7种饲料原料粉碎粒度与蛋白质体外消化率及能耗的研究

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中国畜牧杂志　　　　　　　　　　　　　　2003年第39卷第5期—18—

7种饲料原料粉碎粒度与蛋白质体外消化率

及能耗的研究

王卫国, 卢　萍, 王俊卿, 熊易强, 刘焕龙

(1. 郑州工程学院生物工程系, 河南郑州　450052;2. 美国大豆协会北京办事处, 北京　100004)

摘要:选择7种饲料原料(玉米、麸皮、去皮豆粕、带皮豆粕、普通豆粕、棉粕、菜粕) , 5种孔径(4. 0、2. 5、1. 5、1. 0、0. 6mm ) 的筛片下进行粉碎, 测定粉碎物的对数几何平均粒度和粉碎电耗, 并用胃蛋白酶-胰蛋白酶两步体外消化法测定不同粉碎物的蛋白质的胃蛋白酶消化率和两种酶的连续消化率。结果表明:(1) 7种饲料原料, 但也与饲料原料的原始粒度有关; ) 粉碎能耗与粉碎物对, 当原料粉碎通过及以下筛孔时, 粉碎物的胃蛋白酶体外消化率和总酶消化率与粉碎物的几何平均粒度显著线性负相关(P

关键词:畜牧学; 蛋白质体外消化率; 饲料粉碎粒度; 中图分类号:S816.403. 4　　　文献标识码:A　　　() 05-0018-03　　[1]) 碎粒度的减小, 但粉碎费用也逐渐提高[2]。下粉碎后的对数几何平均粒度及粉碎电耗的研究报道较少。王卫国, 等(2000) 研究了FSP112×30粉碎机不同孔径筛片粉碎玉米、豆粕的对数几何平均粒度和粒度标准差, 但对电耗未

[3]

做测定。

已发表的以胃蛋白酶-胰蛋白酶两步体外消化法测定蛋白质消化率的研究主要集中在比较不同饲料原料在同一条件下的消化率[4,5]。对不同饲料原料在不同对数几何平均粒度下的蛋白质体外消化率的研究, 仅见王卫国, 等(2000,2001) 的2项研究报告[6]。　　本次试验的主要目的是研究7种饲料原料用5种孔径筛片粉碎条件下, 饲料原料、筛片孔径与粉碎物的对数几何平均粒度、电耗四者之间的关系, 并用胃蛋白酶-胰蛋白酶两步体

收稿日期:2002-04-28; 修回日期:2003-02-08基金项目:美国大豆协会资助(200308)

作者简介:王卫国(1956) , 男, 教授, 动物营养与饲料加工

外消化法来考察不同原料的对数几何平均粒度与蛋白质体外消化率之间的关系。1　材料和方法1. 1　试验材料1. 1. 1　饲料原料:去皮豆粕、带皮豆粕由江苏东海粮油公司提供, 普通豆粕、棉籽粕、菜籽粕、玉米、麦麸由郑州市饲料厂购得。1. 1. 2　胃蛋白酶、胰蛋白酶:郑州创生生物工程有限公司提供, 活性1:3000。

1. 1. 3　试验设备　锤片式饲料粉碎机9FQ -254400r Πmin 1. 1K W 江西省红星机械厂制造, 粉碎筛片孔径为4、2. 5、1. 5、1. 0、0. 6mm , 其中, 除1. 5和0. 6mm 孔径筛片厚度为0. 6mm 外, 其余筛片为1mm 厚。1. 2　试验方法1. 2. 1　原料性质测定:饲料水分测定:按G B6435-86进行; 粗蛋白质测定:按G B ΠT 6432-94进行(用半微量法) ; 粉碎粒度的测定:按G B6971-86进行; 蛋白质溶解度测定:Dale等1987的方法。

原料的特性数据见表1。

Eggshell U ltrastructure and Cluster Analysis on T en Chinese Local Fow l B reeds

