發酵豆粕對魯煙白豬回腸養分消化率及氮平衡的影響

■李少寧 姜建陽 于光輝 聶昌林 宋春陽

（青島農業大學動物科技學院，山東青島 266109）

豆粕是飼料工業中應用最為廣泛的植物性蛋白原料，但其中存在多種抗營養因子，降低了動物對豆粕養分的吸收和利用。目前，去除大豆中抗營養因子的方法主要有物理加熱、化學處理和微生物發酵等方法[1]。發酵豆粕與普通豆粕的營養成分差異主要包括蛋白質含量、粗纖維含量、消化能和抗營養因子含量等[2]。國內外有大量研究表明，經微生物發酵處理的豆粕富含小分子大豆肽、消化酶、維生素和未知生長因子，抗營養因子的含量有極大程度的下降[3]。用酵母菌和乳酸菌混合發酵豆粕飼喂育肥豬，可以改善平均增重、料重比，平均日采食量顯著高于對照組[4]。利用發酵豆粕替代部分魚粉對斷奶仔豬的增重無顯著影響[5-6]?；啬c養分的表觀消化率能較好地反映生豬采食后日糧蛋白質被機體消化吸收和利用的情況。因此，本研究通過發酵豆粕對魯煙白豬回腸氨基酸表觀消化率影響評價，為發酵豆粕在魯煙白豬生產實際應用提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 菌種最優組合及最佳比例的篩選

選用乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌為發酵豆粕的菌種，分別從A、B、C、D四個公司購買了乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌三種菌。通過單菌種試驗對比乳酸產量、酸溶蛋白含量、蛋白酶酶活、粗蛋白含量，確定本試驗所用的菌種為乳酸桿菌（購自C公司），活菌數為2億U/g；酵母菌（購自C公司），活菌數為20億U/g；枯草芽孢桿菌（購自D公司），活菌數為100億U/g；豆粕（購自E公司的生豆粕）。按正交表L16（43）設計試驗發酵豆粕，因素水平設計見表1。

表1 發酵豆粕菌種配比L16（43）正交試驗因素水平設計

發酵后的樣品使用pHS-3C型pH計測定pH值，蛋白酶酶活的測定參照中華人民共和國GB/T 10317—1999標準[7]，粗蛋白質和酸溶蛋白質用凱氏定氮法進行測定。通過測定發酵后豆粕的pH值、酸溶蛋白質含量、蛋白酶酶活，從中選出最優組合及其最佳比例。各菌種的添加量為：乳酸桿菌22 ml/kg、酵母菌4 g/kg、枯草芽孢桿菌2.6 g/kg，亦即乳酸桿菌44億U/kg、酵母菌80億U/kg、枯草芽孢桿菌260億U/kg，此時發酵豆粕的發酵產物中蛋白酶酶活為215 U/kg，pH值為3.81。

1.2 試驗動物

選擇體重（40±1.25）kg安裝回場末端簡單T型瘺管的健康魯煙白豬閹公豬5頭。每天分別于08：00和17：00進行飼喂，自由飲水。

1.3 試驗設計及日糧設計

根據預先菌種篩選的結果，發酵豆粕的發酵產物中蛋白酶酶活為215 U/kg，pH值為3.81，為了保持飼料原料中蛋白酶與乳酸含量一致，在日糧中添加0.5%的乳酸和0.2%的蛋白酶（10萬U/kg）。另外，根據原料種類配制成普通日糧（Ⅰ）、3%發酵豆粕日糧（Ⅱ）、0.5%乳酸普通日糧（Ⅲ）、0.2%蛋白酶普通日糧（Ⅳ）、0.5%乳酸+0.2%蛋白酶的普通日糧（Ⅴ）5組，采用5×5拉丁方試驗設計，日糧配方見表2。

1.4 檢測指標與方法

1.4.1 養分表觀消化率的測定

采用指示劑法測定養分的表觀消化率。將糞樣、尿樣分別混勻，按糞樣鮮重的10%加入10%的H2SO4，在65℃條件下烘干，置室溫條件下回潮24 h，稱重、標號、粉碎，-20℃保存待測。尿樣按取樣量體積的2%加入10%的H2SO4,-20℃保存。測定日糧和糞樣中的干物質、有機物、粗蛋白質、粗脂肪含量，測定尿樣中的氮含量，測定參照國標方法進行[8]。

1.4.2 氨基酸及鈦的測定

分析前食糜在室溫下自然溶化，將每頭豬48 h采集的食糜混合均勻，在真空冷凍干燥機冷凍干燥。凍干后在室溫下回潮24 h，然后將樣品粉碎，通過60目篩后進行氨基酸分析。氨基酸分析方法采用氨基酸自動分析儀（日立8900，日本）進行測定，日糧和食糜的二氧化鈦含量用原子吸收光譜儀（日立Z-5000，日本）測定。

