應(yīng)用康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系和nrc模型評價不同干酒糟及其可溶性物的營養(yǎng)價值

應(yīng)用康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系和nrc模型評價不同干酒糟及其可溶性物的營養(yǎng)價值

玉米和大麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食和飼料資源。近年來,隨著國際上石油化工能源短缺,世界各國以玉米、大麥等籽實為原料的生物乙醇燃料產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展,并由此產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)品———干酒糟及其可溶物(drieddistillersgrainwithsolubles,DDGS)。由于生物乙醇的生產(chǎn)主要是利用微生物對其淀粉進行轉(zhuǎn)化利用,而其他營養(yǎng)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、脂類、礦物質(zhì)和纖維素等營養(yǎng)成分在DDGS中得以保留和濃縮,各營養(yǎng)成分含量幾乎為其原料中的2~3倍［1－2］。在現(xiàn)代奶牛養(yǎng)殖中,DDGS作為高蛋白質(zhì)、高脂肪、高纖維素飼料被添加到奶牛飼糧中,用來補充蛋白質(zhì)、能量以及維持瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,并且因其淀粉含量極低,有助于避免和緩解由精料過高而導(dǎo)致的急性和亞急性瘤胃酸中毒、肢蹄病等,因此,DDGS作為奶牛的優(yōu)質(zhì)飼料得以廣泛利用。為了提高DDGS的利用效率,歐美各國已經(jīng)進行了深入而廣泛的研究,開發(fā)了康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系(Cornellnetcarbohydrateandproteinsystem,CNCPS)和CPM奶牛飼糧配方軟件(由康奈爾大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)和Miner研究所聯(lián)合開發(fā))等［3－7］,但是我國在這方面的研究仍十分薄弱和落后。本試驗應(yīng)用CNCPS和NRC模型對國內(nèi)7個不同生產(chǎn)廠家的2類(玉米和大麥)DDGS營養(yǎng)水平進行了評價,從DDGS的營養(yǎng)成分測定、蛋白質(zhì)和碳水化合物(carbohydrate,CHO)組分剖分及真可消化養(yǎng)分與能值估測等方面綜合分析,探討了不同DDGS的營養(yǎng)價值,旨在為其在生產(chǎn)中合理應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1玉米ddgs來源試驗采集7個不同生產(chǎn)廠家來源的DDGS樣本,分別編號1、2、3、4、5、6、7。1~7號樣本分別來自中糧生化能源(吉林)有限公司(吉林)、赤峰三利飼料有限公司(內(nèi)蒙古)、梅河口市阜康酒精有限責(zé)任公司(吉林)、豐原集團(安徽)、中糧生化能源(肇東)有限公司(黑龍江)、青島啤酒股份有限公司(山東)、燕京啤酒集團(北京)。1~5號樣本為玉米DDGS,6和7號樣本為大麥DDGS。所有樣本經(jīng)四分法采集后,粉碎過1mm篩,放入密封袋中置4℃冰箱冷藏,以備分析。1.2測試方法1.2.1理化指標(biāo)的測定DDGS的干物質(zhì)(drymatter,DM,AOAC930.15)、粗灰分(ash,AOAC942.05)、粗蛋白質(zhì)(crudeprotein,CP,AOAC984.13)、粗脂肪(etherextract,EE,AOAC984.13)等常規(guī)營養(yǎng)成分含量依據(jù)美國官方分析化學(xué)家協(xié)會(AssociationofOfficialAnalyticalChemists,AOAC)標(biāo)準(zhǔn)方法測定。