N.A.Gutierrez，N.V.L.Serao，B.J.Kerr，R.T.Zijlstra，J.F.Patience

（1.爱荷华州立大学，动物科技学院，埃姆斯，50011；2.美国农业部农业与环境国家实验室，埃姆斯，爱荷华州，50011；3.阿尔伯塔大学，农业食品与营养科学系，加拿大，埃德蒙顿，AB T6G 2P5）

中国·猪营养国际论坛

九种不同能量玉米副产物的膳食纤维组成与能量、粗纤维和猪氨基酸消化率的关系（待续）

N.A.Gutierrez1，N.V.L.Serao1，B.J.Kerr2，R.T.Zijlstra3，J.F.Patience1

（1.爱荷华州立大学，动物科技学院，埃姆斯，50011；2.美国农业部农业与环境国家实验室，埃姆斯，爱荷华州，50011；3.阿尔伯塔大学，农业食品与营养科学系，加拿大，埃德蒙顿，AB T6G 2P5）

本试验旨在确定最佳拟合膳食纤维组成，以评估膳食纤维（DF）水平对能量、粗纤维和氨基酸消化率的影响。9种玉米副产物分别为：玉米皮（37.0%总非淀粉多糖[NSP]）；玉米皮可溶物（17.1%NSP）；玉米干酒糟及可溶物（DDGS；20.4%NSP）；脱脂DDGS（25.0%NSP）；未煮过的DDGS（22.0%NSP）；高蛋白干酒糟（21.9%NSP）；脱壳，脱胚玉米（1.1%NSP）；玉米胚芽粕（44.4%NSP）；和玉米蛋白粉（4.9%NSP）。试验选用初始体重为（25.9±2.5）kg、回肠末端装有T型瘘管生长猪20头，随机分配给10种日粮处理，每个处理8个重复。玉米-豆粕基础日粮为对照日粮，70%基础日粮+30%评估原料组成 9种试验日粮。评估原料中11种膳食纤维成分是酸性洗涤纤维 （ADF），中性洗涤纤维（NDF），总日粮纤维，半纤维素，总非淀粉多糖，NSP阿拉伯糖，NSP木糖，NSP甘露糖，NSP葡聚糖，NSP半乳糖，阿拉伯木聚糖。测定原料中总能（GE），干物质（DM），NDF的表观回肠消化率（AID）、表观全肠道消化率（ATTD），并测定氨基酸的AID。对每种原料种最佳纤维组分进行评估并排序，结果显示：阿拉伯木聚糖含量与GE（R2=0.65；三次曲线，P＜0.01）和DM（R2=0.67；三次曲线，P＜0.01）的AID的呈明显正相关。NSP木糖残基与GE（R2=0.80；三次曲线，P＜0.01），DM（R2=0.78三次曲线，P＜0.01），NDF（R2=0.63；三次曲线，P＜0.01）的ATTD呈正相关；与蛋氨酸（R2=0.40；三次曲线，P=0.02），蛋氨酸+半胱氨酸（R2=0.44；三次曲线，P=0.04）和色氨酸（R2=0.11；三次曲线，P= 0.04）的AID呈正相关；与DE（R2=0.66；线性，P=0.02）和ME（R2=0.71；三次曲线，P=0.01）呈正相关。DF含量无法预测赖氨酸的AID（P＞0.05）。结论，阿拉伯木聚糖和NSP木糖残基可以解释由于日粮纤维水平改变引起的变化，可用于预测玉米副产物中除赖氨酸AID以外的纤维能量消化率，以及消化能和代谢能。

