浓缩脱酚棉籽蛋白生长猪消化能评定及其对仔猪生长性能、血清生化指标和养分表观消化率的影响

2021-02-07赵建飞宋泽和范志勇

动物营养学报 2021年1期

赵建飞李瑞宋泽和范志勇贺喜*

(1.湖南农业大学动物科学技术学院，饲料安全与高效利用教育部工程研究中心，湖南畜禽安全生产协同创新中心，长沙410128；2.西北农林科技大学动物科技学院，杨陵712100)

仔猪饲养过程中，由于仔猪消化和免疫系统发育不完善，在饲粮中通常添加高品质、易消化的蛋白质原料来减轻断奶造成的仔猪消化功能障碍和生长受阻等负面影响[1-2]。鱼粉作为一种优质的蛋白质资源，因其蛋白质含量较高、氨基酸组成较为全面、动物消化利用率高等特点，而被广泛应用于仔猪饲料中[3]。然而，由于鱼粉的价格高、供应有限且质量不稳定，使得生猪养殖业和饲料工业迫切需要开发寻找质优、价廉、来源稳定的鱼粉替代产品[4]。浓缩脱酚棉籽蛋白(concentrated degossypolized cottonseed protein，CDCP)以优质棉籽为原料，在脱酚棉籽蛋白(degossypolized cottonseed protein，DCP)“液-液-固”三相萃取专利技术生产工艺的基础上通过改进脱酚浓缩工艺，脱除了部分水溶性的非淀粉多糖及低聚寡糖和棉酚、单宁、植酸等抗营养因子，提升了蛋白质含量和营养价值[5]。目前，对DCP的研究报道主要集中在加工工艺的介绍以及DCP代替豆粕在水产动物和不同畜禽中饲喂试验，而对CDCP的消化能以及基于理想氨基酸模式下对仔猪生长性能的研究报道较少。因此，本试验采用全收粪法结合套算法测定CDCP生长猪消化能，并用CDCP替代饲粮中4%的鱼粉，研究其对仔猪生长性能、血清生化指标和养分表观消化率的影响，旨在实际生产中为仔猪饲粮中使用CDCP提供可靠的参考数据，为合理、高效利用CDCP，拓宽仔猪饲粮优质蛋白质原料的选择范围做出努力。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用的CDCP由湖南某生物科技有限公司提供，符合地方标准《饲料原料脱酚棉籽蛋白》(DB43/T 885—2014)。其他饲料原料均由湖南农业大学某饲料厂提供。

1.2 试验动物与分组

消化试验：试验选取65日龄、体重(38.8±2.6) kg的“杜×长×大”健康阉公猪8头，随机分成2组，每组4个重复，每个重复1头猪。将猪分别置于个体代谢笼中。

饲养试验：试验选取(31±2)日龄、体重(10.00±0.60) kg的“杜×长×大”健康仔猪132头，按随机区组设计分成对照组和CDCP组，每组6个重复，每个重复11头猪。试验期28 d。

1.3 试验饲粮与饲养管理

1.3.1 试验饲粮

消化试验：试验以玉米-豆粕型饲粮为基础饲粮，参照NRC(1998)中20～50 kg生长猪的营养需要量配制。基础饲粮组成及营养水平见表1。因CDCP是植物性蛋白质原料，不宜直接饲喂，故采用替代法测定消化能，替代水平为20%，以粉料形式饲喂。试验采用交叉法进行消化代谢试验，使用全收粪法结合套算法测定CDCP生长猪消化能。交叉法试验设计见表2。

饲养试验：试验饲粮分为基础饲粮和CDCP饲粮。基础饲粮中鱼粉用量为4%，CDCP饲粮为利用CDCP完全替代基础饲粮中的鱼粉，并调整饲粮组成使粗蛋白质、消化能水平近似，2种饲粮消化能和回肠标准可消化赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸水平均满足或超过NRC(2012)仔猪营养需要。试验饲粮组成及营养水平见表3。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.3.2 饲养管理

