尼龍袋法評定單胃動物飼料營養價值研究進展

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　　尼龍袋法評定單胃動物飼料營養價值研究進展

　　戴 燚，曹 娟，李昌茂，劉代強，楊正德

　　[摘 要] 飼料營養價值的準確評價是研究動物營養需要和進行日糧配方的前提和基礎。在評定飼料營養價值的方法中，尼龍袋法測定結果同體內試驗具有良好的可比性、重復性好、操作相對簡單，便于大批樣品的研究，在評定飼料營養價值方面被廣泛采用。但是，尼龍袋法由于受試驗材料、操作程序、試驗動物內環境等諸多因素的影響而造成測定結果的許多不確定性。本文綜述尼龍袋技術評定單胃動物飼料營養價值及影響測定結果的因素方面的研究進展。
　　[關鍵詞] 尼龍袋技術;營養價值;飼料
　　Nylon Bag Technique evaluates monogastric animal feed nutritional value research progress
　　DAI Yi1，CAO Juan1，LI Changmao1,LIU Daiqiang1,YANG Zhengde2
　　(1.Animal Sciences College，Guizhou University，Guiyang 550025，P.R.China;2.Corresponding author， Institute of Animal Nutrition and Feed， Guizhou University，Guiyang 550025，P.R.China)
　　Abstract: The feed nutritional value accurate appraisal is studies the animal nutrition to need with to carry on daily grain formula the premiseand the foundation. In evaluates the feed nutritional value in the method, Nylon Bag Technique determination result has the good commeasurability, the duplication with in vivo experiment good, the operation is relatively simple, is advantageous for the large quantities of samples research, is evaluating the feed nutritional value aspect widely to use. But, Nylon Bag Technique because is experimented the material, in the operation sequence, the experimental animal the environment and so many factors influences creates the determination result many not determinism. This article summarizes Nylon Bag Technique to evaluate monogastric animal feed nutritional value and the influence determination result factor aspect research progress.
　　Key words: Nylon Bag Technique;Nutritional value;feed