Y UAN Y e ,LI U Di

,Y ANG Xui 2qin ,ZH ANG Y u 2xue ,CHE N G uo 2hong

123

(1. C ollege of Animal Science and T echnology ,N ortheast Agricultural University ,Heilongjiang Harbin 150030,China ;2. P oultry Science Institute ,Jiangsu Y angzhou 225003,China ;3. Y angzhou University ,Jiangsu Y angzhou 225009,China ) Abstract :Weobserved and com pared ultrastructure of eggshell super ficies external ,super ficies internal ,cross 2section and super ficies external of shell membrane of 10Chinese local fowl breeds through scanning electron microscopy. We found that there were much different and genetic poly 2m orphism am ong these breeds. Based on the theory that the breeds whose genetic distances were close have approximate eggshell ulstructure ,the m orphology organizations of these characters were given values. The genetic am ounts of similarity were calculated and cluster analysis was taken am ong these breeds by numerical analysis. The results showed that the correlation between Bar ′er and Langshan was closest.

K ey w ords :Animaland veterinary science basal disciplines ;Ultrastructural organization ; Eggshell ;Chinese local fowl breeds ;Cluster analysis

　实　验　研　究　

表1　饲料原料的成分参数

原料名称去皮豆粕

带皮豆粕普通豆粕菜粕棉粕玉米麸皮

粗蛋白

(%) 48. 6044. 5042. 5938. 4944. 428. 3817. 80

—19—

lK H 2PO 4-NaOH 缓冲液于三角瓶中, 然后用移液管吸取15m 2lK H 2PO 4-NaOH -胰蛋白酶溶液于三角瓶中; 继续在40±0. 1℃下震荡培养3h ; 用320目尼龙滤布和抽滤装置过滤消化液, 并用温水反复冲洗培养用的三角瓶(3～4次) , 将洗液加

水分

(%) 12. 6010. 6210. 929. 6810. 2112. 6414. 52

蛋白溶解度几何平均粒径

(%) (μm )

78. 0671. 2056. 2838. 6743. 76-72. 58

[***********]01621

1. 2. 2　原料粉碎与电耗试验方法:称取7种供试原料各15

份, 每份4kg , 分别在0. 6、1. 0、1. 5、2. 5、4. 0mm 孔径的筛片下

粉碎, 每种原料每种筛孔筛片粉碎3个样品, 测定粉碎物的对数几何平均粒度和粉碎能耗, 并求3个测定值的平均值, 作为试验结果。1. 2. 3　蛋白质体外消化率测定方法1. 2. 3. 1　胃蛋白酶消化率测定:称取1g 饲料样品4份, 置于250ml 带盖三角瓶中(每个样品做2) ; 称取0. 04g 胃蛋白酶(准确到0. ) pH 1. 4HCI -K Cl 缓冲液中; -胃蛋白酶于三角瓶中; 401台式恒温摇床中, 以其温度达到40℃, (80次Π分) 16h ; 将两个试验样瓶的消化液用320目尼龙滤布和抽滤装置过滤, 并用温水反复冲洗培养用的三角瓶(3～4次) , 将洗液加入消化液中过滤, 用洗瓶多次冲洗滤渣。然后将滤渣放入65℃恒温烘箱中烘1h 至干, 并运用凯氏定氮法测定滤渣的含氮量, 计算胃蛋白酶的消化率; 将剩余2个经胃蛋白酶消化的试样瓶用于胰蛋白酶的消化实验。1. 2. 3. 2　胃蛋白酶-胰蛋白酶总消化率测定:准确称取16mg 胰蛋白酶(准确到0. 0002克) 于1000ml pH =6. 8K H 2PO 4-) ; 对经胃蛋NaOH 缓冲液中。放入冰箱中备用(温度4～6℃

白酶消化后的供进一步做胰蛋白酶消化的三角瓶, 用

0. 2m ol ΠmlNaOH 溶液滴定消化液, 使pH =6. 8。量取15m 2

孔径(mm ) 去皮豆粕带皮豆粕豆粕棉粕菜粕玉米麸皮

未粉碎粒度

748

入消化液中过滤, 用洗瓶多次冲洗滤渣; 将滤渣放入65℃恒温烘箱中烘1h 至干; 运用凯氏定氮法测定滤渣的含氮量, 计算消化率。1. 2. 3. 3　空白实验:按上述各步骤进行, 但不加入样品, 分别测定胃蛋白酶, 胃蛋白酶-胰蛋白酶复合处理空白试验的含氮量。1. 2. 3. 4　体外消化率计算方法