玉米副产物；日粮纤维；消化率；能量；猪

玉米副产物富含膳食纤维（DF），但是淀粉、氨基酸和脂肪含量差异很大。了解饲料原料中纤维含量和组成是很重要的，因为DF会减少氨基酸和能量物质的消化率（Souffrant，2001）。玉米及其副产物中的DF是耐发酵的，由不溶性的非淀粉多糖（NSP）组成，如纤维素、阿拉伯木聚糖和木质素等 （Jaworski，2012）。这些多糖主要是己糖（D-葡萄糖，D-半乳糖以及D-甘露糖）和戊糖（L-阿拉伯糖和D-木糖）通过糖苷键连接的聚合物。常规检测来确定饲料原料DF含量，包括ADF和 NDF。两者是根据在酸、碱或中性洗涤剂中的溶解度差异区分，不能根据化学组分和生物学功能精确区分。因此，单胃动物营养中使用这些方法检测出的营养性数值是被质疑的（Choct，1997)。分析总NSP和相应的单糖残基，可能是解释膳食纤维对玉米副产物营养价值影响更好的工具。

增加玉米谷物中淀粉利用率和提取率，会导致玉米副产物化学组成发生变化，更难评估其营养价值。Fairbairn等（1999）报道，NDF和ADF分别占大麦中消化能含量变化的68%和85%。然而，仍未找到一个全面评估玉米副产物中DF含量对其营养价值影响的方法。

本试验选用9种膳食纤维含量的玉米副产物，旨在确定最佳拟合膳食纤维（DF）组成，以评估DF含量对玉米副产品中能量、纤维和氨基酸消化率以及对能值的影响。

1 材料和方法

本试验方案由爱荷华州立大学动物保护和使用委员会批准（9-10-7024-S）。

1.1 试验设计 试验猪（PIC）采用单栏（1.2m× 1.2m）饲养，栏中配有半板条混凝土地板，喂料器和杯状饮水器。猪回肠末端装有Stein等（1998）设计的T形瘘管。手术恢复后称重，选取初始重为（25.9±2.5）kg的生长猪20头，并随机分配给10个处理组，每个处理8个重复，形成4期不完全区组设计。不同时期不重复饲喂试验日粮。每一个收集期，包含9 d适应期，2 d粪便采集期和3 d回肠内容物收集期。

1.2 日粮处理 日粮处理包含一个玉米-豆粕型基础日粮（表1），该配方满足或超过生长猪营养需求（NRC，1998）。70%基础日粮和30%玉米副产物组成9个试验日粮。试验中所评估的玉米副产物包括:玉米皮及其可溶物（CB-S；Poet Nutrition，Glenville，MN）；玉米皮 （CB；Lifeline Foods，St. Joseph，MO）；玉米干酒糟及可溶物（DDGS；DDGS-CV；Hawkeye Renewables，Iowa Falls，IA）；脱脂DDGS （DDGS-RO；Hawkeye Renewables）；未煮过的 DDGS （DDGS-BPX；Poet Nutrition，Hanlontown，IA）；高蛋白干酒糟 （HP-DDG；Poet Nutrition，Glenville，MN）；脱壳，脱胚玉米（DDC；Bunge North America，Atchison，KS）；玉米胚芽粕（CGmM；Cargill，Eddyville，IA）；和玉米蛋白粉（CGnM；Cargill）。日粮中还含有0.55%的Cr2O3作为内标指示剂。猪只每天饲喂相同量的饲料，约为自由采食量的90%。日粮平均分成两份，分别在07∶00和16∶00饲喂。每个收集期结束，对所有猪进行称重，并根据下一阶段调节试验日粮。

1.3 样品收集 9 d日粮适应期后，第10和11天，收集粪便样品，并储存在-20℃。在第12、13、14天收集回肠食糜，样品在-20℃下储存，以防止细菌降解。在每个试验期结束时，将回肠食糜和粪便样品在室温下解冻，并混匀，用于化学分析。回肠食糜样品在化学分析之前进行冻干。粪便样品于65℃烘箱风干至恒重（Jacobs等，2011）。风干的饲料、回肠食糜和粪便样品研磨，过1mm筛后进行化学分析。

