育成期北京油鸡棉粕氨基酸标准回肠消化率的评定及预测方程构建

我国是全球最大的蛋白质原料进口国，蛋白质原料的短缺严重制约了我国畜牧业的高效发展[1-3]。我国蛋白质原料以豆粕为主，每年进口大豆量已经接近1 亿吨，大豆价格的飙升和成本的波动已经成为养殖端经济压力巨大的重要因素[4-5]。因此，高效挖掘利用非常规蛋白质资源是缓解当前蛋白质资源短缺的有效手段[6-8]。我国是世界最大的棉花消费国和第二大棉花生产国，棉粕是棉花去除棉绒后的棉籽经过脱壳、提油等加工后的副产物，其蛋白质含量高达50%，虽然氨基酸平衡性不如豆粕，但可作为补充蛋白饲料使用，是精氨酸、色氨酸等多种氨基酸的优良来源[9-11]。棉粕在畜禽饲粮中的高效利用是现今饲料行业中研究的热点，蛋白质原料的高效利用离不开畜禽对饲料原料中氨基酸消化率的精准评定[12-13]。

我国是蛋鸡养殖大国，但目前尚无蛋鸡专用的饲料营养数据库，在蛋鸡饲料精准配制方面缺乏基础数据。同时，棉花因品种、气候环境、农艺栽培、收割时间和加工水平的不同，不同地区棉粕的营养成分差异较大[14]。因此，为了充分利用棉粕的营养价值，精准评定其可利用氨基酸并构建预测方程，是当务之急。由于蛋鸡的特殊生理功能，国内外仅有少量学者开展产蛋鸡可消化氨基酸的相关研究，如王超胜[15]和Zuber 等[16]采用全收粪法，初步测定了产蛋鸡的氨基酸利用率。但是，在可利用氨基酸研究中，采用回肠末端收集食糜的方法测定可利用氨基酸目前得到国内外同行的一致认可，认为是目前最理想的测定可利用氨基酸的方法。目前为止，国内外在蛋鸡饲料原料标准回肠氨基酸消化率（SID）研究评定方面的研究尚不充分，不同研究得到的可消化氨基酸结果也不尽相同[17-19]，这可能是由多种因素造成，如蛋鸡品种、日龄、原料来源等。因此，针对性评价蛋鸡特定日龄，品种的可利用氨基酸变得尤为重要。作为我国珍贵的地方品种，北京油鸡具有外形独特、生命力强、遗传性能稳定、鸡蛋品质和鸡肉品质优良等特点[20]，具有良好的开发前景，但目前北京油鸡的研究多是关于生产性能和鸡蛋品质[21]，对其原料利用方面的研究较少。基于此，本研究选用12 周龄北京特色蛋鸡品种（北京油鸡）来评定不同来源棉粕的表观回肠氨基酸消化率（AID）和SID，在此基础上分析棉粕中主要营养成分与氨基酸AID 和SID 的相关性及预测回归模型，旨在为北京油鸡生产中棉粕高效应用提供数据参考，为蛋鸡饲料营养价值数据库积累基础数据。

1.1 棉粕样品采集

棉粕样品来自山东省德州市夏津县（棉粕1、棉粕2）、新疆维吾尔自治区喀什市（棉粕3）、山东省济宁市嘉祥县（棉粕4）和新疆维吾尔自治区石河子市（棉粕5），使用锤式粉碎机粉碎，参照国家标准（GB/T 14699.1—2005《饲料采样》）进行样品采样，过40 目筛，分装好后置于-20 ℃冰箱备测。5 种棉粕样品的化学成分值见表1。

表1 不同来源棉粕中化学成分值（%）

1.2 试验设计

试验选取12 周龄体质量相近、健康的北京油鸡360 只，采用单因素完全随机设计，随机分为6 个处理，每个处理6 个重复，每个重复10只鸡。预试期7 d，正试期4 d。

