10个不同产地糙米及糙米饲粮中蛋白质、脂肪、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的检测

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检测样品: 饲料
检测项目: 营养成分
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发布时间: 2023-09-17
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生长育肥猪糙米消化能和代谢能的测定及预测模型的建立

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生长育肥猪糙米消化能和代谢能的测定及预测模型的建立‍动物营养学报2023,35(8):4976⁃4987Chinese Journal of Animal Nutritiondoi:10.12418/CJAN2023.462 欧阳晴等:生长育肥猪糙米消化能和代谢能的测定及预测模型的建立8期7794 生长育肥猪糙米消化能和代谢能的测定及 预测模型的建立 欧阳晴 1 蒋线吉 1,2 冯淦熠 2 刘小杰 1,2 田明洲 1,2 唐 辉 1,2李 瑞 2∗ 尹 杰 1 印遇龙 1,2 (1.湖南农业大学动物科学技术学院 ,湖南畜禽安全生产协同创新中心 ,长沙 410128;2.中国科学院亚热带 农业生态研究所 ,中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室 ,畜禽养殖污染控制与资源化技术国家 工程实验室 ,动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室 ,长沙 410125) 摘 要 :本试验旨在测定糙米的理化特性及其对生长育肥猪的消化能 (DE )和代谢能 (ME ),并 基于其有效化学成分含量构建糙米对生长育肥猪有效能值的预测模型 。试验选用 22头健康 、体重相近 [(50.0±1.7) kg ]的 “杜 ×长 ×大 ”杂交阉公猪 ,采用 2个 11×3的不完全拉丁方设计 ,分 别饲喂 1个玉米 -豆粕型基础饲粮和 10个糙米饲粮 。试验共 3个周期 ,每期 12 d (7 d 预饲 +5 d 粪尿收集 )。结果显示 :风干状态下 ,10种糙米的总能 (GE )的平均值为 15.42 MJ/kg (14.98~15.95 MJ/kg ),干物质 (DM )、粗蛋白质 (CP )、粗脂肪 (EE )、粗纤维 (CF )、粗灰分 (Ash )、钙 (Ca )、总磷 (TP )、中性洗涤纤维 (NDF )、酸性洗涤纤维 (ADF )、总淀粉 (TS )、抗性淀粉 (RS )含 量的平均值分别为 87.39%(86.40% ~88.40%)、6.73%(5.34% ~8.39%)、1.97%(1.10% ~2.77%)、0.92%(0.20% ~1.53%)、1.06%(0.87% ~1.29%)、0.02%(0.01% ~0.03%)、0.17%(0.14%~0.20%)、5.04%(2.17% ~ 9.58%)、1.61%(0.74% ~ 2.49%)、69.08%(56.76% ~77.94%)、13.29%(1.08% ~20.68%),容积 、千粒重和千粒容积的平均值分别为 0.76 kg/L (0.73~0. 78 kg/L )、 20. 53 g/千粒 (14. 59 ~ 25. 82 g/千粒 )、 25. 2 mL/千粒 (19. 9 ~32.0 mL/千粒 ),其中 EE 、Ca 、RS 、CF 、NDF 和 ADF 含量的变异系数 (CV )均大于 30%,CP 、Ash 、TP 、TS 含量以及千粒重 、千粒容积的 CV 均大于 10%。 10种糙米对生长育肥猪的 DE 和 ME 的 平均值分别为 14.22(12.45~15.47 MJ/kg )和 13.83 MJ/kg (12.37~15.17 MJ/kg );糙米对生长 育肥猪的 DE 和 ME 的最佳预测方程分别为 DE (风干基础 ,MJ/kg )= -13.149-0.104TS-2.603CF+2.309GE+1.426ADF-53.251Ca [R 2=0.96,相对标准差 (RSD )= 0.27]和 ME (风干基 础 ,MJ/kg )= 2.194+0.894DE+16.815Ca+0.312EE-0.028TS (R 2=0.99,RSD=0.05)。由此可 见 ,糙米的物理特性和化学成分含量变异很大 ,是造成 DE 和 ME 差异的主要原因 ,其中 TS 、CF 、GE 、ADF 、Ca 和 EE 含量可以作为生长育肥猪糙米 DE 和 ME 的关键预测因子 。 关键词 :糙米 ;生长育肥猪 ;消化能 ;代谢能 ;预测模型 中图分类号 :S816 文献标识码 :A 文章编号 :1006⁃267X (2023)08⁃4976⁃12 我国畜牧业尤其是养猪业发展迅速 ,其中饲 料企业和养殖场长期以玉米为主要的能量饲料原 收稿日期 :2023-02-23 基金项目 :国家重点研发计划 (2021YFD1300201,2021YFD1301004);湖南省自然科学基金项目 (2022JJ40532);中国科学院亚热带农业生 态过程重点实验室开放基金项目 (ISA2021103) 作者简介 :欧阳晴 (2000—),女 ,湖南湘潭人 ,硕士研究生 ,从事猪饲料资源开发与应用研究 。 E⁃mail : qingouyang413@163.com ∗通信作者 :李 瑞 ,助理研究员 ,E⁃mail : lirui181000@163.com 料 [1],但玉米种植面积逐年下降 ,“玉米 -豆粕 ”模 式难以解决 “人畜争粮 ”矛盾 。为此 ,全国动物营 养指导委员会 2021年 4月公布了 《猪鸡饲料玉米 豆粕减量替代技术方案 》,指出可以使用稻谷及其 副产物替代一定比例的玉米 。糙米是稻谷加工脱 壳后的全谷米粒 ,其结构包括果皮 (1%~2%),糊 粉 、亚糊粉和珠心 (4%~6%),胚 (2%~3%)以及 含淀粉的胚乳 (89%~94%),糙米的消化能 (DE )为 14.39 MJ/kg ,与玉米的 DE (14.74 MJ/kg )相 当 ,常被粉碎 、糊化 、发酵等用于食品或动物生 产 [2-4]。中国是世界上最大的糙米生产国 ,年产量 为 240万 t ,主要分布于长江流域 、华南地区等 ,其 中湖南是第一大产区 [5]。长期以来 ,研究者们都 在探究用糙米来替代玉米作为动物饲料原料的可 行性 ,并指出糙米可以替代部分玉米用于断奶仔 猪饲粮的配制 [6-7]。