稻谷化学成分与酶水解能值和肉鸭真代谢能的相关关系

陈玉洁 李 燕 侯文乾 齐智利* 张宏福

(1.内蒙古农业大学动物科学学院，呼和浩特 010018;2.华中农业大学动物科技学院，武汉 430070;3.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193)

能量是畜禽主要营养素，稻谷为南方主要经济作物，其中富含淀粉和能量，是畜禽重要的谷物能量来源，准确评定稻谷代谢能是实现精准配方的前提。代谢能评定方法有许多种，较为一致的国内外认可的为Sibbald创立的排空强饲法［1-2］，此后，赵峰建立了用酶法测定定标玉米的酶水解能 值 (enzymatic hydrolyzate gross energy，EHGE)［3-4］，即测定出定标玉米的体外 EHGE，此方法快速、便捷，能很好地模拟动物胃肠道消化状况。常规化学成分预测真代谢能(true metabolizable energy，TME)法也有相关研究报道，齐智利等［5］用玉米化学成分估测了樱桃谷肉鸭玉米TME，得出TME可用玉米总能(GE)、玉米中性洗涤纤维(NDF)来准确预测，回归方程决定系数达到0.940 3。贺建华等［6］通过对30个稻谷样品常规化学成分、GE、体外消化能值的测定，得出稻谷消化能可由粗脂肪(EE)、无氮浸出物来预测，决定系数高达0.956。本试验旨在将以上3种方法进行比较分析，并建立相关关系，得出相关回归方程，为建立快速准确地饲料代谢能评定方法提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 饲料原料的采集与制备

采集不同产地的8种稻谷样品，以四分法取样，粉碎过40目(淀粉类测定过100目)进行常规化学成分测定和淀粉类测定，根据支链淀粉与直链淀粉的比值(amylopectin/amylose，AP/AM)，按平均值、平均值±标准差(SD)、平均值±2SD为标准，筛选出5种代表性稻谷样品(表1)。

表1 5种代表性稻谷样品的来源及性质Table 1 Sources and traits of 5 representative rice samples

1.2 试验动物

本试验以樱桃谷肉鸭作为试验动物，从湖北黄陂春江种鸭场购买健康状况良好、体重基本一致［(3.24±0.36)kg］的成年种公鸭40羽，每羽肉鸭在适应1周环境后，进行Adeola等［7］的鸭排泄物收集外科手术，剪掉肉鸭肛门周围羽毛，缝合特制带孔塑料瓶盖，用对应的无底塑料瓶套上特制优质塑料袋，在收集排泄物时，拧紧塑料瓶，收集粪尿混合样本。

1.3 饲养管理

本试验在华中农业大学动物营养代谢室进行，按强饲前期、强饲期、强饲后期、恢复期分别进行管理，强饲前期和恢复期饲喂武汉正大饲料公司生产的肉鸭大鸭全价料，强饲期饲喂60 g代表性稻谷样品，自由饮水，强饲后期不喂料、自由饮水。

1.4 试验设计

本试验为单因子完全随机试验设计，40羽肉鸭随机分成5组，每组8个重复，每个重复1羽肉鸭。第1组至第4组肉鸭在饥饿32 h后，强饲代表性稻谷样品，强饲后收集36 h排泄物样品;第5组为内源测定组，不强饲饲料，直接饥饿68 h，自由饮水。

1.5 试验方法

本试验测定代表性饲料的常规化学成分，包括 GE、粗灰分(Ash)、NDF、粗蛋白质(CP)、干物质(DM)、EE 含量，测定方法参考彭健［8］;此外，测定代表性饲料样品的总淀粉(TS)、直链淀粉(AM)、支链淀粉(AP)含量，测定方法参考张遨然等［9］和万海峰等［10］;测定排泄物样品的 DM、GE，计算其表观代谢能(AME)和TME;酶法测定代表性饲料样品DM基础的GE、DM、酶法干物质水解率(EMDMD)、EHGE，测定方法参考文献［3-4］。

