发酵白酒糟对断奶仔猪生长性能、消化代谢和氮排放的影响

2018-07-16黎智华苏家宜王德云孔祥峰

动物营养学报 2018年7期

黎智华　张　婷　苏家宜　王德云　孔祥峰*

(1.中国科学院亚热带农业生态研究所，亚热带农业生态过程重点实验室，动物营养生理与代谢过程实验室，长沙 410125；2.南京农业大学，动物医学院，南京 210095)

白酒糟是酿酒工业的副产物，其数量大、来源集中。白酒糟中富含粗蛋白质、粗淀粉、粗纤维和粗脂肪等常规营养物质，还含有大量氨基酸、维生素、矿物质及菌体自溶产生的各种生物活性物质[1]。然而，白酒糟水分含量高、酸度大、黏性强和易腐败，若不及时处理会造成环境污染；又因其粗纤维含量高，大大降低了白酒糟的饲用价值。利用微生物发酵处理白酒糟可降解白酒糟中的淀粉、纤维素和半纤维素，充分利用其中的碳源和氮源，使发酵产物中的真蛋白含量明显提高[2]。因此，白酒糟可作为加工蛋白质饲料的新资源，缓解畜牧业蛋白质饲料资源短缺的问题。研究表明，饲粮中添加9.25%的发酵酒糟可提高牦牛的生产性能和营养物质消化率[3]；用发酵酒糟替代17%精料，能显著增加藏绵羊的日增重，降低料重比，提高饲粮养分表观消化率和经济效益[4]；湿态酒糟发酵蛋白饲料可提高产蛋率，降低鸡舍氨气浓度[5]；白酒糟对生长猪的消化能和代谢能低于豆粕，但仍具有较高的饲用价值[6]。断奶仔猪生长和消化代谢容易遭受断奶应激和饲养环境变化的影响，而发酵酒糟富含的营养物质和微生物及其代谢产物可能有益于其生长发育。尽管人们对发酵酒糟的利用已有一些报道，但用于断奶仔猪饲养方面的报道较少。因此，本文旨在探究不同添加比例的发酵白酒糟对断奶仔猪的生长性能、消化代谢和氮排放的影响，为其作为蛋白质饲料原料开发利用提供依据。

1　材料与方法

1.1　发酵白酒糟

发酵白酒糟来源于四川某公司。经测定，其中干物质、粗灰分、粗蛋白质、粗脂肪和粗纤维的含量以及总能分别为92.97%、9.28%、23.96%、5.39%、17.67%和18.29 MJ/kg。

1.2　试验动物、分组与饲养管理

动物饲养试验于2016年3—4月在中国科学院亚热带农业生态研究所新五丰永安试验基地进行。试验选用21日龄断奶的去势杜×长×大公猪24头，随机分为4组，每组6个重复，每个重复1头猪。对照组饲喂基础饲粮(粉料)，试验组分别用2%、4%和6%发酵白酒糟等比例替代基础饲粮。试猪分别于平均体重为10和25 kg左右时，转移至代谢笼内进行消化代谢试验。各试验期为1周，前4 d为适应期(确定每头猪每天的采食量和饮水量)，从第5天开始收集每头试验猪的全部粪便和尿液样品，连续收集3 d。试验开始与结束时分别称取每头试验猪的体重，记录每头试验猪的日采食量。采食量记录和样品采集以09：00作为天与天之间的分界点。基础饲粮根据NRC(2012)配制，其组成及营养水平见表1，各组饲粮常规营养成分的测定值见表2。

表1　基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

续表1项目 Items保育前期料(7^15 kg)Prophase nursery diet (7 to 15 kg)3)保育后期料(16^30 kg)Anaphase nursery diet (16 to 30 kg)总磷 P0.55 0.57 有效磷 AP0.40 0.33 赖氨酸 Lys1.38 1.18 蛋氨酸 Met0.49 0.39 半胱氨酸 Cys0.28 0.31 苏氨酸 Thr0.87 0.72 色氨酸 Trp0.24 0.23

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kilogram of the diet：VA 6 200 IU，VD3700 IU，VE 88 IU，VK 4.4 mg，VB28.8 mg，泛酸 pantothenic acid 24.2 mg，烟酸 nicotinic acid 33 mg，氯化胆碱 choline chloride 330 mg，Fe 145 mg，Cu 10 mg，Zn 100 mg，Mn 40 mg，I 0.3 mg，Se 0.1 mg。

2)计算值。Calculated values.