然而 ,目前国内外有关糙米对 猪的 DE 和代谢能 (ME )的报道有限 ,且糙米的营 养价值易受产地 、加工方法 、储存工艺等因素影 响 ,变异性大 。因此 ,参照现有数据库中糙米的营 养参数静态平均值配制饲粮 ,不符合现阶段生猪 精准饲养的需求 。本试验选取 10个不同来源的 糙米原料 ,通过消化代谢试验测定生长育肥猪对 糙米的 DE 和 ME ,并基于糙米的有效化学成分含 量建立 DE 和 ME 的预测模型 ,以期指导糙米在猪 生产中的精确应用 。 1 材料与方法 动物试验在中国科学院亚热带农业生态研究 所 (湖南长沙 )的消化代谢实验室进行 ,试验各项 操作均经过了中国科学院亚热带农业生态研究所 动物伦理委员会的审查和批准 ( IACUC#201302)。 1.1 试验材料 本试验采用 10种来自不同产地的稻谷 (糙米 来源见表 1),将其进行脱壳处理 ,粉碎后经 40目 筛制备糙米原料和配制试验饲粮 ,暂存于 -20 ℃冷库 ,待后续进行理化特性分析 。 表 1 糙米来源 Table 1 Sources of brown rice 样品编号 Sample numbers 来源 Source 样品编号 Sample numbers 来源 Source 1 湖南岳阳 6 湖南吉首 2 安徽广德 7 湖南永州 3 湖北枝江 8 江西景德镇 4 广西柳州 9 贵州黔南州 5 河南驻马店 10 湖南长沙 1.2 试验设计 试验选用 22头健康 、初始体重 [(50.0±1.7) kg ]相近的 “杜 ×长 ×大 ”杂交阉公猪 ,采用 2个 11×3不完全拉丁方设计 ,分别饲喂 1个玉米 -豆粕型基础饲粮和 10个糙米饲粮 。试验为 3个周 期 ,每期 12 d ,前 7 d 为适应期 ,后 5 d 为粪尿收集 期 ;每种饲粮均有 6个重复 。生长育肥猪饲养于 单个代谢笼 (1.4 m×0.7 m×0.5 m ),维持适宜温度 [(23±1) ℃]。 使用玉米 、豆粕作为主要能量来源 ,参照 NRC (2012)50~75 kg 生长育肥猪的营养需要量配制 1种玉米 -豆粕型基础饲粮和 10种糙米饲粮 ,其中 基础饲粮含 70.10%的玉米和 27.20%的豆粕 ,糙米 饲粮是用糙米替代基础饲粮中 40%的玉米和豆 粕 ,并确保所有饲粮中玉米与豆粕的比值恒定 ,添 加一定比例预混料补充维生素和矿物质 。基础饲 粮和糙米饲粮组成如表 2所示 。 1.3 饲养管理与样品采集 在试验正式开始前称重 ,每日按照其体重的 4%对试验猪进行定量饲喂 ,每个周期称重 1次 ,根 据试验猪体重的变化调整投喂量 。每天每头猪分 别在 08:00和 15:00进行定量饲喂 ,并记录每天 的采食量 。在每次饲喂前收集溢料和剩余的饲 料 ,将其烘干进行称重 ,用于计算每日摄食量 。适 应期内每 2 d 进行 1次消毒清洁 ,保持猪舍干净整 洁 ,粪尿收集期间不做清洁消毒 ,每日巡栏观察猪 健康状况并记录 。 在粪尿收集期内 ,准确记录每头猪每天的采 食量及粪 、尿排放量 ,采样时间自当日的 08:00开 始 ,至次日 08:00结束 ,粪样和尿样装入已编号的 塑料袋与收集桶 ,暂存于 4 ℃冰箱 ,待 1个试验周 期结束后 ,按每头猪对应的编号汇集 。 5 d 收集的 粪样按照每 100 g 加入 10 mL 的 10%硫酸固氮 ,混匀后取 400 g 粪样放入 65 ℃烘箱内烘 72 h ,回 潮 24 h 后称重 ;5 d 的尿样按照每个收集桶每天加 入 50 mL 6 mol/L 盐酸固氮 ,经充分混匀 、过滤后 , 取总尿样的 10%装入已编号的塑料瓶中制备尿 样 。制备完毕的粪样与尿样最终放入 -20 ℃冷库 中 ,用于后续的理化特性分析 。 表 2 基础饲粮和糙米饲粮组成 (风干基础 ) Table 2 Composition of basal diet and brown rice diet ( air⁃dry basis ) % 项目Items 糙米饲粮 Brown rice diet 基础饲粮 Basal diet 玉米 Corn 41.28 70.10 豆粕 Soybean meal 16.02 27.20 糙米 Brown rice 40.00 磷酸氢钙 CaHPO4 1.00 1.00 石粉 Limestone 0.90 0.90 食盐 NaCl 0.30 0.30 维生素及矿物质预混料 Vitamin and mineral premix 0.50 0.50 合计 Total 100.00 100.00 维生素及矿物质预混料为每千克饲粮提供 The vitamin and mineral premix provided the following per kg of diets : VA 4 200 IU ,VD3 400 IU ,VE 36 IU ,VK3 1.2 mg ,VB12 23 μ g ,VB2 5.63 mg ,VB5 20.5 mg ,VB3 28 mg ,氯化胆碱 choline chloride 1.00 g ,叶酸 folic acid 0.8 mg ,VB1 3.4 mg ,VB6 2.7 mg ,VH 0.18 mg ,Mn (MnSO4) 40.0 mg ,Fe (FeSO4) 70.0 mg ,Zn (Zn⁃SO4) 70.0 mg ,Cu (CuSO4) 70.0 mg ,I (KI ) 0.3 mg ,Se (Na2SeO3) 0.3 mg 。 1.4 指标测定 1.4.1 理化特性分析 根据 GB/T 5498—2013,将糙米原料装入 1 L 的量筒中记录其容重 ;据 GB/T 5519—2018,计数 1 000粒糙米的重量即为糙米的千粒重 ,将 1 000粒糙米装入 1 L 的量筒中记录其容积 ,即为千粒容 积 ;分别根据 GB/T 6432—2018、AOAC 930.15、AOAC 920.39和 AOAC 942.05方法测定糙米原 料与饲粮中粗蛋白质 (CP )、干物质 (DM )、粗脂肪 (EE )和粗灰分 (Ash )含量 ;分别根据 GB/T 6434—2006、 GB/T 20806—2006、 NY/T 1459—2022方法 ,采用过滤袋和自动纤维分析仪 (FT12,Gerhardt 分析仪器有限公司 ,德国 )测定糙米原料 与饲粮中粗纤维 (CF )、中性洗涤纤维 (NDF )和酸 性洗涤纤维 (ADF )含量 ;使用全自动等温式氧弹 量热仪 (5E-AC8018;长沙凯德测控仪器有限公 司 )测定糙米原料 、饲粮 、粪样和尿样中的总能 (GE )。