猪饲粮非淀粉多糖酶谱仿生优化方法的研究

发布时间：2017-12-15 04:26

  本文关键词：猪饲粮非淀粉多糖酶谱仿生优化方法的研究

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【摘要】：本研究首先在完善单胃动物仿生消化系统猪模拟大肠酶的基础上,建立基于动物生理依据的体外优化猪饲粮NSP酶谱的方法,并对4种不同类型猪饲粮进行NSP酶谱优化。同时研究不同类型NSP对猪无氮饲粮养分利用率、内源氨基酸排泄以及对玉米-豆粕型饲粮养分消化率和后肠发酵的影响,探讨饲粮类型以及优化后的NSP酶谱对饲粮养分消化率和NSP组分降解率的影响,为仿生消化系统评定猪饲料生物学效价方法的完善提供理论参考,也为通过使用NSP酶改善猪对非常规饲料的利用提供方法支撑。试验一旨在为仿生消化系统体外模拟猪消化中大肠阶段的模拟消化液的制备提供科学依据。将24头生长猪随机分为4组,每组6头猪,分别饲喂对照饲粮和低、中、高纤维饲粮(TDF分别为:12.3%、14.6%、16.9%、21.4%)。饲喂2周后从每个处理中随机选取3头屠宰,测定盲肠液中纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶和果胶酶的活性。结果表明饲粮纤维水平对猪盲肠液中主要NSP酶活性没有显著影响(P0.05)。在此基础上比较纤维素酶、Viscozyme酶和基于动物盲肠生理依据配伍而成的仿生酶对6种饲料原料的体外干物质消化率(IVDMD)、体外能量消化率(IVGED)和酶水解物能值(EHGE)的影响,并分析饲料原料NSP组分与IVDMD、IVGED的相关关系。结果表明:3种模拟大肠酶均显著提高了玉米、大豆粕和大豆皮的IVDMD(P0.01)以及大豆粕和大豆皮的EHGE(P0.01)。但纤维素酶作用下苜蓿草粉、玉米DDGS的IVDMD和EHGE与对照组差异不显著,Viscozyme酶作用下小麦麸、玉米DDGS的IVDMD和EHGE与对照组差异不显著(P0.05)。仿生酶显著提高了6种原料的IVDMD(P0.01),显著提高了除玉米DDGS之外的其他5种原料的EHGE(P0.01)。6种饲料原料的NSP含量与IVDMD、NSP含量与IVGED均呈显著的负相关(P0.05),仿生酶作用下的相关系数(0.95,0.89)高于纤维素酶(0.94,0.86)和Viscozyme酶(0.93,0.81)。可见,基于动物生理依据配制的仿生酶在体外模拟猪大肠阶段消化过程中,对饲料的消化作用要优于纤维素酶和Viscozyme酶,可作为单胃动物仿生消化系统体外模拟猪消化中大肠阶段的模拟消化酶。试验二通过测试玉米、大豆粕和小麦麸在不同消化阶段中IVDMD和IVGED随消化时间的变化规律,旨在建立基于猪生理消化液组成的“三角瓶+摇床”体外优化猪饲料NSP酶谱的方法,并验证其可行性。采用单因素完全随机设计来确定体外两步消化法和三步消化法中各个消化阶段的最适消化时间。结果表明:体外两步消化法中胃期和小肠期的最适消化时间分别为4h和22h,体外三步消化法中胃期、小肠期和大肠期的最适消化时间分别为4h、14h和24h。体外两步法和三步法评定4个猪饲粮样品IVDMD和IVGED的结果的变异系数均小于动物试验法,体外两步法评定的猪饲粮的IVDMD(R2=0.94)和IVGED(R2=1.00)与动物试验法测值的相关性极高(P0.05),体外三步法评定的猪饲粮的IVDMD(R2=0.90)和IVGED(R2=0.94)与动物试验法测值的也具有很高的相关性(P0.05)。试验三是使用试验二中建立的体外消化法,优化4种不同类型猪饲粮的NSP酶谱。在玉米-豆粕型、玉米-豆粕-DDGS型、玉米-杂粕型和小麦-豆粕型饲粮中分别添加不同水平的纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶和果胶酶等6种NSP酶,分析各NSP酶对饲粮IVDMD的作用效果。然后采用二次回归旋转正交组合试验设计,建立6种NSP酶和饲粮IVDMD的回归关系,优化出4种饲粮中6种NSP酶的最佳酶谱。结果表明:6种NSP酶的添加水平与4种类型猪饲粮ivdmd之间存在二次曲线关系。在本试验条件下,针对4种类型饲粮优化后的nsp酶谱,分别使其对应饲粮的ivdmd提高3.26%(玉米-豆粕型)、3.89%(玉米-豆粕-ddgs型)、3.75%(玉米-杂粕型)和3.48%(小麦-豆粕型)。试验四是研究nsp类型对猪无氮饲粮中营养物质在各肠段的消化率和氨基酸内源排泄的影响,为使用无氮饲粮法测定猪内源氨基酸排泄的完善提供依据。试验采用5×2不完全区组设计,将15头回肠瘘管猪分为5组,饲喂对照组(玉米淀粉)以及分别用菊粉、羧甲基纤维素(cmc)、微晶纤维素(mcc)和solkafloc(sf)等4种nsp组分代替对照组中5%的玉米淀粉形成的另外4种试验饲粮。