　　飼料營養價值的準確評價是研究動物營養需要和進行日糧配方的前提和基礎。在評定飼料營養價值的方法中，尼龍袋法(Nylon Bag Technique)和動物的消化過程緊密結合，其測定結果同體內試驗具有良好的可比性，且重復性好、操作相對簡單，便于大批樣品的研究，在評定飼料營養價值(特別是蛋白質和氨基酸營養)方面被廣泛采用，Orskov和McDonald等還提議建立尼龍袋法的飼料養分標準數據庫。但是，尼龍袋法由于受試驗材料、操作程序、試驗動物內環境等諸多因素的影響而造成測定結果的許多不確定性。本文就尼龍袋技術在單胃動物飼料的營養價值評定及影響測定結果的因素方面的研究進展作一綜述。
　　1　尼龍袋技術的發展概況及特點
　　1.1　尼龍袋技術的發展概況
　　尼龍袋法作為測定飼料消化率的一門技術已有較長歷史，早在1938年Quin等發現用絲做的袋子可部分被降解，而人造纖維則完全不會被降解，于是后來將材料換成了人造纖維。1972年，Schoeman等利用尼龍袋法評定了甲醛對瘤胃中蛋白質的降解作用。1977年，Mehrez 和Orskov 建議用尼龍袋法作為常規方法來測定基礎日糧及蛋白質補充料的降解，他們用多個袋子，分別發酵不同的時間，而后取出，這樣可以對降解進行數量描述。在國內，馮仰廉首先用尼龍袋法測定了幾種精料的消失率[1]。
　　尼龍袋法從廣義上可分為體外法和體內法兩種。體外法是將裝有被測樣品的尼龍袋在體外一定條件(消化酶、緩沖液等)下進行培養，以考察袋內物質的變化。體內法根據位置的不同，又可分為原位法(in situ)和活動尼龍袋法(MNBT)[2]。采用尼龍袋技術評價動物對飼料的利用研究可以追溯到18世紀，涉及動物主要包括豬、牛和羊。根據研究所采用的方法和手段，將其分為肛門收樣期、瘺管期和數學模型期，其中數學模型期的建立是以前兩個時期為基礎。
　　1.2　尼龍袋技術的特點
　　肛門收樣期主要特點是不用作手術，直接從糞中收集樣品袋;瘺管期的主要特點是將尼龍袋送入動物特定部位，研究袋中養分消失情況;數學模型期的主要特點是擬定估測蛋白質動態降解率的方程，從而使靜態研究轉向符合動物自身狀況的動態研究。
　　2 尼龍袋技術評定單胃動物飼料養分利用率
　　2.1　消化率的評定
　　測定單胃動物飼料養分消化率的傳統方法包括全收糞法和指示劑法，兩種方法均耗費耗時量大。為了克服傳統方法的不足，在前人的基礎上將尼龍袋技術運用于單胃動物，創建出活動尼龍袋技術(Moble nylon bag technique,MNBT)，并建立了MNBT的操作程序[3]。
　　其操作程序為：用網孔孔徑為48μm的單纖絲尼龍制作25×40mm2小袋，將1g粉碎粒度為1.0mm待測飼料樣品裝入尼龍袋，置于盛有500ml的0.01N鹽酸和胃蛋白酶溶液的燒杯中，將燒杯于37℃水浴振蕩2.5小時,溶液pH為2.0，胃蛋白酶含量為377.4 IU/L。將尼龍袋從燒杯中取出，通過十二指腸瘺管引入體重為40kg左右的健康豬體內，待尼龍袋通過消化道后從糞中回收尼龍袋，用干紙巾輕輕揩去袋子表面糞便，冷凍干燥，測定袋內剩余物質中待測養分的含量，計算待測飼料養分消化率[3]。
　　采用MNBT和全收糞法分別測定飼料GE消化率比較。Sauer等用MNBT和全收糞法比較測定了3個品種大麥的GE消化率，兩種方法測定結果非常接近。而De Lange對燕麥、大麥、小麥和玉米的測定結果表明，用MNBT所測得的GE消化率比全收糞法低12個百分點(P<0.01),其因可能是MNBT缺乏唾液淀粉酶的消化有關。Darroch等采用MNBT，研究了生長豬不同麥殼含量對大麥能量消化率的影響，結果表明隨著被測樣品中麥殼含量的提高，其DE呈線性下降(DE=251.956-9.407GE-0.114Hulls,n=5,r2=0.97)。預測總能消化率(ED)和DE模型分別為：ED(%)=265.168-9.677GE-0.334ADF(r2=0.97);DE(MJ/kg)=30.91-0.810GE-0.057ADF(r2=0.98)或DE(MJ/kg)=51.60-1.867GE-0.036NDF(r2=0.97)。Beames等采用MNBT建立了用大鼠能量表觀消化率(AED)預測豬AED的回歸方程，其回歸系數r2=0.97[4]。近幾年來譙仕彥等比較了MNBT和指示劑法測定GE消化率的結果，表明前者僅比后者高1%[5]。綜述不同研究結果可以看出，MNBT與傳統方法所測定的GE消化率之間高度相關，可通過建立回歸方程對MNBT法的測定值進行校正。