分别根据 GB/T 6436—2018、 GB/T 6437—2018,使用原子吸收光谱仪和流动分析仪 测定糙米原料中钙 (Ca )、总磷 (TP )含量 ;使用 AOAC 996.11方法 ,通过 Megazyme TS 测定试剂 盒测定糙米原料中的总淀粉 (TS )含量 ;参照 En⁃glyst 等 [8]的方法 ,使用 Megazyme 公司的 K⁃DSTRS 试剂盒测定糙米原料中的抗性淀粉 (RS ) 含量 。 1.4.2 有效能测定 采用全收粪 、尿法测定试验饲粮 、基础饲粮和 糙米原料的 DE 和 ME 以及糙米原料 GE 的表观 全肠道消化率 (ATTD ),计算公式 [9-11]如下 : 试验饲粮或基础饲粮的 DE (MJ/kg )= (食入 GE-粪便 GE ) /采食量 ; 试验饲粮或基础饲粮的 ME (MJ/kg )= [食入 GE-(粪便 GE+尿中 GE )] /采食量 ;糙米原料的 DE (MJ/kg )=(试验饲粮的 DE- A ×基础饲粮的 DE ) /B ; 糙米原料的 ME (MJ/kg )=(试验饲粮的 ME- A ×基础饲粮的 ME ) /B ; GE 的表观全肠道消化率 (%)=[(糙米原料中的 GE-粪便 GE ) /糙米原料中的 GE ]×100。 式中 :A 为糙米饲粮中基础饲粮所占的比例 ;B 为糙米饲粮中糙米原料所占的比例 ,A +B =100%。 1.5 统计分析 采用 Excel 2016对数据进行初步整理并计算 生长育肥猪对糙米的 DE 和 ME ,使用 SPSS 22.0统计分析软件的 Correlate 过程对 10种糙米原料 的容重 、千粒重 、千粒容积 、GE 以及 DM 、CP 、EE 、Ash 、CF 、NDF 、ADF 、Ca 、TP 、TS 、RS 含量与 DE 、ME 的关系进行相关性分析 ,用逐步回归函 数过程进行回归分析 ,建立 DE 、ME 的最佳预测 方程 。 2 结果与分析 2.1 糙米的理化特性 由表 3可知 ,10种糙米的理化特性差异较大 。风干状态下 ,10种糙米的 EE 、Ca 、CF 、NDF 、RS 和 ADF 含量的变异系数 (CV )均超过 30%,而 GE 、DM 含量和容积的 CV 均小于 10%。风干状态下 ,10种糙米的 GE 平均值为 15.42 MJ/kg (14.98~15. 95 MJ/kg ), DM 含量平均值为 87. 39%(86.40%~ 88.40%),CP 含量平均值为 6. 73% (5.34%~ 8. 39%),Ash 含量平均值为 1. 06%(0.87%~ 1. 29%), EE 含量平均值为 1. 97%(1.10%~ 2. 77%), Ca 含量平均值为 0. 02%(0.01%~ 0. 03%), TP 含量平均值为 0. 17%(0.14%~ 0. 20%), CF 含量平均值为 0. 92%(0.20%~ 1. 53%),NDF 含量平均值为 5. 04%(2.17%~ 9. 58%),ADF 含量平均值为 1. 61%(0.74%~ 2. 49%),TS 含量平均值为 69. 08%(56.76%~ 77.94%),RS 含量平均值为 13.29%(1.08%~ 20. 68%),容积平均值为 0. 76 kg/L (0.73~0.78 kg/L ),千粒重平均值为 20.53 g/千粒 (14.59 ~ 25. 82 g/千粒 ),千粒容积平均值为 25.2 mL/千粒 (19.9~32.0 mL/千粒 )。 表 3 糙米的理化性质 (风干基础 ) Table 3 Physicochemical characteristics of brown rice ( air⁃dry basis ) 千粒重 千粒 样品 总能 粗蛋 中性洗 酸性洗 抗性 容重 1 000 容积 编号 GE/ 干物质 粗灰分 粗脂肪 钙 总磷 粗纤维 涤纤维 涤纤维 总淀粉 Volume⁃ grain 1 000 grain 淀粉 白质 Sample (MJ/ DM/% Ash /% EE/% Ca/% TP/% CF/% NDF/ ADF/ TS/% weight / weight / volume / numbers kg) CP/% % % RS/% ( kg /L) 千( g粒 /) (mL/ 千粒) 1 15.90 88.40 6.63 1.22 2.62 0.02 0.20 0.85 4.46 1.71 69.38 20.68 0.77 18.30 22.6 2 15.18 87.22 6.30 1.09 2.41 0.01 0.19 0.82 4.00 1.87 69.01 11.17 0.73 21.39 26.0 3 15.15 86.82 5.34 1.05 1.10 0.01 0.17 0.60 4.49 1.46 75.01 6.65 0.76 21.04 27.0 4 15.95 87.75 8.39 1.00 2.08 0.01 0.17 1.26 5.00 1.09 58.36 18.09 0.75 14.59 19.9 5 15.37 87.11 8.05 1.29 1.50 0.02 0.17 1.19 4.22 1.76 56.76 15.97 0.76 18.77 24.7 6 15.64 87.99 5.90 1.14 1.65 0.03 0.17 0.90 5.09 2.08 69.00 17.54 0.77 24.41 32.0 7 15.71 87.52 6.37 0.95 1.32 0.01 0.19 0.98 7.21 1.04 66.22 20.37 0.76 19.71 25.9 8 15.28 87.26 7.11 1.13 2.77 0.02 0.16 1.53 9.58 2.49 76.38 16.69 0.78 20.20 24.5 9 15.07 86.40 6.64 0.87 1.64 0.01 0.14 0.85 4.17 1.82 72.77 4.70 0.77 25.82 22.1 10 14.98 87.42 6.55 0.87 2.59 0.01 0.16 0.20 2.17 0.74 77.94 1.08 0.75 21.02 27.5 平均值 15.42 87.39 6.73 1.06 1.97 0.02 0.17 0.92 5.04 1.61 69.08 13.29 0.76 20.53 25.2 Mean 最大值 Max 15.95 88.40 8.39 1.29 2.77 0.03 0.20 1.53 9.58 2.49 77.94 20.68 0.78 25.82 32.0 最小值 Min 14.98 86.40 5.34 0.87 1.10 0.01 0.14 0.20 2.17 0.74 56.76 1.08 0.73 14.59 19.9 变异 系数 2.28 0.66 13.68 13.41 30.63 34.76 11.39 39.90 40.05 32.85 10.30 52.36 1.73 15.27 13.3 CV/% 2.2 糙米饲粮的化学组成 由表 4可知 ,在风干状态下 ,10种糙米饲粮的 CP 、EE 、CF 和 ADF 含量的 CV 均超过 10%,而 GE 、DM 、Ash 和 NDF 含量的 CV 小于 10%。 