表1 基础日粮和试验日粮的成分组成（饲喂基础）

2 统计分析

2.1 原料分析和正态性检验 通过混合模型对数据进行分析，以日粮成分为主效应（I），试验时期和猪为随机效应:

式中，Yijkl是某性状的观察值，μ是总平均数，τi是第i个原料的影响（i=1至9），Pj是第j个周期的影响（j=1至4，[0，σ2p]），Ak是第k个试验单元的影响（k=1至 20，[0，σ2a]），eij（k）l是与 Yijkl相关的随机误差（l=2至4，[0，σ2e]）。

残差由公式[1]生成，用于检测数据是否符合正态分布。测试Ingred的影响，包括Kenward-Roger的近似自由度。Ingred的最小二乘均值用Tukey-Kramer估计和比较。P≤0.05，表示差异显著。

2.2 原料中膳食纤维含量分析 该模型提出了包含原料中纤维水平影响的一种替代方法。在方程[1]的基础上微调公式，评估11种不同的DF组分。在该替代模型中，DF水平的线性，二次方，三次方影响代替了Ingred。模型如下:

式中:Yi j k l，μ，Pj，Ak，eij（k）l与公式[1]相同，Xi、分别是与DF含量相关的线性、二次和三次曲线影响。

2.3 纤维模型和原料的比较 方程 [2]对所有DF组分的拟合优度进行评估，确定最合适性状分类的DF组分，然后与该组分在Ingred（公式[1]）模型中吻合度进行比较。用赤池信息标准（AIC）来衡量这些模型的拟合优度。AIC值通过最大似然估计方法来计算并与不同的固定效应模型进行比较（Bolker等，2009）。

将每个性状的AIC值进行排名获得最适合的DF组分，该DF组分在一个性状类别中的AIC统计值是最低的。用平均值排序评估分类中11 种DF组分的整体吻合度。这些分析显示，分类中的每个特性的最佳吻合度将与通过Ingred得到的拟合优度进行比较。

表2 各原料的营养成分分析值（饲喂基础）

3 结果和讨论

3.1 玉米副产物的营养组成 所有猪只回肠远端瘘管试验成功且无并发症等。同一来源不同批次的玉米副产物理化分析成分相似（表2），这与Anderson等（2012）报道一致。不同原料营养组成成分的变化，反映了所用副产品及其加工工艺的多样性。

DDGS中NDF和TDF含量与先前报道相近（Anderson等，2012；NRC，2012），与HP-DDG中NDF和TDF含量相当。 HP-DDG中NDF和TDF含量预估比3种DDGS原料低，因为HP-DDG生产过程中已将玉米皮从玉米粒中剥离。然而，加工后可能又将玉米皮重新添加到HP-DDG中，因为HP-DDG中NSP葡萄糖残基含量比3种DDGS原料高，可能是因为麸皮中富含纤维素并具有高含量的NSP葡萄糖。HP-DDG中NDF的含量与NRC（2012）报道相似，但因加工工艺不同，其含量为16%～41%不等 （Kim等，2009；Robinson等，2008；Widmer等，2007）。很多相似的玉米副产物中纤维素含量不相同，如CB-S和CB。在CB-S中，玉米酒精蒸馏过程中剩余的可溶物加入到玉米皮中，NDF和TDF的含量是不含可溶物玉米皮的一半（Anderson等，2012；Sauvant等，2004）。 CGmM和CGnM中NDF含量分别为46.2%和12.1%，与Anderson等（2012）报道一致。但CGnM中NDF含量比NRC（2012）和Sauvant等（2004）报道的数值大。