　　2.2 蛋白質、氨基酸消化率評定
　　采用MNBT評定豬飼料蛋白質、氨基酸消化率的嘗試，近幾年測定結果都不很理想，主要是某些飼料的測定結果與回腸末端收糜法存在較大差異。Sauer將待測樣品在胃內或體外培養(2.5h)后，再經十二指腸瘺管放入體內，考察豬對豆粕(SBM)、肉骨粉(MBM)蛋白質小腸消化率的影響，并與常規法比較，結果表明胃內培養后用MNBT所測得的結果比常規法明顯偏低;而體外培養與常規法所得結果基本一致[6]。Yin等比較了體外不同培養時間(2.5h，4.0h)的玉米、稻谷、魚粉的MNBT和回腸末端食糜法測定CP表觀消化率(DCP)的差異，結果發現除魚粉外，隨著培養時間延長，MNBT的DCP提高，而回腸末端食糜法測定的DCP影響不顯著。綜述前人研究結果表明，不同飼料(原料)CP表觀消化率MNBT(Y)和全收糞法(X)測定結果高度相關(Y=5.54±0.97X r2=0.925),MNBT能很好地估測蛋白質補充料和豆科籽實等高蛋白質含量飼料的CP消化率，但對于谷物籽實及其副產品，兩種方法測定結果存在較大差異(7%～11%)[7]。造成這種差異的原因，一方面可能與尼龍袋受內源影響或外源污染有關;另一方面由于尼龍袋難以通過胃的幽門部，采用MNBT測定時必須分胃和小腸消化兩個階段，而前一階段的消化不可能完全模擬自然條件下胃的消化過程。同時，日糧中纖維素水平對測定結果有影響，當飼料無氮浸出物大于55%時,MNBT和全收糞法測定結果差異顯著[8]。
　　采用MNBT分別從糞和(或)回腸末端取袋測定飼料氨基酸消化率。飼料顆粒大小顯著影響MNBT測定的氨基酸消化率結果。顆粒越小，消化率越高。這可能與袋中待測飼料缺乏物理消化有關。采用MNBT測定了玉米、大麥、菜粕、豆粕、棉粕和3種混合日糧的氨基酸回腸表觀消化率(AIDAA),并與回—直腸吻合術(IRAT)的AIDAA結果進行比較，發現二者之間存在較強的相關關系(r2=0.5～0.90)(見表1)[9]。
　　研究結果表明，MNBT是一種測定AIDAA非常有希望的方法，克服了回腸食糜收集過程中需要大量人力、物力、財力的缺點[10]。MNBT只要尼龍袋的孔徑、胃的預消化和洗滌等方面實行標準化，對營養研究領域特別是飼料蛋白質氨基酸的評定將產生積極的意義。
　　2.3 飼料粗纖維營養價值的評定
　　采用MNBT可以較容易的評定日糧纖維在消化道各部位的降解情況，同時還可以測定纖維組分對其它養分利用率的影響。Robertson等曾用MNBT測定了高低兩種戊糖含量的飼料(谷糠和蕪菁)在豬盲腸中的消化率，結果表明蕪菁中的纖維幾乎可以全部被降解，而谷糠中的纖維在盲腸中很難降解。蕪菁中木糖的降解率要比谷糠中的木糖降解率低。采用常規法和MNBT，比較細胞壁成分對其它養分表觀消化率的影響，結果表明添加同樣的日糧纖維，常規法測定的纖維對日糧能量和蛋白質表觀消化率的影響結果要比MNBT小。因此常規法測定的單一飼料細胞壁成分對其它養分消化率影響的結果不能代表全價日糧的情況[11]。飼料中的粗纖維在MNBT法和常規法測定過程中起著兩種不同的作用，在MNBT法中，尼龍袋中的粗纖維具有與海綿相類似的作用，可以從環境中吸收大量的內源代謝物，從而導致飼料表觀消化率偏低。在常規法中，飼料中的粗纖維可加速腸道上皮細胞的脫落，也可以導致表觀消化率偏低。兩種方法所測結果的差異可以通過減少尼龍袋中的樣品量加以適當克服[12]。
　　表1 MNBT(X)法與IRAT(Y)法所測AIDAA的回歸關系[9]

項目	截距	斜率	r2	n
Thr	-7.65	1.06	0.79 ②	9
Val	8.24	0.89	0.81 ②	9
