不同粉碎粒径高粱猪消化能与消化率的比较研究

王勇生，李 洁，雷 恒

(1.北京市畜产品质量安全源头控制工程技术研究中心，北京 102209； 2.中粮营养健康研究院动物营养中心，北京 102209; 3.北京挑战生物科技有限公司,北京 100080)

饲料原料粉碎是饲料加工中非常重要的环节。适宜的粉碎粒径有利于饲料原料各成分间的均匀混合及颗粒制粒前后调质、膨胀、挤压膨化过程中品质的均一性。粉碎还有利于动物对营养物质的消化吸收，提高动物生长和生产性能。通过对能量和养分消化率的测定来评估谷物最佳粒径已有报道[1-3]。研究表明，颗粒粒径从1 200 μm减小到600 μm时，对能量的利用效率、养分的消化吸收率及畜禽生长性能方面都起到积极的促进作用[4-5]。小麦粉粒径从920 μm减小到580 μm，总能并不会增加，但淀粉的表观总肠道消化率有所提高[6]。猪饲喂豌豆-大麦型日粮，400 μm粒径日粮的总能、干物质、粗蛋白质的表观总肠道消化率比700 μm粒径更高[7]。

高粱作为世界第5大禾谷类作物，无论是在人体食品消费结构中，还是作为饲料原料应用到畜禽配合饲料中，都显出了其重大的应用价值。尤其在玉米、豆粕甚至小麦等饲料原料价格高涨的情况下，高粱以相对低廉的价格，接近于玉米使用价值更加受到饲料企业和畜禽养殖业的重视。Pan[8]从高粱单宁含量的角度研究了生长猪对高、中、低不同单宁含量的高粱消化代谢能和能量表观消化率及其预测方程。本试验将从粉碎加工的角度，探讨过20、40、60目筛的高粱代替基础日粮中20%的玉米的情况下，猪对高粱消化能的差异及利用SDS-II单胃动物仿生消化系统对过不同筛目高粱干物质消化率及脱脂后的消化率进行测定，以期为高粱在猪日粮中的应用提供支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用高粱购买自宁夏；玉米购自北京昌平。

1.2 试验动物

选用12头健康去势公猪(初始体重为32.5±2.8 kg)，分别随机放入带有漏缝地板的不锈钢代谢笼中。适应期5 d，正式收粪期5 d。

1.3 试验设计与日粮

试验采用尤丁方设计，将12头猪随机分为4个处理组，每个处理组3头猪，分2期进行。应用全收粪法分别测过20、40、60目筛的高粱猪消化能。试验采用套算法，以玉米为基础日粮，其余日粮分别以过20、40、60目筛的高粱代替20%的玉米。日粮组成见表1。

1.4 饲养管理

试验猪在试验开始前适应7 d，适应期间自由采食和饮水。试验期间每天定时定量饲喂，饲喂总量为代谢体重的4%，每天8:00和15:00各投料1次，记录每天猪只的饲料饲喂量及浪费的饲料量，将浪费的饲料从其饲喂量中减去，以避免误差。记录代谢室中每天的温度及湿度。

表1 试验日粮组成

注：每1 kg饲料中由预混料提供：维生素E 44.1 IU；维生素K34.0 mg；维生素D31 500 IU；维生素A 11 000 IU；维生素B11.4 mg；维生素 B25.22 mg；维生素 B520.0 mg；烟酸 26.0 mg；维生素 B120.01mg；叶酸 0.8 mg；生物素 44 μg；氯化胆碱 0.5 g；泛酸 14 mg；锰 35.0 mg；铁 100.0 mg；锌 90.0 mg；铜 16.5 mg；硒 0.30 mg;碘 0.30 mg。

1.5 粪便的收集和处理

采用全收粪法，预试期间掌握每头试验猪的排泄规律，每天收集的粪样放置于-20°C冰箱内保存。收集期5 d结束后，将5 d粪样称重，混合均匀，取四分之一粪样加入6 mol/LHCl(每100 g鲜样加5 ml 6 mol/L HCl)固氮，之后于65°C烘箱中烘72 h至恒重，粉碎过40目筛，制成风干样，待检。

1.6 检测指标及测定方法

1.6.1检测指标

试验原料测定指标：干物质、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、总能、粗蛋白质、氨基酸。粪样测定指标：粪中干物质、粪中总能。

1.6.2测定方法

按照GB/T 6435—2006、GB/T 6432—1994、GB/T 6434—2006、GB/T 20806—2006、GB/T 1459—2007分别进行干物质、粗蛋白质、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维测定。使用氧弹式测热仪测定原料、粪样的总能。天门冬氨酸、苏氨酸和丝氨酸等15种氨基酸的测定按照GB/T 18246—2000方法进行，样品在110°C下6 mol/L盐酸水解24 h 后使用氨基酸自动分析仪(Sykam S-433D,德国)测定。

1.6.3过不同筛目高粱干物质消化率及脱脂后消化率的测定

采用SDS-II单胃动物仿生消化系统进行测定，测定方法参考赵峰[9]推荐的方法进行。

1.7 计算公式和统计方法

消化能计算方法参照Adeola[10]的公式：

式中，X为被测饲料替代基础日粮的百分率，%。

1.8 统计方法

数据采用SAS 9.1统计软件进行方差分析[11]。结果用最小二乘法的均值及“平均标准误”表示，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

