不同产地桑枝茎叶营养成分分析及四川白鹅对其养分利用率的测定

2016-11-08 04:51王永昌翟双双李孟孟王参参杨琳王文策
中国饲料 2016年16期
关键词:代谢能粗蛋白质单宁

王永昌,翟双双,李孟孟,王参参,杨琳,王文策

(华南农业大学动物科学学院,广东广州510642)

不同产地桑枝茎叶营养成分分析及四川白鹅对其养分利用率的测定

王永昌,翟双双,李孟孟,王参参,杨琳*,王文策

(华南农业大学动物科学学院,广东广州510642)

试验采集了14个桑枝茎叶样品,测定其营养成分并通过代谢试验方法评定四川白鹅对其养分利用率。结果表明:(1)不同产地桑枝茎叶的营养成分有差异,粗蛋白质含量较高,其变化范围为18.59%~26.81%;钙含量较高,为1.49%~4.15%;含磷量低,平均含量为0.32%;粗脂肪含量为1.46%~3.79%;粗纤维含量为15.26%~29.28%,平均值为20.72%;中性洗涤纤维(NDF)含量为37.41%~57.34%,平均值为45.37%;酸性洗涤纤维(ADF)含量的变化范围为16.85%~26.32%,平均值为20.91%。(2)不同产地单宁含量差异大,变化范围为0.13%~0.47%。(3)不同产地桑枝茎叶的表观代谢能(AME)和真代谢能(TME)均值变化范围分别为3.00~4.92 MJ/kg和3.74~5.66 MJ/kg。(4)不同产地桑枝茎叶的NDF利用率、酸性洗涤纤维利用率、蛋白质真利用率存在差异(P<0.05),并且利用率均较低。综上,桑枝茎叶粗蛋白质、粗灰分含量高,钙多磷少,但由于其含有抗营养物质单宁和活性物质等因素,导致蛋白质利用率低,AME和TME也较低。

桑枝茎叶;鹅;代谢能;养分利用率

随着养鹅业的飞速发展,常规饲料原料已不能满足其生产的需要,新型饲料原料的开发成为动物营养学领域关注的焦点。我国是传统的种桑养蚕大国,桑树广泛分布于全国各地,桑叶资源十分丰富。桑叶作为一种蛋白质含量高、纤维含量相对较低同时富含微量元素的非常规新型饲料,如能将其有效应用到鹅饲粮中,将可以大幅度降低饲料成本,提高养鹅经济效益。吴萍和李龙(2006)研究表明,桑叶干物质中的蛋白质质量分数高达28%,其含量比禾本科牧草高80%以上,比热带豆科牧草高40%~50%,是优良的蛋白质饲料。秦俭等(2010)研究报道,1 hm2桑园可年产桑叶蛋白质1.65 t左右,相当于3 t大豆的粗蛋白质含量。李正涛等(2000)研究表明,桑叶蛋白质是优良的蛋白质补充料。但是,目前国内外有关鹅的饲料营养价值评定报道较少,鹅的饲料配制大多数参考鸡或鸭的营养参数,没有专门鹅饲料营养价值数据库。王雯熙等(2012)通过体外产气法估测29种桑叶的代谢能,其值变化范围为5.05~8.09 MJ/kg。本试验采集了14个桑枝茎叶样品,测定其营养成分以及四川白鹅对桑枝茎叶的养分利用率,通过对桑枝茎叶的营养价值进行全面系统地分析,为桑枝茎叶在水禽饲料中的合理利用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1试验材料制备分别将采集到的14个桑枝茎叶样品粉碎处理,利用四分法将桑枝茎叶粉混合均匀,加入适量的多维多矿及适当蒸馏水后制粒,风干,制成试验饲粮,封装于自封袋中,置于-4℃冰柜中保存备用。

1.2试验动物分组选取健康、体重相近的成年雄性四川白鹅36只,随机分成6个组(5个试验饲料组,1个空腹组),每组6个重复,每个重复1只鹅。每1个桑枝茎叶样品对应1个试验饲料组。

1.3试验动物管理在正式代谢试验开始前,将选取好的四川白鹅由室外场地转移到代谢室内特定的鹅代谢笼中,进行2周的适应。适应期间,注意观察鹅只的健康和采食饮水情况。在适应的第一周,把试验鹅泄殖腔周围的羽毛拔净,在泄殖腔处缝合实验室自制的直径为5.5 cm塑料瓶盖(瓶盖面被挖空及四周钻有6或8个小孔)。适应期间饲喂配合饲粮,每日饲喂2次,上午8∶00饲喂一次,下午5∶00饲喂一次,自由饮水,24 h人工光照,适应期及恢复期内每三天清洗代谢室,在强饲12 h前彻底清洗代谢室,并检查试验鹅缝合的盖子是否牢固。