Met	32.5	0.58	0.66 ②	9
Ileu	33.6	0.56	0.67 ②	9
Leu	15.6	0.80	0.70 ②	9
Phe	9.48	0.88	0.66 ②	9
His	19.7	0.75	0.50 ①	9
Arg	-12.5	1.15	0.90 ②	9
Asp	12.4	0.82	0.59 ①	9
Ser	7.70	0.90	0.78 ②	9
Glu	14.1	0.83	0.76 ①	9
Gly	16.6	0.77	0.76 ②	9
Ala	28.8	0.61	0.64 ②	9
Pro	15.6	0.87	0.64 ②	9
Tyr	-21.6	1.22	0.78 ②	9

　　注：①P<0.05 ; ②P<0.01
　　2.4 MNBT的影響因素及改進措施
　　影響尼龍袋法的因素較多，如孔徑大小、基礎日糧、待測樣品、洗滌程序、微生物污染等同樣影響MNBT的測定結果。但是，由于單胃動物和反芻動物消化生理上存在的明顯差異，采用MNBT時，選擇恰當的參數對保證測定結果的準確性和可比性相當重要。需要特別指出的是由于尼龍袋無法通過豬的幽門部位，因此，MNBT必須有模擬胃的預消化過程。Cherian等對尼龍袋體外孵化的條件進行了系統研究，認為pH為2.0預消化4h，酶活377IU/l，樣品0.5g時得到的結果與常規法最為接近[13]。研究表明除了魚粉外，預處理2.5h和4h對多數飼料的消化率沒有影響，但為了保險起見仍推薦將所有飼料預處理時間定為4h[5]。
　　尼龍袋的回收方法也是影響測定結果的重要因素之一。通常方法是將一定時間內排出的尼龍袋從糞便中分離出來，棄去受尿液污染和破損的尼龍袋，并盡量去除袋外的污物，經冷凍干燥后，切開尼龍袋，回收其中的消化殘渣進行分析。為了克服回收過程中糞、尿對袋的污染，譙仕彥等提出改進的MNBT法測定的DM、GE以及CP的消化率與指示劑法的測定結果相當一致。MNBT法僅將DM消化率低估了1%，GE消化率高估了1%[8]。
　　3　尼龍袋法評定單胃動物飼料營養價值的優缺點
　　3.1 尼龍袋法的優點
　　尼龍袋技術將待測飼料和動物體內環境緊密結合，其所得的結果和體內法具有很好的可比性，具有測定速度快、所需樣品小、費用低、可操作性強等特點。
　　用于豬飼料養分消化率測定的MNBT是一種體內法和體外法相結合的新方法，研究結果表明，用它來估測飼料DM、GE及蛋白質消化率，其結果與常規法相當一致;也是估測飼料氨基酸消化率最有希望的方法，并可以克服某些單一飼料適口性差所帶來的測定困難[14]。
　　3.2 尼龍袋法的缺點
　　尼龍袋法能有效估測飼糧的消失速度以及潛在的降解率，但是其缺點為:一次只能測定少量樣本，而且需要至少3頭瘺管動物來消除動物間的個體差異。因此,導致該方法不適合在實驗室進行大量樣本的常規分析;另外，應用該技術時，消化初期階段樣本的流失以及微生物對品質不同的粗飼料的附著情況會使試驗結果失真。通過對尼龍袋法和兩步法的比較，發現前者會高估飼料消化率[15] 。所以雖然尼龍袋法目前已被廣泛應用, 但仍有待改進。
　　4 尼龍袋法的研究前景
　　尼龍袋法在評定飼料營養價值時，其操作過程受基礎日糧、尼龍袋孔徑大小、操作程序以及微生物等因素的影響，只有在對這些影響因素深入了解并加以控制時，才能使該方法得以合理利用。建立和完善規范化、標準化的操作程序(特別是豬飼料養分評定)對提高不同實驗室之間所測結果的可比性是非常必要的。
　　尼龍袋法用于單胃動物飼料養分生物學效價的評定中，需探索確立單胃動物標準化測定程序;瞬間培養樣品微粒損失所造成的誤差;以及對高蛋白含量樣品的評定問題(同標準化的碳水化合物相結合進行測定);另外，尼龍袋法用于飼料除干物質、蛋白質、纖維外其它養分(如礦物質、維生素)效價的評定方面作進一步的探討和深入研究[3]。
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donghaijun2009

好文章，收藏了。