大麦和小麦对猪用玉米植酸降解及磷利用率的影响

孙 永，马彩云，朱怀永

（1.南京江宁高等职业技术学校，江苏南京 211122；2.江苏省南京工程高等职业学校，江苏南京 211135；3.江苏爱农饲料科技有限公司，江苏徐州 221100）

植酸磷是植物饲料中磷的主要储存形式，可以在植酸酶作用下被降解。因此，植酸酶广泛应用于猪饲料中，以提高磷的消化率，减少磷对环境的排泄。在猪饲料中添加小麦、大麦或黑麦等谷物也能提高植酸磷的消化率，因为这些谷物中植酸酶活性较高。相比之下，玉米、豆粕和菜粕等原料植酸酶活性较低（Viveros等，2000）。将小麦与豆粕混合或小麦与菜粕混合后在水中浸泡24 h，植酸盐的含量比单独浸泡的单一原料中植酸盐含量总和低 0.55和 0.16（Blaabjerg等，2010），这表明小麦中的植酸酶降解了豆粕或菜粕中的植酸，因此，单一饲料原料中未降解植酸盐的含量不具备加性效应。同样，含有植酸盐和不同植酸酶活性的饲料原料磷消化率在一起混合饲喂时也不具备加性效应。但为了保证磷的有效利用，磷消化率的加性效应是决定猪饲粮配方的关键因素，但目前对磷消化率值的加性效应缺乏认识。因此，本研究开展了两个试验，目的是验证小麦-大麦-玉米混合日粮浸泡后对植酸磷的降解和猪对磷表观消化率的影响。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验1中，小麦和大麦以1：1混合或小麦-大麦-玉米以1：1：2混合后浸泡0、2、4、8和 24 h，其中小麦 - 大麦 - 玉米混合日粮中添加1250 FTU/kg植酸酶。试验2选择24头仔猪，每窝均重为（47±2）kg，猪被关在代谢笼中，饲喂试验1中的4种日粮，为期12 d（5 d预饲期，7 d样品收集期）。试验日粮组成及营养成分见表1。

1.2 样品收集与测定 猪饲养在不锈钢代谢笼中，每天早上8点和下午2点饲喂2次，每次800 g。试验第5天给猪安装尿膀胱导管，分别收集7 d的尿液和粪便。试验1中的饲料浸泡后在各时间点测定pH。参考Haug和 Lantzsch（1983）的方法分析植酸磷含量和植酸酶活性。分别测定尿液和粪便中磷和钙的含量，计算摄入量、排泄量和沉积量。

1.3 数据统计分析 使用SAS（2018版）混合程序对结果进行分析，结果以“均值±标准误差”表示。P＜0.05表示差异显著，0.05 ≤ P ≤ 0.10表示有显著差异趋势。参考Blaabjerg等（2010）的函数评估磷消化率和植酸酶活性的加性效应。

2 试验结果

试验1和试验2所用日粮的分析化学成分如表1所示。大麦和小麦混合日粮检测显示，植物植酸酶活性较好，但玉米的植酸酶活性低于检测水平。4种日粮总磷含量基本相同，但钙含量不同，植酸磷在日粮中占总磷的63%～78%。

表1 试验日粮组成及营养成分

2.1 试验1 由表2可知，植酸磷含量受日粮与浸泡时间交互作用的影响（P＜0.05），这是由于随着时间的增加，植酸降解水平提高，其中小麦-大麦-玉米混合日粮+植酸酶组植酸降解水平最高，其次是小麦-大麦-玉米混合日粮、小麦-大麦混合日粮和玉米日粮。同时，小麦-大麦-玉米混合日粮+植酸酶组的K值最低（8.7 h），其次是小麦-大麦-玉米混合日粮组（15.8 h）、小麦-大麦日粮组（24.4 h）、玉米日粮组（303.4 h）。

假设植酸磷的降解具有可加性，与试验测定的小麦-大麦-玉米混合日粮中非植酸磷含量相比，浸泡 2、4、8、24 h时，小麦 -大麦 -玉米混合日粮中非植酸磷的预估含量分别提高0.17、0.34、0.42、0.5 g/kg（P ＜ 0.05）。此外，小麦 -大麦 -玉米混合日粮的K值估计值为164 h，比试验测定的 K 值（15.8 h）（15.8 h）长 148 h（P=0.08）。这些计算结果表明，当小麦、大麦和玉米混合（1：1：2）浸泡时，各种原料中的植酸磷降解不具有加性效应。小麦、大麦和玉米混合较单独浸泡2、4、8和24 h时，植酸磷的降解水平分别高出0.15、0.30、0.42和0.49。日粮中植酸酶活性存在显著差异（P＜0.05），且随着浸泡时间的延长呈下降趋势（P=0.08）。此外，日粮浸泡时间显著影响pH（P＜0.05），浸泡时间从8～24 h显著降低。2.2 试验2 试验过程中1头猪饲喂小麦-大麦混合日粮，2头猪饲喂玉米日粮，1头猪饲喂小麦-大麦-玉米混合日粮，结果未列出实际采食量，主要是由于饲料浪费。日粮类型对干物质表观消化率有影响趋势（P=0.07），与其他3组日粮相比，小麦-大麦混合日粮干物质表观消化率最低（P＜0.05）。试验日粮对磷表观消化率有显著影响（P＜0.05），其中玉米日粮中磷表观消化率较小麦-大麦混合日粮低27%（P＜0.05）。小麦-大麦-玉米混合日粮+植酸酶较小麦-大麦-玉米混合日粮磷表观消化率显著提高13%（P＜0.05）。假设日粮干物质和磷表观消化率具有加性效应，说明小麦-大麦日粮和玉米日粮一起混合时干物质表观消化率具有一定加性效应，而磷的表观消化率在未添加植酸酶时表现出的加性效应不强。小麦-大麦-玉米日粮+植酸酶组磷表观消化率较玉米日粮提高14.6%。日粮中钙含量不同导致钙摄入量存在显著差异（P＜0.05）。随着钙摄入量的降低、可消化磷摄入量增加，尿磷排泄量显著升高（P＜0.05），磷沉积量显著降低（P＜0.05），同时钙沉积量随着钙或可消化磷摄入量的增加而显著提高（P＜0.05）。