1.3 试验饲粮

非试验期试验鸡饲喂采用符合NRC（1994）标准的蛋鸡饲料，试验期分别饲喂5 种不同来源的棉粕饲粮和1 种无氮饲粮。试验饲粮按照《鸡饲养标准》及《TCFIAS 002—2018蛋鸡、肉鸡配合饲料》的要求进行配料，包括棉粕饲粮和无氮饲粮。棉粕饲粮是以棉粕作为唯一蛋白源配合淀粉制成的半纯合饲粮，无氮饲粮是以玉米淀粉、纤维素等为基础原料，添加矿物质、维生素等配制而成。所有饲粮均添加0.5%二氧化钛（TiO2）作为外源指示剂。试验饲粮及无氮饲粮的组成见表2，其氨基酸含量测定结果见表3。

表2 试验饲粮及无氮饲粮组成（饲喂基础）

注：1.维生素预混料为每千克饲粮提供VA 8 000 IU、VD3 1 000 IU、VE 20 IU、VK3 0.8 mg、VB1 3 mg、VB2 8 mg、VB6 5 mg、VB12 0.02 mg、烟酸40 mg、叶酸0.6 mg、泛酸10 mg、生物素0.2 mg；

2.微量元素预混料为每千克饲粮提供铜8 mg、铁100 mg、锌100 mg、锰120 mg、硒0.3 mg、碘0.7 mg；

3.营养水平中代谢能为计算值，其余为实测值；

4.“-”表示未添加。

表3 试验饲粮中粗蛋白和氨基酸含量（干物质基础，%）

1.4 饲养管理与样品采集

试验在中国农业科学院南口中试基地进行，鸡舍内的温度、通风、光照、密度和免疫均符合《北京油鸡饲养管理技术规程》（DB 11/T 1378—2023）常规饲养管理要求，鸡只自由采食和饮水。

在试验期第5 天，将试验鸡颈部放血处死，打开腹腔，迅速分离选取的回肠段，对折后取后段1/2回肠食糜（弃去最后2 cm），吸取少量纯化水，以试验单元为单位，将回肠食糜冲洗到培养皿中，置于-20 ℃冰箱中保存，冻干前置于-80 ℃冰箱速冻1 h，之后用冷冻干燥机冻干食糜，回潮磨碎装袋备测。

1.5 样品分析和结果计算

1.5.1 样品分析

样品分析包括粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）、粗纤维（CF）、粗灰分（Ash）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、18 种氨基酸及TiO2含量。CP 含量参照《饲料中粗蛋白的测定 凯氏定氮法》（GB/T 6432—2018）的方法进行测定；EE 含量参照《饲料中粗脂肪的测定》（GB/T 6433—2006）的方法进行测定；CF含量参照《饲料中粗纤维的含量测定 过滤法》（GB/T 6434—2006）的方法进行测定；Ash 含量参照《饲料中粗灰分的测定》（GB/T 6438—2007）的方法进行测定；NDF 含量参照《饲料中中性洗涤纤维（NDF）的测定》（GB/T 20806—2022）的方法进行测定；ADF 含量参照《饲料中酸性洗涤纤维的测定》（NY/T 1459—2022）的方法进行测定；17 种氨基酸含量参照《饲料中含硫氨基酸的测定 离子交换色谱法》（GB/T 15399—2018）采用过甲酸氧化法进行测定，色氨酸含量参照《饲料中色氨酸的测定》（GB/T 15400—2018）的方法进行测定；TiO2含量参照《食品安全国家标准 食品中二氧化钛的测定》（GB 5009.246—2016）的方法进行测定。

