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体外法评定反刍动物饲料营养价值的研究进展

2015/2/9 10:55:25
文章来源:网络

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  体外评定技术是用活体外测定方法评定反刍动物饲料营养价值的一系列方法与技术,可避免体内法的一些不足。体外评定法从20世纪50年代出现,主要有体外产气法、两步法;20世纪70年代发展起来的人工瘤胃持续发酵法;20世纪80年代末开始应用的近红外反射光谱技术,另外还有酶解法及溶解度法等。体外法与体内法、半体内法相比较,具有操作简便、容易标准化、结果重演性好等优点,从而得到了较广泛的应用。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  1体外产气法62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  1.1原理62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  体外产气法(in vitro gas production)是基于饲料样品在体外用瘤胃液消化所产生CO2和CH4气体的比率来估计有机物消化率的快速方法。其原理是:消化率不同的饲料,在相应的时间内(一般为24h)产气量与产气率不同。用该法测得的有机物消化率与在反刍动物活体内测定的结果呈显着正相关。瘤胃降解与气体产量之间的关系很早就被关注,但直到20世纪40年代才开始测定瘤胃的气体产量。用体外产气法评价饲料饲用价值的技术较为广泛。任莹等(2009)试验结果表明:花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣这几种饲料可以作为反刍动物的新型饲料资源加以推广利用,而且用体外产气法评定反刍动物饲料的营养价值是可行的。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  1.2影响因素62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  1.2.1样品62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  底物的量、样品的粒度、样品的干燥度都会影响结果。熊本海等(2001)在利用体外法研究饲料的产气曲线及5种养分的发酵系数时,取底物量分别为200、400、600和800mg进行预备试验,发现当用量为200mg时,因量太少,黏附在培养瓶上的底物对试验的误差影响大,而当底物为600mg以上,观察到有较明显的底物发酵不完全现象。根据前人研究得出,400mg粗饲料做底物发酵特性比较理想。粒度0.4~1mm范围内,在65℃下干燥20h,产气曲线与新鲜样品的曲线非常接近。高温干燥牧草对产气曲线有负面影响,用该法时要注意样品的干燥度。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  1.2.2瘤胃液62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  瘤胃液与缓冲液通常以1:2的比例混合,缓冲液应能中和发酵过程中产生的VFA(挥发性脂肪酸)使pH值恒定,提供足够的矿物质保持微生物活性。饲前采集瘤胃液,此时瘤胃液活性和组成最稳定。为更好地保证瘤胃液活性,需采集至少2头试验动物的瘤胃液进行混合。培养时,注射器和收集瓶要放在(39±0.5)℃的水浴摇床中进行,注意搅拌均匀,读数的时间依培养的底物类型而定,对于牧草,通常为3、6、12、24、48、72和96h,而对于精料在24h以前需增加读数次数。1.3应用62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  体外产气法的自动化分析技术已经取得了进展,其中注射器式和压力传感器使用比较普遍。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  1.3.1注射器式系统62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  将底物和缓冲后的瘤胃液放入具活塞的玻璃注射器(100mg)中进行培养,培养24h发现产气量与体内测定的消化率具有高度的相关性。此外,利用24h产气量和其他化学成分还可估测饲料代谢能。该体系容易操作,且能同时进行大量样本分析。但当底物量较大或者易发酵时,可能需要放气,这是产气误差的一个潜在因素。Blümmel和Φrskov(1993)对该方法进行了改进,用温控水浴摇床取代了Menke等(1979)试验中带转子的培养箱,这样在读数时,培养体系的温度降低很小,有利于对不同时间点读数的发酵动力学研究。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  1.3.2压力传感器式系统62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  将饲料和瘤胃培养液密封在约50mL的血清瓶中,血清瓶单独与压力传感器相连,利用传感器把培养过程中产生气体的压力转换成数据传输到电脑,通过产气量研究粗饲料的降解动力学。该体系可对产气量自动持续地记录,但当底物量大于100mg时,因产气量超过可记录限度,体系将无法工作;当底物量太小,产生的样品误差也会很大。Mauricio等(1999)改进了该方法,将传感器直接同电脑相连,快速记录压力数据,然后在大气压下利用注射器针头排出瓶中累积的气体,达到平衡后重新培养,改进后的方法更为快速和方便,得到广泛应用。该法的优点是能同时对大量样本测定、成本低,但该法培养液的成分很多,配制较复杂,有些步骤需要无菌操作。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  1.3.3注射器式和压力传感器式系统之间的比较62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  注射器系统所建立的体外产气量与体内的关系以及各种模型和公式已经得到了普遍认同。但与压力传感器式系统相比,注射器系统所用底物量少,发酵后残留物不便或不足用作其他分析。大多数注射器发酵时,如要对培养产物进行取样和测定则需终止培养,且注射器状培养器价格较昂贵。