10种 糙米饲粮的 GE 平均值为 15.09 MJ/kg (14.43~ 15.56 MJ/kg ), DM 含量平均值为 88. 04%(87.26%~ 88.90%),CP 含量平均值为 3. 57%(2.59%~ 4. 96%), Ash 含量平均值为 4. 49%(4.15%~4.82%),EE 含量平均值为 2.67%(1.62%~3.67%),CF 含量平均值为 2.84%(1.89%~3.99%), NDF 含量平均值为 11.28%(9.78%~11.80%),ADF 含量平均值为 3.97%(3.16%~4.45%)。 表 4 糙米饲粮的化学组成 (风干基础 ) Table 4 Chemical composition of brown rice diets ( air⁃dry basis ) % 样品编号 Sample numbers 总能 GE/(MJ/kg) 干物质 DM 粗蛋白质 CP 粗灰分 Ash 粗脂肪 EE 粗纤维 CF 中性洗涤纤维 NDF 酸性洗涤纤维 ADF 1 15.21 88.21 3.01 4.15 1.96 2.59 11.03 3.53 2 15.16 88.40 2.59 4.54 1.92 2.83 11.33 3.94 3 14.92 87.69 3.31 4.52 3.28 2.79 11.52 3.48 4 15.56 88.90 4.24 4.37 3.57 2.42 9.78 3.16 5 15.23 87.60 4.60 4.45 1.62 2.83 11.19 4.18 6 15.16 87.94 4.35 4.36 2.65 3.29 11.80 4.44 7 15.19 88.59 4.96 4.82 3.61 2.63 11.59 4.20 8 14.43 87.74 2.80 4.47 2.41 3.10 11.64 4.45 9 15.11 87.26 3.07 4.54 2.16 3.99 11.59 4.14 10 14.99 88.03 2.80 4.69 3.50 1.89 11.37 4.19 平均值 Mean 15.09 88.04 3.57 4.49 2.67 2.84 11.28 3.97 最大值 Max 15.56 88.90 4.96 4.82 3.61 3.99 11.80 4.45 最小值 Min 14.43 87.26 2.59 4.15 1.62 1.89 9.78 3.16 变异系数 CV/% 1.91 0.57 24.39 4.12 28.62 19.63 5.11 10.96 2.3 糙米对生长育肥猪的 DE 和 ME 由表 5可知 ,风干状态下 ,10种糙米对生长育 肥猪的 DE 和 ME 差异较小 ,CV 分别为 6.63%和 6.88%,DE 和 ME 的平均值分别为 14.22(12.45~ 15. 47 MJ/kg )和 13. 83 MJ/kg ( 12. 37 ~15.17 MJ/kg )。 10种糙米的 ME/DE 平均值为 97.29%(93.24%~99.36%),GE 的表观全肠道消 化率平均值为 93.22%(91.45%~95.18%)。 表 5 生长育肥猪糙米的平均 DE 和 ME (风干基础 ) Table 5 Average DE and ME for brown rice fed to growing⁃finishing pigs ( air⁃dry basis ) 样品编号 消化能 DE/(MJ/kg) 代谢能 ME/(MJ/kg) 代谢能 /消化能 ME/DE/% 总能的表观全肠道消化率 ATTD of GE/% Sample numbers 1 15.34 15.12 98.58 95.18 2 14.75 14.39 97.55 93.94 3 14.29 13.33 93.24 94.21 4 15.47 15.17 98.04 93.40 5 14.63 14.46 98.88 93.16 6 13.61 13.46 98.88 91.57 7 14.47 13.94 96.30 93.63 8 12.45 12.37 99.36 92.96 9 13.95 13.28 95.28 92.73 10 13.18 12.77 96.82 91.45 平均值 Mean 14.22 13.83 97.29 93.22 最大值 Max 15.47 15.17 99.36 95.18 最小值 Min 12.45 12.37 93.24 91.45 变异系数 CV/% 6.63 6.88 1.98 1.22 2.4 相关性分析 关关系 (P <0.01)。在理化特性之间 ,GE 与 ME 呈 由表 6可知 ,糙米的 ME 和 DE 呈极显著正相 显著正相关 (P <0.05),与 DM 含量呈极显著正相 关 (P <0.01);CF 含量与 NDF 和 ADF 含量呈显著 正相关 (P <0.05);TS 含量与 DE 和 CP 含量呈显 著负相关 (P <0.05),与 ME 呈极显著负相关 (P <0.01);Ash 含量与 Ca 含量呈显著正相关 (P <0.05);DM 含量与 TP 含量呈显著正相关 (P <0.01);CP 含量与千粒重和千粒容积呈显著负相 关 (P <0.05)。 2.5 基于糙米的有效化学成分含量构建其生长育 肥猪有效能值预测模型 如表 7所示 ,风干状态下 ,糙米 DE 关于 TS 和 CF 含量的预测方程为 DE = 23.392-0.118TS-1.073CF (R 2=0.64),DE 关于 TS 、CF 含量和 GE 的预测方程为 DE=0.721-0.086TS-1.409CF+1.347GE (R 2=0.79),DE 关于 TS 、CF 、GE 和 ADF 含量预测方程为 DE=-6.878-0.110TS-2.734CF+1.925GE+1.037ADF (R 2=0.89),DE 关于 TS 、CF 、GE 、ADF 和 Ca 含量的预测方程为 DE=-13.149-0. 104TS - 2. 603CF + 2. 309GE + 1. 426ADF -53.251Ca (R 2=0.96);糙米 ME 关于 DE 的预测方 程为 ME=0.085+0.967DE (R 2=0.92),ME 关于 DE 和 Ca 含量的预测方程为 ME = -0. 