应用康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系和瘤胃降解特性比较糟渣类粗饲料的营养价值

丁 娜，郝小燕，于胜晨，刁小高，项斌伟，张文佳，王士礼，张建新*

（1.山西农业大学动物科技学院，山西太谷 030801； 2.山西省右玉县畜牧局，山西右玉 037200；3.山西省原平市畜牧局，山西原平034100）

我国是养羊大国，羊存栏量、出栏量和羊肉产量均居世界首位[1]。我国羊产业正由农户散养向集约化养殖转变，但转型过程中集约化饲养的饲料成本较高、生产效益降低等问题凸显。我国农业、食品加工副产品产量巨大，但多数不能被有效利用，造成严重的资源浪费和环保压力。因此，全面评价这些副产物的营养价值，并将其开发为常规饲料的替代资源，对降低养羊业生产成本、缓解饲料资源紧缺、保护环境具有重要意义。

糟渣类农业副产品种类多样，营养价值也良莠不齐。葡萄皮渣、醋糟和酒糟的产量较多，价格较低，在畜牧产业中应用较少，应用价值的系统研究较少且不全面。本研究利用康奈尔净碳水化合- 蛋白质体系（CNCPS）和尼龙袋法相结合，评定葡萄皮渣、醋糟和酒糟3 种副产物蛋白质和碳水化合物的营养价值及其在肉羊瘤胃的降解特性，为3 种糟渣类副产物在肉羊生产中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 葡萄皮渣、醋糟和酒糟均采自山西清徐葡萄酒厂、紫林醋厂和汾酒酒厂，每种样品从各加工厂采集3 种不同批次的样本，共9 个样本。葡萄皮渣是葡萄酿酒后的副产物，包括果皮、种子、果梗以及发酵后酒泥沉淀等；醋糟是利用高粱、麸皮、谷子等淀粉质原料为主料经过固态发酵后的废弃副产物；酒糟是由大麦和豌豆等酒醅发酵后残留的混合固形物。样品粉碎过1 mm 分析筛，置于自封袋中保存备用。

1.2 试验动物与日粮 试验动物选用3 只安装永久瘤胃瘘管、体况良好、体重为（50.0±2.0）kg 的杜×寒杂交F1羯羊。试验日粮参考NRC（2007）绵羊营养需要配制，精粗比为4∶6，按1.3 倍维持水平饲喂。日粮组成及营养成分见表1。试验羊驱虫消毒后单栏饲养，每 日饲喂2 次（08：00 和19：00），自由饮水。

表1 日粮组成及营养成分（风干基础） %

1.3 试验方法

1.3.1 常规营养成分测定 3 种样品的干物质（DM）、粗灰分（Ash）、粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）和淀粉（Starch）含量参照AOAC[2]方法测定；粗纤维（CF）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和酸性洗涤木质素（ADL）含量采用ANKOM 滤袋法[3]测定，半纤维素（%DM）=NDF（%DM）—ADF（%DM）；酸性洗涤纤维不溶粗蛋白质（ADIP）和中性洗涤纤维不溶粗蛋白质（NDIP）含量测定按照Van Soest 等[4]的方法测定；可溶性粗蛋白（SCP）含量按照Krishnamoorthy 等[5]方法测定；非蛋白氮（NPN）含量采用Licitra 等[6]方法测定；钙（Ca）和磷（P）含量分别采用原子吸收法和紫外分光光度计法测定[3]。每种样品每个指标设置3 个重复。

1.3.2 CNCPS 对饲料碳水化合物和蛋白质组分的剖分和计算 CNCPS 将饲料中的碳水化合物剖分为4 部分：糖类为快速降解碳水化合物（CA）、Starch 和果胶为中速降解碳水化合物（CB1），纤维包括可利用纤维即缓慢降解碳水化合物（CB2）和不可利用碳水化合物（CC）。其中，非结构性碳水化合物（NSC）包括CA和CB1，结构性碳水化合物（SC）包括CB2和CC。计算公式[7]：

CNCPS 将蛋白质剖分为3 部分：非蛋白氮（PA，即NPN）、真蛋白质（PB）和不可降解氮（PC），其中PB 又可分为快速降解真蛋白质（PB1）、中速降解真蛋白质（PB2）和缓慢降解真蛋白质（PB3），计算公式[8]：