离体法粗蛋白消化率=(a -) Πa 3100%a ———b ———胰蛋白酶消化后滤渣的) 。:用SPSS 10. 0统计分析软件。2　不同饲料原料在不同筛孔直径下粉碎物的对数几何平均粒度和吨粉碎电耗

由表2可看出,7种饲料原料经粉碎过5种筛孔后粒度降低明显, 经方差分析达到显著水平。就每一种原料的两两粒度之间的差异性而言, 去皮豆粕、带皮豆粕、普通豆粕、麸皮均达到差异显著, 仅玉米过2. 5mm 和1. 5mm 的粉碎物粒度差异不显著。棉粕、菜粕过2. 5mm 和1. 5mm , 过1. 0mm 和0. 6mm 的粉碎物粒度差异不显著。对筛片孔径(X ) 与粉碎物对数几何平均粒度(Y ) 数据, 经矫正1. 5mm 筛片厚度较薄的影响后, 作线性回归(n =5) , 得到7个回归方程:

去皮豆粕:Y=221. 5+99. 8X ,r =0. 916,P

1. 5

1. 0

0. 6

μ表2　7种饲料原料在5种孔径下粉碎后的对数几何平均粒度(m ) 和吨粉碎电耗(kWh Πt )

2. 5

粒度

574

电耗

3. 75

粒度

527

电耗

5. 00

粒度

465

电耗

5. 63

粒度

322

电耗

21. 00

粒度

213

电耗

36. 63d 40. 20e 46. 00d 21. 65d 41. 67d 31. 67e d

965a 1568a 747a 535a 6801a 621a

688a 670b 410b 329b 643b b

6. 25a 6. 67a 5. 00a 6. 00a 6. 85a a

619e 548c 347c 288c 550c c

6. 87b 7. 50a 5. 00a 7. 50a 8. 35b a

549d 468d 308c 271c 548c d

7. 50c 10. 00b 6. 67b 10. 00b 10. 00c b

340c 388e 221d 231d 389d d

23. 30d 25. 35c 10. 00c 35. 00c 21. 50d c

217f 293f 182d 222d 340e f

　　注:1.同一行内标有不同字母者表示差异显著, 标有相同字母者表示差异不显著。

2. 表中数字为2个重复观测值的平均值。

　　这些方程表明, 粉碎物的几何平均粒径与同一厚度粉碎

机筛片孔径之间有着较好的线性关系。依据这些方程, 可以粗略推断特定粉碎机粉碎不同原料时的几何平均粒度, 并可根据要求的粉碎物几何平均粒度选择特定厚度、孔径的筛片。由表2可以看出,1) 不同原料在同一种筛孔直径下吨粉

碎电耗差异显著。这主要决定原料本身的物理和化学性质、水分含量等。如去皮豆粕因粗纤维含量低而粉碎电耗相对较低, 玉米的粉碎电耗居中, 而麸皮的粉碎电耗最高。菜粕粉碎

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中国畜牧杂志　　　　　　　　　　　　　　2003年第39卷第5期—20—

电耗较低是因为其原始粒度很小, 在通过筛孔时较容易。麸皮的粉碎能耗较高, 是因为其含有较高的粗纤维, 质地柔软,

的关系不是线性关系, 而是一种曲线关系。随着粉碎粒度减小, 特别是通过1. 0和0. 6mm 孔径时, 粉碎能耗急剧增加。所

锤片的撞击作用难以使其粉碎。当饲料原料被粉碎通过以, 生产水产饲料时, 由于要进行微粉碎或超微粉碎, 使饲料

μ1. 0mm 和0. 6mm 的筛孔时, 由于原料性质差异引起的不同原的对数几何平均粒度达到250m 以下, 往往需要耗费较高的

料的电耗差异占主要地位。2) 将同一种原料在不同筛孔下粉能量, 导致加工成本较高。因此, 在粉碎过程应将饲料粉碎粒碎, 吨粉碎电耗随筛孔直径的减小而增大。应用SPSS 软件将度控制在最适范围。粉碎粒度与电耗数据(n =5) 关系进行曲线拟合回归, 得到的2. 2　饲料原料在不同粉碎粒度下的蛋白质体外消化率回归方程为:2. 2. 1　粉碎粒度与胃蛋白酶消化率:从表3可见, 在同样筛

