分存在较大变异;全收粪法测得玉米代谢能值高于指示剂法,但无显著差异(P>0.05);添加复合酶制剂B提高了玉米4的回肠消化能(P<0.05)。
玉米 肉仔鸡 有效能 复合酶制剂
在肉仔鸡饲粮中,玉米作为一种重要的能量饲料,通常占配合饲料的50%~70%[1]。然而,玉米的化学组分如淀粉、蛋白质、纤维、脂肪和氨基酸含量存在变异,致使其有效能值变异较大[2-3]。玉米中部分碳水化合物、油脂和蛋白质等营养物质不能被肉鸡仔消化利用,直接随粪便排除体外[4]。Malathi等[5]报道玉米中含有大约9%的非淀粉多糖(NSP),而NSP的存在增加了食糜黏度,阻碍了养分与消化酶的充分接触,进而降低了养分的消化利用[6]。早期研究发现,添加外源性的酶制剂是一种有效消除NSP抗营养作用,提高养分消化率的途径[7]。NSP酶可破坏植物细胞壁,释放被包埋的营养物质,同时改善NSP引起的食糜黏性,提高饲料的营养价值,进而改善饲料品质[7-9]。酶制剂作为一种高效生物催化剂,具有酶与底物作用专一性的特点,考虑到单一酶制剂的作用有限,因此饲粮中需要多种酶制剂协同降解不同营养素和抗营养因子。本试验以4个不同来源,不同品质玉米样品为试验材料,采用全收粪法、回肠末端食糜法、指示剂法等3种生物学有效能值测定方法测定其表观代谢能(AME)、氮校正表观代谢能(AMEn)和回肠消化能(IDE),旨在评估添加复合酶制剂对不同品质玉米有效能值的作用效果,为复合酶制剂的应用提供参考。
饲养试验于2012年12月至2013年1月于甘肃农业大学动物科学技术学院动物试验场完成。样品测定于2013年2月至3月于动物科学技术学院动物营养实验室进行。
本试验选取北京、甘肃白银、甘肃兰州、甘肃平川4个地区4个外观和色泽正常的玉米样品作为试验材料。每种玉米采集100 kg样品,按照四分法结合多点取样法每份取样2 kg装入自封袋,以备测定理化指标。其余样品粉碎后装袋标号,保存于干燥处,以备配制试验饲粮。复合酶制剂A和复合酶制剂B主要成分为木聚糖酶、淀粉酶和蛋白酶,添加量分别为500mg/kg和100mg/kg。
721S型分光光度计:上海棱光技术有限公司;IKA-2000全自动氧弹式测热仪,德国IKA公司;Kjeltec 8100型凯氏定氮仪:丹麦FOSS公司。
于陕西宝鸡大成有限责任公司购进800只1日龄AA肉鸡雏。饲养至21日龄末,按照体重相近的原则选取720只供试,随机分配到15个处理组中,每组设8个重复,每个重复6只鸡(公母各半)。预试期10 d,正试期5 d。
1~21日龄饲粮及试验基础饲粮(表1)均参考NY/T-33-2004配制。4个待测玉米饲粮由50%的基础饲粮+50%的待测玉米样品组成,然后按照表2方案分别添加复合酶制剂组成其他试验组饲粮。所有试验饲粮均添加0.5%二氧化肽(TiO2)作为外源指示剂。饲粮以粉料形式饲喂。
表1 基础饲粮组成及营养水平(饲喂基础/%)
表2 试验设计
采用3层笼饲养,自由采食,自由饮水,24 h连续光照。试验鸡舍温度1~3日龄控制为33~36℃,然后每周降低3℃,降至24℃时保持到试验末。相对湿度前3日龄为70%~75%,之后保持在50%~65%范围内。试验期内及时清粪、清扫地面,保证室内环境良好。免疫程序参考商业推荐程序实施。
试验自22日龄开始,预饲试验期10 d,32日龄进入正试期,采用活动粪盘每天收集全部排泄物,其间随时拣出羽毛和遗洒饲料。准确记录正试期的耗料量和粪重。待正试期结束后,将4 d所收集的全部粪样充分混匀,取1/4粪样喷洒少量10%盐酸溶液,于65℃烘箱中烘72 h至恒重,粉碎过40目筛,制成风干样,装袋待测。
36日龄时以重复为单位采用颈部放血法屠宰所有试鸡,迅速打开腹腔,分离小肠,距回盲瓣1 cm处向前剪取15 cm的回肠,以重复为单位收集回肠食糜样品,迅速冷冻,并经冷冻干燥、粉碎、过40目筛制样于-20℃冰箱保存,待测。
测定4个玉米样品的容重(VW)、干物质(DM)、粗蛋白(CP)、总能(GE)、粗脂肪(EE)、粗灰分、钙(Ca)、总磷(P)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和淀粉。测定饲料样、排泄物和回肠食糜样品中的DM、CP、GE和二氧化钛(TiO2)等4项指标。