1.3.3 瘤胃降解率与瘤胃降解参数测定及计算 称取4 g风干样品无损失转移至尼龙袋底部，棉线封口固定于塑料软管上。尼龙袋选用孔径50 μm，长×宽为10 cm×6 cm。每种样品设置7 个时间点（0、6、12、24、36、48、72 h），每个时间点6 个平行样，分别放置于3 只瘘管羊瘤胃腹囊食糜中，0 h 为空白组，用于计算逃逸率。不同时间点放袋，同一时间点取袋。取袋后同空白组一起冷水浸泡，终止反应，用低转速洗衣机冲洗50～60 min，将尼龙袋放于烘箱65℃烘干，回潮后称重、粉碎，用自封袋保存。

参考瘤胃动态降解率参数评定方法[8]计算粗饲料的DM、CP、NDF 和ADF 的瘤胃降解率。某养分瘤胃某时间的消失率等于某养分含量与残余物中某养分含量差值占某养分含量的比值。

式中，P 为t 时刻瘤胃消失率（%）；a 为快速降解部分（%）；b 为慢速降解部分（%）；c 为慢速降解部分的降解速率（/h）；t 为瘤胃停留时间。

有效降解率（ED）=a+b×c/（c+k）式中，k 为瘤胃外流速率，0.031/h[9]。

1.4 统计分析 采用Excel 2007 对试验数据进行初步整理，通过SPSS22.0 软件进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），用Duncan's 氏法进行多重比较，P＜0.05 为差异显著。结果以平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 3种糟渣饲料的营养成分 由表2 可知，3 种糟渣类饲料的营养成分差异较大。酒糟的CP、NDIP、NSC及Starch 含量显著高于其他2 种（P＜0.05），而CHO含量显著低于其他2 种（P＜0.05）；醋糟的NDF、ADF、CF 和半纤维素含量最高（P＜0.05）；葡萄皮渣的ADL、SCP 和NPN 含量最高，三者差异显著（P＜0.05）。

2.2 CNCPS 对3 种粗饲料蛋白质和CHO 组分的剖分 由表3 可知，3 种糟渣类粗饲料的蛋白质组分和CHO组分的差异较大。蛋白质组分的剖分中，葡萄皮渣的PA 含量最高，其次是酒糟，醋糟最低（P＜0.05），3种饲料的PC 含量无显著差异。CHO 组分的剖分中，酒糟的CA 和CB1含量显著高于其他2 种（P＜0.05）；醋糟的CB2含量最高（P＜0.05）；葡萄皮渣的CC 含量显著高于其他2 种（P＜0.05）。从CHO 组分分析来看，酒糟的营养价值最高。

表2 3 种糟渣饲料的营养成分（n=3）

表3 CNCPS 对3 种糟渣饲料的蛋白质和CHO 的剖分（n=3）

2.3 3 种糟渣饲料DM 和CP 的瘤胃降解规律 由表4和表5 可知，3 种糟渣饲料DM 和CP 的瘤胃降解率均随瘤胃培养时间延长而增加。葡萄皮渣培养前期的DM瘤胃降解率显著高于其他2 种（P＜0.05）；醋糟和酒糟培养48 h 和72 h 的DM 瘤胃降解率显著高于葡萄皮渣（P＜0.05）。DM 瘤胃动态降解参数中，葡萄皮渣的a 值显著高于酒糟和醋糟（P＜0.05）；酒糟和醋糟b 值显著高于葡萄皮渣（P＜0.05），酒糟和醋糟间无显著差异；葡萄皮渣的ED 值显著高于醋糟（P＜0.05）。酒糟各时间段的CP 瘤胃降解率均显著高于葡萄皮渣和醋糟（P＜0.05）。CP 瘤胃动态降解参数中，酒糟的b 值、c值和ED 值均显著高于葡萄皮渣和醋糟（P＜0.05）。

2.4 3 种粗饲料NDF 和ADF 的瘤胃降解规律 由表6 和表7 可知，3 种糟渣饲料的NDF 和ADF 的瘤胃降解率均随瘤胃培养时间的延长而增加。培养6、12、24 h 葡萄皮渣的NDF 和ADF 瘤胃降解率最高，酒糟其次，醋糟最低（P＜0.05）；酒糟48 h 和72 h 的NDF 和ADF 瘤胃降解率最高（P＜0.05）。NDF 和ADF 瘤胃动态降解参数中，葡萄皮渣的a 值最高（P＜0.05）；醋糟的b 值最高（P＜0.05）；葡萄皮渣和酒糟NDF 的ED值显著高于醋糟（P＜0.05）。

