豬主要養(yǎng)分生物學效價仿生評定方法的建立與應用

1、2024/3/18,http://www.klan.net.cn,1,一、項目背景及主要研究內容二、課題主要研究進展 1.豬消化液的生物學特性研究 2.豬模擬消化液的制備方法 3.豬飼料消化率仿生法評定操作技術規(guī)程 4.仿生法評定豬飼料養(yǎng)分消化動力學的研究 5.仿生法評定豬飼料有效磷的研究三、下一步工作計劃,目 錄,2024/3/18,http://www.

2、klan.net.cn,2,一、項目背景及主要研究內容,飼料生物學效價仿生評定方法研究,動 物 指 標 內 容 儀器定型：以現(xiàn)有3臺為基礎 鴨 有效能 仿生試劑：試劑的制作方法、保存穩(wěn)定性

3、 緩沖液：配制方法 雞 氨基酸 消化參數(shù)：時間、劑量 操作規(guī)程：全套使用規(guī)程 豬 有效磷 適用性：谷實、

4、餅粕、動物蛋白、糧副 可靠性 ：重演性、單位比對、動物試驗結果比對,,,,,,,,,,,,,,,,,,,科技部創(chuàng)新方法專項于7.19日通過驗收，取得“原創(chuàng)性成果”,http://www.klan.net.cn,6,1. 豬腸道消化生理的研究 通過在豬小腸部位安裝瘺管采集豬小腸液，研究豬活體腸道動態(tài)食糜流量及其消化液在不同外

5、因條件下的酶活變異規(guī)律。豬模擬小腸液的研制 配制試劑盒仿生消化操作規(guī)程的建立仿生消化儀評定豬飼料養(yǎng)分生物學效價參數(shù)，建立操作規(guī)程豬飼料能量、氨基酸、磷仿生消化評定方法的研究 利用仿生儀建立豬飼料能量、氨基酸和磷的消化評定方法，并和生物學法相對比，實現(xiàn)對豬飼料養(yǎng)分生物學效價的預測和評定。豬主要養(yǎng)分生物學效價仿生評定方法的應用,本課題主要研究內容,2024/3/18,http://www.klan.net.cn,7,二、主要研究進展

6、,http://www.klan.net.cn,8,（一）豬消化液的生物學特性研究,1、日糧蛋白來源和水平對生長豬空腸液組成的影響,9,日糧蛋白質來源和水平對空腸液中的胰蛋白酶、糜蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性無顯著影響（p > 0.05）；,日糧蛋白來源和水平對空腸液主要消化酶活性的影響,日糧蛋白來源和水平對空腸液主要離子濃度的影響,,10,日糧蛋白質來源和水平對空腸液中5種主要離子（Na+、K+、Cl+、Ca2+、Mg2+）的

7、濃度無顯著影響（p > 0.05）；,http://www.klan.net.cn,11,2.日糧粗纖維水平對生長豬盲腸液組成的影響,12,日糧粗纖維含量和試驗期對豬盲腸液中纖維素酶活和pH無顯著的影響（p>0.05）,日糧纖維水平對盲腸纖維素酶活性的影響,13,日糧纖維水平對盲腸主要離子濃度的影響,日糧纖維含量對豬盲腸液中鉀、氯、鈣、鎂濃度有極顯著影響（p< 0.01）。各處理間鈉離子濃度差異不顯著；低、中纖維日糧組

8、鉀離子濃度顯著高于高纖維日糧組；低纖維日糧組氯離子濃度顯著低于高纖維日糧組；低纖維日糧組鈣離子濃度顯著高于中、高纖維日糧組；低纖維日糧組鎂離子濃度顯著低于中、高纖維日糧組（p<0.05）。,14,1. 體外仿生消化模擬消化液配制參數(shù),（二）豬模擬消化液的制備方法,15,,內源腸液提純酶,商品酶,腸液消化酶提純方法：直接凍干法 飽和硫酸銨法,2. 模擬消化液試劑盒的標準化研究,,,,,試劑盒批