VW、DM、CP、EE、粗灰分、Ca、P和NDF的测定分别参照GB/T 1353—1999、GB/T 6435—2006、GB/T 6432—1994、GB/T 6433—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6436—2002、GB/T 6437—2002和GB/T 20806—2006方法进行。ADF参照NY/T 1459—2007方法测定。GE采用氧弹式测热仪(IKA—2000,德国)测定。淀粉参照Xiong等[10]的方法进行测定。TiO2含量的测定采用分光光度计法[11]。
饲粮AME=(采食量×饲粮GE-排泄物质量×排泄物GE)/采食量。
饲粮AME=饲料GE×(1-饲料中TiO2的含量/排泄物中的TiO2含量×排泄物GE/饲料中GE)。
饲粮IDE=饲料GE×(1-饲料中TiO2的含量/回肠食糜中的TiO2含量×回肠食糜GE/饲料中GE)。
饲粮AMEn=AME-RN×34.39
式中:RN为家禽每日沉积的氮量/g;34.39为每克尿氮所对应的能量。
玉米ME=基础饲粮ME+(试验饲粮ME-基础饲粮ME)/0.5
玉米IDE=基础饲粮IDE+(试验饲粮IDE-基础饲粮IDE)/0.5
采用SPSS16.0统计软件ANOVA模块进行统计数据处理和分析。差异显著时用Duncan多重比较。所有数据均以“平均数±标准差”表示。显著性水平定为P<0.05。
4个玉米样品的理化成分见表3。VW、CP、EE、Ca、P、NDF和ADF的变异系数均高于10%。4个不同来源玉米VW为490.1~743.0 g/L,GE为15.96~17.08 MJ/kg,DM为87.59%~90.29%,CP为7.62%~11.27%,EE为3.19%~4.37%,粗灰分为1.03%~1.12%,Ca为0.01%~0.02%,P为0.24%~0.31%,NDF为7.52%~9.48%,ADF为1.75%~3.32%,淀粉为68.39%~72.23%。
表3 不同来源玉米理化指标的测定结果
3种生物学方法测得的4个玉米样品的有效能平均值见表4。3种生物学方法所测得的玉米有效能值间无显著差异(P>0.05),但全收粪法测得玉米的AME和AMEn分别为13.59和13.46 MJ/kg,比指示剂法测得玉米的AME和AMEn分别高0.27和0.28 MJ/kg,回肠食糜法测得玉米的IDE为12.94 MJ/kg。3种生物学方法测得4个玉米样品有效能平均值的变异系数均较小,其中回肠食糜法测得的结果变异系数最小。
表4 3种生物学方法测定4种玉米有效能值的平均值/MJ/kg
采用指示剂法所测得的4个玉米样品AME配制22~42日龄肉仔鸡玉米—豆粕型饲粮的配方见表5。由表5可知,在配制相同营养水平的饲粮时,玉米的添加比例为60.60%~63.93%豆油的添加比例为2.88%~5.60%,随着所选玉米AME的降低,配方中玉米所占比例随之减少,豆油所占比例则增加。
表5 玉米有效能变异对饲料配方的影响
不同来源玉米添加复合酶制剂的有效能值见表6、表7、表8。由6表可知,全收粪法测得添加2种复合酶制剂后,4个玉米样品的AME和AMEn均提高但统计结果不显著(P>0.05)。由7表可知,指示剂法测得添加2种复合酶制剂后,4个玉米样品的AME和AMEn均有所提高但统计结果不显著(P>0.05)。回肠食糜法测得添加2种复合酶制剂后,4个玉米样品的IDE均提高,其中添加复合酶制剂B后玉米4的IDE比对照组提高0.57 MJ/kg(P<0.05)。
表6 添加复合酶制剂对不同玉米有效能的影响(全收粪法/MJ/kg)
表7 添加复合酶制剂对不同玉米有效能的影响(指示剂法/MJ/kg)
表8 添加复合酶制剂对不同玉米有效能的影响(回肠食糜法/MJ/kg)
不同产地由于气候等原因,引起玉米理化成分的不同,导致代谢能值变动范围较大,给饲粮的精确配制带来困难。柳艳霞等[15]研究结果表明,玉米的CP和EE变异系数较大,分别为14.4%和34.3%,与本试验研究结果(19.7%和12.8%)相吻合。本试验所选用的4个玉米样品的DM、淀粉和GE的变异系数分别为1.3%、3.1%和2.8%,变异较小,与D’Alfonso[4]报道玉米的DM、淀粉和GE的变异系数分别为1%、3%和1%相近。玉米的生长环境及收获条件能导致玉米的成分发生变异[13-14]。玉米的种植密度直接影响着光合作用的面积,可以影响玉米的品质。降雨量大时会提高玉米淀粉含量,但CP含量会降低[17]。龚绍先[18]指出,温度升高使籽粒CP含量增加EE含量降低。此外收获时间和储存条件的不同,也能引起玉米化学成分的变化[19]。