970 +1.014DE+26.1Ca (R 2=0.96),ME 关于 DE 和 RS 含量的预测方程为 ME = 0. 802 + 0. 890DE +0.028RS (R 2=0.96),ME 关于 DE 、Ca 和 EE 含量 的预测方程为 ME=-1.930+1.047DE+25.174Ca+0.255EE (R 2 =0.98),ME 关于 DE 、RS 、EE 、NDF 和 DM 含量的预测方程为 ME=33.449+0.711DE+0.048RS+0.204EE-0.176NDF-0.35DM (R 2 =0.99),ME 关于 DE 、Ca 、EE 和 TS 含量的预测方 程为 ME=2.194+0.894DE+16.815Ca+0.312EE-0.028TS (R 2=0.99)。决定系数 R 2可以描述变量 之间的相关性 ,从 R 2与 P 值来看 ,DE 的最佳预测 模型为 DE = - 13. 149 - 0. 104TS - 2. 603CF +2.309GE+1. 426ADF-53. 251Ca (R 2 = 0. 96,P <0.05),ME 的最佳预测模型为 ME = 2. 194 +0.894DE+16. 815Ca + 0. 312EE - 0. 028TS (R 2 =0.99,P <0.01)。 2.6 基于已有数据库参数验证糙米生长育肥猪 有效能值的预测模型 由表 8可知 ,风干状态下 ,《中国猪营养需要 》(2020)[12]数据库中糙米的猪 DE 为 12.49 MJ/kg ,ME 为 11.81 MJ/kg ,将其参数代入糙米生长育肥 猪有效能值的预测方程 ,得到 DE 为 11.53 MJ/kg ,ME 为 12.68 MJ/kg ,DE 比原数据库中数值低 ,而 ME 比原数据库中数值高 ;INRA (2004)[13]数据库 中糙米的猪 DE 为 15. 4 MJ /kg , ME 为 15.0 MJ /kg ,将其参数代入糙米猪有效能值的预测 模型 ,得到 DE 为 13. 17 MJ/kg , ME 为 14.72 MJ/kg ,均比原数据库中数值低 。 3 讨 论 3.1 糙米的理化特性 风干状态下 ,糙米原料的 EE 、Ca 、CF 、NDF 和 ADF 含量差异较大 ,CV 均超过了 30%,CP 、Ash 、TP 、TS 含量以及千粒重和千粒容积的 CV 超过了 10%,而 GE 、DM 含量和容积的差异较小 ,CV 均小 于 10%。相较于 《中国猪营养需要 》(2020)[12]和 《中国饲料成分及营养价值表 (2020年第 31版 )》[14]数据库 ,本试验测得的糙米的 CP 、Ash 和 TP 含量偏低 ,CF 、NDF 、ADF 含量偏高 ,GE 、DM 、EE 、Ca 、TS 含量符合上述数据库给出的范围 ,容 重 、千粒重和千粒容积上述数据库中没有涉及 。由于谷物的不同部分在碾磨加工过程中被分离 ,因此预期稻谷副产品之间的理化特性存在差 异 [15]。本试验中的数据是在风干状态下测得 ,而 《中国猪营养需要 》(2020)[12]数据库中是干物质 状态下的数据 ,这也是本试验测得的糙米 CP 、Ash 和 TP 含量数据相比该数据库中数据偏低的原因 。本试验测得糙米的容重为 0.76 kg/L ,千粒重为 20.53 g/千粒 ,与刘昆仑等 [16]的研究中测得的糙 米的容重 (0.75 kg/L )和千粒重 (19.1 g/千粒 )相 近 。根据 Li 等 [17]的研究 ,其所测得的糙米的 CP 、Ash 和 TP 含量与本试验数据相近 。糙米是稻谷 脱壳后的副产物 ,本试验在进行稻谷脱壳过程中 因为脱壳机器的影响以及制料中产生的误差 ,一 部分的稻壳没有完全脱下 ,稻壳中含有大量的纤 维成分 ,导致糙米原料中出现纤维 (CF 、NDF 、ADF )含量偏高的现象 ,在养猪应用生产过程中也 需要注意稻谷脱壳程度 ,机器的影响可能导致糙 米理化性质发生差异 。而在前人的研究 [17]中 ,所 测得的部分纤维组分含量和本试验测定值相近 ,但 ADF 含量低于本试验测定值 。从本试验测得的 数据看 ,糙米的 Ca 、TP 含量与玉米相近 ,EE 、CF 、NDF 、ADF 含量稍低于玉米 ,TS 含量稍高于玉米 ,而 二者的 DE 和 ME 相近 ,因此使用糙米替代一部分玉 米是可行的 。根据前人研究 ,糙米粉可以 100%替代 玉米添加到生长肥育猪饲粮 ,对猪的生长性能 、养分 消化率等无不良影响 [18]。 表6 糙米理化特性与 DE、ME 的相关性分析(风干基础) Table 6 Correlation analysis between DE, ME and physicochemical characteristics of brown rice (air-dry basis) 千粒重 粗蛋 中性洗酸性洗 抗性 容重 项目 消化能 代谢能 总能 干物质 粗脂肪 粗灰分 粗纤维白质 涤纤维 涤纤维 Items DE ME GE DM EE Ash CF 钙总磷 总淀粉 1000 淀粉 Volume-山TP TS grain CP NDF ADF RS weightweight 代谢能 ME 0.959** 总能 GE 0.597 0.704* 干物质 DM 0.302 0.468 0.773** 粗蛋白质 CP 0.273 0.423 0.351 0.101 粗脂肪 EE -0.214 -0.044 -0.007 0.391 0.248 粗灰分 Ash 0.220 0.377 0.349 0.390 0.206 0.076 粗纤维 CF -0.069 0.105 0.496 0.227 0.397 -0.020 0.507 中性洗涤纤维 -0.346 -0.261 0.265 0.059 0.097 0.067 0.191 0.703* NDF 酸性洗涤纤维 -0.332 -0.214 -0.081 -0.083 -0.067 0.174 0.564 0.650* 0.494 ADF 钙 Ca -0.238 -0.045 0.319 0.495 -0.009 0.091 0.686"米 0.627 0.252 0.62l 总磷TP 0.576 0.626 0.569 0.667* -0.124 0.116 0.454 -0.012 0.046 -0.114 0.090 总淀粉 TS -0.688" -0.774**--0.607 -0.224 -0.685 0.301 -0.418 -0.438 0.042 0.116 -0.108 -0.287 抗性淀粉 RS 0.372 0.532 0.869** 0.662* 0.331 0.025 0.596 0.727* 0.575 0.268 0.496 0.608 -0.577 容重 -0.425 -0.373 0.156 0.066 -0.038 -0.059 0.195 0.447 0.533 0.468 0.556 -0.314 0.227 0.267 Volume-weight 千粒重 1 000 grain -0.530 -0.604 -0.594 -0.451 -0.641*-0.221 -0.278 -0.132 -0.128 0.364 0.174 -0.458 0.554-0.493 0.229 weight 千粒容积 1 000 grain -0.474 -0.467 -0.269 0.107 -0.660*-0.220 0.085 -0.053 -0.081 0.118 0.455 0.054 0.345-0.141 0.007 0.535 volume 表中数据为相关系数。