3)添加3 kg/t的氧化锌。Supplemented with 3 kg/t ZnO.

表2　各组饲粮常规营养成分(测定值)

1.3　样品采集和处理

粪样的收集采用全收粪法。每天用封口袋随时收集全天粪便样品，-20 ℃保存备用。将3 d粪样融化后混合均匀，以鲜重的10%取样，取2份等量样品。其中一份每100 g粪样加入6 mol/L的盐酸10 mL固定氨氮，用于测定粗蛋白质含量；另一份用于测定其他营养成分。2份样品均置于-20 ℃保存。测定前融化样品，准确称取粪样70 g左右置于65 ℃烘72 h，称重记录初水分含量并回潮24 h至恒重，粉碎后装于封口袋，-20 ℃保存。

每天收集尿液，分别于08:30和21:00量取尿液体积，纱布过滤，按总体积的10%取样，每100 mL加6 mol/L的盐酸10 mL固氮。置于-20 ℃保存。将3 d尿样融化后混合均匀，取总尿样量的10%用于检测。

1.4　检测指标和方法

测定饲粮和粪样中的干物质、粗灰分、粗脂肪、粗蛋白质和水解氨基酸含量以及总能，以及尿样的总能[7]。总能采用精密快速自动热量计(长沙开元仪器厂)测定；水解氨基酸含量采用盐酸水解法测定。以重复为单位计算发酵白酒糟的表观消化能和代谢能[6]以及氮代谢状况[8]，计算公式如下：

饲粮表观消化能=(食入总能-排粪总能)/
食入饲粮干物质含量；
饲粮表观代谢能=(食入总能-排粪总能-
排尿总能)/食入饲粮干物质含量；
常规营养成分表观消化率=100×(饲粮营养
成分含量-粪便营养成分含量)/
饲粮营养成分含量；
吸收氮=摄入氮-粪氮；
沉积氮=摄入氮-粪氮-尿氮；
氮表观消化率=100×吸收氮/摄入氮；
氮表观生物学价值=100×沉积氮/吸收氮；
蛋白质净利用率=100×(摄入氮-粪氮-尿氮)/
摄入氮；
总氮排放率=100×(粪氮+尿氮)/摄入氮。

1.5　数据统计与分析

采用SAS 9.2软件对数据进行单因子方差分析，采用Duncan氏法进行多重比较，以最小二乘均数表示统计结果。P<0.05为差异显著，0.05≤P<0.10为有变化趋势。

2　结果与分析

2.1　发酵白酒糟对断奶仔猪生长性能的影响

如表3所示，在10 kg断奶仔猪消化代谢试验中，试验各组的始重、末重、平均日采食量、平均日增重和料重比均无显著差异(P>0.05)；在25 kg断奶仔猪消化代谢试验中，与对照组相比，2%发酵白酒糟组的平均日增重显著增加(P<0.05)、料重比呈降低趋势(P=0.09)。

表3　发酵白酒糟对断奶仔猪生长性能的影响

同行数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

Values in the same row with different letter superscripts significantly differ (P<0.05). The same as below.

2.2　发酵白酒糟对断奶仔猪常规营养物质表观消化率的影响

由表4可见，在10 kg断奶仔猪消化代谢试验中，与对照组相比，2%发酵白酒糟组除表观消化能显著降低(P<0.05)外，其余测定指标差异均不显著(P>0.05)；4%发酵白酒糟组的总能表观消化率、表观消化能和表观代谢能均显著降低(P<0.05)；除粗脂肪和粗蛋白质的表观消化率差异不显著(P>0.05)外，6%发酵白酒糟组的各测定指标均显著降低(P<0.05)。在25 kg断奶仔猪消化代谢试验中，4个组的粗灰分和粗脂肪表观消化率均无显著差异(P>0.05)；与对照组相比，4%和6%发酵白酒糟组干物质表观消化率显著降低(P<0.05)，2%、4%和6%发酵白酒糟组的粗蛋白质和总能表观消化率、表观消化能和表观代谢能均显著降低(P<0.05)。