压力传感器式系统可以克服这些缺点,但所得结果与注射器式系统存在差异。当底物量校正到200mg时,两个系统培养所得的潜在产气量无显着差异,但是短时间内压力传感器系统的产气量明显低于注射器系统,而前者的产气速率要慢于后者,两个系统24h的产气量存在着很强的相关性。迄今为止,两系统所得结果尚不能直接比较,在注射器系统中已经形成的模型与公式也不能用于压力传感器式系统中。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  2短期瘤胃法62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  Bell(1953)建立了“一级离体消化法”,该法是以试管培养瘤胃液和饲料样品,模拟瘤胃消化评定饲料的可消化性,并用此法进行了羊饲料的营养价值评定。Tilley和Terry(1963)在此基础上提出了改进后的两步法。即将饲料在瘤胃液中培养48h后再用胃蛋白酶培养48h,以模拟真胃和部分小肠的消化过程,培养结束后分离出残渣进行分析。进一步改进改用纤维素酶代替瘤胃液,第一阶段用纤维素酶,第二阶段用胃蛋白酶,此法经过大量实验证明与传统的体外法所得到的结果相似。Yahaya等(2001)应用体外两步法来评定3种热带树嫩枝叶饲料的消化率和降解率,以求评价这些饲料能否作为小反刍动物长期供应的单一日粮或补充日粮。但两步法不能测定牧草的动态消化率。因发酵终产物不能外移,与反刍动物瘤胃食糜外排的生理规律不相符,也影响测定结果的稳定性和准确性。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  3人工瘤胃持续发酵法(长期瘤胃法)62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  人工瘤胃持续发酵法与体外产气法相比,能更准确的模拟瘤胃环境。该法可将人工瘤胃中产生的发酵产物持续排出,以维持发酵罐内稳定的环境,且保持几周的稳定发酵,是评定饲料动态降解率较好的实验方法。任鹏和冯仰廉(1989)用长期瘤胃发酵法测定了6种饼粕饲料蛋白质的降解率,其测定结果的稳定性优于尼龙袋法,平均变异系数为2.7%,结果与尼龙袋法的结果高度相关(R2=0.99)。持续发酵法还可研究体外碳水化合物发酵规律,进行消化率、VFA产量、氨浓度、微生物蛋白合成量等指标的综合评定。因仍需要对实验动物安装瘘管且操作繁琐,用作蛋白质降解率的常规评定方法受到了一定的限制。目前较为成功的装置有Czerawski(1986)建立的Rusitec、Hoover(1989)研制的CC、王加启和冯仰廉(1993)研制的瘤胃持续模拟装置(RSI)等。人工瘤胃装置没有象瘤胃壁那样的半透膜来吸收产物,可能是该法与体内法在发酵时出现矛盾的地方。尽管如此,该方法对瘤胃代谢和反刍动物饲料的研究很有价值。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  4酶解法62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  酶解法是用酶溶液代替瘤胃液对饲料营养价值进行评定的一种方法。目前主要有单-胃蛋白酶或单-纤维素酶酶解法和蛋白酶-纤维素酶的复合酶解法。20世纪80年代以来,国内外越来越重视利用酶解法评定蛋白质降解率的研究。熊文中(1989)报道,用酶解法测定反刍动物饲料有机物质降解率和评定饲料的营养价值具有一定的可靠性。酶解法的最大优点是不需要动物作为实验供体。颜品勋(1995)用胃蛋白酶酶法评定青粗饲料蛋白质降解规律,以尼龙袋法结果作参照,结果表明,用单一胃蛋白酶法能较好地估测瘤胃尼龙袋法蛋白质降解率。如果对粗饲料进行分类估测,则可明显提高酶解法与尼龙袋法的相关。Kopecny等(1998)在对瘤胃未降解蛋白中蛋白质消化率的研究中发现,尼龙袋法和酶解法有较高的相关性,且均与体内法的相关性较高。李树聪等(2001)研究表明,由于酶的特异性,用单一酶或少数几种酶构成的复合酶很难模拟瘤胃中微生物对蛋白质的复杂消化过程。酶解法的优点还有:不需要瘘管动物、定环境易于标准化、稳定性高、实验室之间可比性强、能大批量进行操作、效率高、成本较低。酶法所得到的结果往往不能很真实地反映体内的情况。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  5溶解度法62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  溶解度法是根据饲料在缓冲溶液或相似溶剂中的溶解度来评定饲料蛋白质降解率的方法。常用溶剂有热蒸馏水、硼酸-磷酸盐溶液、70%乙醇、Burrough缓冲液、McDougal、人工唾液、NaCl溶液和蒸煮过的瘤胃液等。同一种蛋白质在不同溶剂中的溶解度不同,受到溶剂的化学组成、离子浓度、湿度和pH的影响,这使得溶剂的选择变得很困难,从而使其在应用上受到一定限制。6近红外反射光谱技术(NIRS)62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  NIRS的原理是在0.7~2.5μm这段近红外光谱区内,饲料有机成分对近红外光有选择性的吸收,不同有机成分的吸收光谱不同,各种成分有着各自特征频率和特征吸收谱带。同一成分也因含量高低而对近红外光的吸收强弱有一定差别,特征吸收谱带的强度与有机成分含量成正比关系。根据饲料中的有机成分对近红外光的特征吸收,建立光谱值与含量之间的相关关系。丁丽敏等(2002)就NIRS和粗蛋白质预测氨基酸含量的精度进行了比较研究,证明NIRS的预测性能优于以粗蛋白质为自变量的预测方程的预测性能,在预测氨基酸含量方面具有其他方法无可比拟的优势。穆怀彬(2008)研究表明,采用近红外技术对青贮玉米营养品质、青贮品质、粗饲料品质的综合研究,均具有较好的判断效果,大大简化了常规分析方法,可以实现对常规分析方法的取代,近红外技术是青贮玉米综合品质的快速检测手段。NIRS估计饲料营养物质消化率必须建立在大量的准确的原始数据之上,否则估测值将与实测值差距很大;另外该技术本身在精度上不及湿法分析,但不同等级同类牧草之间存在的只是该方法带来的系统误差,具有相对可比性。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  7结语62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