数据右上角标注“**”表示相关性极显著(P<0.0l),标注“*”表示相关性显著(P<0.05)。 The data in the table are correlation coefficients.“**”" marked on the top right corner of the data indicates extremely significant correlation (P<0.01), and“*"marked on the top right corner of the data indicates significant correlation (P<0.05). 表 7 基于糙米有效化学成分含量对 DE 与 ME 的预测方程 (风干基础 ) Table 7 Prediction equations for DE and ME based on effective chemical component contents of brown rice ( air⁃dry basis ) 项目 预测方程 相对标准偏差 决定系数 P值 Items Prediction equations RSD/% R2 P⁃value DE DE=23.392-0.118TS-1.073CF 0.64 0.64 0.11 DE DE=0.721-0.086TS-1.409CF+1.347GE 0.53 0.79 0.09 DE DE=-6.878-0.110TS-2.734CF+1.925GE+1.037ADF 0.42 0.89 0.09 DE DE=-13.149-0.104TS-2.603CF+2.309GE+1.426ADF-53.251Ca 0.27 0.96 <0.05 ME ME=0.085+0.967DE 0.29 0.92 <0.01 ME ME=-0.970+1.014DE+26.100Ca 0.23 0.96 0.05 ME ME=0.802+0.890DE+0.028RS 0.17 0.96 0.05 ME ME=-1.930+1.047DE+25.174Ca+0.255EE 0.05 0.98 <0.05 ME ME=33.449+0.711DE+0.048RS+0.204EE-0.176NDF-0.350DM 0.04 0.99 <0.05 ME ME=2.194+0.894DE+16.815Ca+0.312EE-0.028TS 0.03 0.99 <0.01 DE :消化能 digestible energy ;ME :代谢能 metabolizable energy ;TS :总淀粉 total starch ;CF :粗纤维 crude fiber ;GE :总能 gross energy ;ADF :酸性洗涤纤维 acid detergent fiber ;Ca :钙 calcium ;RS :抗性淀粉 resistant starch ;EE :粗脂肪 ether extract ;DM :干物质 dry matter 。表 8同 the same as Table 8。 表 8 基于已有数据库参数验证糙米对猪有效能值的预测方程 Table 8 Verification of prediction equations of effective energy values of brown rice for pigs based on existing database 预测方程 数据库 Databases 《中国猪营养需要》(2020) Nutrient Requirements of Prediction equations INRA(2004) [13] Swine in China (2020) [12] DE=-13.149-0.104TS-2.603CF+2.309GE+ 12.52(11.53) 15.4(13.17) 1.426ADF-53.251Ca ME=2.194+0.894DE+16.815Ca+0.312EE-0.028TS 11.80(12.68) 15.0(14.72) 表中括号外数据为数据库中的有效能值 (风干状态 ),括号内数据为数据库中营养指标 (风干状态 )带入预测方程后计 算出的有效能值 。 The data outside the parentheses in the table are the effective energy values ( air⁃dry basis ) in the databases , while the data inside the parentheses arethe effective energy values calculated after the nutritional indicators ( air⁃dry basis ) in the databases are brought into the prediction equation. 3.2 糙米对生长育肥猪的 DE 和 ME 本试验研究了 10种不同来源的糙米样品 ,得 到生长育肥猪对糙米的平均 DE 为 14.22 MJ/kg ,平均 ME 为 13.83 MJ/kg ,与 《中国猪营养需要 》(2020 )[12] ( DE 为 14. 39 MJ/kg , ME 为 13.57 MJ/kg )、 INRA ( 2004 )[13] ( DE 为 15.4 MJ /kg ,ME 为 15.0 MJ /kg )和 《中国饲料成分 及营养价值表 (2020年第 31版 )》[14](DE 为 14.39 MJ/kg ,ME 为 13.57 MJ/kg )数据库进行对 比发现 ,本试验所得的数据与 《中国猪营养需要 》(2020)[12]和 《中国饲料成分及营养价值表 (2020年第 31版 )》[14]数据库中数据相近 ,而低于 INRA (2004)[13]数据库中数据 。