表2 試驗日糧組成及營養水平（風干基礎）

1.4.3 養分消化率的計算方法

飼料中養分消化率(%)=(飼料中某養分含量-糞中某養分含量)/飼料中某養分含量×100；

氮沉積（g/d）=食入氮-(糞氮+尿氮)；

氮的沉積率(氮的總利用率)(%)=沉積氮/食入氮×

100；

氮表觀消化率(%)=（食入氮-糞氮）/食入氮×100；

氮的表觀生物學價值（%）=沉積氮/(攝入氮×氮的表觀消化率)×100；

回腸表觀氨基酸消化率（%）=[1-(回腸食糜中氨基酸含量×日糧中鈦的含量)/(日糧中氨基酸含量×食糜中鈦的含量)]×100。

1.5 數據處理

試驗數據以重復為計算單位，采用Excel2003進行預處理。試驗數據采用SPSS17.0統計軟件對數據進行統計分析，試驗結果均以“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 發酵豆粕對魯煙白生長豬養分消化率的影響（見表3）

由表3可知，第Ⅱ組的干物質消化率最高，較Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組提高了3.74%、2.89%、3.82%和2.71%，差異均顯著（P＜0.05）。第Ⅱ組的有機物消化率最高，較Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組提高了4.16%、5.25%、6.02%和4.02%，差異均顯著（P＜0.05）。第Ⅱ組的粗蛋白質的消化率最高，較Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組提高了5.60%、6.42%、7.12%和5.07%，差異均顯著（P＜0.05）。第Ⅱ組粗脂肪的消化率分別比Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組提高了4.90%、12.89%、15.60%和8.77%，差異均顯著（P＜0.05）。在飼料中添加發酵豆粕能有效提高干物質、粗蛋白、粗脂肪的消化率。

表3 發酵豆粕對魯煙白生長豬養分消化率的影響(%)

2.2 發酵豆粕對魯煙白生長豬氨基酸回腸末端表觀消化率的影響（見表4）

由表4可知，在必需氨基酸中第Ⅱ組賴氨酸的回腸末端表觀消化率與第Ⅰ、Ⅴ組相比較差異不顯著（P＞0.05），但極顯著高于第Ⅳ組（P＜0.01）；第Ⅱ組的蛋氨酸回腸末端表觀消化率與第Ⅳ、Ⅴ組差異不顯著（P＞0.05），但第Ⅱ組顯著高于第Ⅲ組（P＜0.05），極顯著高于第Ⅰ組（P＜0.01）；蘇氨酸、纈氨酸回腸末端表觀消化率各組之間差異不顯著（P＞0.05）；第Ⅱ組的亮氨酸回腸末端表觀消化率與第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組相比差異均不顯著（P＞0.05），但顯著高于第Ⅰ組（P＜0.05）；第Ⅱ組的異亮氨酸回腸末端表觀消化率極顯著高于第Ⅰ組（P＜0.01），顯著高于第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組（P＜0.05），但第Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ組之間差異不顯著（P＞0.05）；第Ⅱ組的組氨酸回腸末端表觀消化率與第Ⅲ組相比較差異不顯著（P＞0.05），但第Ⅱ、Ⅲ組顯著高于第Ⅰ、Ⅴ組（P＜0.05），極顯著高于Ⅳ組（P＜0.01）。在非必需氨基酸中，酪氨酸回腸末端表觀消化率各組之間差異不顯著（P＞0.05）；第Ⅱ組的胱氨酸回腸末端表觀消化率與Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組相比差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于第Ⅰ組（P＜0.05）；絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸的回腸末端表觀消化率各組之間差異不顯著（P＞0.05）；丙氨酸回腸末端表觀消化率第Ⅱ組與Ⅲ、Ⅳ組相比差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于第Ⅰ、Ⅴ組（P＜0.05）；天冬氨酸回腸末端表觀消化率第Ⅱ組顯著高于第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組（P＜0.05）；脯氨酸回腸末端表觀消化率各組織之間差異不顯著（P＞0.05）?？偘被岬冖蚪M顯著高于第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組（P＜0.05）。

表4 發酵豆粕對魯煙白生長豬氨基酸回腸表觀消化率的影響（%）

2.3 發酵豆粕對魯煙白生長豬氮平衡的影響(見表5)

