应用体外产气法评定广西区内豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的营养价值

韦升菊 杨 纯 邹彩霞 龚艳琴 梁贤威

应用体外产气法评定广西区内豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的营养价值

韦升菊 杨 纯 邹彩霞 龚艳琴 梁贤威

试验应用注射器式体外产气法评定来源于广西的豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的营养价值。瘤胃液来源于 2 头健康状况良好的带有瘤胃瘘管的水牛，记录了 2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h 的累积产气量，并取发酵了96 h的底物作为测定乙酸、丙酸和丁酸以及氨态氮的含量。试验结果显示，从各时间点累计产气量来看，豆腐渣和木薯渣的产气量相近，啤酒糟较低。潜在产气量最高的为豆腐渣，其次为木薯渣，啤酒糟最低。总挥发性脂肪酸最高的是木薯渣，其次为啤酒糟，豆腐渣最低，乙酸比例最高的是木薯渣，啤酒糟豆腐渣的丙酸比例相近，皆高于木薯渣的丙酸比例。根据饲料相对评定指数（RFV）计算公式，得到豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的RFV值，从大到小排列顺序为：木薯渣（164.69）＞豆腐渣（155.96）＞啤酒糟（143.60）。由24 h体外产气量计算的可消化有机物质含量和代谢能从大到小的顺序为：木薯渣（762.12 g/kg，10.81 MJ/kg DM）、豆腐渣（742.77 g/kg，10.54 MJ/kg DM）、啤酒糟（513.03 g/kg，7.33 MJ/kg DM）。

畜牧学；饲草营养价值评定；注射器式体外产气法；代谢能；可消化有机物质含量

啤酒糟是制造啤酒时大麦发酵后的残留部分，是酿造业的主要副产品，具有特殊的香味，适口性也较好。广西是木薯生产大省，全区木薯种植面积已达30万公顷，产量达到600万吨，由此产出了大量的木薯淀粉的加工副产物木薯渣，全面地对豆腐渣、木薯渣、啤酒糟进行营养价值评定可为水牛养殖提供指导。本文试图结合化学成分分析和体外产气法来评定豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的营养价值，以期为广西水牛的饲养提供参考。

1 材料与方法

1.1 饲草原料的来源

豆腐渣：2008年8月采自广西南宁豆腐厂。

啤酒糟：2008年8月采自广西南宁啤酒厂，发酵3～4 d后取样。

木薯渣：2008年8月采自广西武宣县淀粉厂，发酵3～4 d后取样。

先将新鲜样制成风干样，再粉碎，过1 mm筛，保存于样品瓶中待测。

1.2 瘤胃液供体动物及其饲养

试验动物为2头装有永久性瘤胃瘘管的水牛（饲养于广西水牛研究所水牛养殖示范场内），体重（500±25）kg。饲喂日粮精粗比为30：70，精饲料为象草和玉米苞叶及芯。每天喂料两次（8:00和16:30），自由饮水。在早饲前抽取2头瘘管水牛的瘤胃液，混合后经四层纱布过滤至预热处理过的收集瓶，39℃下连续通入CO2。

1.3 常规营养成分测定

干物质、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗纤维测定方法参照杨胜（1993）[1]。

1.4 累计产气量的测定

测定方法参考Menke等（1988）[2]。 记录了 2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h 的产气量。根据 GP=a+b（1-ect）计算出 a、b、c值。

1.5 挥发性脂肪酸的测定方法

取体外发酵培养96 h后的上清液1 ml，加入相同体积8.2%的偏磷酸，4℃、20 000×g下离心10 min，取离心后的上清液置于冰箱中备用，所用仪器为岛津2010型气相色谱仪，配氢火焰离子化检测器（FID），色谱柱为HP-INNOWAX（19091N-133）毛细管柱，规格为 30 m×0.25 m×0.25 μm。按 Hu 等（2005）[3]方法测定上清液中乙酸、丙酸、丁酸的含量。

1.6 氨态氮的测定方法

取体外发酵培养的瘤胃液5 ml，3 500～4 000 r/min离心 10 min，取上清液，采用Searle（1984）[4]、冯宗慈等（1993）[5]改进方法，使用氯化铵作为标准品，用可见分光光度计（721型）测定700 nm波长条件下上清液中氯化氨浓度。