王永伟等[20]通过指示剂法和全收粪法测定14种小麦的AME,所得的结果表明全收粪法比指示剂法测定的AME高,但无显著差异。赵养涛等[21]采用全收粪法和指示剂(Cr2O3)法测定不同来源玉米的AME,其结果表明指示剂法测得的AME比全收粪法测定的结果高,但差异不显著,且两者呈高度相关性。造成指示剂法和全收粪法之间的结果不同,可能与指示剂的回收率和全收粪的操作过程相关。本研究结果显示,全收粪法测得的AME比指示剂法高2.0%,全收粪法测得的玉米AMEn比指示剂法高2.1%,但差异也不显著。因此,指示剂法在测定代谢能时可以代替全收粪法。
通过回肠食糜法测定玉米的IDE为12.94 MJ/kg,低于指示剂法和全收粪法测定的AME。这主要是由于家禽后肠段有大量微生物,对饲料中的不可消化的物质进行降解利用。所以采用回肠食糜法测定IDE可以排除后肠段微生物的干扰,更准确的评估家禽对营养物质的消化率。
当使用AME较低的玉米4(12.81 MJ/kg)时,配方中玉米用量为60.60%,豆油添加量为5.6%,当选用AME较高的玉米1(13.72 MJ/kg)时玉米添加量为63.93%,豆油添加量仅为2.88%。可见玉米AME较低时,配方中倾向于通过提高豆油比例来满足能量需求,豆油的价格是玉米价格的4倍多,增加了养殖成本。当使用玉米的平均有效能值配制饲粮,所选玉米的真实有效能值低于配制饲料时的计算值时,则所配制饲料的能量浓度偏低,肉鸡需要通过增加采食量来满足其能量需求,同时,作为评定经济效益重要指标的饲料转化率也随之升高[29];反之则降低了能量的利用效率。
饲粮的有效能水平是影响肉仔鸡生长性能的一个关键因素[12]。本试验研究结果表明,添加复合酶制剂A和复合酶制剂B均能够提高4个玉米样品的AME、AMEn,但结果不显著,这可能是由于不同谷物中NSP含量不同,因此添加外源酶制剂的作用效果会不同,玉米中的NSP含量较少,添加外源酶制剂的效果不如小麦、黑麦、大麦等[31]。肉鸡饲粮配方中所占比例较大,可提供大部分能量和部分蛋白质的玉米并不能完全被消化利用[16,22]。近年来,酶制剂被广泛应用到家禽饲料中,以提高饲料能量利用率,降低饲料成本[8]。家禽饲料中有50%以上的AME由淀粉提供,即使淀粉的消化率有很小的提高,对饲料的AME也有很大的改善[24]。添加蛋白酶可提高玉米蛋白质的消化率,同时打破结合淀粉的储存蛋白质,释放出被包裹的淀粉,进而改善淀粉的消化率[13,25]。木聚糖酶有助于打破胚乳细胞壁,释放出被包裹的蛋白质和淀粉颗粒[26]。Meng等[23]报道在玉米型基础饲粮中添加复合酶制剂可以通过提高淀粉的消化率进而改善饲粮的能量利用率。Dourado等[27]研究表明,添加500mg/kg复合酶制剂能够显著提高玉米—豆粕型饲粮的AMEn。Cowieson等[28]报道在降低0.75 MJ/kg的低能量玉米—豆粕型饲粮中添加200mg/kg复合酶制剂,显著提高了饲粮的IDE。本试验所选用的酶制剂为包含淀粉酶、木聚糖酶和蛋白酶的复合酶制剂,可以打破淀粉、细胞壁、存储蛋白和消除抗营养因子,从而提高玉米的有效能。本试验中,添加复合酶制剂后,4个玉米样品的IDE提高的幅度比AME和AMEn高,如玉米4添加复合酶制剂B的IDE提高4.6%(0.57 MJ/kg),通过指示剂法测定的AME和AMEn分别提高3.0%(0.39 MJ/kg)和3.0%(0.38 MJ/kg)。这可能是由于家禽后肠段大量微生物的存在,掩盖了酶制剂作用的效果。
4个玉米样品中,玉米1的有效能值最高,而玉米4的有效能值最低,加酶使得玉米4的有效能值提高幅度高于玉米1,这可能是由于玉米4中抗营养因子的含量高于玉米1,底物浓度高,加酶效果明显,因此,通过添加复合酶制剂可以降低不同品质玉米间有效能值的变异。
在肉鸡养殖过程中,70%的费用花费在满足肉鸡的能量需求,随着饲料原料价格不断上涨,养殖成本也随之升高[30]。在肉仔鸡饲粮中添加外源酶制剂,可以消除抗营养因子,提高营养物质利用率,减少排泄物的营养物质来提高生产效益[12,32]。Cowan[33]报道在低营养水平的饲粮中添加酶制剂的效果比高营养水平的的饲粮效果好。Zanella等[34]证明在低能量饲粮中添加含有淀粉酶、蛋白酶和木聚糖酶的复合酶制剂可以和正常饲粮达到同等水平的生长性能,此外蛋白质消化率提高了2.9%。由于酶制剂能够改善饲料转化率,尤其是品质较差的原料作用效果更好,在配制饲料时可以选择品质较差的原料,同时添加适合的酶制剂,以满足动物的营养需要。另外,在不影响生长性能的前提下,添加复合酶制剂允许配方中适当降低能量水平,提高养殖经济效益[12,34]。