3 讨 论

3.1 糟渣饲料的营养成分 本试验葡萄皮渣的NDF 含量略低于张英杰等[10]的研究结果（48.20%），可能由葡萄皮渣产地、品种或者酿造工艺的不同导致其营养成分略有差异，其他指标与金亚倩等[11]、赵栋等[12]、孙艳等[13]的研究数据相近。本试验中，醋糟的各项CNCPS 常规指标接近崔耀明等[14]报道的22 种山西老陈醋醋糟营养成分含量，酒糟的各项营养成分与李倩等[15]对2 种类型高粱酒糟的分析结果相近。

表4 3 种糟渣饲料DM 的瘤胃降解率和降解参数（n=3）

表5 3 种糟渣饲料CP 的瘤胃降解率和降解参数（n=3）

表6 3 种糟渣饲料NDF 的瘤胃降解率和降解参数（n=3）

表7 3 种糟渣饲料ADF 的瘤胃降解率和降解参数（n=3）

本试验中，葡萄皮渣和醋糟的ADL 含量较高，且醋糟的NDF 高达72.83 %DM，CF 中的ADL 很难被瘤胃所降解；而酒糟的NDF 和ADL 含量均较低，有利于被瘤胃降解。李倩等[15]研究表明，NSC 占CHO 比重越小，其CHO 组分越难被利用。本试验中3 种糟渣饲料的CHO 含量均在70%DM 以上，酒糟的NSC 较高，占CHO 比重为51.31%，显著高于其他两者，表明酒糟CHO 组分较好被利用，可作为动物CHO 的优质来源。饲料SCP 中NPN 含量越高，其真蛋白质含量越少，饲料蛋白质品质较低[16]。葡萄皮渣CP 含量较低，且SCP中NPN 含量高达86.8%，表明真蛋白质含量较少，故可有效利用蛋白质部分较低。可能是由于葡萄籽和果梗占葡萄皮渣总成分的比重很大，导致葡萄皮渣中的可利用碳水化合物组分和蛋白质组分均较低。酒糟CP 含量显著高于其他2 种，醋糟和酒糟的NPN 占SCP 的比重均在70% 以上，酒糟略低，故酒糟提供的蛋白质品质最好，这与靳玲品等[16]的研究一致。

3.2 CNCPS 对3 种糟渣饲料蛋白质和CHO 组分的剖分 CHO 包括SC 和NSC 两大部分， NSC 包括CA和CB1，这部分被瘤胃快速和中速降解，从而被机体利用；SC 包括CB2和CC，这部分单胃动物利用率极低，而瘤胃微生物可有效发酵SC，产物挥发性脂肪酸是反刍动物主要能量来源，但SC 在瘤胃中降解缓慢，在一定程度上可减少酸中毒[17]。对于蛋白质组分，反刍动物可有效利用PA，以节约饲料蛋白，单胃动物PA 利用率较低。PC 主要与ADL 相互结合，反刍动物瘤胃及后消化道均未降解，在饲粮中含量不能高于10%[18]。

本试验中，葡萄皮渣的NSC 较低，CA 和CB1占CHO 的23.93%，且CC 高达76.07 %CHO，表明葡萄皮渣CHO 组分利用率较低；葡萄皮渣PA 较高，但PB2较低，故葡萄皮渣中的CP 主要为NPN，可以为瘤胃微生物提供充足的氮源；其可溶性真蛋白质含量较低，因此葡萄皮渣为动物提供的小肠可利用蛋白质量较少。国内外学者对葡萄皮渣功能性物质研究较广，目前关于葡萄皮渣营养物质组分的相关研究数据极少。本试验结果与高新梅等[19]的研究结论基本一致。本试验中醋糟的NSC 部分较低，CA 占CHO 比例不足1%，SC 部分较高，但CB2仅占CHO 的24.41%，表明醋糟碳水化合物组分的利用率仅占CHO 比例的30%左右；醋糟的PA 含量较低，但真蛋白质部分较高，PB2含量显著高于其他两者，故醋糟的蛋白质质量较高。李晓燕等[20]对醋糟碳水化合物和蛋白质组分研究中，其两部分营养价值均略高于本试验，可能由于醋糟的制作工艺、酿醋时间、温度等不同，微生物发酵利用底物中糖类、氨基酸等含量不同，导致醋糟的营养价值也不同。酒糟的NSC 部分较高，CC 含量显著低于其他2 种，故酒糟能为动物提供优质碳水化合物；酒糟的PB1和PB3含量较高，PA 占CP 的20.91%，而PB2含量占CP 的30.59%，PC含量在葡萄皮渣、醋糟和酒糟之间无差异，故酒糟蛋白质质量较高。这与李倩等[15]对不同类型酒糟的CHO 和蛋白质组分的研究结论一致。