2 结果

2.1 不同粒径高粱之间的消化能比较

试验测定的消化能值结果见表2。以干物质基础计，过20、40及60目的高粱总能分别为15.61、15.79、15.73 MJ/kg，消化能值分别为12.62，14.17，14.19 MJ/kg；过20目筛高粱消化能与过40、60目筛高粱之间差异显著(P<0.05)，而过40目与过60目筛高粱之间差异不显著(P>0.05)。与过20目高粱相比，过40目和60目的高粱消化能值显著提高。

表2 不同粒径高粱之间的消化能测定值 MJ/kg

注：肩标不同小写字母表示差异显著，P<0.05；肩标不同大写字母表示差异极显著，P<0.01，下同。

2.2 不同粒径高粱猪代谢试验粗蛋白质、纤维消化率的测定

不同处理组间粗蛋白质、粗纤维、酸性洗涤纤维消化率均没有显著变化(P>0.05)。中性洗涤纤维消化率过40目筛高粱显著升高(P<0.05)。过40目筛的高粱处理组粗纤维、中性和酸性纤维的消化率都要高于过20目和60目的处理组，结果见表3。

2.3 不同粒径高粱猪氨基酸消化率比较

试验测定了15种氨基酸，在甘氨酸和赖氨酸各处理间表现出了差异显著性(P<0.05)。过40、60目筛的甘氨酸消化率要大于过20目筛的甘氨酸消化率。赖氨酸在过20、40目筛之间差异不显著(P>0.05)，与过60目筛表现为差异显著(P<0.05),结果见表4。

表3 不同粒径高粱猪代谢试验粗蛋白质、粗纤维的消化率

表4 不同粒径高粱猪代谢试验不同氨基酸的消化率

2.4 不同粒径高粱之间的体外模拟消化系统干物质消化率及脱脂后干物质消化率的差异比较

过不同筛目高粱之间的干物质消化率及脱脂后干物质消化率表现为差异显著(P<0.05)。过40目和过60目的高粱干物质消化率及脱脂后的消化率均极显著高于过20目的高粱干物质消化率及脱脂后的消化率(P<0.01)。过40目和过60目的高粱干物质消化率及脱脂后的消化率之间差异不显著(P>0.05)。因此，依据干物质消化率及脱脂后的消化率数值来看，推荐高粱粉碎粒度以40目为宜,结果见表5。

表5 过不同筛目高粱之间的体外模拟消化系统干物质消化率及脱脂后消化率的差异比较

3 讨论

研究表明，随着粉碎粒径的降低，能量和营养物质消化利用率会得到提高[1-4]。因此，能量利用效率和营养物质的消化吸收率成为了衡量颗粒粉碎粒径的重要指标。Liu等[12]报道猪饲喂308 μm DDGS比818 μm的DDGS可获得更高的干物质和总能的表观总肠道消化率及代谢能，但粒径大小并不影响氮和磷的表观总肠道消化率。Wondra等[5]报道，玉米粉粒径从1 200 μm减少到400 μm，干物质、氮及总能的表观总肠道消化率将会分别增加5%、7%及7%。育肥猪饲喂玉米型日粮，641 μm的颗粒粒径的干物质、氮及总能的表观总肠道消化率要比1 500 μm粒径的高[13]。玉米-高粱型日粮原料粉碎粒径从900 μm减小到300 μm，猪总能的表观总肠道消化率将得到改善[14-15]。Wondra等[16]研究表明，玉米粉粒径从1 200 μm降低到400 μm，干物质和总能的表观总肠道消化率呈线性变化的趋势，氮的表观总肠道消化率表现出了抛物线的变化趋势。粪便中的总能、干物质及氮随着粒径的降低而降低，但是粒径大小并不影响尿氮的沉积。玉米粉粒径从1 200 μm减小到400 μm，玉米的代谢能从14.19 MJ/kg提高到15.66 MJ/kg。以上研究报道都表明饲料的粉碎粒度影响着畜禽的代谢能值，适宜的粉碎粒径可有效的提高畜禽对饲料的代谢能值。结果表明,过40目和60目筛高粱消化能显著高于过20目筛高粱(P<0.05)，而过40目筛高粱与过60目筛高粱之间差异不显著(P>0.05)，考虑到过60目粉碎加工成本要高于过40目的能耗成本，因此建议高粱适宜的粉碎以40目为宜。按照1目数=12 500颗粒粒径(μm)进行换算，20、40、60目分别为850、425、250 μm。试验中高粱粉碎粒径从850 μm降低到425 μm和250 μm，高粱的消化能分别提高了12.29%和12.42%,结果与Liu等[11]，Wondra等[5，15]、Giesemann等[13]报道结果相似，说明高粱的适宜粉碎粒度与猪的消化能数值有着密切的关系，高粱合适的粉碎粒度可以提高猪的消化能值。在消化率方面，高粱粉碎粒径从过20目降低到过40目和60目，粗蛋白消化率、15种氨基酸的消化率及体外仿生消化系统干物质消化率及脱脂后消化率随着粉碎粒径的降低而增加；而粗纤维、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维消化率以过40目高粱数值上为最大，中性洗涤纤维过40目显著高于过20及60目的高粱(P<0.05),说明过细的粉碎不利于纤维的消化吸收，试验中以过40目为宜。因此，试验结合不同粒径高粱的猪消化能值、粗蛋白、粗纤维的消化率以及利用单胃动物仿生消化系统测定的干物质消化率和脱脂后的消化率数值，猪饲料中高粱粉碎粒度以过40目筛为好。