1.5.2 结果计算

北京油鸡的SID 通过内源氨基酸基础损失校正AID得到。

BAAL（mg/kg DM）=AAd（mg/kg DM）×Tif（g/kg DM）/Tid（g/kg DM）

ADMD（%）=[Tid（g/kg DM）-Tif（g/kg DM）]/Tid（g/kg DM）×100

AID（%）=[AAf（kg/kg DM）-（1-ADMD）×AAd（kg/kg DM）]/AAf（kg/kg DM）×100

SID（%）=AID+BAAL（mg/kg DM）/AAf（mg/kg DM）×100

式中：DM—干物质含量；

ADMD—干物质表观消化率；

BAAL—回肠末端内源氨基酸基础损失量；

AID—每种氨基酸的表观回肠消化率系数（%）；

SID—每种氨基酸的标准回肠消化率系数（%）；

Tif—饲料中TiO2的含量；

Tid—食糜中TiO2的含量；

AAf—饲料中氨基酸的含量；

AAd—食糜中氨基酸的含量。

1.6 统计分析

利用Excel 2016 对数据进行初步整理后采用SPSS 22.0 软件对试验数据进行分析，数据以“平均值（mean）和标准误（SEM）”表示。单因素方差分析显著时，用Duncan’s 法对组间数据进行多重比较，用一般线性模型进行回归分析，以P<0.05作为差异显著性的判断标准。

2.1 棉粕样品中化学成分值

如表1 所示，5 种棉粕样品的CP 含量平均值为50.83%，变异系数为18.72%；EE 含量平均值为0.59%，变异系数为24.84%；Ash 含量平均值为6.99%，变异系数为10.42%；NDF 和ADF 平均含量分别为27.14%和19.11%，变异系数分别为8.82%和31.59%；CF 平均含量为9.81%，变异在3.27%～17.13%，变异系数为57.10%，是5 种棉粕样品中变异最大的化学成分。不同来源棉粕间除蛋氨酸、色氨酸和胱氨酸含量有较小差异外，其他氨基酸变异系数均在10%以上。18 种氨基酸平均值范围为0.56%～10.27%，以谷氨酸含量的平均值最高，蛋氨酸含量的平均值最低。18 种氨基酸含量除色氨酸含量以棉粕4 最高外，其余所有氨基酸均以棉粕5 最高，必需氨基酸中蛋氨酸含量以棉粕2 中最低，色氨酸含量以棉粕3 中最低，其余氨基酸含量均以棉粕1 中最低，非必需氨基酸中胱氨酸含量以棉粕2 中最低，其余氨基酸含量以棉粕1中最低。

2.2 棉粕来源对育成期北京油鸡表观和标准回肠氨基酸消化率的影响

如表4所示，除胱氨酸外，棉粕来源对其他氨基酸AID 均具有显著影响（P<0.05）。棉粕2、棉粕3、棉粕5的缬氨酸AID之间无显著差异，但显著高于棉粕1（P<0.05），棉粕2、棉粕4、棉粕5的色氨酸和丙氨酸AID 之间无显著差异，但显著高于棉粕1（P<0.05），除缬氨酸、色氨酸、胱氨酸、丙氨酸外，棉粕2、棉粕3、棉粕4、棉粕5的其他所有氨基酸的AID之间均无显著差异，但显著高于棉粕1（P<0.05）。在育成期北京油鸡的18种氨基酸的表观回肠氨基酸消化率中，必需氨基酸里精氨酸的AID平均值最高，为81.68%，赖氨酸的AID平均值最低，为37.84%；非必需氨基酸里谷氨酸的AID平均值最高，为77.66%，胱氨酸的AID平均值最低，为49.63%。

表4 育成期北京油鸡棉粕的表观回肠氨基酸消化率（%）

表5 育成期北京油鸡棉粕的标准回肠氨基酸消化率（%）

2.3 棉粕常规化学成分与表观和标准回肠氨基酸消化率间的相关关系

由表6 可知，除缬氨酸、色氨酸外，其余所有氨基酸AID 均与棉粕中粗蛋白含量和粗灰分含量呈显著正相关关系（P<0.05），与棉粕中粗纤维含量呈负相关关系（P<0.05），除色氨酸外，其余所有氨基酸AID 均与棉粕中粗脂肪含量呈显著正相关关系（P<0.05），缬氨酸、赖氨酸、酪氨酸AID 与棉粕中酸性洗涤纤维含量呈显著负相关关系（P<0.05）。由表7可知，蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、谷氨酸、丝氨酸、酪氨酸SID 与棉粕中粗蛋白含量呈显著正相关关系（P<0.05），蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、酪氨酸SID 与棉粕中粗脂肪含量呈正相关关系（P<0.05），异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、谷氨酸、脯氨酸SID 与棉粕中粗纤维含量呈负相关关系（P<0.05），蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸SID 与棉粕中粗灰分含量呈正相关关系（P<0.05），酪氨酸SID 与棉粕中酸性洗涤纤维含量呈负相关关系（P<0.05）。

