发酵豆粕对鲁烟白猪回肠养分消化率及氮平衡的影响

■李少宁 姜建阳 于光辉 聂昌林 宋春阳

（青岛农业大学动物科技学院，山东青岛 266109）

豆粕是饲料工业中应用最为广泛的植物性蛋白原料，但其中存在多种抗营养因子，降低了动物对豆粕养分的吸收和利用。目前，去除大豆中抗营养因子的方法主要有物理加热、化学处理和微生物发酵等方法[1]。发酵豆粕与普通豆粕的营养成分差异主要包括蛋白质含量、粗纤维含量、消化能和抗营养因子含量等[2]。国内外有大量研究表明，经微生物发酵处理的豆粕富含小分子大豆肽、消化酶、维生素和未知生长因子，抗营养因子的含量有极大程度的下降[3]。用酵母菌和乳酸菌混合发酵豆粕饲喂育肥猪，可以改善平均增重、料重比，平均日采食量显著高于对照组[4]。利用发酵豆粕替代部分鱼粉对断奶仔猪的增重无显著影响[5-6]。回肠养分的表观消化率能较好地反映生猪采食后日粮蛋白质被机体消化吸收和利用的情况。因此，本研究通过发酵豆粕对鲁烟白猪回肠氨基酸表观消化率影响评价，为发酵豆粕在鲁烟白猪生产实际应用提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 菌种最优组合及最佳比例的筛选

选用乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌为发酵豆粕的菌种，分别从A、B、C、D四个公司购买了乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌三种菌。通过单菌种试验对比乳酸产量、酸溶蛋白含量、蛋白酶酶活、粗蛋白含量，确定本试验所用的菌种为乳酸杆菌（购自C公司），活菌数为2亿U/g；酵母菌（购自C公司），活菌数为20亿U/g；枯草芽孢杆菌（购自D公司），活菌数为100亿U/g；豆粕（购自E公司的生豆粕）。按正交表L16（43）设计试验发酵豆粕，因素水平设计见表1。

表1 发酵豆粕菌种配比L16（43）正交试验因素水平设计

发酵后的样品使用pHS-3C型pH计测定pH值，蛋白酶酶活的测定参照中华人民共和国GB/T 10317—1999标准[7]，粗蛋白质和酸溶蛋白质用凯氏定氮法进行测定。通过测定发酵后豆粕的pH值、酸溶蛋白质含量、蛋白酶酶活，从中选出最优组合及其最佳比例。各菌种的添加量为：乳酸杆菌22 ml/kg、酵母菌4 g/kg、枯草芽孢杆菌2.6 g/kg，亦即乳酸杆菌44亿U/kg、酵母菌80亿U/kg、枯草芽孢杆菌260亿U/kg，此时发酵豆粕的发酵产物中蛋白酶酶活为215 U/kg，pH值为3.81。

1.2 试验动物

选择体重（40±1.25）kg安装回场末端简单T型瘘管的健康鲁烟白猪阉公猪5头。每天分别于08：00和17：00进行饲喂，自由饮水。

1.3 试验设计及日粮设计

根据预先菌种筛选的结果，发酵豆粕的发酵产物中蛋白酶酶活为215 U/kg，pH值为3.81，为了保持饲料原料中蛋白酶与乳酸含量一致，在日粮中添加0.5%的乳酸和0.2%的蛋白酶（10万U/kg）。另外，根据原料种类配制成普通日粮（Ⅰ）、3%发酵豆粕日粮（Ⅱ）、0.5%乳酸普通日粮（Ⅲ）、0.2%蛋白酶普通日粮（Ⅳ）、0.5%乳酸+0.2%蛋白酶的普通日粮（Ⅴ）5组，采用5×5拉丁方试验设计，日粮配方见表2。

1.4 检测指标与方法

1.4.1 养分表观消化率的测定

采用指示剂法测定养分的表观消化率。将粪样、尿样分别混匀，按粪样鲜重的10%加入10%的H2SO4，在65℃条件下烘干，置室温条件下回潮24 h，称重、标号、粉碎，-20℃保存待测。尿样按取样量体积的2%加入10%的H2SO4,-20℃保存。测定日粮和粪样中的干物质、有机物、粗蛋白质、粗脂肪含量，测定尿样中的氮含量，测定参照国标方法进行[8]。

1.4.2 氨基酸及钛的测定

分析前食糜在室温下自然溶化，将每头猪48 h采集的食糜混合均匀，在真空冷冻干燥机冷冻干燥。冻干后在室温下回潮24 h，然后将样品粉碎，通过60目筛后进行氨基酸分析。氨基酸分析方法采用氨基酸自动分析仪（日立8900，日本）进行测定，日粮和食糜的二氧化钛含量用原子吸收光谱仪（日立Z-5000，日本）测定。