表2 日粮浸泡不同时间对植酸磷和植酸酶活性的影响

3 讨论

本试验未检测出玉米中的植酸酶活性，这与Viveros等（2000）的研究结果一致，这可能与玉米浸泡24 h植酸降解非常有限有关，因为其K值高达 303.4 h。Esmaeilipour等（2012）报道，小麦中植酸酶活性比大麦更稳定，其通过函数推导出浸泡而非热处理的小麦和大麦中植酸磷的K值分别为23和44 h，利用这些K值，小麦和大麦的混合物（1：1）的K值估计为34 h（假设具有加性效应）。由于小麦和大麦的植酸酶相互补充，导致植酸盐更快和更多的降解。本研究表明，植酸盐在小麦-大麦-玉米混合日粮中的降解不具备加性效应，表明小麦和大麦中的植酸酶是非特异性的，其可能也可以降解玉米中的植酸盐。同样，Blaabjerg等（2010）研究表明，当富含植酸酶的小麦或麸皮与玉米、豆粕、菜粕等原料一起浸泡时，由于小麦的植酸酶促进这些原料中的植酸盐降解，会发生非加性效应的植酸盐降解。本研究中小麦和大麦中的植酸酶对玉米中植酸盐的降解表明底物和酶能相互作用。尽管植酸酶活性较低，但与小麦和大麦混合日粮相比，小麦-大麦-玉米混合日粮在浸泡2、4和8 h时K值较小，且植酸盐降解程度相对较大。

表3 试验日粮对养分表观消化率及钙磷代谢的影响

在小麦-大麦-玉米混合日粮+植酸酶组中，由于添加了植酸酶，磷的表观消化率最高，玉米日粮组最低。玉米中磷的表观消化率在不同研究中的差异很大，从-0.41～0.41不等（Shen等，2002；Weremko等，2001），这种差异主要是由于评估日粮磷水平和分析模型不同。与小麦-大麦-玉米混合日粮相比，小麦-大麦日粮中磷表观消化率显著提高，这是由于小麦-大麦日粮中植物植酸酶活性较高，同时植酸磷含量较低。此外，玉米和豆粕中约有0.15和0.23的植酸磷，添加植酸酶在38℃下浸泡4 h后仍未降解（Ton Nu等，2014），与豆粕相比，玉米中植酸磷的降解速度更快，这可能是由于植酸磷储存部位不同，玉米中植酸磷与植酸酶的接触性更好。由于玉米和豆粕中植酸酶活性较低或无植酸酶，因此，玉米和豆粕中磷的表观消化率具有加性效应，说明当高植酸酶活性的谷物与低水平或检测不到植酸酶活性的谷物原料混合时，关于磷的表观消化率可加性假设是有问题的（Weremko等，2001）。

磷和钙这两种矿物质的主要成分都以羟基磷灰石的形式存在于骨骼中，其稳态受到严格的调控（Suttle，2010）。因此，只有在日粮钙水平充足的情况下，磷的吸收才能用于骨骼生长和维持，反之亦然。因此，钙摄入量低，导致低或负水平磷沉积，使尿磷排泄量增加。但本研究发现，在小麦-大麦-玉米混合日粮中添加植酸酶可以改善钙的沉积率，这也表明钙沉积达到负水平是由于钙摄入量不足导致的。

4 结论

结果表明，小麦-大麦-玉米日粮中添加植酸酶，浸泡后可以提高植酸磷的降解和磷表观消化率。此外，小麦和大麦中存在的植酸酶是非特异性的，其与玉米以1：1：2混合浸泡后可以降解植酸磷。因此，小麦-大麦-玉米混合日粮浸泡后对植酸降解水平不具有加性效应。用混合日粮饲喂猪，磷的表观消化率也无加性效应。因此，在制定猪日粮配方时需要考虑磷消化率值非加性，以保证磷的有效利用。