目前关于糙米对于生 长育肥猪的有效能值的研究较少 ,李亚奎 [19]的研 究中得到生长猪糙米的 DE 为 17.56 MJ/kg ,ME 为 17.22 MJ/kg ;Li 等 [20]研究显示糙米对生长猪 的 ME 为 14.24 MJ/kg ;Li 等 [21]研究显示保育猪 对 400 μ m 糙米的 DE 为 14.67 MJ/kg ,ME 为 14.52 MJ/kg ,对 600 μ m 糙米的 DE 为 14.52 MJ/kg ,ME 为 14.26 MJ/kg ,对 800 μ m 糙米 的 DE 为 14.06 MJ/kg ,ME 为 14.26 MJ/kg 。不同 的产地以及不同的加工工艺和储存条件均会对糙 米的 DE 和 ME 产生一定的影响 ,本试验中得到的 糙米生长育肥猪有效能数据和 《中国猪营养需要 》 (2020)[12]和 《中国饲料成分及营养价值表 (2020年第 31版 )》[14]数据库中的数据相近 ,可以补充 一部分糙米有效能数据 。 3.3 生长育肥猪对糙米 DE 和 ME 的动态预测 模型 本研究中得到风干状态下糙米生长育肥猪 DE 的最佳预测方程为 DE=-13.149-0.104TS-2.603CF+2.309GE+1.426ADF-53.251Ca (R 2 =0.96,P <0.05),ME 的最佳预测方程为 ME =2.194+0.894DE+16.815Ca+0.312EE-0.028TS (R 2=0.99,P <0.01),其中 DE 预测模型的预测因 子有 TS 、CF 、GE 、ADF 和 Ca 。 DE 与 GE 、ADF 含 量呈正相关 ,与 CF 、Ca 、TS 含量呈负相关 ,该预测 模型可能有悖于正常的生理生化理论 ,因为谷物 饲料中有效能的主要来源是淀粉 ,与 DE 应呈正相 关 ,而 ADF 含量与 DE 应呈负相关 。在淀粉组分 中 ,直链淀粉分子结构更紧密 ,不易被淀粉酶水 解 ,且纤维形成物理屏障会限制淀粉酶进入淀粉 颗粒 ,导致其淀粉消化率较缓慢 [21-22]。另外 ,快消 化淀粉 (RDS )葡萄糖释放效率快 ,使得胰岛素水 平迅速升高到峰值后又迅速下降 ,血糖出现负脉 冲降低了葡萄糖的利用效率 ,部分葡萄糖转化为 脂肪 ,慢消化淀粉 (SDS )中葡萄糖能够被直接利 用的数量较快消化淀粉多 [23-24]。储昭银 [25]的研 究发现糙米中的 RDS 略高于 SDS ,且糙米淀粉中 的 RDS 占总淀粉的比例高于 SDS ,所以本试验中 呈现负相关可能是因为糙米中 RDS 高 ,由于糖异 生作用不利于葡萄糖的高效利用 ,使其供能效率 减弱 。而试验中还出现 RS 与 ME 呈正相关的现 象 ,可能是由于 RS 在前肠道内未消化 ,而在后肠 道进行微生物发酵产生脂肪酸等用于供能 。关于 糙米对猪的有效能值预测的研究较少 ,在其他饲 料原料上 ,潘龙 [26]建立了高粱猪 DE 的预测方程 ,显示 DE 与 CP 含量呈正相关 ,与单宁 、ADF 含量 和 GE 呈负相关 ;王红亮 [27]建立了大麦猪有效能 值的预测方程 ,显示 DE 与 ADF 含量呈负相关 ,与 NDF 和 GE 呈正相关 ;李全丰 [28]建立了玉米猪 DE 的预测方程 ,显示 DE 与 GE 、EE 、TS 含量呈正相 关 ,与 NDF 含量呈负相关 ;何英 [29]发现糠麸糟渣 类和饼粕类饲料猪 DE 的主要预测因子 ADF 含量 与 DE 都呈负相关 。所以 ,本试验中 DE 预测方程 以 TS 、CF 、GE 、ADF 和 Ca 含量为预测因子是可行 的 ,但它们与 DE 的正负相关性还有待进一步 研究 。 3.4 基于已有数据库参数验证糙米猪有效能值的 预测模型 查询已知的各国饲料原料数据库 ,发现这些 数据库中缺乏糙米常规营养参数 。糙米属于稻谷 的副产物 ,主要分布于亚洲 ,仅中国和印度就已经 占水稻种植的 50%[30],且由于饮食文化的区别 ,大米消耗区主要以亚洲为主 ,所以各国数据库缺 少完整的糙米营养参数 。本试验主要整理了 《中 国猪营养需要 》(2020)[12]以及 INRA (2004)[13]数 据库参数并验证了糙米猪 DE 和 ME 预测方程 ,风 干状态下 ,《中国猪营养需要 》(2020)[12]数据库中 参数代入本试验所得 DE 最佳预测方程后所得 DE 准确性高于 INRA (2004)[13]数据库中参数所得 DE ,这可能是由于不同国家对糙米的应用不同 ,欧 洲各国大多用于开发发芽糙米 、糙米饼干 、面包等 多种合成食品 ,或是使用精米 [31],而糙米原料生产 多集中于中南亚等亚洲地区 ,糙米原料的来源 、加 工工艺等会造成数据库中参数的差异 。本试验中 的糙米生产原料稻谷主要来自中国不同地区的饲 料公司或养殖产地 ,可代表一部分的生产原料 ,而 稻谷脱壳制备糙米时可能会受到机器影响 ,造成 某些参数与数据库中有差异 ,但误差在可接受范 围内 [15],因此本试验得到的糙米有效能值预测模 型在一定范围可以指导生猪养殖及饲粮配制 ,补 充部分糙米有效能值预测模型参数 。 4 结 论 风干状态下 ,生长育肥猪对 10种糙米 DE 的 变异范围为 12. 45 ~ 15. 47 MJ/kg ,平均值为 14.22 MJ/kg ;生长育肥猪对 10种糙米 ME 的变异 范围为 12. 37 ~ 15. 17 MJ/kg ,平均值为 13.83 MJ/kg 。生长育肥猪对糙米 DE 的最佳预测 模型为 :DE (风干基础 ,MJ/kg ) = - 13. 149 -0.104TS- 2. 603CF + 2. 309GE + 1. 426ADF -53.251Ca (R 2=0.96,P <0.05);生长育肥猪对糙米 ME 的最佳预测模型为 :ME (风干基础 ,MJ/kg )=2.194+0.894DE+16.815Ca+0.312EE-0.028TS (R 2=0.99,P <0.01)。 参考文献 : [ 1] 杨刚 ,李瑞 ,冯淦熠 ,等 .生长育肥猪木薯消化能和代 谢能的测定及预测模型的建立 [ J ] .动物营养学报 , 2022,34(3):1486-1494. 