全收粪法和三氧化二铬法测定蓝狐对不同硒含量日粮的营养物质消化率

刘可园，刘晗璐，王卓，张婷，李光玉

（中国农业科学院特产研究所，吉林 长春 130112）

研究动物营养物质消化率时，需要测定动物的采食量和排粪量[1-2]。全收粪法测定的消化率结果比较准确，但是比较费时费工，寻找一种可以替代其的方法是十分必要的。指示剂法因操作简单、只需要收集较少的粪便就可[3]，而被作为替代全收粪的方法。这种指示剂必需满足在胃肠道内不可消化吸收；不具有生理功能；不被饲料或组织细胞颗粒吸附[4]；是一种惰性物质，被动物摄入后几乎不发生变化地从消化道排出[5]。指示剂分为内源和外源2 种，前者是指饲料本身含有的不能被动物体吸收的物质，而后者是在饲料中添加不能被动物体吸收的物质。Kane 等[6]为寻找一种能够准确计算放牧草食动物采食量和消化率的方法，分别分析内源指示剂（木质素、植物色素和不可消化蛋白质）、外源指示剂[三氧化二铬（Cr2O3）、硫酸钡]、放射性同位素和染料在饲料和粪便中的含量，通过计算发现以植物色素、不可消化蛋白质和Cr2O3为标记物得到的结果与常规方法相同。Hill 等[2]研究指出Cr2O3可作为研究犬营养物质小肠消化率的指示剂。Carciofi 等[4]研究也发现以Cr2O3法和全收粪法测定犬的营养物质消化率结果相近。Cr2O3是最早被用于测定饲料消化率的外源标记物，但其回收率受到饲料特性[7]、动物种类[3]、投给方式[8]和测定方法[4]等多种因素的影响。

硒是动物体必需的微量元素，是硒代半胱氨酸的组成成分，是一些抗氧化酶（包括谷胱甘肽过氧化物酶和某些硫氧还蛋白氧化还原酶等）的活性中心[9]，可以清除自由基，保护细胞膜免遭损害。许多研究表明，日粮中添加硒可以显著提高畜禽对干物质、蛋白质、脂肪等营养物质的消化率[10-14]。目前，还没有关于利用Cr2O3法测定蓝狐营养物质消化率的报道，日粮中硒含量是否对Cr2O3法测定结果有影响还不清楚。

本研究利用全收粪法和Cr2O3法测定蓝狐对不同硒含量日粮中各种营养物质的消化率，研究硒对蓝狐消化各种营养物质的影响，同时比较日粮中硒含量不同时全收粪法和Cr2O3法测定蓝狐对干物质、蛋白质、脂肪和碳水化合物消化率的差异和相关性。

1 材料与方法

1.1 试验动物分组及饲养管理

选取 120 日龄左右、体重相近（5.14±0.03 kg）的健康雄性蓝狐30 只，随机分为2 组，每组15 个重复，每个重复1 只。参照NRC（1982）[15]和中国饲料成分与营养价值表（2017年第28 版）[16]，以膨化玉米、豆粕、玉米蛋白粉、肉骨粉和鸡油等为主要原料，配制基础日粮（硒含量为0.096 mg/kg）以及添加0.2 mg/kg 硒（添加形式为含硒量为1%的甘氨酸硒）的试验日粮。基础日粮组成及营养成分见表1。试验开始于9 月中旬，试验期为35 d，前7 d 为适应期，在农业部长白山野生生物资源重点野外科学观测站开展。根据动物习性将干粉饲料与水按照一定比例饲喂，每天07: 00和15:00 各饲喂1 次，自由饮水。试验动物单独饲养于常规笼（1.0 0.8 0.8 m）中，按照常规进行疫苗接种和饲养管理。

表1 基础日粮组成及营养水平Table 1 Ingredient and nutritional level of the basal diet （g/kg DM）

1.2 消化代谢试验

1.2.1 全收粪法 饲喂试验日粮27 d后，将接粪盘放置到每只动物笼子下，收集连续3 d（72 h）的粪便。每天收集的粪便样本称重后，按照鲜重5%加入10%硫酸溶液和少量甲苯防腐，20 ℃保存备用。将3 d 收集的粪便样本混合均匀后，先在80 ℃下杀菌2 h，然后降到65 ℃烘干至恒重，粉碎后过40 目筛，然后测定各营养物质含量。