1.4代谢试验方法在参考Sibbald(1976)TME法基础上采用排空强饲法,采用24+24 h模式。根据鹅的消化生理特点确定具体的代谢试验流程:适应期为2周,饲喂配合饲粮,乳头式饮水装置,自由采食、饮水;预饲期3 d,饲喂试验饲粮;禁饲排空24 h;强饲当天,每只鹅强饲量为50 g,排泄物准确计时后一共收集24 h(频率为4h收集一次);空腹组采用平行对照方式。整个代谢试验过程中鹅自由饮水,24 h人工光照。

1.5排泄物的收集和处理将收集排泄物的瓷盘称重标记,每4 h组织试验人员收集一次排泄物(最后一次收集时用蒸馏水反复冲洗滞留在收集封口袋上的排泄物),将收集的排泄物倒入相应标记的瓷盘中,并滴入适量10%的盐酸固定氨气,防止挥发。之后在120℃烘箱中灭菌10~15 min,再将温度下调至65℃烘干,烘干后取出瓷盘回潮24 h,称重记录后将粪样粉粹,过40目筛转入小封口袋(封口袋上用记号笔记录),于-4℃保存备用。

1.6测定指标及方法测定14个桑枝茎叶样品和排泄物的常规营养成分。水分、粗蛋白质、粗脂肪、钙、磷等测定方法参照张丽英等(2007)的研究方法;粗纤维、中性洗涤纤维(NDF)及酸性洗涤纤维(ADF)测定参照《饲料分析与饲料质量检测技术》第三版中的滤袋法,采用ANKON A200i型半自动纤维分析仪测定;能值测定采用德国IKA C200全自动量热仪测定;单宁采用丙酮提取-分光光度法测定。

1.7计算公式

式中:计算代谢能以空腹为内源排出量。

1.8数据处理数据经Excel整理和初步处理后,使用SPSS 20.0软件进行One-ANOVA方差分析,并进行Duncan’s多重比较以及独立样本T检验。统计显著水平为P<0.05,试验结果采用“平均值±标准误”表示。

2 结果

2.1不同产地桑枝茎叶的营养成分及抗营养因子含量由表1可知,14个桑枝茎叶样品总能含量为16.40~20.29 MJ/kg,平均值为17.99 MJ/kg。粗蛋白质含量变化范围为18.59%~26.81%,平均值为22.04%,其中最高达26.81%。粗脂肪含量为1.46%~3.79%,平均值为2.29%。粗灰分含量均高于10%,最高达到了17.29%。钙含量的平均值为2.57%,磷含量的平均值为0.32%,表现钙多磷少的特点。除了干物质和总能的变异系数小于10%,其他常规营养成分变异系数均大于10%,其中钙含量的变异系数最大。粗纤维含量为15.26%~29.28%,平均值为20.72%。NDF含量在37.41%~57.34%,平均值为45.37%。酸性洗涤纤维含量的变化范围在16.85%~26.32%,平均值为20.91%。抗营养因子单宁含量差异很大,变异系数为40.28%,单宁含量变化范围为0.13%~0.47%,平均值为0.28%。

表1 不同产地桑枝茎叶样品的营养成分含量

2.2四川白鹅对不同产地桑枝茎叶养分利用率的测定由表2和表3可知,不同产地桑枝茎叶的AME、TME、能量表观利用率、能量真利用率差异较大(P<0.05)。AME和TME均值变化范围分别是3.00~4.92 MJ/kg和3.74~5.66 MJ/kg,能量表观利用率和真利用率的均值变化范围分别是16.13%~27.00%和20.33%~31.02%,TME最高的为广东华农3,为5.66 MJ/kg。不同产地桑枝茎叶的NDF利用率、酸性洗涤纤维利用率、蛋白质真利用率存在差异(P<0.05),并且利用率都不高,酸性洗涤纤维利用率、NDF利用率分别为22.64%~39.64%和15.61%~33.35%,平均值分别为31.77%和24.19%,蛋白质真利用率最高的是广东化州产地,为30.98%,最低为广西上林产地,为18.83%。

表2 不同产地桑枝茎叶代谢能和能量利用率

表3 不同产地桑枝茎叶NDF、ADF及蛋白质真利用率%

3 讨论

3.1桑枝茎叶营养成分含量国内外有不少研究对桑枝茎叶的常规营养成分进行了分析,但因品种、产地、收获季节、加工工艺等不同,分析结果差异较大。孙双印等(2008)研究表明,不同季节、不同枝叶比例的桑枝茎叶的营养成分差异很大。丁佐龙(1999)研究表明,桑枝茎叶的粗蛋白质含量为16.80%~23.02%,粗脂肪含量为3.67%~4.03%,粗纤维含量为10.60%~14.56%,粗灰分含量为7.53%~9.96%。张爱芹(2004)研究表明,桑叶的粗蛋白质含量为15.00%~30.00%,粗脂肪含量为4.00%~10.00%,粗纤维含量为8.00%~12.00%,粗灰分含量为8.00%~12.00%,钙含量为1.00%~3.00%,总磷含量为0.30%~0.60%。