1.6 数据处理

试验所用数据用SAS 9.0软件的T检验模块，对EHGE与TME进行配对T检验。采用SAS软件中Corr程序进行相关分析，以P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著，结果用平均值±标准差表示。

2 结果

2.1 代表性稻谷样品化学成分测定值

根据AP/AM不同，以平均值、平均值±SD、平均值±2SD选取的5个代表性稻谷样品分别为湖北红安稻谷、广东湛江稻谷、湖北襄樊稻谷、湖北武汉稻谷、湖北黄陂稻谷。

由表2可知，所选代表性稻谷的DM平均值为(86.79±1.41)%，EE平均值为(2.65±1.71)%，NDF平均值为(15.79±3.04)%，CP平均值为(7.11±1.26)%，Ash平均值为(4.90±0.77)%，而中国饲料数据库中稻谷营养成分数据中DM 为86%，EE为1.6%，NDF为27.4%，CP为7.8%，Ash为4.6%。比较得出:本试验所选代表性稻谷样品NDF较低，EE较高，其他营养成分与中国饲料数据库相比基本一致。原因可能是稻谷化学成分受品种和地点的影响较大。

表2 5种代表性稻谷样品的化学成分(干物质基础)Table 2 Chemical composition of 5 representative rice samples(DM basis) %

2.2 代表性稻谷酶法测定结果

由表3可知，本试验中酶法干物质水解率为(48.90±4.38)%，与中国饲料数据库中稻谷DM为86%相比低很多，本试验所得EHGE为(7.36±0.82)MJ/kg，与中国饲料数据库AME为14.31 MJ/kg、TME为15.65 MJ/kg相比也低很多，原因可能是分析方法不同所致。

表3 5种代表性稻谷样品的EHGE(干物质基础)Table 3 EHGE of 5 representative rice samples(DM basis)

2.3 稻谷化学成分与EHGE之间的相关关系分析

从表4中可以看出，稻谷的EHGE与不同稻谷化学成分中的CP呈一定的正相关(P=0.063 5)，相关系数为0.919 2;与Ash呈一定的正相关(P=0.110 7)，相关系数为0.859 3;与NDF呈一定的负相关(P=0.304 4)，相关系数为-0.618 5。由数据显示，可将 CP、Ash、NDF分别作为稻谷样品估测体外EHGE的最佳预测因子，建立幂函数非线性回归数据模型。

表4 稻谷化学成分与EHGE之间的相关系数Table 4 Correlation coefficients between chemical composition and EHGE in rice

2.4 稻谷化学成分与EHGE之间的相关关系研究

对于稻谷，将EHGE作为Y，与EHGE相关性较强的 CP、Ash、NDF 依次定义为 X1、X2、X3，利用SAS 8.0软件分析，可分别得到幂函数回归预测方程，见表5。

表5 稻谷化学成分估测稻谷鸭EHGETable 5 Prediction of EHGE from chemical composition of rice in ducks

2.5 代表性稻谷样品鸭TME测定值

由表6可知，由于中国饲料数据库中缺少稻壳TME数据，所以无法直接比较，与其中糙米的TME 12.29 MJ/kg比较，本试验带壳稻谷为13.15 MJ/kg，数值较高。与中国饲料数据库里的中国饲料营养价值与饲料成分表稻谷的TME 15.65 MJ/kg相比，本试验的TME数据较低。本试验稻谷AME数据11.52 MJ/kg与中国饲料数据库里的中国饲料营养价值与饲料成分表稻谷的14.31 MJ/kg相比较低，原因是稻谷粒不带壳，而本试验所选稻谷均有壳。

表6 5种代表性稻谷样品鸭TME和AME(风干基础)Table 6 TME and AME of 5 representative rice samples in ducks(air-dry basis)

2.6 用代表性稻谷化学成分预测鸭TME

将5种代表性稻谷粉碎过40目筛，后用分析天平准确称取60 g进行排空强饲试验，得出5种稻谷的TME，然后将代表性稻谷化学成分值和其TME建立关系，得出表7中的关系式。由表7所示，DM与TME呈一定的负相关(P=0.103 2)，相关系数为-0.868 9;CP与TME呈一定的正相关(P=0.233 5)，相关系数为0.705 4。TME与DM可以建立相关关系，但相关性不大。