  反刍家畜粗饲料营养价值的评价方法较多,各具利弊,可根据需要选择方法,体外产气技术具有明显优势。反刍动物饲料营养价值的评价除了考虑消化后终产物与动物生产性能之间的相互关系,还要考虑微生物、饲料成分和影响饲料利用的各种因素。62G中国饲料行业信息网-立足饲料,服务畜牧

一是用户超前认识。不管什么产品,它的终极消费对象是泛博用户,用户决议市场。在国外,一些牛奶出产企业树立了用户消费档案,即依据每个用户的安康情况和身体需求,来出产不同成分的产品。虽然费事,但“一切为了用户”的认识终极为企业博得了用户。我国地大物博,人口众多,各地的糊口程度不一样,各地的习俗习气不一样,各地的用户需求不一样。因而,作为食物机械和输送网带的出产厂家要树立用户超前认食品包装机械和输送网带的发展趋势

《日本经济新闻》报道,据日本建机工业会27日公布的统计数据表明,11月份建机出货额为1646亿日元、同比下降18.9%,连续4个月同比下降。中国、欧洲等地的需求下降导致出口减少是主要原因。11月份日本建机出口额为877亿日元、同比下降36.7%,连续6个月同比下降。从国别来看,对华出口下降67.2%;对欧洲出口下降46.1%;对中国以外的亚洲国家出口也因采矿类建机需求低迷而下降62.6%;对北美出

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