淀粉含量使用淀粉檢測試劑盒和α-淀粉酶/葡萄糖苷酶法進行測定。中性洗滌纖維(neutraldetergentfiber,NDF)、酸性洗滌纖維(aciddetergentfiber,ADF)、酸性洗滌木質(zhì)素(aciddetergentlignin,ADL)、中性洗滌不溶性粗蛋白質(zhì)(neutraldetergentinsolublecrudeprotein,NDICP)和酸性洗滌不溶性粗蛋白質(zhì)(aciddetergentinsolublecrudeprotein,ADICP)的含量按照VanSoest氏法進行測定,測定ADF、NDF、ADL含量時,在使用洗滌劑提取之前不加亞硫酸鈉;NDF、ADF含量測定后的殘樣經(jīng)處理后用于NDICP和ADICP含量測定。非蛋白氮(NPN)含量通過用鎢酸沉淀真蛋白質(zhì)方法(將樣本浸泡在0.3mol/L鎢酸鈉30min)來測定。可溶性粗蛋白質(zhì)(solublecrudeprotein,SCP)含量是通過將樣本浸泡在碳酸氫鹽-磷酸鹽緩沖溶液中,用濾紙過濾后再進行定氮分析測定的。碳水化合物、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(non-structurecarbohydrate,NSC)、半纖維素和纖維素含量通過相應(yīng)公式計算。本試驗在天津市嘉立荷牧業(yè)有限公司飼料化驗室進行,所用儀器主要有全自動凱氏定氮儀、索氏抽提儀、纖維素分析儀和紫外分光光度計等。1.2.2飼料蛋白質(zhì)剖分體系CNCPS將飼料的營養(yǎng)成分分析與植物細胞的成分以及反芻動物的消化特性結(jié)合起來,使分析結(jié)果更具有參考意義。與其他體系相比,CNCPS考慮了飼料的降解特性等因素,反映了當(dāng)前國際上動物營養(yǎng)學(xué)發(fā)展的新方向。在CNCPS蛋白質(zhì)剖分體系中,飼料蛋白質(zhì)分為非蛋白氮、真蛋白質(zhì)(truepro-tein)和不可降解氮(undegradablenitrogen)3個組分,分別用PA、PB和PC表示;在瘤胃降解率的基礎(chǔ)上,PB又可進一步劃分為PB1、PB2和PB33個亞組分,PB1是快速降解真蛋白質(zhì),PB2是中速降解真蛋白質(zhì),PB3是慢速降解真蛋白質(zhì)。1.2.3降解制度interga地震CNCPS將碳水化合物分為4個組分,快速降解碳水化合物(rapidlyfermentedcarbohydrate,主要為糖類)、中速降解碳水化合物(intermediatelydegrad-edcarbohydrate,主要為淀粉和果膠)、緩慢降解碳水化合物(slowlydegradedcarbohydrate,主要為可消化纖維素)、不可利用碳水化合物(unavailablecar-bohydrate,主要為細胞壁)分別用CA、CB1、CB2、CC表示［8－10］。1.2.4tdndf、tdrt、ndf、n-----,/-/---,/--,/--,/-,/-,/--,/-,/-,/-,/--,/--,---------------------------,/---,/----------------------------,,,----,5e-5e-5e-5e-trandna/5e-5e-5e-5e-5e-5和5-5-5和5-5e-5和8.5和5-5-5和8.5和5-5-5和8.5.使用NRC(2001)［11］奶牛估測模型來估測奶牛瘤胃真可消化粗蛋白質(zhì)(trulydigestiblecrudepro-tein,tdCP)、真可消化脂肪酸(trulydigestiblefattyacids,tdFA)、真可消化中性洗滌纖維(trulydigesti-bleneutraldetergentfiber,tdNDF)、真可消化非纖維碳水化合物(trulydigestiblenon-fibercarbohydrate,tdNFC)、維持水平總可消化養(yǎng)分(totaldigestiblenu-trientsatmaintenancelevel,TDNm)［12］、生產(chǎn)水平(采食量為維持水平的3倍時)消化能(digestibleenergyatproductionlevel,DEp)、代謝能(metaboliz-ableenergyatproductionlevel,MEp)和泌乳凈能(netenergyforlactationatproductionlevel,NELp)。