在本试验条件下,不同来源玉米的理化成分存在较大变异;指示剂法可代替全收粪法用于家禽饲料原料有效能值的测定;添加复合酶制剂可提高低品质玉米的回肠消化能,降低玉米有效能值的变异。
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Effect of Different Bioassay Methods and Exogenous Complex Enzymes on Available Energy of Different Corns in Broilers
LeiXinjian1Liu Guohua2Ru Yingjun1Wang Yongxiang1Tang Defu1Nian Fang1
(College of Animal Science and Technology,Gansu Agricultural University1,Lanzhou 730070)
(Feed Research Institute,Chinese Academy o f Agricultural Sciences2,Beijing 100081)
The experiment has been conducted to determine the available energy values of different corn sources and investigate the effectof exogenous enzymes on energy utilization efficiency of different corns by the total feces collectionmethod and indicatormethod,ileal digestamethod.A total of720 21-day-old Arbor Acres broiler chickens were allocated into 15 experimental treatments.Therewere 8 replicates each treatment group and 6 birds per replicate(male half).Dietary treatments consisted of a basal diet(BD)as50%BD+50%corn 1,50%BD+50%corn 2,50%BD+50%corn3,50%BD+50%corn 4,and the other 10 dietswere supplemented with complex enzyme A(500mg/kg)or complex enzyme B(100mg/kg)into the 5 dietsmentioned above respectively.The results of study indicated that the chemical compositions in different corns had large coefficients of variation.There was no significant difference in average available energy values of corns through determination of total feces collectionmethod and marker(TiO2)method(P>0.05).Complex enzyme B improved ileal digestible energy of corns4(P<0.05).
corn,broiler,available energy,complex enzyme
2013-11-22
雷新建,男,1988年出生,硕士,单胃动物营养
唐德富,男,1982年出生,博士,家禽营养
S831
A
1003-0174(2015)03-0122-07