表6 棉粕常规化学成分与育成期北京油鸡表观回肠氨基酸消化率的相关系数

表7 棉粕常规化学成分与育成期北京油鸡标准回肠氨基酸消化率的相关系数

2.4 棉粕育成期北京油鸡表观和标准回肠氨基酸消化率预测模型构建

由表8 可知，蛋氨酸、赖氨酸AID 可通过棉粕中粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量进行预测（P<0.05），苏氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、酪氨酸和总氨基酸AID 可通过棉粕中粗脂肪、中性洗涤纤维含量进行预测（P<0.05），异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸AID 可通过棉粕中粗灰分含量进行预测（P<0.05），胱氨酸AID 可通过棉粕中粗纤维、粗灰分含量进行预测（P<0.05），丙氨酸、甘氨酸AID 可通过棉粕中粗蛋白含量进行预测（P<0.05）。由表9 可知，胱氨酸SID 可通过棉粕中粗脂肪、酸性洗涤纤维含量进行预测（P<0.05），蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、丝氨酸、酪氨酸SID可通过棉粕中粗脂肪、中性洗涤纤维含量进行预测（P<0.05），苏氨酸、缬氨酸、天冬氨酸SID 可通过棉粕中粗脂肪含量进行预测（P<0.05），苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸、谷氨酸、脯氨酸SID 可通过棉粕中粗灰分含量进行预测（P<0.05）。

表8 棉粕常规化学成分预测育成期北京油鸡表观回肠氨基酸消化率模型

表9 棉粕常规化学成分预测育成期北京油鸡标准回肠氨基酸消化率模型

3.1 棉粕样品中化学成分值

本研究中5 种棉粕的常规养分含量及18 种氨基酸含量的平均值结果与Zhuo等[13]报道的相比较高，与孙征[22]测定结果相比偏低，除蛋氨酸、异亮氨酸、赖氨酸外，其他氨基酸的含量平均值均与《中国饲料营养价值表（2022年第33版）》已有参考数据相比较略高。造成上述差异的原因可能与棉粕的来源[23]、品种[24]和加工工艺[25]等因素有关。同时，本试验所评价的棉粕概率养分和氨基酸组成变异较大，表明所选用的棉粕具有一定的代表性，可以用于氨基酸SID的测定。

3.2 棉粕来源对育成期北京油鸡表观和标准回肠氨基酸消化率的影响

精准评估饲料原料氨基酸消化率对其在饲料配方中的高效利用至关重要。AID 是指摄入的饲粮氨基酸从消化道近端到回肠末端的损失量占摄入饲粮氨基酸的比例。通过家禽回肠末端食糜的流量和组成来计算AID 的值，AID 与采食的饲粮氨基酸的总回肠流量有关。但是AID 忽略了动物体内内源氨基酸的分泌量对消化率测定值的影响，必然会低估饲粮氨基酸消化率。而且AID 存在的最大问题是对单一饲料原料测得的值在配合饲粮中不一定具有可加性[26-27]。近些年来，棉粕的氨基酸评价工作在不同生理阶段猪上已经开展了一系列研究[13,28]，确定了AID和SID，同时构建了相关预测方程。就家禽方面，孙征[22]系统评价了不同日龄肉鸡10 种棉粕的AID 和SID，构建了预测方程，在国内处于领先地位。邝贤斌等[29]选用4 周龄和6 周龄两阶段的肉仔鸡，采用全收粪法研究了不同日龄对棉籽粕氨基酸消化率的影响，结果表明肉仔鸡4 周龄时棉籽粕的真氨基酸消化率显著大于6 周龄。本团队Qiu 等[12]评价了棉粕在肉鸡和蛋鸡上氨基酸差异，赵红伟等[30]报道，不同品种的蛋鸡对氨基酸需要量存在一定差异，提示开展不同品种产蛋鸡可消化氨基酸的相关研究是必要的。北京油鸡作为北京地区特有的优良地方品种，具有鲜明的地方特色和较高的营养品质[31]，故本试验采用12 周龄北京油鸡进行评定不同来源棉粕的AID 和SID。