另外,桑枝茎叶中的钙磷含量不平衡,表现为钙少磷多的特点,所以实际生产中,要注意平衡饲料中钙磷比例。桑枝茎叶中的钙磷比例本身并不大,数据差异可能与试验样品的采集部位有关。据王芳等(2005)研究发现,钙含量下位叶比上位叶高,磷含量刚好相反,然而研究人员一般采集一些下位桑枝茎叶进行试验(上位叶用于养蚕),从而致使钙磷比例失衡。另外,本试验发现桑枝茎叶中的粗灰分含量很高,均高于10%,说明桑枝茎叶中矿物质含量较高。苏海涯等(2001)研究也表明,桑叶中不仅含有钙磷,还含有丰富的钾、钠、铁、锰、铜等矿物质。本试验测定的桑枝茎叶的大部分营养成分含量都在文献资料报道的范围内,只有粗脂肪含量低于文献报道,这可能与采集桑枝茎叶的品种、时节及产地等因素有关。

3.2桑枝茎叶抗营养因子含量单宁又称单宁酸或鞣酸,是一类水溶性酚类化合物,是广泛存在于植物体内的一类次生代谢产物。单宁可结合蛋白质(Frazier等,2010)、糖类(Lacassagne等,1988)、金属离子(Al-Mamary等,2001)等形成难以消化吸收的复合物,从而降低饲料营养物质利用率。关于桑叶的单宁含量的报道较少,肖洪等(2013)采用超声波辅助提取-分光光度法测得不同品种桑叶的单宁含量为5.10~9.40 mg/g,高于本试验结果。本试验中14个不同产地桑枝茎叶样品单宁含量为1.30~4.70 mg/g,可能是由于本试验采用的是丙酮提取-分光光度法,导致提取率不高,含量偏低。

目前,关于降低植物性原料中单宁方法的报道较多,主要包括理化方法和生物降解法。单宁作为桑叶中最主要的抗营养因子,如果得到有效的降解,这对于桑叶作为蛋白质饲料原料的开发具有极其重要的意义。Canbolat等(2007)用不同浓度的NaOH溶液(0、20、40、60和80 g/L),分别对2种树叶处理7 d,结果发现,随着碱液浓度的升高,样品中单宁含量直线下降。Marzo和Urdaneta(2002)研究发现,机械挤压可以显著降低芸豆中的单宁和多酚类物质等抗营养因子含量。然而传统理化法降低植物单宁的同时,也降低了其他营养成分含量,生物降解法有效避免了此缺点。研究发现,霉菌发酵显著降低了刺槐中单宁含量并且提高了粗蛋白质含量,也显著提高了其干物质消化率(Rakesh等,2000)。Towo等(2006)研究表明,发酵可以显著降低高粱中酚类物质和植酸盐的含量,并能提高其铁的体外消化率。

3.3桑枝茎叶养分利用率的评价

3.3.1桑枝茎叶代谢能及能量利用率本试验测定14个桑枝茎叶的代谢能和能量利用率,结果发现不同产地的AME、TME、能量表观利用率以及能量真利用率均有显著差异,AME范围为3.00~4.92 MJ/kg,TME为3.74~5.66 MJ/kg,能量表观利用率为16.31%~27.00%,能量真利用率为20.33%~31.02%,这表明鹅对桑枝茎叶的能量利用率不高。造成这种原因可能是与桑叶中活性脱氧野尻霉素(DNJ)和黄酮有关,李有贵等(2012)研究发现,桑叶中的DNJ、黄酮等活性物质具有抑制与糖代谢有关酶和血液脂肪酶的作用,从而降低了动物对饲料中碳水化合物及脂肪的代谢和吸收能力,最终降低了动物对饲粮的利用率。

目前关于鹅对桑枝茎叶代谢能研究报道较少。刘红和叶志毅(2001)通过体内瘤胃降解试验,计算出桑叶的代谢能可达8.94 MJ/kg。Al-Kirshi等(2013)试验研究表明,桑叶对蛋鸡和肉鸡的表观代谢能分别为7.7、7.6 MJ/kg。黄璇等(2015)研究4个品种的桑叶对鹅的表观代谢能为7.69~8.68 MJ/kg。上述研究表明,鹅对桑叶表观代谢能高于鸡,原因可能是由于桑叶的纤维含量较高。杨曙明等(1995)报道鹅对粗纤维的代谢能高于鸡。相关文献报道的代谢能都高于本试验结果,这可能与代谢方法、桑叶本身差异和动物品种有关。