維持凈能(netenergyformaintenance,NEm)和增重凈能(netenergyforgain,NEg)使用NRC(1996)［13］肉牛估測模型進行估測。1.3分析過程模型數(shù)據(jù)采用SAS9.1.3中MIEXD程序進行統(tǒng)計分析。分析所用的模型為:式中:Yij是根據(jù)變量(i、j)所得的因變量,μ是變量(i、j)的平均值,Fi是飼料來源的固定因素,eij是與變量相關(guān)的隨機誤差。2結(jié)果與分析2.1玉米ddgs中各組分含量從表1可見,我國不同生產(chǎn)廠家來源的DDGS營養(yǎng)成分有較大差異。在玉米DDGS中,DM含量平均值為907.6g/kg,全距較小。但發(fā)現(xiàn)2號樣本有許多不同于其他樣本的特性,其中ash含量最低(31.1g/kgDM),遠低于5個樣本的平均值(50.8g/kgDM),而EE、NDF、ADF、ADL以及淀粉含量均高于其他樣本,遠高于5個樣本的平均值[分別為154.0vs.90.9g/kgDM、557.6vs.453.5g/kgDM、196.0vs.159.4g/kgDM、40.0vs.25.1g/kgDM、63.5vs.36.7g/kgDM],2號樣本纖維素和半纖維素含量也高于5個樣本的平均值(分別為156.0vs.134.3g/kgDM和356.5vs.293.2g/kgDM)。不同玉米DDGS中CP和SCP含量有較大差異,5號樣本DDGS中CP以及ADICP和NDICP含量均高于其他樣本(分別達到348.6g/kgDM以及181.0和354.4g/kgCP)。在大麥DDGS中,6號樣本具有較低的ash含量(44.2g/kgDM),但EE、NDF、ADL含量均高于7號樣本(分別為150.0vs.35.0g/kgDM、638.4vs.450.5g/kgDM、214.2vs.154.2g/kgDM)。6號樣本的淀粉含量低于7號樣本(14.4vs.62.9g/kgDM)。在蛋白質(zhì)各組分中,與7號樣本相比,6號樣本有較低的CP和SCP含量(分別為243.0vs.286.2g/kgDM和50.0vs.396.2g/kgSCP),相反有較高的ADICP和NPN含量(53.7vs.23.7g/kgCP和707.8vs.644.2g/kgSCP)。玉米DDGS與大麥DDGS相比時發(fā)現(xiàn),玉米DDGS具有較高的CP、NDICP和ADICP含量(分別為321.3vs.264.6g/kgDM、338.5vs.324.0g/kgCP和125.0vs.38.7g/kgCP),而大麥DDGS具有較高的SCP、NDF、ADL含量(分別為89.7vs.223.1g/kgCP、453.5vs.544.5g/kgDM、25.1vs.51.6g/kgDM)。2.2營養(yǎng)成分含量從表2可見,不同DDGS蛋白質(zhì)和碳水化合物組分存在差異。在用CNCPS對5種玉米DDGS的蛋白質(zhì)組分剖分后,2號樣本具有較低的PA含量和較高的PB2含量,而1號樣本具有較高的PB3含量和較低的PC含量,5號樣本具有最高的PC含量。從蛋白質(zhì)組分剖分來看,2號樣本具有較高營養(yǎng)價值,而4號樣本較差。在碳水化合物組分剖分中,2號樣本的CA含量較低,而CB1、CB2和CC含量均高于其他樣本,顯示出2號樣本的可溶性糖含量較低,而可消化纖維素和細胞壁的含量較高。在大麥DDGS中,6號樣本具有較低的PA含量,其他組分含量則相對較高,尤其是PB2和PC含量,因為具有極高的PB含量,所以營養(yǎng)價值要高于7號樣本。在碳水化合物組分剖分中,與7號樣本相比,6號樣本有較低的CA和CB1含量,相反有較高的CB2和CC含量,表明其可消化纖維含量較高,這更增加了其作為奶牛飼料調(diào)理奶牛瘤胃環(huán)境的優(yōu)勢。