去皮豆粕:Y =87. 0992-0. 2885X +0. 0002X r =0. 998, 孔条件下, 去皮豆粕的蛋白质消化率最高, 其次为普通豆粕、

(2000) 所做的研究结果基本一致。玉米的胃蛋白酶消化率对0. 999,P

0. 993,P

10X ,r =0. 991, P

(2. 171+459. 627ΠX ) 2

0021X ,r =0. 889,P

由回归方程可见, 。

表3　(%)

孔径

(mm ) 0. 6mm 1. 0mm 1. 5mm 2. 5mm 4. 0mm

去皮豆粕

胃酶胃胰酶

71. 44e 70. 01d 65. 21c 62. 32b a

83. e 81. 14d 78. 72e 74. 09b a

e d 57. 05e 55. 50b a

01e 68. 39d 67. 05e 65. 35b a

胃胰酶

64. 26e 59. 56d 51. 78e 48. 14b a

76. 18e 73. 97d 64. 84e 62. 84b a

菜　粕胃酶胃胰酶

49. 67e 49. 03e 48. 09b 47. 89b a

60. 00b 59. 02b 58. 50b 56. 14b a

棉　粕胃酶胃胰酶

49. 77d 48. 80d 42. 24c 40. 40b a

60. 55d 59. 61d 53. 46c 51. 36b a

玉　米

胃酶胃胰酶

54. 59e 49. 59d 37. 33c 35. 30b a

62. 35e 60. 74d 48. 53c 46. 60b a

麸　皮胃酶胃胰酶

63. 47c 62. 08c 60. 76c 60. 20b a

75. 94c 75. 10c 74. 49c 69. 84b a

　　注:1.表中同列中数字右上角标有相同字母时差异不显著, 标有不同字母时表示差异显著(P

2. 表中数字为2个重复观测值的平均值。

2. 2. 2　粉碎粒度与胃蛋白酶-胰蛋白酶总消化率:从表3可

知, 试验选择的5种粉碎筛孔直径对5种饲料原料的蛋白质体外消化率有显著影响。对同一种原料的两两粒度之间的蛋白质体外消化率进行的差异显著性检验结果表明, 去皮豆粕、带皮豆粕、普通豆粕、玉米各粒度之间均存在显著性差异, 降低粉碎粒度可以显著提高这些原料的蛋白质体外消化率。

不同原料间总酶消化率有一定差异。去皮豆粕具有最高的消化率, 其次是普通豆粕、麸皮、带皮豆粕。而棉粕、菜粕的总消化率较低。棉粕、菜粕的消化率低的原因可能是粗纤维含量较高, 同时存在抗营养因子。另外, 制油加工的工艺条件

也是影响蛋白质消化率的重要因素。去皮豆粕的加工工艺条件先进是得到高消化率的重要保证, 因此应推广先进的制油工艺。参考文献:

[1]　王卫国. [J].饲料工业,1999,20(10) .

[2]　W ondra KJ ,et al. [J].JAnim Sci ,1995,73:2564-2573. [3]　王卫国. [J].粮食与饲料工业,2000, (8) :22-23. [4]　梁浩仪, 张子仪. [J].中国畜牧杂志,1988, (4) :13-17.

[5]　刘造珍, 乐国伟, 等. [J].四川农业大学学报,1996, (14) :51-57. [6]　王卫国, 等. [J].粮食与饲料工业,2000, (11) :16-19.