表7 稻谷化学成分与鸭TME之间的相关系数Table 7 Correlation coefficients between rice chemical composition and TME in ducks

2.7 代表性稻谷EHGE与鸭TME的关系

由表8得出，稻谷EHGE在一定程度上低于TME，但经 T检验两者之间差异不显著(P＞0.05)。EHGE比 TME低4.24～7.59 MJ/kg，平均低5.79 MJ/kg，相当于TME的56.0%。此结果与赵峰［2］定标玉米得出的 EHGE低于 TME 1.63～2.69 MJ/kg，平均低 2.26 MJ/kg，相当于TME的85.5%相比差别稍大，原因可能是赵峰［2］用的是定标玉米，本试验用的是普通稻谷，且所选稻谷样品较少。

稻谷EHGE与TME关系式为:y=-0.242 7x+14.934(R2=0.069 3，P=0.668 7)，稻谷EHGE预测TME的相关系数低，说明本试验中酶法不可以有效预测稻谷样品TME，但本试验所选样品少，需要进一步验证此结论。

表8 5种代表性稻谷样品EHGE与鸭TME的T检验结果Table 8 T-test result of EHGE and TME of 5 representative rice samples in ducks MJ/kg

3 讨论

3.1 国内外报道的家禽稻谷TME的比较分析

国内外报道的家禽稻谷TME的比较见表9，可知其结果并不一致。本试验用肉鸭测定5种代表性稻谷的 TME，实测值为 12.60～14.19 MJ/kg，AME 为10.43～12.56 MJ/kg，与陈朝江等［11］测定的北京鸭、宋代军等［12］测定的天府肉鸭的TME和AME相一致，高于盛东峰等［13-14］测定的扬州鹅的 TME，低于 King等［15］测定的北京鸭的TME和 AME，低于 Hullar等［16］测定的红稻谷、白稻谷AME。归其原因可能是稻谷品种、稻谷来源、受试动物、测定方法、测定条件不同所致。

家禽消化道状况有所不同，例如鸡有嗉囊而鸭没有嗉囊，但以前的学者经常用鸡的代谢能值作为鸭配方的选取标准，认为鸡鸭在饲料营养利用上相似。宋代军等［12，17］选取了36羽天府公肉鸭、36羽艾维茵肉鸡，体重为(2.50±0.15)kg作为试验动物，得出鸡的AME和鸭的AME基本一致，但鸡的TME高于鸭的TME。说明鸡鸭代谢能值有所不同，配方时应该区别选用。

表9 国内外报道的家禽稻谷TME的比较Table 9 Comparison of reports on TME of rice in poultry at home and abroadMJ/kg