结果表明:nsp可影响猪无氮饲粮中营养物质的消化率,可溶性、高粘性的cmc和可溶性、低粘性的菊粉与不溶性的mcc和sf相比,会更大程度的降低营养物质的回肠表观消化率。高发酵性的菊粉显著提高营养物质在后肠的发酵(p0.05),使全消化道消化率与对照组相当,而低发酵型的cmc、mcc和sf均显著降低了营养物质的全消化道消化率(p0.05),尤以高粘性的cmc为甚。cmc可明显提高粪含水量以及粘性,显著提高了氨基酸内源排泄(p0.05)。试验五是研究nsp的粘性和发酵性对生长猪玉米-豆粕型饲粮养分消化率、后肠发酵率、回肠标准氨基酸消化率的影响。试验采用有重复的3×3拉丁方设计,6头回肠瘘管猪分为3组,分别饲喂玉米-豆粕型基础饲粮(con),以及用菊粉和羧甲基纤维素按比例替代基础饲粮中5%的玉米和豆粕形成的菊粉饲粮(inu)和羧甲基纤维素饲粮(cmc)。结果表明:玉米-豆粕型饲粮中添加5%的菊粉使dm、cho和ge的回肠消化率降低,后肠发酵率升高(p0.05),显著提高了粪中vfa的含量(p0.05)。5%cmc的添加显著提高了粗蛋白质和ndf的回肠消化率以及回肠食糜ph(p0.05),显著降低了dm、cho和ge的全消化道消化率以及粪中vfa含量和粪ph(p0.01)。5%cmc的添加显著提高了玉米-豆粕型饲粮氨基酸的回肠表观消化率和标准消化率(p0.05)。试验六研究体外优化的nsp酶谱对4种不同类型猪饲粮营养物质在小肠、大肠以及全消化道消化率的影响。采用不完全区组设计,24头瘘管猪按体重相近原则平均分为8组,连续进行三期代谢试验,每头猪在不同的试验期饲喂不同的试验饲粮。8种饲粮分别为玉米-豆粕型、玉米-豆粕-ddgs型、玉米-杂粕型和小麦-豆粕型饲粮以及对应的添加了优化后的nsp酶谱的4种饲粮。结果表明:不同类型饲粮中同一种营养物质的回肠消化率差异程度高于全消化道消化率。体外优化得到的nsp酶谱显著提高了玉米-豆粕型饲粮dm和ndf的回肠消化率(p0.05),显著提高了玉米-杂粕型饲粮除脂肪外其余养分的回肠消化率(p0.05)。体外优化得到的nsp酶谱显著降低了玉米-豆粕-ddgs型饲粮dm、ge、cp和灰分的回肠消化率(p0.05),但是显著提高了其ndf的回肠消化率(p0.01),体外优化的小麦-豆粕型饲粮nsp酶谱显著降低了其dm、ge、cp、灰分和cho的回肠表观消化率(p0.05),显著提高了其ndf的回肠消化率(p0.05)。nsp酶的添加使4种类型饲粮养分的全消化道消化率均得到了不同程度提高,但是只显著提高了玉米-杂粕型饲粮dm、ge、cp和ee以及小麦-豆粕型饲粮ge、cp和ee的全消化道消化率(p0.05)。试验七研究体外优化的nsp酶谱对4种不同类型猪饲粮各nsp组分在小肠、大肠以及全消化道消化率的影响,试验设计同试验六。结果表明:不加酶情况下,4种类型饲粮中大部分可溶性nsp(snsp)的回肠消化率明显高于不溶性nsp(insp),snsp及其各组分在粪中接近完全消化,全消化道消化率均在85%以上。体外优化得到的NSP酶谱显著提高了玉米-豆粕型饲粮总INSP及其大部分组分的回肠表观消化率(P0.05),显著提高了其总NSP及其大部分组分和总SNSP的全消化道消化率(P0.05)。体外优化的玉米-豆粕-DDGS型饲粮NSP酶谱显著提高了其总INSP及其大部分组分的回肠表观消化率(P0.05),显著降低了其总SNSP及其大部分组分的回肠表观消化率(P0.01),显著提高了INSP中木糖、阿拉伯糖和糖醛酸的全消化道消化率(P0.05)。体外优化得到的NSP酶谱显著提高了玉米-杂粕型饲粮总INSP及其大部分组分的回肠表观消化率和全消化道消化率(P0.05),加酶组饲粮总NSP及其大部分组分的全消化道消化率具有显著升高的趋势(0.05P0.10)。NSP酶的添加显著提高了小麦-豆粕型饲粮总NSP中半乳糖和糖醛酸的回肠表观消化率(P0.05),使总INSP的回肠表观消化率具有显著升高的趋势(0.05P0.10),显著提高了总NSP中半乳糖、岩藻糖和鼠李糖的全消化道消化率(P0.05)。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S828.5

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨玉芬;日粮纤维对于猪不同生长阶段消化生理和生产性能的研究[D];内蒙古农业大学;2001年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 胡光源;生长猪小肠仿生消化试剂设计依据的研究[D];中国农业科学院;2010年

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本文编号：1290629