E ffects of P article Sizes on in vitro Protein Digestibility and E nergy

Consumption of Seven Feed I ngredients 11122

W ANG Wei 2guo ,LU Ping ,W ANGJun 2qing ,X ONG Y i 2qiang ,LI U Huan 2long

(1. Department of Bio 2Engineering ,Zhengzhou Institute of T echnology ,Henan Zhengzhou 450052,China ;

2. American S oybean Ass ociation ,Beijing 100004,China )

Abstract :7feed ingredients (corn ,wheat bran ,dehulled s oybean meal ,s oybean meal ,cotton seed meal and rapeseed meal ) were grounded through 5kinds of meshes of screen ,the average geometric particle size (AG PS ) ,power consum ption and pepsin 2pancreatin digestibility in vitro of each ground product were measured. The results indicated that :(1) The AG PS of 7feed ingredients are Linearly correlated with the grinding mesh size , and als o relative with the original particl size of the ingredients ; (2) The relationship between grinding energy consum ption and the AG PS of the ingredients are m ostly quadratic equations ; (3) The pepsin digestibility and the total digestibility of pepsin 2pancreatin in vitro are negatively lin 2early correlated with the AG PS of the ingredients (P

K ey Words :Animalscience ;in vitro protein digestibility ; G rinding particle size ;Mesh size of screen ; Energy consum ption

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中国畜牧杂志　　　　　　　　　　　　　　2003年第39卷第5期—18—

7种饲料原料粉碎粒度与蛋白质体外消化率

及能耗的研究

王卫国, 卢　萍, 王俊卿, 熊易强, 刘焕龙

(1. 郑州工程学院生物工程系, 河南郑州　450052;2. 美国大豆协会北京办事处, 北京　100004)

[3]

做测定。

收稿日期:2002-04-28; 修回日期:2003-02-08基金项目:美国大豆协会资助(200308)

作者简介:王卫国(1956) , 男, 教授, 动物营养与饲料加工

原料的特性数据见表1。

Eggshell U ltrastructure and Cluster Analysis on T en Chinese Local Fow l B reeds

Y UAN Y e ,LI U Di

,Y ANG Xui 2qin ,ZH ANG Y u 2xue ,CHE N G uo 2hong

123

K ey w ords :Animaland veterinary science basal disciplines ;Ultrastructural organization ; Eggshell ;Chinese local fowl breeds ;Cluster analysis

　实　验　研　究　

表1　饲料原料的成分参数

原料名称去皮豆粕

带皮豆粕普通豆粕菜粕棉粕玉米麸皮

粗蛋白

(%) 48. 6044. 5042. 5938. 4944. 428. 3817. 80

—19—

水分

(%) 12. 6010. 6210. 929. 6810. 2112. 6414. 52

蛋白溶解度几何平均粒径

(%) (μm )

78. 0671. 2056. 2838. 6743. 76-72. 58

[***********]01621

1. 2. 2　原料粉碎与电耗试验方法:称取7种供试原料各15

份, 每份4kg , 分别在0. 6、1. 0、1. 5、2. 5、4. 0mm 孔径的筛片下

白酶消化后的供进一步做胰蛋白酶消化的三角瓶, 用

0. 2m ol ΠmlNaOH 溶液滴定消化液, 使pH =6. 8。量取15m 2

孔径(mm ) 去皮豆粕带皮豆粕豆粕棉粕菜粕玉米麸皮

未粉碎粒度

748

去皮豆粕:Y=221. 5+99. 8X ,r =0. 916,P

1. 5

1. 0

0. 6

μ表2　7种饲料原料在5种孔径下粉碎后的对数几何平均粒度(m ) 和吨粉碎电耗(kWh Πt )

2. 5

粒度

574

电耗

3. 75

粒度

527

电耗

5. 00

粒度

465

电耗

5. 63

粒度

322

电耗

21. 00

粒度

213

电耗

36. 63d 40. 20e 46. 00d 21. 65d 41. 67d 31. 67e d

965a 1568a 747a 535a 6801a 621a

688a 670b 410b 329b 643b b

6. 25a 6. 67a 5. 00a 6. 00a 6. 85a a

619e 548c 347c 288c 550c c

6. 87b 7. 50a 5. 00a 7. 50a 8. 35b a

549d 468d 308c 271c 548c d

7. 50c 10. 00b 6. 67b 10. 00b 10. 00c b

340c 388e 221d 231d 389d d

23. 30d 25. 35c 10. 00c 35. 00c 21. 50d c

217f 293f 182d 222d 340e f

　　注:1.同一行内标有不同字母者表示差异显著, 标有相同字母者表示差异不显著。

2. 表中数字为2个重复观测值的平均值。

　　这些方程表明, 粉碎物的几何平均粒径与同一厚度粉碎

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中国畜牧杂志　　　　　　　　　　　　　　2003年第39卷第5期—20—