3.2 化学成分预测TME与酶法测值预测肉鸭TME的比较分析

用饲料化学成分估测动物有效能是一种快速、简便的方法。田少彬［18］利用纤维因子在猪上预测过糟渣、糠麸类副产品饲料的消化能值，结果为NDF、消化能之间呈极显著负相关，宋代军等［12］得出，ADF是鸭TME的最佳预测因子，并且以ADF结合GE、Ash、EE、CP建立的方程预测饲料的代谢能最为理想，这与本试验所得结果相一致。但由于不同产地、不同品种稻谷中TS、AM、AP的含量不同，并且其所含淀粉的化学、物理性质也不同，所以影响淀粉和能量之间的相关关系;而且，由于本试验中稻谷为带壳稻谷，而稻壳中纤维含量高，从而影响到淀粉在稻谷中的含量，以及淀粉和能量之间的关系。同样张欣欣［19］在鸭上的试验得出结论:饲料的纤维组分与鸭饲料的TME呈极强的负相关，各纤维成分间相关性很强，但本试验NDF与TME相关性较差，主要是受本试验检测NDF条件所限。因此，常用饲料原料化学成分可以准确预测饲料有效能值［20-21］。但化学分析法所测得的饲料养分与动物消化吸收养分间存在很大差异，不足以准确反映饲料的实际营养价值。所以，很有必要建立一种简单、快速、科学、动态的实验室方法对饲料营养价值进行评定，而酶法符合上述特点。基于此，有研究者做了化学成分和生物学法、酶法营养物质消化率关系的试验，李辉等［22］用仿生消化系统测定的鸭饲料原料代谢能中玉米的 TME为 14.30 MJ/kg，小麦麸为8.64 MJ/kg，本试验中稻谷平均TME为13.15 MJ/kg，与李辉等［22］结果相比不同，原因是谷物籽实类饲料原料中玉米有效能值较稻谷高，而小麦的有效能值较稻谷低。赵峰等［3-4］对30个定标模拟玉米的EHGE与AME排空强饲法测值相比，平均低1.16 MJ/kg，比TME排空强饲法测值平均低2.26 MJ/kg，EHGE与排空强饲法AME相关系数为0.936，与TME相关系数为0.938，所以得出可由酶法预测鸭玉米生物学法代谢能，且优于化学分析法。本试验稻谷样品EHGE与其相比低，原因首先是其所选取的典型饲粮为定标玉米，而玉米本身有效能值高于稻谷;其次，试验中酶的活性等因素也影响结果;最后，本试验稻谷样品带壳，纤维组分多，从而使EHGE偏低。

3.3 饲料化学成分与酶法测值的相关关系分析

酶法试验相当于体外测定饲料消化能的技术，将测得的化学成分与EHGE建立非线性相关关系，回归方程分别为:EHGE=6.725 5CP0.0462(P ＜0.01)、EHGE=3.977 5Ash0.3893(P ＜0.01)、EHGE=6.168 9NDF0.0643(P＜0.01)，即3种化学成分测定值与EHGE有极显著的回归关系，可以很好地预测EHGE。贺建华等［23］得出化学成分预测稻谷消化能的回归方程为DE=158EE+84.3NFE-3 172.8，张子仪等［24］研究可知，估测方法比借用消化率值预测消化能更优。曾福海等［25］研究了用营养物质(NM)和非营养物质(NNM)预测棉籽粕消化能的关系，得出消化能与EE、CP、Ash 没有显著相关性(|r|≤0.51，P ＞0.05)，与 CF呈高度负相关(r=-0.98，P＜0.01)，与 NDF呈高度负相关(r=-0.95，P＜0.01)，与 ADF呈高度负相关(r=-0.97，P＜0.01)，与GE呈高度正相关(r=0.99，P＜0.01)。大多研究所得为NDF为预测消化能的常用指标，本试验中可知NDF也可有效预测EHGE，这与前人研究相一致，但两者相关性不显著;与前人研究也稍有不同，如本试验所得CP与EHGE的相关性最好，归其原因是EHGE体外测定时采用的酶类物质大多为蛋白水解酶，所以蛋白质降解率最高，从而得出两者的相关性较高，从而得出较好的预测方程。

4 结论

①代表性稻谷样品的化学成分中CP与EHGE呈一定的正相关，Ash与EHGE呈一定的正相关，NDF与EHGE呈一定的负相关，回归方程分别为:EHGE=6.725 5CP0.0462(P ＜0.01)、EHGE=3.977 5Ash0.3893(P ＜0.01)、EHGE=6.168 9NDF0.0643(P＜0.01)，即3种化学成分测定值与EHGE回归关系极显著，可以很好地预测EHGE，说明用化学成分测定方法可以有效快捷地预测稻谷酶法。

②稻谷整体趋势EHGE比AME低，AME比TME低，EHGE低于玉米TME，EHGE和TME之间差异不显著。稻谷EHGE与TME为负相关，相关系数为 -0.243 2，建立关系式为 y=-0.242 7x+14.934(R2=0.069 3)，稻谷 EHGE预测TME值决定系数低，说明酶法不可以有效预测稻谷样品，但本试验所选样品少，需要进一步验证此结论。

③总体得出:稻谷化学成分可以很好预测EHGE，预测鸭TME也可以得到较好结果，但稻谷EHGE与鸭TME相关性不显著。

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