由表5可知，第Ⅱ組采食量極顯著高于第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ組（P＜0.01），顯著高于第Ⅴ組，第Ⅴ組的采食量與Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ組相比差異顯著（P＜0.05），其他各組之間差異不顯著(P＞0.05)。第Ⅱ組的排糞量最高，顯著高于Ⅰ、Ⅳ組(P＜0.05)，極顯著高于Ⅲ、Ⅴ組(P＜0.01)，第Ⅰ組和第Ⅳ組之間差異不顯著(P＞0.05)。食入氮與糞氮各組之間差異不顯著(P＞0.05)。尿氮第Ⅱ組最低，第Ⅲ組、第Ⅳ組、第Ⅴ組較高，顯著高于Ⅰ、Ⅱ組(P＜0.05)，但第Ⅲ組、第Ⅳ組、第Ⅴ組之間差異不顯著（P＞0.05）。第Ⅱ組的總氮排出量最低，與Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組相比分別降低了19.26%、30.88%、38.27%和33.42%（P＜0.05，P＜0.01）。氮沉積第Ⅱ組顯著高于Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ組（P＜0.05），極顯著高于第Ⅳ組（P＜0.01）；氮的生物學價值、氮的沉積率，第Ⅱ組極顯著高于第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組（P＜0.01），顯著高于Ⅰ組（P＜0.05）。吸收氮和氮的表觀消化率，各組之間差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

3.1 發酵豆粕對魯煙白豬生長豬養分消化率的影響

發酵飼料，是指在人工控制條件下利用微生物自身的代謝活動，將一些動物性、植物性和礦物質飼料原料中的抗營養因子分解或者轉化成更容易被動物采食、消化和吸收的飼料原料[9]。本研究使用的發酵豆粕是利用乳酸桿菌、酵母菌和枯草芽孢桿菌對豆粕進行發酵處理得到的一種高蛋白、易消化、含有未知生長因子的飼料原料。大量研究表明，在日糧中添加發酵豆粕能夠有效提高養分的消化率。研究表明，與對照組相比，酶解豆粕組粗蛋白質的消化率與對照組相比提高了10.31%(P＜0.05)[10]；添加15%發酵豆粕的Ⅰ組和添加30%發酵豆粕的Ⅱ組仔豬對粗脂肪的消化率顯著高于對照組，分別提高22.31%(P＜0.05)和27.87%(P＜0.05)，蛋白質消化率分別提高16.97%(P＜0.05)和20.39%(P＜0.01)[11]；對照組、添加7.5%發酵豆粕的Ⅰ組、添加15%發酵豆粕的Ⅱ組日糧中干物質消化率分別為81.36%、82.60%、82.92%，粗蛋白質消化率分別為67.34%、78.77%、81.07%。粗脂肪消化率分別為60.03%、73.42%、76.77%[12]。本試驗也獲得了類似結果。

表5 不同日糧對魯煙白生長豬氮平衡的影響

3.2 不同日糧對魯煙白豬生長豬氨基酸回腸表觀消化率的影響

氨基酸消化率的測定受諸多因素的影響，不同豬種、試驗日糧類型及其營養含量以及測試方法的不同均可導致試驗結果存在差異性。本試驗對魯煙白生長豬進行了不同日糧組成的氨基酸消化率的測定。由本試驗結果可知，試驗日糧氨基酸含量與中國飼料成分及營養價值表相符合。據司馬博鋒等[13]研究表明，固態發酵豆粕組的異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸表觀消化率顯著高于對照組（P＜0.05），其他各種氨基酸之間差異不顯著（P＞0.05）。余冰等[14]也得出了相同的結論。這與本試驗研究相一致。但Cervantes-Pahm等[15]研究發現，除賴氨酸以外，斷奶仔豬回腸末端氨基酸消化率與普通豆粕相比均差異不顯著（P＞0.05），同時他們認為發酵豆粕大部分氨基酸回腸末端消化率差異不顯著主要是由于發酵后對發酵豆粕進行干燥過程中過熱導致的。Rojas等[16]認為，對于大部分氨基酸而言，發酵豆粕回腸末端氨基酸消化率與豆粕差異不顯著（P＞0.05）。這與本試驗研究結果存在差異。造成差異的原因可能是由于所用試驗豬品種不同，所用豆粕來源產地不同，發酵菌種以及生產工藝的差異造成的。

3.3 發酵豆粕對魯煙白生長豬氮平衡的影響

在動物生產中最大限度地發揮動物的生產潛力，是畜牧生產者和營養學家共同追求的目標。這導致了人們在配制日糧時，很少或根本不考慮養分的排泄狀況，從而使過量的養分隨動物糞尿排出體外，產生了畜禽排泄物對環境的污染[17]。且隨著規?；?、集約化養殖業的快速發展，所造成的污染也日趨突出[18]。本試驗研究在日糧中添加發酵豆粕對魯煙白生長豬氮平衡的影響。結果表明，糞氮、尿氮、總氮排出量，發酵豆粕組比普通日糧組分別降低了11.07%、22.24%、19.6%，發酵豆粕組氮的沉積率分別比其他組提高了16.81%、34.31%、53.83%、38.77%。氮的生物學價值發酵豆粕組比普通日糧組升高了12.26%。表明發酵豆粕可以提高魯煙白生長豬養分的消化率，提高蛋白質的利用率，降低氮的排泄量，減少對環境的污染。

4 結論

在魯煙白生長豬日糧中添加發酵豆粕能顯著提高養分消化率，降低氮排放，但在日糧中添加發酵產物不能達到同樣的效果。