1.2.2 Cr2O3法 全收粪法试验结束后，参照Carciofi等[4]的方法，将纯度为99%（w/w）Cr2O3粉末均匀混合至干粉日粮中，使日粮中的Cr2O3含量为3.5 g/kg 左右，并准确记录Cr2O3的添加量。在饲喂混合Cr2O3日粮1 d 后，在粪盘中选取几个点连续3 d 收集粪便，每天收集约50 g，称重，将3 d 收集的粪便混合均匀，按照全收粪法处理样本。同时记录连续3 d 粪便的总重，用于计算Cr2O3回收率。

1.3 样本测定

参照AOAC（2003）[17]方法，测定饲料和粪便样本干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）以及饲料中的钙（Ca）和总磷（TP）含量。饲料中的硒参照AOAC（2000）[18]的方法进行处理。硒标准液为1 mg/mL 1%HNO3溶液（国家标准物质中心），然后用0.1 mol/L HCl稀释成10g/L 备用。经过处理的饲料和标准液使用原子荧光光谱仪（Anton Paar，澳大利亚）进行测定。饲料和粪便中铬含量测定参照国家标准（GB5009.123—2014）的方法利用原子吸收光谱仪进行测定。

1.4 消化率计算

1.4.1 全收粪法 碳水化合物含量由干物质总量减去粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分总量求得。各营养物质消化率及氮代谢相关指标公式如下：

1.4.2 Cr2O3法 Cr2O3回收率和消化率计算公式如下：

其中，A 为饲料中某成分的含量（%）；A1为粪便中相应成分的含量（%）；B 为饲料中指示剂的含量（%）；B1 为粪便中指示剂的含量（%）。

1.5 数据分析

利用 SAS 9.2 统计软件的GLM 过程进行单因素方差分析，试验结果以平均值±标准差的形式表示，P＜0.05 为差异显著，P＞0.05 为差异不显著 利用PROC CORR 过程，对全收粪法和Cr2O3法测定的数据进行相关分析，使用Pearson方法进行检验，P＜0.05表示显著相关，P＞0.05 表示不相关。利用PROC REG过程对2 种方法测定数据进行一元回归分析，并利用最小二乘法进行参数估计，变异系数（CV）和决定系数（R2）对方程进行检验。

2 结果与分析

2.1 饲料硒含量对粪便干物质组成和Cr2O3回收率的影响

从表2 可以看出，在蓝狐日粮中添加硒对粪便的排出量没有显著的影响（P＞0.05），而对粪便中Cr2O3的回收率有显著的影响，添加硒组粪便中Cr2O3的回收率显著低于基础日粮组（P ＜0.05）。

表2 粪便干物质和Cr2O3 的回收率Table 2 Recovery rate of fecal matter and Cr2O3

2.2 全收粪法和Cr2O3法测定蓝狐对不同硒含量日粮消化率

由表3 可知，日粮中添加硒能够显著地提高蓝狐营养物质的消化率（P ＜0.05），且全收粪法测得的消化率较Cr2O3法测得的低（P ＜0.05）。用全收粪法测得的干物质、蛋白质、脂肪和碳水化合物的消化率受到饲料硒含量的显著影响（P ＜0.05），而用Cr2O3法测得的脂肪消化率差异显著（P ＜0.05），其他各物质的消化率差异不显著（P ＞0.05）。利用Cr2O3法得到的各营养物质消化率均高于全收粪法，干物质、蛋白质、脂肪和碳水化合物消化率在基础日粮组分别高32.9%、14.2%、4.4%和5.9%，添加硒组分别高26.2%、14.2%、3.5%和6.1%。

表3 全收粪法和Cr2O3 法测定的蓝狐对不同硒含量日粮消化率Table 3 Digestibility in different dietary selenium supplementation by total feces collection and Cr2O3 methods for bule foxes （%）