消化试验：饲养管理方法参照《畜禽饲料有效性与安全性评价全收粪法测定猪配合饲料表观消化能技术规程》(GB/T 26438—2010)要求。试验猪在代谢笼预饲5 d后，进入正式试验，在代谢笼适应期间饲喂全价配合饲料。本试验分为2个试验期，其中每个试验包括预试期和正试期2个阶段，每天饲喂4次(07:30、11:30、14:30和18:30)，自由饮水。每期预试期5 d，并且观察和确定试验猪的自由采食量，作为正试期饲粮投喂量的决策依据；每期正试期3 d，按试验猪自由采食量的85%准确定量饲喂；过渡期5 d饲喂基础饲粮。

表2 交叉法试验设计

表3 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)

饲养试验：试验时间共28 d，试验地点在湖南衡阳市某猪场进行。在试验期间，每天饲喂4次(07:30、11:30、14:30和18:30)，自由采食，提供充足洁净的饮水，保证栏舍清洁卫生，定期对猪舍及饲槽消毒，疾病的防治与保健按猪场实际情况进行。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 消化试验评定生长猪消化能和养分表观消化率

饲粮样品和粪样测定指标有干物质(DM，GB/T 6435—2014)、粗蛋白质(CP，GB/T 6432—1994)、粗脂肪(EE，GB/T 6433—2006)、粗纤维(CF，GB/T 6434—2006)、粗灰分(Ash，GB/T 6438—2007)、钙(Ca，GB/T 6436—2002)、磷(P，GB/T 6437—2002)、游离棉酚(FG，GB/T 13086—1991)。能量测定按照国际标准ISO 9831:1998方法，使用全自动氧弹热仪测定。

按照如下公式计算养分表观消化率：

养分表观消化率(%)=100×(R-D)/R。

式中：R为食入饲粮中某养分含量；D为粪中某养分含量。

套算法计算公式：

F(%)=100×(A-B)/f+B。

式中：F为被测饲粮养分表观消化率；A为试验饲粮养分表观消化率；B为基础饲粮养分表观消化率；f为CDCP养分占试验饲粮养分的比例。

1.4.2 饲养试验评定仔猪生长性能、血清生化指标和养分表观消化率

1.4.2.1 生长性能和腹泻率

试验期内观察仔猪生长和健康状况，以每个重复为单位，记录耗料量，并于试验的第1天和最后1天07:30空腹称重，记录初重、末重并计算各组仔猪的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。在试验的前14 d，每天2次观察并记录仔猪腹泻状况，仔猪是否腹泻主要观察仔猪尾部状态和漏缝地板上的粪便痕迹为准。计算公式如下：

腹泻率(%)=[试验期腹泻仔猪头数/(本组
试验仔猪头数×试验天数)]×100。

1.4.2.2 血清生化指标

于试验期最后1天分别从各组每个重复选择1只接近该组平均体重的猪进行前腔静脉采血，取6 mL血液置于10 mL采血管中，37 ℃静置30 min后在3 000 r/min速度下离心15 min取血清，于-20 ℃保存待测。使用试剂盒测定血清谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、碱性磷酸酶(ALP)活性及总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素(UREA)含量：缓冲液法测定血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM)含量，试剂盒均购于深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，所用仪器为迈瑞200全自动血液生化分析仪。

1.4.2.3 养分表观消化率

采用4 mol/L酸不溶灰分(AIA)法(GB/T 23742—2009)测定养分表观消化率。饲粮样品和粪样测定指标有干物质(GB/T 6435—2014)、粗蛋白质(GB/T 6432—1994)、粗脂肪(GB/T 6433—2006)、粗灰分(GB/T 6438—2007)。能量测定按照国际标准ISO 9831∶1998方法，使用全自动氧弹热仪测定。根据食入养分含量和排出养分含量计算各养分表观消化率。养分表观消化率公式如下：