1.7 可消化有机物的计算方法

可消化有机物（digestible organic matter,DOM）的计算方法是根据体外产气法得到的培养24 h后的产气量来进行计算的，公式如下：DOM=（7.65±0.062）×GP24h+（353±0.59）（Menke 等，1979）[6]，其中 DOM 的单位为 g/kg，GP24h的单位为 ml。

1.8 RFV的计算方法

样品的饲料相对值（RFV）为：RFV=DMI（%BW）×DDM（%DM）/1.29，其中：DMI（Dry Matter Intake，占%BW）为粗饲料干物质的随意采食量，单位为占体重的百分比即%BW；DDM（Digestible Dry Matter）为可消化的干物质，单位为%DM。DMI与DDM的预测模型分别为：DMI（%BW）=120/NDF（%DM）；DDM（%DM）=88.9-0.779×ADF（%DM）。

1.9 ME的计算方法

根据公式ME（MJ/kg DM）=-0.20+0.141 0×DO计算（Menke等，1988）[2]，公式中的 DO 为有机物消化率（Digestibility of the organic matter）。

1.10 数据处理

所有的分析数据为3次重复测定结果的平均值。

2 结果与分析（见表1、图1）

表1 豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的化学成分

从表1所示，豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的化学成分分析的角度来看，以干物质为基础，啤酒糟的粗蛋白含量、总能值和中性洗涤纤维含量为最高。从饲料相对值来看，木薯渣＞豆腐渣＞啤酒糟。

从图1所示的累计产气量来看，豆腐渣和木薯渣的产气量相近，啤酒糟较低。

图1 工业副产品产气量动态变化

从豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的发酵动力学参数、体外96 h累积产气量、DO和ME来看（见表2），快速产气部分的产气量a除啤酒糟外，均为负值，即在快速降解开始前存在一个延滞时间。豆腐渣的慢速产气部分的产气量b最高68.95 ml，啤酒糟最低为35.86 ml；产气速率c都在0.04～0.07 ml/h。木薯渣的有机物消化率和代谢能最高，其次为豆腐渣，啤酒糟最低。

表2 豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的发酵动力学各参数及各指标测定结果

pH值是最直观和最基本的反映瘤胃发酵是否正常的生理指标。对于饲料的消化有重要作用，它综合反映了瘤胃中碳水化合物、粗蛋白等物质发酵、代谢的过程，也反映了瘤胃液中VFA等酸的总酸度和氨态氮浓度的指标。而且维持正常范围内的pH值是保证瘤胃正常发酵的前提条件之一。本试验研究的结果显示：3种样品体外发酵终产物pH值为6.72～6.98，均处于水牛瘤胃液正常生理范围（pH值6.4～7.4）内，适合瘤胃内微生物的生存条件，不会影响瘤胃的发酵功能,这与Hoover等[7]的研究是一致的。

NH3-N不但是瘤胃内饲料蛋白质、肽、氨基酸、氨化物、尿素和其它非蛋白氮化合物分解的终产物，还是微生物合成菌体蛋白的主要原料[8]。即NH3-N浓度是评价瘤胃内环境的重要指标，其取决于饲料中蛋白质在瘤胃中的降解、吸收以及瘤胃微生物对NH3-N的利用程度[9]。

本试验是模拟静态的瘤胃发酵，故氨氮浓度的高低受发酵底物本身蛋白质含量和降解性的影响，主要由瘤胃微生物分解蛋白质和利用氨合成微生物蛋白质的速度决定的。瘤胃中NH3-N浓度过高或过低都不利于微生物的生长繁殖，因此保持瘤胃液中的最适NH3-N浓度是保证微生物蛋白合成的首要条件。本试验测定的3种样品的发酵液中NH3-N浓度在15.83～36.08 mg/100 ml范围内，高于瘤胃微生物最佳生长所需的NH3-N浓度在5～28 mg/100 ml范围内的要求[10]。这可能是由于发酵系统不同造成，另外，体外发酵试验中缺少瘤胃壁对氨态氮的吸收，可能会使其在培养管中累积，造成氨态氮浓度升高。