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Key Laboratory of Animal Nutritional Physiology and Metabolic Process ,National Engineering Laboratory for Poultry Breeding Pollution Control and Resource Technology , Key Laboratory of Agro⁃Ecological Processesin Subtropical Region ,Institute of Subtropical Agriculture , Chinese Academy of Sciences , Changsha 410125, China ) Abstract : This study was to determine the physicochemical characteristics of brown rice and its digestible ener⁃gy (DE ) and metabolizable energy (ME ) for growing⁃finishing pigs , and to build prediction models of availa⁃ble energy values based on its effective chemical component contents. Twenty⁃two healthy "Duroc×Landrance×Yorkshire" barrows with similar body weight of (50.0+1.7) kg were selected and assigned to a basal diet and 10 brown rice diets according to two 11×3 incomplete Latin square designs. The experiment had 3 periods , and each period included 12 days (7 days of adaptation+5 days of fecal and urine collection ) . The results showed that on the air⁃dry basis , on average ,the brown rice contained 15.42 MJ/kg (14.98 to 15.95 MJ/kg ) gross energy (GE ), 87.39% (86.40% to 88.40%) dry matter (DM ), 6.73% (5.34% to 8.39%) crude protein (CP ), 1.97% (1.10% to 2.77%) ether extract (EE ), 0.92%(0.20% to 1.53%) crude fiber (CF ), 1.06%(0.87% to 1.29%) crude ash (Ash ), 0.02% (0.01% to 0.03%) calcium (Ca ), 0.17% (0.14% to 0.20%)total phosphorus (TP ), 5.04% (2.17% to 9.58%) neutral detergent fiber (NDF ), 1.61% (0.74% to 2.49%) acid detergent fiber (ADF ), 69.08% (56.76% to 77.94 %) total starch (TS ), 13.29% (1.08% to 20.68%) resistant starch (RS ),respectively. The volume⁃weight , mass of 1 000 grains and volume of 1 000grains of brown rice were 0.76 kg/L (0.73 to 0.78 kg/L ), 20.53 g/1 000 grains (4.59 to 25.82 g/1 000grains ) and 25.2 mL/1 000 grains (19.9 to 32.0 mL/1 000 grains ),respectively. The variable coefficients (CV ) of EE , Ca , RS , CF , NDF and ADF contents exceeded 30%,and the CV of CP , Ash , TP , TS con⁃tents , 1 000 grain weight and 1 000 grain volume were greaterthan 10%. The DE and ME for 10 brown rice samples under air⁃dry basis were 14.22 MJ/kg (12.45 to 15.47 MJ/kg ) and 13.83 MJ/kg (12.37 to 15.17 MJ/kg ),respectively. The best DE and ME prediction equations of brown rice for growing⁃finishing pigs were DE ( air⁃dry basis , MJ/kg )= -13.149-0.104TS-2.603CF+2.309GE+1.426ADF-53.251Ca [R 2=0.96, relative standard deviation (RSD )= 0.27], ME ( air⁃dry basis , MJ/kg )= 2.194+0.894DE+16.815Ca+0.312EE-0.028TS (R 2=0.99, RSD=0.05) . Overall , the study confirms the large variations in physical char⁃acteristicsand chemical composition of brown rice , which is the main reason for the difference between DE and ME of brown rice. The TS , CF , GE , ADF , Ca and EE contents can be used as key predictors for DE and ME of brown rice for growing⁃finishing pigs.[Chinese Journal of Animal Nutrition , 2023, 35(8):4976⁃4987] Key words : brown rice ; growing⁃finishing pigs ; digestible energy ; metabolizable energy ; prediction model
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