电耗较低是因为其原始粒度很小, 在通过筛孔时较容易。麸皮的粉碎能耗较高, 是因为其含有较高的粗纤维, 质地柔软,

的关系不是线性关系, 而是一种曲线关系。随着粉碎粒度减小, 特别是通过1. 0和0. 6mm 孔径时, 粉碎能耗急剧增加。所

锤片的撞击作用难以使其粉碎。当饲料原料被粉碎通过以, 生产水产饲料时, 由于要进行微粉碎或超微粉碎, 使饲料

μ1. 0mm 和0. 6mm 的筛孔时, 由于原料性质差异引起的不同原的对数几何平均粒度达到250m 以下, 往往需要耗费较高的

去皮豆粕:Y =87. 0992-0. 2885X +0. 0002X r =0. 998, 孔条件下, 去皮豆粕的蛋白质消化率最高, 其次为普通豆粕、

(2000) 所做的研究结果基本一致。玉米的胃蛋白酶消化率对0. 999,P

0. 993,P

10X ,r =0. 991, P

(2. 171+459. 627ΠX ) 2

0021X ,r =0. 889,P

由回归方程可见, 。

表3　(%)

孔径

(mm ) 0. 6mm 1. 0mm 1. 5mm 2. 5mm 4. 0mm

去皮豆粕

胃酶胃胰酶

71. 44e 70. 01d 65. 21c 62. 32b a

83. e 81. 14d 78. 72e 74. 09b a

e d 57. 05e 55. 50b a

01e 68. 39d 67. 05e 65. 35b a

胃胰酶

64. 26e 59. 56d 51. 78e 48. 14b a

76. 18e 73. 97d 64. 84e 62. 84b a

菜　粕胃酶胃胰酶

49. 67e 49. 03e 48. 09b 47. 89b a

60. 00b 59. 02b 58. 50b 56. 14b a

棉　粕胃酶胃胰酶

49. 77d 48. 80d 42. 24c 40. 40b a

60. 55d 59. 61d 53. 46c 51. 36b a

玉　米

胃酶胃胰酶

54. 59e 49. 59d 37. 33c 35. 30b a

62. 35e 60. 74d 48. 53c 46. 60b a

麸　皮胃酶胃胰酶

63. 47c 62. 08c 60. 76c 60. 20b a

75. 94c 75. 10c 74. 49c 69. 84b a

　　注:1.表中同列中数字右上角标有相同字母时差异不显著, 标有不同字母时表示差异显著(P

2. 表中数字为2个重复观测值的平均值。

2. 2. 2　粉碎粒度与胃蛋白酶-胰蛋白酶总消化率:从表3可

也是影响蛋白质消化率的重要因素。去皮豆粕的加工工艺条件先进是得到高消化率的重要保证, 因此应推广先进的制油工艺。参考文献:

[1]　王卫国. [J].饲料工业,1999,20(10) .

[2]　W ondra KJ ,et al. [J].JAnim Sci ,1995,73:2564-2573. [3]　王卫国. [J].粮食与饲料工业,2000, (8) :22-23. [4]　梁浩仪, 张子仪. [J].中国畜牧杂志,1988, (4) :13-17.

[5]　刘造珍, 乐国伟, 等. [J].四川农业大学学报,1996, (14) :51-57. [6]　王卫国, 等. [J].粮食与饲料工业,2000, (11) :16-19.

E ffects of P article Sizes on in vitro Protein Digestibility and E nergy

Consumption of Seven Feed I ngredients 11122

W ANG Wei 2guo ,LU Ping ,W ANGJun 2qing ,X ONG Y i 2qiang ,LI U Huan 2long

(1. Department of Bio 2Engineering ,Zhengzhou Institute of T echnology ,Henan Zhengzhou 450052,China ;

2. American S oybean Ass ociation ,Beijing 100004,China )

K ey Words :Animalscience ;in vitro protein digestibility ; G rinding particle size ;Mesh size of screen ; Energy consum ption

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