2.3 全收粪法和Cr2O3法测定的各种养分消化率的相关性

由表4 可知，基础日粮组2 种方法测定的各营养物质消化率均显著正相关，且回归分析得到的方程的决定系数 R2在0.5 左右。添加硒组2 种方法测定的干物质消化率显著相关，其他营养物质消化率不相关，得到的回归方程的R2值较低。以全收粪法测定的各营养物质消化率的数据为自变量、Cr2O3法测定的相应数据为因变量得到的一元回归方程的变异系数差别较大，其中干物质和脂肪消化率方程的较小，而蛋白质和碳水化合物消化率方程的较大。

表4 全收粪法和Cr2O3 法测定的各种养分消化率的相关性Table 4 Correlation of various nutrient digestibility measured by the total feces colletion method and Cr2O3 method

3 讨论

利用粪中指示剂含量估测营养物质消化率准确性受许多因素的影响[21]，其中指示剂在粪中的回收率是否接近于100%是最主要的因素[19]。本研究中粪便中Cr2O3的回收率不足80%，其中添加硒组回收率还不足70%，而且个体间差异较大，这是导致利用Cr2O3法测定的结果较全收粪法高的主要原因。陈瑶等[19]使用全收粪和指示剂法测定阉牛对8 种不同日粮有机物的消化率，结果发现粪便中Cr2O3的回收率不同动物个体间差异也较大。

钟伟等[20]研究发现，在蓝狐日粮中添加适量的以维生素、矿物质元素和益生菌制剂等为主要成分的预混合饲料，能够促进营养物质的吸收与利用；饲料中添加硒可提高蓝狐各营养物质的消化率。在其他家畜禽的研究中也得到了相似的结果，如Adkins等[10]和Nuijten等[11]研究表明在猪饲料中添加硒可以显著提高干物质的消化率；Malhi[12]研究发现山羊日粮中添加硒可显著提高干物质和蛋白质的消化率；Liu 等[13]在蓝狐冬毛期日粮中添加不同水平的硒和维生素E，发现硒对雄性蓝狐的干物质、蛋白质和脂肪的消化率有显著的影响；弓剑等[14]研究发现在奶牛日粮中添加有机硒可显著提高粗脂肪消化率，粗蛋白消化率也有一定的提高。

任慧波等[21]利用全收粪法和Cr2O3法测定犊牛液体饲料的养分消化率，发现Cr2O3法测定的粗蛋白、粗脂肪和有机物的消化率均高于全收粪法得到的结果，这与该研究得到的结果相一致。同时，任慧波等[21]分析了这2 种方法测定的结果呈中度相关，本研究中日粮中无硒添加组也得到了相似的结果。有研究发现，Cr2O3作为指示剂具有回收率变异大[22-23]、在体内可以氧化不饱和脂肪酸[5]的缺陷，而且回收率还受到日粮特性的影响，当日粮中粗蛋白质的消化率较高、粗纤维较低时，回收率较高[7]。本研究中日粮中添加硒提高了蓝狐粗蛋白质的消化率，Cr2O3的回收率反而较低。这可能是由于蓝狐日粮中多不饱和脂肪酸（PUFA）含量较高，硒的抗氧化作用可以更好地保护饲料中PUFA 免受空气的氧化，从而使得添加硒组蓝狐食入的PUFA较多，动物机体消耗的Cr2O3相对较多，导致回收率降低。添加硒组2 种方法测定结果的相关性低于无硒添加组，这也是粪便中Cr2O3回收率低导致的。铬与其他的矿物质之间也存在着拮抗作用[24]。李静等[25]研究硒和铬对蛋鸡脂质代谢及鸡蛋硒含量的影响发现，硒与铬在动物体内存在一定的拮抗作用，原因是硒与铬能形成溶解度很低的复合物，这可能会进一步地促进Cr2O3在体内的消耗，使添加硒组粪便中铬的回收率较无硒添加组低，进而导致2 种方法测定的结果间相关性低。

4 结论

本试验中，利用Cr2O3法测定的蓝狐对不同硒含量日粮的干物质、蛋白质、脂肪和碳水化合物的消化率较全收粪法测定的结果高。日粮中硒含量为0.096mg/kg时，2 种方法测定的结果显著相关。蓝狐日粮中添加硒会降低粪中Cr2O3的回收率。