表2 试验日粮组成及营养水平（风干基础）

1.4.3 养分消化率的计算方法

饲料中养分消化率(%)=(饲料中某养分含量-粪中某养分含量)/饲料中某养分含量×100；

氮沉积（g/d）=食入氮-(粪氮+尿氮)；

氮的沉积率(氮的总利用率)(%)=沉积氮/食入氮×

100；

氮表观消化率(%)=（食入氮-粪氮）/食入氮×100；

氮的表观生物学价值（%）=沉积氮/(摄入氮×氮的表观消化率)×100；

回肠表观氨基酸消化率（%）=[1-(回肠食糜中氨基酸含量×日粮中钛的含量)/(日粮中氨基酸含量×食糜中钛的含量)]×100。

1.5 数据处理

试验数据以重复为计算单位，采用Excel2003进行预处理。试验数据采用SPSS17.0统计软件对数据进行统计分析，试验结果均以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 发酵豆粕对鲁烟白生长猪养分消化率的影响（见表3）

由表3可知，第Ⅱ组的干物质消化率最高，较Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组提高了3.74%、2.89%、3.82%和2.71%，差异均显著（P＜0.05）。第Ⅱ组的有机物消化率最高，较Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组提高了4.16%、5.25%、6.02%和4.02%，差异均显著（P＜0.05）。第Ⅱ组的粗蛋白质的消化率最高，较Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组提高了5.60%、6.42%、7.12%和5.07%，差异均显著（P＜0.05）。第Ⅱ组粗脂肪的消化率分别比Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组提高了4.90%、12.89%、15.60%和8.77%，差异均显著（P＜0.05）。在饲料中添加发酵豆粕能有效提高干物质、粗蛋白、粗脂肪的消化率。

表3 发酵豆粕对鲁烟白生长猪养分消化率的影响(%)

2.2 发酵豆粕对鲁烟白生长猪氨基酸回肠末端表观消化率的影响（见表4）

由表4可知，在必需氨基酸中第Ⅱ组赖氨酸的回肠末端表观消化率与第Ⅰ、Ⅴ组相比较差异不显著（P＞0.05），但极显著高于第Ⅳ组（P＜0.01）；第Ⅱ组的蛋氨酸回肠末端表观消化率与第Ⅳ、Ⅴ组差异不显著（P＞0.05），但第Ⅱ组显著高于第Ⅲ组（P＜0.05），极显著高于第Ⅰ组（P＜0.01）；苏氨酸、缬氨酸回肠末端表观消化率各组之间差异不显著（P＞0.05）；第Ⅱ组的亮氨酸回肠末端表观消化率与第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组相比差异均不显著（P＞0.05），但显著高于第Ⅰ组（P＜0.05）；第Ⅱ组的异亮氨酸回肠末端表观消化率极显著高于第Ⅰ组（P＜0.01），显著高于第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组（P＜0.05），但第Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ组之间差异不显著（P＞0.05）；第Ⅱ组的组氨酸回肠末端表观消化率与第Ⅲ组相比较差异不显著（P＞0.05），但第Ⅱ、Ⅲ组显著高于第Ⅰ、Ⅴ组（P＜0.05），极显著高于Ⅳ组（P＜0.01）。在非必需氨基酸中，酪氨酸回肠末端表观消化率各组之间差异不显著（P＞0.05）；第Ⅱ组的胱氨酸回肠末端表观消化率与Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组相比差异不显著（P＞0.05），但显著高于第Ⅰ组（P＜0.05）；丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸的回肠末端表观消化率各组之间差异不显著（P＞0.05）；丙氨酸回肠末端表观消化率第Ⅱ组与Ⅲ、Ⅳ组相比差异不显著（P＞0.05），但显著高于第Ⅰ、Ⅴ组（P＜0.05）；天冬氨酸回肠末端表观消化率第Ⅱ组显著高于第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组（P＜0.05）；脯氨酸回肠末端表观消化率各组织之间差异不显著（P＞0.05）。总氨基酸第Ⅱ组显著高于第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组（P＜0.05）。

表4 发酵豆粕对鲁烟白生长猪氨基酸回肠表观消化率的影响（%）

2.3 发酵豆粕对鲁烟白生长猪氮平衡的影响(见表5)