9、量生產(chǎn),http://www.klan.net.cn,16,硫酸銨法與直接凍干法提取的消化酶活性回收率比較,直接凍干法（凍干+透析）提取生長豬空腸液消化酶，回收率高、簡便、快速、重復性好。,http://www.klan.net.cn,17,操作規(guī)程,,胃 期,小腸期,大腸期,,,胃蛋白酶濃度,消化時間,消化時間,纖維素酶濃度,消化時間,（三）豬飼料能量、蛋白質氨基酸仿生法評定操作規(guī)程的建立,,,,,,1.豬飼料養(yǎng)分仿生評定（胃期+

10、小腸期）最佳消化時間的研究,http://www.klan.net.cn,18,胃期消化時間對玉米、豆粕干物質消化率的影響,胃蛋白酶濃度對飼料的仿生干物質消化率沒有顯著影響。胃期消化時間對飼料的仿生干物質消化率有極顯著影響，可以認為玉米胃期消化4小時時達到穩(wěn)定，豆粕胃期消化6小時時達到穩(wěn)定。,http://www.klan.net.cn,19,胃期消化時間對玉米、豆粕能量消化率的影響,胃蛋白酶濃度對飼料的仿生能量消化率沒有顯著影響。

11、胃期消化時間對飼料的仿生能量消化率有極顯著影響，變化趨勢與仿生干物質消化率一致?？梢娪衩孜钙谙?小時時達到穩(wěn)定，豆粕胃期消化6小時時達到穩(wěn)定。,http://www.klan.net.cn,20,小腸期消化時間對玉米和豆粕消化率的影響,玉米的仿生干物質、仿生能量消化率在16小時達到穩(wěn)定，豆粕仿生干物質、仿生能量消化率在10小時時達到穩(wěn)定。綜合考慮，小腸期的仿生消化時間定為16小時。,http://www.klan.net.cn,

12、21,仿生消化前段（胃期+小腸期）消化時間的確定,胃期消化4小時+小腸期消化16小時與胃期消化6小時+小腸期消化16小時相比，玉米和豆粕的干物質消化率沒有顯著差異，能量消化率差值0.81%，低于機器測量誤差（1.5%）。因此將胃期和小腸期的時間定為4小時+16小時是合適的。,22,添加纖維素酶飼料還原糖產(chǎn)率和體外能量消化率顯著增加（P0.05）。確定纖維素酶的添加量為11U。,2.豬飼料養(yǎng)分體外評定大腸階段消化酶濃度和消化時間的確定,不

13、同濃度纖維素酶對飼料消化率的影響,23,隨著大腸期消化時間增加，還原糖生成量逐漸上升（P<0.05），6h均達到最高值，隨著反應時間繼續(xù)增加，底物和酶達到飽和，產(chǎn)物（如葡萄糖等還原糖）不再增加。,大腸階段體外消化時間對飼料消化率的影響,http://www.klan.net.cn,24,豬飼料仿生消化過程參數(shù)規(guī)范(33hr),,25,經(jīng)過胃期消化，豆粕消化率最高，為27%；玉米的消化發(fā)生在小腸期，約67%，其他飼料為20%；模擬大

14、腸消化，不同飼料消化不同，麥麩為10%, 豆粕和菜籽餅為5%，玉米和米糠為3%。,So：空白組，不加消化酶；ST：胃期消化；SI：小腸期消化；LI：大腸期消化,1.能量消化率,（四）仿生法評定豬飼料養(yǎng)分消化動力學研究,仿生消化不同階段（胃、小腸、大腸期）對飼料消化率的貢獻,http://www.klan.net.cn,26,隨著模擬消化進行，能量體外消化率逐漸積累；經(jīng)過全消化道的模擬消化，玉米達到84%, 豆粕、菜籽餅和米糠超過70%,

15、 麥麩為56%。,So：空白組，不加消化酶；ST：胃期消化；SI：胃期和小腸期消化；LI：全消化道消化,仿生消化法飼料能量消化率動態(tài)變化,27,從每個模擬消化階段看： 麥麩的CP體外溶解度最高（14.57%）；胃期消化，豆粕的CP消化較高（38.57%）；小腸期消化對各飼料CP消化率都有很大的貢獻；大腸酶對CP作用微弱。,2. 蛋白質消化率,So：空白組，不加消化酶；ST：胃期消化；SI：小腸期消化；LI：大腸消化,仿生消化不同消化階段