微生物蛋白占反刍动物可提供蛋白需要的40%～80%，因此是最主要的氮源供应者，其合成需要碳水化合物、维生素、微量元素及常量元素等各种营养物质的供应。而维持微生物生长最主要的营养物质是能量和蛋白质。本试验测定的3种样品的发酵液中微生物蛋白产量为3.79～4.69 mg/ml。

反刍动物瘤胃发酵所产生的挥发性脂肪酸（VFA）大约占进入机体代谢的碳流量的2/3[11]，是反刍动物赖以生存、保持正常生长、泌乳、繁殖的主要能源，可提供能量总需要量的70%～80%[12]，因此研究VFA的转化及其营养调控，为提高反刍动物日粮能量代谢效率提供了基础。豆腐渣、木薯渣、啤酒糟经96 h培养的模拟瘤胃内总挥发性脂肪酸在68.72～76.94 mol/l范围内，乙酸摩尔百分数在47.94%～56.05%范围内，丙酸摩尔百分数在30.03%～40.08%范围内，工业副产品乙酸/丙酸比在 1.23～1.87（见表 2）。

3 小结

根据饲料相对评定指数（RFV）计算公式，得到豆腐渣、木薯渣、啤酒糟的RFV值，从大到小排列顺序为：木薯渣（164.69）＞豆腐渣（155.96）＞啤酒糟（143.60）。由24 h体外产气量计算的可消化有机物质含量和代谢能从大到小的顺序为：木薯渣 （762.12 g/kg，10.81 MJ/kg DM），豆腐渣（742.77 g/kg，10.54 MJ/kg DM），啤酒糟（513.03 g/kg，7.33 MJ/kg DM）。

[1] 杨胜.饲料分析与饲料质量检测技术[M].北京：中国农业大学出版社，1993.

[2] Menke K H,H.Steingass.Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid.Anim.Res.Dev.1988,28:7-55.

[3] Hu WL,Liu JX,Ye JA.,Effect of tea saponin on rumen fermentation in vitro.Anim.Feed Sci[J].Technol,2005,120:333-339.

[4] Searle L.The berthelot or indophenol reaction and its use in the analytical chemistry of nitrogen:a review.Analyst,1984,109:549-568.

[5] 冯宗慈，高民.通过比色法测定瘤胃液氨态氮含量方法的改进[J].内蒙古畜牧科学，1993（4）:40-41.

[6] Menke KH,L.Raab,H.Steingass,D.The estimation of the digestibility and metabolizable energy contentofruminant feedingstuffs from the gas production when they are incubated with rumen liquor in vitro.Cambrigde University Press,1979:217-222.

[7] Hoover W H,et al.Balancing carbohydrates and proteins for optimum rumen microbial yield[J].Dairy Sci.,1991,74:36-30.

[8]沈美英.日粮内不同粗饲料品质对绵羊瘤胃发酵功能和微生物区系的影响 [D].呼和浩特：内蒙古农业大学硕士学位论文，2006,37.

[9]胡伟莲.皂甙对瘤胃发酵与甲烷产量及动物生产性能影响的研究[D].杭州：浙江大学博士学位论文，2005,63.

[10] Wanaapat M,et al.Effect of ruminal,NH3-N levels on ruminal fer-mentation,Purine derivatives,digestibility and rice Straw intake in Swamp Buffaioes[J].Asian Australasian Anim Sci.,1999,12（6）:904.

[11] Sauvant D,et al.Optimisation of ruminal,digestion:amodelling approach.Recent developments in the nutrition of herbivores[A].Proceedings of the IV international symposium on the nutrition of herbivores,1995:143-165.

[12] Marten Van Houtert.Challenging the retinal for altering VFA ration in growing ruminates[J].Feed,1996,4.

S 816.15

A

1001-991X（2011）07-0046-03

韦升菊，中国农业科学院水牛研究所，530001，南宁市邕武路24-1号。

杨纯、龚艳琴，广西大学动物科技学院。

邹彩霞（通讯作者）、梁贤威，单位及通讯地址同第一作者。

2011-03-04

项目来源：桂科青0832071；桂科青0832072；桂科转0718005-4A；桂科合1010019-24和水牛基1007006资助

（编辑：刘敏跃，lm-y@tom.com）