表4　发酵白酒糟对断奶仔猪常规营养物质表观消化率的影响

2.3　发酵白酒糟对断奶仔猪氨基酸表观消化率的影响

由表5可见，与对照组相比，在10 kg断奶仔猪消化代谢试验中，4%和6%发酵白酒糟组的赖氨酸、蛋氨酸和脯氨酸的表观消化率显著下降(P<0.05)；在25 kg断奶仔猪消化代谢试验中，6%发酵白酒糟组的蛋氨酸表观消化率显著下降(P<0.05)。其余各组氨基酸的表观消化率均无显著差异(P>0.05)。

表5　发酵白酒糟对断奶仔猪氨基酸表观消化率的影响

续表5项目Items对照组 Control group2%发酵白酒糟组 2% fermented distiller’s grain group4%发酵白酒糟组 4% fermented distiller’s grain group6%发酵白酒糟组 6% fermented distiller’s grain groupSEMP值P-value缬氨酸 Val86.5584.8884.0083.020.700.35天冬氨酸 Asp88.6886.9586.3085.440.600.28丝氨酸 Ser88.9287.2986.5885.730.620.32谷氨酸 Glu90.9589.3288.5687.370.550.12甘氨酸 Gly83.9582.8781.9780.620.730.45丙氨酸 Ala82.5381.4579.9978.750.850.44酪氨酸 Tyr88.3184.8684.0383.870.770.14组氨酸 His90.5489.3988.5787.700.540.29精氨酸 Arg93.5891.7691.0490.950.470.17脯氨酸 Pro92.72a91.36ab89.78b89.17b0.480.02半胱氨酸 Cys91.3490.2889.0688.070.460.0525 kg仔猪 25 kg piglets赖氨酸 Lys87.49 86.46 86.20 87.69 0.65 0.83 苯丙氨酸 Phe86.83 85.91 84.94 84.80 0.59 0.62 蛋氨酸 Met 85.33a 83.85a 87.10a 79.19b0.84<0.01苏氨酸 Thr84.54 81.29 80.28 80.86 0.79 0.23 异亮氨酸 Ile84.26 80.59 79.46 79.50 0.90 0.19 亮氨酸 Leu86.45 82.43 81.20 81.21 0.84 0.07 缬氨酸 Val84.13 82.49 80.88 80.66 0.79 0.39 天冬氨酸 Asp87.36 85.05 83.60 83.96 0.74 0.27 丝氨酸 Ser87.27 85.09 83.94 83.95 0.66 0.24 谷氨酸 Glu89.93 87.60 86.14 86.13 0.63 0.10 甘氨酸 Gly82.70 79.64 78.39 79.10 0.82 0.27 丙氨酸 Ala83.07 79.89 78.19 78.92 0.91 0.25 酪氨酸 Tyr84.20 82.79 82.25 83.79 0.61 0.68 组氨酸 His87.76 85.76 84.58 85.00 0.63 0.30 精氨酸 Arg91.04 89.07 88.08 88.47 0.54 0.23 脯氨酸 Pro87.80 88.87 88.06 88.78 0.38 0.73 半胱氨酸 Cys85.91 89.04 88.24 87.59 0.43 0.05

2.4　发酵白酒糟对断奶仔猪氮排放的影响

由表6可见，与对照组相比，在10 kg断奶仔猪消化代谢试验中，4%发酵白酒糟组的吸收氮量、沉积氮量和氮表观生物学价值均显著降低(P<0.05)，2%和6%发酵白酒糟组的尿氮量显著降低(P<0.05)、氮表观生物学价值显著升高(P<0.05)，2%、4%和6%发酵白酒糟组摄入氮量、粪氮量、氮表观消化率、蛋白质净利用率和总氮排放率均无显著差异(P>0.05)；在25 kg断奶仔猪消化代谢试验中，2%、4%和6%发酵白酒糟组的摄入氮量、吸收氮量、沉积氮量和氮表观消化率均显著降低(P<0.05)、粪氮量显著升高(P<0.05)，2%和6%发酵白酒糟组的蛋白质净利用率显著降低(P<0.05)、总氮排放率显著升高(P<0.05)，尿氮量和氮表观生物学价值各组之间均无显著差异(P>0.05)。