D=100×[1-(A1/A2)×(B2/B1)]。

式中：D为某养分表观消化率(%)；A1为饲粮中某养分含量(%)；A2为粪便中盐酸不溶灰分含量(%)；B1为粪便中某养分含量(%)；B2为饲粮中盐酸不溶灰分含量(%)。

1.5 数据分析

采用SPSS 16.0软件进行独立样本t检验以及单因素方差分析(one-way ANOVA)，结果以“平均值±标准差”表示，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 CDCP的化学组成、消化能和养分表观消化率测定结果

由表4可知，CDCP的粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙、总磷含量及总能均低于鱼粉，粗纤维和无氮浸出物含量均高于鱼粉。

由表5可知，生长猪对CDCP能量表观消化率为86.64%，消化能为15.61 MJ/kg。生长猪对CDCP粗蛋白质表观消化率为85.80%，可消化粗蛋白质含量为51.38%。由试验测得的能量、粗蛋白质表观消化率和CDCP的常规养分含量来看，CDCP用作生长猪饲料替代一定比例的基础饲粮是可行的。

表4 CDCP和鱼粉化学组成分析(风干基础)

表5 CDCP消化能和养分表观消化率(风干基础)

2.2 CDCP对仔猪生长性能和腹泻率的影响

由表6可知，CDCP对仔猪的初重、末重、ADFI、ADG、F/G和腹泻率均无显著影响(P>0.05)；但CDCP组的ADFI和ADG均小于对照组，腹泻率大于对照组。

表6 CDCP对仔猪生长性能和腹泻率的影响

2.3 CDCP对仔猪血清生化指标的影响

由7表可知，CDCP对血清中TP、ALB、UREA含量及ALP、AST、ALT活性均无显著影响(P>0.05)，对血清IgA、IgG、IgM含量无显著影响(P>0.05)。初步判定在本试验条件下，用CDCP替代鱼粉对仔猪血清生化指标无显著影响。

2.4 CDCP对仔猪养分表观消化率的影响

由表8可知，与对照组相比，CDCP显著降低了仔猪对饲粮中能量、粗脂肪表观消化率(P<0.05)；干物质、粗蛋白质和粗灰分表观消化率均有所降低，但无显著差异(P>0.05)。

3 讨论

3.1 生长猪对CDCP的消化能

目前国内对CDCP的消化能的研究较少，公开发表的数据均主要为DCP的消化能。CDCP为淡黄色碎片，色泽均匀一致，气味清淡，本次试验生长猪对CDCP的消化能为15.61 MJ/kg，Li等[6]测定仔猪[(10.19±1.35) kg]对CDCP的消化能为15.79 MJ/kg，Wang等[7]测定生长猪[(31.5±2.2) kg]对DCP的消化能为17.25 MJ/kg，大于本次试验测定的生长猪消化能。李敏[8]测定的一种DCP样品在干物质基础下的消化能为13.63 MJ/kg。沈俊等[9]测定了全国范围内11种DCP样品在DM基础下的平均消化能为12.68MJ/kg。《中国饲料成分及营养价值表(2019年第30版)》中棉籽蛋白(脱酚浸出)消化能推荐值为10.25 MJ/kg，与本试验结果存在较大差异，这是由于试验样品来源及加工工艺等因素所引起。另外，本次试验测得CDCP消化能值高于NRC(2012)中豆粕消化能(15.12 MJ/kg)。CDCP生长猪粗蛋白质表观消化率为85.80%，比张铖铖等[10]测定DCP生长猪粗蛋白质表观消化率高12.45%，比Wang等[7]测定的仔猪粗蛋白质表观消化率低4.2%。