不同来源的饲料原料，会引起回肠氨基酸消化率的变化。本试验结果表明，除胱氨酸外，其他所有氨基酸的AID 均差异显著，异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、色氨酸、谷氨酸、酪氨酸的SID 差异显著。本试验蛋氨酸、赖氨酸、胱氨酸的平均SID 值（60.15%、53.16%、68.36%）低于中国饲料营养价值表棉粕SID 参考值（72%、65%、74%），其余氨基酸SID 均与参考值相接近，但赖氨酸SID 值与Ullah 等[32]测得的结果（56.8%）较接近，试验结果与Sauvant 等[33]测得的棉粕SID 结果相比，除蛋氨酸外，其余氨基酸均较接近，产生这些差异的原因可能是棉粕原料品种[27]、加工工艺[34]、测定方法[35]等的不同。棉粕1 的AID 和SID 值均低于其他棉粕，原因可能是其蛋白含量低、纤维含量高，由于棉粕间膳食纤维含量的差异，影响了内源氨基酸损失和氨基酸消化率[36]。在10种必需氨基酸和8种非必需氨基酸中，赖氨酸的AID 和SID 值均为最低，可能是由于棉粕热处理导致的。González-Vega 等[37]研究表明，美拉德反应会由热处理引发某些氨基酸如赖氨酸消化率的变化，因此热处理不同的棉粕其粗蛋白和标准回肠氨基酸吸收效率不同。另外，美拉德反应过程中赖氨酸的产物很难被机体吸收，所以与其他氨基酸相比赖氨酸是对热处理最为敏感的氨基酸。这也是赖氨酸AID和SID值低的原因。

3.3 棉粕育成期北京油鸡表观和标准回肠氨基酸消化率预测模型

SID预测方程的建立避免了重复测定氨基酸消化率，节约了成本，为饲料原料在畜禽饲粮中的高效利用提供了便利。黄祥祥[38]研究发现，使用逐步回归法建立6 种不同来源菜籽粕氨基酸SID 预测模型，结果表明，粗蛋白、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维可作为肉仔鸡赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸SID 模型的较好预测因子，但中性洗涤纤维与氨基酸SID 预测方程的相关性最佳。张帅等[39]在猪对棉粕氨基酸SID 预测模型构建方面的研究表明，棉粕中粗蛋白和酸性洗涤纤维可作为赖氨酸和色氨酸SID 模型的有效预测化学成分。孙征[22]研究发现，棉粕的粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维和淀粉含量可作为肉仔鸡13 日龄和28 日龄氨基酸SID 回归方程的较好预测因子。目前尚未发现有关基于棉粕化学成分建立蛋鸡氨基酸消化率的相关文献，本试验通过分析粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量与氨基酸AID 和SID 的显著相关，建立了育成期北京油鸡对5 种不同来源棉粕的氨基酸AID 和SID的预测方程。研究发现，棉粕的粗脂肪、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维可作为育成期北京油鸡氨基酸AID和SID回归方程的较好预测因子。

①育成期北京油鸡对5 种不同来源棉粕的氨基酸AID和SID差异很大。棉粕来源影响除胱氨酸外的其他氨基酸的AID（P<0.05），不同来源棉粕间异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、色氨酸、谷氨酸、酪氨酸的SID具有显著差异（P<0.05）。

②棉粕的EE、NDF、ADF 可作为育成期北京油鸡氨基酸AID 和SID 回归方程的较好预测因子，AID 的最佳预测方程为Met=104.179+61.643EE-2.929NDF-0.444ADF（R2=0.999，P=0.009）；SID 的最佳预测方程为：Cys=41.623+33.241EE+0.380ADF（R2=0.990，P=0.010）、Ser=89.604+40.938EE-1.467NDF（R2=0.990，P=0.010）。

参考文献及更多内容详见：

饲料工业，2025，46（7）：53-63

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