理论上，TDF含量应该比NDF高，因为NDF中不含溶解于中性洗涤剂中的可溶DF。CB，CB-S 和DDGS中TDF与NDF的比值分别为1.05，1.11 和1.03，但其他6种原料中，比值从DDC的0.61 至CGmM的0.95不等。Urriola等（2010）报道，8种来源的玉米DDGS中TDF含量少于NDF，TDF 与NDF比值为0.79～0.91。在玉米及其副产品中大部分DF是不溶性的，因此对于NDF和TDF达成的共识就是它们可以检测相同的化学物质来换算。本研究中有3种原料中TDF含量大于NDF，除DDC外，TDF和NDF的值总体相似。Anderson等（2012）发现TDF与NDF的比值为:CB（0.94），CB-S（1.06），DDGS（0.79～1.07），HP-DDG（0.66～0.98），CGnM（0.75），和DDC（0.61），与本试验中的TDF和NDF值及其变化一致。同样，Campbell等（1997）报道，不溶性DF含量高的饲料原料中TDF和NDF含量存在差异，如玉米糠（0.90），米糠（0.94），花生壳（0.97）和solka纤维素粉（1.07）。

除CGmM外，总NSP值均较低，但与NDF和TDF值模式相同。NSP与TDF比值从DDC的0.48 到CB的0.87，但CGmM是1.01。总NSP值比TDF值要低，因为TDF中包括木质素。然而，在富含不溶性DF的饲料原料中NSP与TDF比值也有类似的变化，solka纤维素粉，花生壳，玉米麸，米糠中NSP与TDF比分别为0.52，0.55，0.61和0.75（Campbell等，1997）。

本研究报告中，NDF、TDF和NSP的比值预期值和实际值不一致，可能是使用的分析方法不同导致。例如，由Prosky-TDF法（酶-重量法Prosky等，1985）或Uppsala-TDF法（酶-化学法；Theander等，1995）测定富含不溶性DF饲料原料中TDF值，两个方法所得TDF值之间的差异如下:玉米麸（53.5 vs 42.8），米糠（17.2 vs 21.3），花生壳（76 vs73.4），solka纤维素粉（96.2 vs43；Campbell等，1997）。在低DF含量的饲料原料中差异更大，如DDC。

NSP的单糖残基分析结果表明，葡萄糖是最常见的残基，其次是木糖，阿拉伯糖，半乳糖和甘露糖。9种玉米副产品中总NSP大多由不溶性的单糖残基组成。尽管如此，在DDGS-RO，CGmM和CGnM中，大约有1/3的总NSP是可溶的。本试验中DDGS总NSP，NSP的单糖残基和不溶性NSP的含量与Widyaratne和Zijlstra（2007）报道一致。单糖结构上与形成玉米副产物NSP的多糖相关，如阿拉伯木聚糖，纤维素和半乳甘露聚糖（Knudsen, 1997；Choct，2002）。

玉米副产品中蛋白质（CP，7.5%～59.5%）和氨基酸差别很大，表3列出了CGnM中蛋白质和每种氨基酸的最大值。HP-DDG中氨基酸含量比DDGS更多，并与其他研究HP-DDG的数据相同（NRC，2012；Kim等，2009；Widmer等，2007）。DDGS的氨基酸组成与其他研究的数据也相似（NRC，2012；Almeida等，2011；Spiehs等，2002）。 CGmM 和CGnM中蛋白分别为20.6和59.5%，氨基酸含量接近预期值（NRC，2012；Almeida等，2011）。

表3 分析各玉米副产物的氨基酸（以日粮为基础）%

（未完待续）

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20162309

S816.4

A

1004-3314（2016）23-0040-04

中国猪营养国际论坛是由美国动物科学学会、上海亘泰实业集团和上海优久生物科技有限公司联合主办，以“凝聚全球科研力量，驱动猪业创新思维”为宗旨，力邀全球一流的机构、专家和学者，倾力打造一个动物营养领域具有国际性、前沿性和权威性的论坛。该论坛每两年举办一届，聚焦行业发展中的热点、难点，通过专家学者和企业领导者之间进行开放建设性的学术探讨、理论研究和实践经验交流，整合全球动物营养领域最新的技术和研究成果，推动行业发展，创造和提升产业价值。 www.asaschina.org