表7 CDCP对仔猪血清生化指标的影响

表8 CDCP对仔猪养分表观消化率的影响

3.2 CDCP对仔猪生长性能和腹泻率的影响

一般认为棉籽粕因含有游离棉酚、环丙烯脂肪酸(cyclopropene fatty acid，CPFA)、单宁和植酸等抗营养因子，会对动物的采食量、生长性能有一定的影响。而本次试验表明，在消化能、粗蛋白质和标准回肠可消化氨基酸水平一致的条件下，与对照组相比，CDCP组的末重、ADFI、ADG、F/G和腹泻率差异均不显著，这说明用4%的CDCP替代鱼粉对仔猪的生长性能无不良影响。Wang等[7]研究表明，饲粮添加10%的CDP降低了仔猪的ADG及总能、粗蛋白质的表观消化率，饲粮中添加4%的CDP对生长性能、腹泻率和养分表观消化率没有影响。这表明CDP虽然经过脱酚处理，但是残留的游离棉酚依旧会对动物产生毒副作用，在使用CDP时必须考虑不同畜种对游离棉酚的耐受性。

3.3 CDCP对仔猪血清生化指标的影响

血清生化指标能反映动物体新陈代谢机能的健康状况，可以从血清生化指标来判断动物体的组织或器官是否发生异常变化。ALT和AST是存在于动物肝脏和心脏细胞内的重要转氨酶，跟蛋白质和氨基酸代谢有密切关系。本试验结果表明，CDCP对ALT、AST和ALP活性均无显著影响，且处于正常范围内，说明CDCP中的残留的游离棉酚没对肝脏发生损害。

TP和ALB含量与动物体内蛋白质和氨基酸的代谢密切相关。UREA是动物体蛋白质代谢终末的产物，因含有含氮化合物而具有毒性，大多数生物必须通过肾脏由尿排除。血清UREA含量是反映肾功能的主要指标之一。本试验结果表明，CDCP对血清TP、ALB、UREA含量均无显著影响，说明CDCP替代鱼粉不影响仔猪对饲粮蛋白质利用率和蛋白质代谢。

血清中免疫球蛋白主要来源于浆细胞，能反映机体体液免疫水平，IgG是个体发育过程中最早合成和分泌的抗体，占据了血清中免疫球蛋白总量的75%。IgA含量仅次于IgG，IgA是机体黏膜局部抗感染免疫的主要抗体。IgM是B细胞抗原受体的主要成分，IgM在感染过程中首先出现，但持续时间不长，是近期感染的标志。这3种免疫球蛋白是机体进行免疫应答的主要抗体。鱼粉为动物性蛋白质源，含有一定量的免疫球蛋白，可以改善仔猪的免疫能力，而植物性蛋白质源中含有的某些抗原活性会影响仔猪生长性能和引起一系列的不良反应。本试验结果表明，CDCP对血清IgG、IgA和IgM含量均无显著影响，但血清IgG、IgM含量稍有下降。这说明经“固-固-液”三相萃取法生产的CDCP具有较低的抗原活性。

3.4 CDCP对仔猪养分表观消化率的影响

动物机体对饲粮养分表观消化率的高低直接决定了动物的生长速度和生产报酬[11]。CDCP不同于豆粕，其蛋白质的溶解度高，经过脱酚工艺减小了蛋白质的分子量，因此容易被动物直接吸收和利用。此外，CDCP不存在大豆蛋白中特殊的豆腥味和“胀气”因子[12]，且抗原性较小，是幼龄动物的理想蛋白质来源。Li等[13]研究表明，CDCP替代鱼粉用于仔猪饲粮中不影响养分表观消化率，并且CDCP能降低粪便中的氮排放，增加胃蛋白酶活性。本试验结果表明，CDCP对仔猪的干物质、粗蛋白质和粗灰分的表观消化率无显著影响，能量和粗脂肪的表观消化率显著降低，这可能是由于CDCP中粗纤维的含量高于鱼粉，从而影响了能量的表观消化率。CDCP虽然是一种优质的植物性蛋白质原料，但与鱼粉相比还有一定的缺点，在仔猪饲粮中过量使用会对其生长性能产生不利影响[6-7]。