16、對飼料蛋白質消化率的貢獻,仿生飼料的蛋白質消化率動態(tài)變化,,28,從各階段對飼料蛋白質消化率的累積貢獻來看，小腸期對飼料蛋白質總消化率的貢獻最大，其次是胃期，各飼料原料的蛋白質消化率均在小腸期消化完成后達到最大值，大腸期對飼料蛋白質消化的貢獻幾乎為零。,（五）仿生法評定豬飼料有效磷的研究,透析袋孔徑大小,透 析 液 體 積,透 析 液 流 速,樣品粉碎粒度,非酶促反應條件,酶促反應條件,胃期消化時間,小腸期消化時間,小 腸 消 化 酶,

17、,,,,,,,,,,,仿生法評定豬飼料有效磷規(guī)程,,,1.仿生消化系統(tǒng)非酶促反應條件對飼料磷消化率的影響,在本試驗條件下，隨著透析袋截留分子量減小，三種飼料原料干物質和總磷消化率均逐漸降低（P<0.05）。截留分子量3500 接近報道的體內測定結果。,不同分子量Viscase透析袋對飼料磷消化率的影響,http://www.klan.net.cn,透析液體積對飼料磷消化率的影響,緩沖溶液體積對玉米、麥麩磷消化率影響不顯著，對豆粕磷

18、消化率雖存在顯著性影響（P<0.05），但最大僅相差1.29%。,http://www.klan.net.cn,透析液流速對飼料磷消化率的影響,隨著緩沖液流速增加，玉米、豆粕、麥麩磷的消化率均無顯著變化（P>0.05）。但緩沖溶液流速越快產(chǎn)生的壓力越強，容易造成透析液滲漏現(xiàn)象。,http://www.klan.net.cn,樣品粉碎粒度對飼料磷消化率的影響,粉碎過40目和60目篩的玉米、豆粕、麥麩磷體外消化率無顯著差異（P&

19、gt;0.05）。,胃期消化時間對飼料磷體外消化率的影響 %,胃期消化時間定為1h,2.仿生消化系統(tǒng)酶促反應條件對飼料磷消化率的影響,小腸消化時間定為5h,注：P-胃蛋白酶，T-胰蛋白酶，C-糜蛋白酶，A-淀粉酶，L-脂肪酶,胰蛋白酶、糜蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等豬小腸液中主要消化酶均對植物性飼料磷體外消化率有顯著（P<0.05）影響。,仿生法評定豬飼料有效磷基本規(guī)程,申請專利 “豬飼料有效磷仿生評定法”（20121035289

20、2.2）,L. Chen, L. X. Gao, F. Zhao, Y. X. Zhong, G. Y. Hu, and H. F. Zhang. Effects of dietary fiber level on the cellulase activity and electrolyte composition in the cecal fluid of pigs, and influence of assay conditions

21、 on in vitro hindgut digestibility using Simulative Digestion System. Journal of animal science. L. X. Gao, L. Chen, and H. F. Zhang. Effects of dietary fiber level on the digestive enzyme activities and electrolyte com

22、position in the small intestinal fluid of pigs. Livestock science. L. Chen, H. F. Zhang, L. X. Gao, and F. Zhao. A novel in vitro method to estimate kinetics of digestibility in feeds using Simulative Digestion System.

23、Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 陳亮,張宏福,高理想,趙峰.玉米、豆粕和麥麩的干物質消化率仿生評定影響因素的研究.動物營養(yǎng)學報.,已投稿文章（4篇）,培養(yǎng)研究生（6名）,http://www.klan.net.cn,40,豬活體動態(tài)腸道食糜流量的變化生長豬大腸對能量消化的貢獻豬盲腸NSP酶和微生物的影響豬飼料氨基酸消化率仿生評定方法的建立,三、課題下一步研究計劃,20