3.3.2桑枝茎叶的ADF和NDF利用率本研究结果表明,不同产地桑枝茎叶的NDF利用率为22.64%~39.64%,平均值为31.77%;酸性洗涤纤维利用率为15.16%~33.35%,平均值为24.19%。NDF利用率和酸性洗涤纤维利用率的差异可能与桑枝茎叶采摘季节有关,季节影响着桑枝茎叶的生理结构。吴秋珏和徐廷生(2006)研究报道,NDF利用率的大小通常取决于NDF中木质素所占的比例。Al-Kirshi等(2013)研究报道,桑叶对蛋鸡和肉鸡的NDF利用率分别为29.00%和27.00%。黄璇等(2015)试验指出,鹅对桑叶粗纤维利用率为29.28%~35.26%。本试验的NDF利用率均值略高于上述文献报道,说明对于桑叶的NDF鹅比鸡的利用率稍高,也符合鹅比鸡更耐粗饲料的生理规律。

3.3.3桑枝茎叶的粗蛋白质真利用率桑枝茎叶粗蛋白质含量比较高,其蛋白质含量与优质牧草相当。相关研究报道桑枝茎叶粗蛋白质含量范围为15%~35%,具体含量主要取决于桑枝茎叶的品种、采摘季节、产地及桑叶与桑枝之间的比例。本试验结果显示,粗蛋白质含量变化范围为18.59%~26.81%,平均值为22.04%,其中最高达26.81%;粗蛋白质真利用率为18.83%~30.98%,平均值为26.48%。

本试验中虽然桑叶粗蛋白质含量丰富,但鹅对其真利用率却不高,最高不超过30%,这主要与单宁降低蛋白质的利用率有关(Vilarin~o等,2009;Barry和Manley,1984)。King等(2000)用单宁含量不同的高粱对北京鸭进行试验,发现高单宁含量显著降低了蛋白质的利用率。Barahona等(1997)试验发现单宁能提高绵羊粪氮排出量。然而,Rakesh等(2000)研究发现,霉菌发酵显著降低了刺槐中单宁含量并且提高了粗蛋白质含量,也显著提高了其消化率。因此为了提高动物对植物性桑叶蛋白质的利用率,可以通过发酵等特殊处理去除桑叶中部分单宁再用于动物生产,目前有关微生物降解单宁的研究报道较多(Frutos等2004;Makkar,2003;Singh等,2001)。

4 结论

桑枝茎叶有蛋白质含量高、钙多磷少等特点,但由于其含有抗营养物质单宁和活性物质等因素,导致蛋白质利用率低,AME和TME也较低,采取合理的工艺手段来改善桑枝茎叶的养分利用率和能量利用率,尚有待于进一步研究。

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This experiment was conducted to analysis the nutrient contents of mulberry twig leaves from different areas and study its nutrient utilization efficiency by Sichuan White geese.The study collected 14 mulberry twig leaves,and determined its nutritional components and nutrient utilization efficiency in Sichuan White geese.The results showed that:(1)The nutrient components of mulberry leaf from different areas were various.The content of crude protein in mulberry leaf samples were abundant,which ranged from 18.59%to 26.81%;the calcium content was fluctuated between 1.49%and 4.15%,while the phosphorus content was low and the average content was 0.32%;the crude fat content ranged from 1.46% to 3.79%;the crude fiber(CF)content was within the range of 15.26~29.28%and the average value of crude fiber(CF)was 20.72%;neutral detergant fiber(NDF)content fluctuated between 37.41%and 57.34%,and acid detergant fiber(ADF)content fluctuated between 16.85%and 26.32%.(2)The tannin level was changed greatly which ranged from 0.13%to 0.47%.(3)Apparent metabolizable energy(AME)and true metabolizable energy(TME)of the mulberry twig leaves were 3.00~4.92 MJ/kg and 3.74~5.66 MJ/kg from different areas.(4)NDF and ADF utilization,true availability of crude protein differed from different areas(P<0.05),and the utilization rate was low.In conclusion,the mulberry twig leaves samples had more crude protein and ash,less phosphorus and more calcium.Because of the anti-nutrients factors such as tannins and other active substances,the utilization of protein was extremely low,as well as AME and TME.

mulberry twig leaves;geese;metabolizable energy;nutrient utilization

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20161605

S816.11

A

1004-3314(2016)16-0018-05

公益性行业科研专项(201303143);教育部博士点新教师联合资助基金(20134404120024);国家现代农业产业技术体系水禽产业技术体系(nycytx-45-09);动物营养国家重点实验室开放课题(2004DA125184F1308)

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