由表5可知，第Ⅱ组采食量极显著高于第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组（P＜0.01），显著高于第Ⅴ组，第Ⅴ组的采食量与Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组相比差异显著（P＜0.05），其他各组之间差异不显著(P＞0.05)。第Ⅱ组的排粪量最高，显著高于Ⅰ、Ⅳ组(P＜0.05)，极显著高于Ⅲ、Ⅴ组(P＜0.01)，第Ⅰ组和第Ⅳ组之间差异不显著(P＞0.05)。食入氮与粪氮各组之间差异不显著(P＞0.05)。尿氮第Ⅱ组最低，第Ⅲ组、第Ⅳ组、第Ⅴ组较高，显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P＜0.05)，但第Ⅲ组、第Ⅳ组、第Ⅴ组之间差异不显著（P＞0.05）。第Ⅱ组的总氮排出量最低，与Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组相比分别降低了19.26%、30.88%、38.27%和33.42%（P＜0.05，P＜0.01）。氮沉积第Ⅱ组显著高于Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ组（P＜0.05），极显著高于第Ⅳ组（P＜0.01）；氮的生物学价值、氮的沉积率，第Ⅱ组极显著高于第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组（P＜0.01），显著高于Ⅰ组（P＜0.05）。吸收氮和氮的表观消化率，各组之间差异不显著（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 发酵豆粕对鲁烟白猪生长猪养分消化率的影响

发酵饲料，是指在人工控制条件下利用微生物自身的代谢活动，将一些动物性、植物性和矿物质饲料原料中的抗营养因子分解或者转化成更容易被动物采食、消化和吸收的饲料原料[9]。本研究使用的发酵豆粕是利用乳酸杆菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌对豆粕进行发酵处理得到的一种高蛋白、易消化、含有未知生长因子的饲料原料。大量研究表明，在日粮中添加发酵豆粕能够有效提高养分的消化率。研究表明，与对照组相比，酶解豆粕组粗蛋白质的消化率与对照组相比提高了10.31%(P＜0.05)[10]；添加15%发酵豆粕的Ⅰ组和添加30%发酵豆粕的Ⅱ组仔猪对粗脂肪的消化率显著高于对照组，分别提高22.31%(P＜0.05)和27.87%(P＜0.05)，蛋白质消化率分别提高16.97%(P＜0.05)和20.39%(P＜0.01)[11]；对照组、添加7.5%发酵豆粕的Ⅰ组、添加15%发酵豆粕的Ⅱ组日粮中干物质消化率分别为81.36%、82.60%、82.92%，粗蛋白质消化率分别为67.34%、78.77%、81.07%。粗脂肪消化率分别为60.03%、73.42%、76.77%[12]。本试验也获得了类似结果。

表5 不同日粮对鲁烟白生长猪氮平衡的影响

3.2 不同日粮对鲁烟白猪生长猪氨基酸回肠表观消化率的影响

氨基酸消化率的测定受诸多因素的影响，不同猪种、试验日粮类型及其营养含量以及测试方法的不同均可导致试验结果存在差异性。本试验对鲁烟白生长猪进行了不同日粮组成的氨基酸消化率的测定。由本试验结果可知，试验日粮氨基酸含量与中国饲料成分及营养价值表相符合。据司马博锋等[13]研究表明，固态发酵豆粕组的异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸表观消化率显著高于对照组（P＜0.05），其他各种氨基酸之间差异不显著（P＞0.05）。余冰等[14]也得出了相同的结论。这与本试验研究相一致。但Cervantes-Pahm等[15]研究发现，除赖氨酸以外，断奶仔猪回肠末端氨基酸消化率与普通豆粕相比均差异不显著（P＞0.05），同时他们认为发酵豆粕大部分氨基酸回肠末端消化率差异不显著主要是由于发酵后对发酵豆粕进行干燥过程中过热导致的。Rojas等[16]认为，对于大部分氨基酸而言，发酵豆粕回肠末端氨基酸消化率与豆粕差异不显著（P＞0.05）。这与本试验研究结果存在差异。造成差异的原因可能是由于所用试验猪品种不同，所用豆粕来源产地不同，发酵菌种以及生产工艺的差异造成的。

3.3 发酵豆粕对鲁烟白生长猪氮平衡的影响

在动物生产中最大限度地发挥动物的生产潜力，是畜牧生产者和营养学家共同追求的目标。这导致了人们在配制日粮时，很少或根本不考虑养分的排泄状况，从而使过量的养分随动物粪尿排出体外，产生了畜禽排泄物对环境的污染[17]。且随着规模化、集约化养殖业的快速发展，所造成的污染也日趋突出[18]。本试验研究在日粮中添加发酵豆粕对鲁烟白生长猪氮平衡的影响。结果表明，粪氮、尿氮、总氮排出量，发酵豆粕组比普通日粮组分别降低了11.07%、22.24%、19.6%，发酵豆粕组氮的沉积率分别比其他组提高了16.81%、34.31%、53.83%、38.77%。氮的生物学价值发酵豆粕组比普通日粮组升高了12.26%。表明发酵豆粕可以提高鲁烟白生长猪养分的消化率，提高蛋白质的利用率，降低氮的排泄量，减少对环境的污染。

4 结论

在鲁烟白生长猪日粮中添加发酵豆粕能显著提高养分消化率，降低氮排放，但在日粮中添加发酵产物不能达到同样的效果。