2.3dcp含量和td-fa、tdndf含量從表3可見,不同DDGS總可消化養(yǎng)分含量和能值存在差異。在玉米DDGS中,2號樣本有較低的tdNFC含量、較高的tdCP含量和極高的td-FA、tdNDF含量,這與2號樣本具有較高含量的PB、EE、NDF、纖維素和半纖維素的結(jié)果相一致。大麥DDGS比玉米DDGS有略低的tdNFC、tdCP和TDNm含量,較高的tdFA含量和相近的tdNDF含量,這也與營養(yǎng)成分分析結(jié)果一致。玉米DDGS的DEp、MEp、NELp、NEm以2號樣本最高,3號樣本相對較低。3討論3.1其他營養(yǎng)成分本試驗較完整地分析了我國幾個具有代表性生產(chǎn)廠家玉米DDGS和大麥DDGS樣本的營養(yǎng)成分,玉米DDGS結(jié)果的平均值與Waldo等［14］報道的加拿大3種不同來源的玉米DDGS的分析結(jié)果相比,除了EE、SCP、NPN和NDICP含量略低外,其他成分含量基本接近。從Waldo等［14］的結(jié)果還得知,加拿大玉米DDGS中ash、EE、NDF、ADF、ADL以及CP含量與玉米籽實相比,除了淀粉幾乎被發(fā)酵利用(43.8vs.634.1g/kgDM)以外,其他營養(yǎng)成分含量均比玉米籽實高出2~5倍不等,表明了玉米DDGS是極具營養(yǎng)價值的奶牛飼料。Zhang等［15－16］分析了加拿大大麥的各種營養(yǎng)成分,其DM含量為937.0g/kg,與本試驗大麥DDGS結(jié)果接近。加拿大大麥籽實的ash、EE、NDF、ADF、ADL、CP以及淀粉含量分別為17.0、20.0、100.0、14.0、3.0、147.0和613.0g/kgDM。本試驗大麥DDGS的分析結(jié)果與加拿大大麥籽實相比,除了淀粉含量(38.7g/kgDM)較低以外,其他營養(yǎng)成分含量別高出2~5倍不等,結(jié)果表明我國大麥DDGS和加拿大大麥DDGS一樣,是一種極具市場潛力的奶牛飼料。另外,從國內(nèi)生物乙醇加工副產(chǎn)品看,不論是玉米DDGS還是大麥DDGS,都含有大量的粗纖維(NDF、ADF和ADL)和較少量的淀粉,不僅能夠有效地促進奶牛瘤胃發(fā)育,而且能防止瘤胃酸中毒的發(fā)生。同時,玉米DDGS的CP含量在321.1g/kgDM,大麥DDGS的CP含量在264.6g/kgDM,均超過了DM含量的20%,根據(jù)飼料種類劃分依據(jù),其屬于新型的蛋白質(zhì)飼料,其供應(yīng)不僅可以提高飼糧營養(yǎng)水平,還可大大緩解我國大豆及豆粕產(chǎn)品供應(yīng)緊張狀況,有利于降低飼養(yǎng)成本。3.2在ddgs中的pa和pb2、pb1含量測定CNCPS根據(jù)降解速率的不同,對飼料蛋白質(zhì)各組分進行剖分。在1~5號玉米DDGS樣本的蛋白質(zhì)組分剖分中,2號樣本的PA組分含量低,PB2組分含量較高,比其他DDGS具有較高的優(yōu)勢。本試驗5種玉米DDGS樣本蛋白質(zhì)組分結(jié)果與Waldo等［14］的結(jié)果相比基本一致,說明我國玉米DDGS和加拿大玉米DDGS的蛋白質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)相似。與大麥籽實［15］相比,大麥DDGS具有略低的PA(154.5vs.189.0g/kgCP)和PB2含量(416.3vs.528.0g/kgCP),極低的PB1含量(15.4vs.185.0g/kgCP),表明部分PA被分解,但同時有較高的PB3(305.2vs.94.0g/kgCP)和PC(41.5vs.5.0g/kgCP)含量。在玉米DDGS和大麥DDGS中,PB2和PB3含量存在差異,可能與玉米和大麥中蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)以及酒精生產(chǎn)工藝的不同有關(guān)。在干燥加熱過程中,谷物籽實和DDGS蛋白質(zhì)組分的不同主要由PB2和PB3組分來呈現(xiàn)。利用CNCPS體系對碳水化合物進一步剖分時,各組分含量也有差異。CA含量差異較大,本試驗5個玉