表6　发酵白酒糟对断奶仔猪氮排放的影响

3　讨　论

断奶仔猪的生长性能影响猪场的经济效益，因此提高其日增重、降低其料重比显得尤为重要。本试验结果表明，在25 kg断奶仔猪试验中，饲粮添加2%发酵白酒糟可显著增加仔猪的平均日增重。这可能是由于酿酒发酵白酒糟中的高粱糟富含具有抗氧化活性的酚类物质[9]，同时产生一定量的菌体蛋白、消化酶和B族维生素等代谢产物，不仅可改善饲粮的适口性，而且可改善动物肠道微生态平衡，从而促进动物的生长[10]。Emiola等[11]也报道，在基础饲粮中添加30%发酵酒糟能提高生长猪的生长性能。但是，发酵白酒糟对10 kg断奶仔猪的生长性能无显著影响，可能是饲喂时间较短造成的。此外，发酵白酒糟的成本比常规饲料低，将其用作饲料原料可降低养殖成本。

本试验中，饲粮添加2%发酵白酒糟不影响断奶仔猪对干物质、粗灰分和粗脂肪的表观消化率，但添加6%发酵白酒糟会降低其对干物质的表观消化率，其原因可能是较高的粗纤维水平增加了肠道内源性分泌物，加快了食糜在消化道内的流通速度，使养分不能充分消化和吸收[12]。虽然本试验所用发酵白酒糟的粗纤维含量已降低至17.67%，但仍远高于豆粕和玉米等常规饲料原料，再加上断奶仔猪的肠道功能发育还不够健全，导致其消化率降低。同时，随着饲粮中发酵白酒糟添加量的增加，断奶仔猪对饲粮的表观消化能和表观代谢能以及赖氨酸、蛋氨酸和脯氨酸的表观消化率降低，但不影响粗脂肪和大部分氨基酸的消化率。然而有研究发现，发酵白酒糟能提高泌乳奶牛对营养物质的消化率[13]，干酒糟能提高泌乳奶牛的生产性能[14]；用酒糟部分替代奶牛饲粮中的玉米淀粉，其产奶量和乳成分无显著变化[15]。白酒糟经过微生物发酵后，品质得到极大改善，产生大量有益微生物和发酵的特殊香味[16]，其中的微生物在一定程度上能够改善瘤胃的微生物平衡和发酵模式，从而提高了奶牛的采食量和消化率[17]。

氮代谢试验主要用于研究动物蛋白质需要量、饲粮蛋白质利用率和饲粮蛋白质质量等。动物排出的氮是其排泄物造成环境污染的主要物质，其中氮的含量与饲粮中的氮含量以及氮的消化吸收有关[18]。在25 kg断奶仔猪试验中，2%、4%、6%发酵白酒糟组的粪氮量均显著增加，且随发酵白酒糟添加量的增加粪氮量呈升高趋势。研究表明，氮沉积下降可能与饲粮氨基酸不平衡、可消化氨基酸水平或氨基酸利用率较低有关[8]。本试验中尿氮量变化均不明显，提示粪氮量和氮沉积呈反比关系，即粪氮量升高则氮沉积下降，这与以往的研究结果相一致。这一是因为动物饲喂纤维饲料可使肠上皮细胞丢失或者肠黏液分泌增加，从而导致内源性氮的排放增加[19]；二是因为发酵白酒糟可将尿氮转化为粪氮[20]，增加了肠道中菌体蛋白的合成；三是因为发酵白酒糟中的蛋白质富含醇溶蛋白，其难以被机体消化[21]。4%发酵白酒糟组的摄入氮量显著低于其他组，可能是由于其采食量最低引起。在10 kg断奶仔猪试验中，2%和4%发酵白酒糟降低了沉积氮和吸收氮量，且4%发酵白酒糟组有显著性差异，可能与其中赖氨酸、蛋氨酸和脯氨酸表观消化率下降有关。但是，6%发酵白酒糟却不影响沉积氮量和吸收氮量，其具体原因还有待进一步研究。2%和6%发酵白酒糟降低了尿氮量，一方面是微生物生长利用肠道中的氮素，减少其进入血液循环的量；另一方面是纤维增加了肠道短链脂肪酸的含量，从而减少了尿氮的生成[22]。此外，10和25 kg断奶仔猪试验的氮排放规律并不完全相同，提示发酵白酒糟对氮排放的影响可能受仔猪生理阶段的影响。10和25 kg体重的猪分别代表了断奶仔猪和生长猪起始阶段的消化特性，当体重达到20 kg时，猪的小肠基本发育完好[23]。不同体重断奶仔猪的小肠发育状态可能影响了氮的吸收和排放。