3.3 3 种糟渣饲料DM 和CP 的瘤胃降解规律 DM 和CP 的瘤胃降解率是影响饲料干物质采食量（DMI）和消化率的重要因素，反映饲料利用率的高低[21]。DM 降解率越高，DMI 越大[22]。粗饲料的蛋白质多存在于细胞内容物中，CP 瘤胃降解率取决于植物细胞壁纤维结构，故纤维物质降解与CP 降解息息相关[19]。

本研究发现，葡萄皮渣24 h 之前的DM 降解率增长幅度较大，随后降解率增长幅度变小，故葡萄皮渣a值较高，b 值较低，而酒糟和醋糟恰好相反，故葡萄皮渣DM 的ED 值较高，可影响肉羊采食量。曹水清等[9]研究酒糟DM 的ED 值（28.48%）与本试验数据相近，但大麦酒糟和小麦酒糟DM 的ED 值均高于本试验的酒糟[23]，这是由于尼龙袋进料和孔径的溶解度不同或酒糟的品种和工艺不同导致了瘤胃降解率的差异。醋糟的NDF 含量高达70%以上，导致DM 的ED 值较低，这与薄玉琨等[24]对白酒糟和醋糟的对比研究得出结论一致。酒糟的CP 各时间段的瘤胃降解率及瘤胃降解参数均显著高于醋糟和葡萄皮渣，由于醋糟和葡萄皮渣的CF 含量均在30%以上，饲料CF 水平相对高时可能导致CP 瘤胃降解率下降，这与刘海霞等[25]的研究结论一致。

3.4 3 种糟渣饲料NDF 和ADF 的瘤胃降解规律 NDF和ADF 的瘤胃降解率是衡量粗饲料品质的重要指标，反映饲料消化的难易程度[25]。不同类型粗饲料的NDF 和ADF 降解率受饲料木质化程度和纤维素含量的影响[5]。同时，Agbagla-Dohnani 等[26]也指出反刍动物粗饲料中NDF 和ADF 的组成不同会对纤维物质的瘤胃降解率有一定影响。

Fox 等[7]表明，CF 中的糖类、Starch 和果胶类可快速降解，可溶性纤维可中速降解，而ADL 等不易降解。从动态变化趋势看，葡萄皮渣36 h 内的NDF 和ADF瘤胃降解率较高，酒糟36～72 h 的NDF 和ADF 瘤胃降解率较高，醋糟的NDF、ADF 和ADL 含量均较高，故葡萄皮渣NDF 和ADF 的a 值较高，b 值较低，而酒糟和醋糟b 值远大于a 值，这与CNCPS 计算所得结论一致。葡萄皮渣NDF 和ADF 的ED 值较与酒糟相对高些，而醋糟较低。曹水清等[9]研究酒糟NDF 和ADF 的ED 值分别为17.26% 和23.32%，而郝松华等[3]研究醋糟的NDF 和ADF 的ED 值高于本试验，这些差异可能与饲料发酵底物品质、类型及尼龙袋规格有关，也可能与试验动物及日粮有关。薄玉琨等[24]研究表明白酒糟的瘤胃降解特性优于醋糟，与本文结论一致。

4 结 论

①酒糟的CP 含量较高，葡萄皮渣PA 含量较高，醋糟的真蛋白质含量较高，三者PC 含量无差异，故酒糟、醋糟和葡萄皮渣均可提供部分蛋白质组分。酒糟的可利用碳水化合物最高，可提供优质CHO 组分，醋糟和葡萄皮渣CHO 组分利用率较低。

②葡萄皮渣的DM 和NDF 的ED 值最高，其次是酒糟，醋糟最低；酒糟CP 的ED 值最高，其次是葡萄皮渣，醋糟最低。

综上所述，在这3 种糟渣类粗饲料中，酒糟的营养价值最高，其次是葡萄皮渣，醋糟最低。