豬主要養(yǎng)分生物學(xué)效價(jià)仿生評(píng)定方法的建立與應(yīng)用

1、2024/3/18,http://www.klan.net.cn,1,一、項(xiàng)目背景及主要研究內(nèi)容二、課題主要研究進(jìn)展 1.豬消化液的生物學(xué)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(píng)定操作技術(shù)規(guī)程 4.仿生法評(píng)定豬飼料養(yǎng)分消化動(dòng)力學(xué)的研究 5.仿生法評(píng)定豬飼料有效磷的研究三、下一步工作計(jì)劃,目 錄,2024/3/18,http://www.

2、klan.net.cn,2,一、項(xiàng)目背景及主要研究內(nèi)容,飼料生物學(xué)效價(jià)仿生評(píng)定方法研究,動(dòng) 物 指 標(biāo) 內(nèi) 容 儀器定型：以現(xiàn)有3臺(tái)為基礎(chǔ) 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(shí)間、劑量 操作規(guī)程：全套使用規(guī)程 豬 有效磷 適用性：谷實(shí)、

4、餅粕、動(dòng)物蛋白、糧副 可靠性 ：重演性、單位比對(duì)、動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果比對(duì),,,,,,,,,,,,,,,,,,,科技部創(chuàng)新方法專項(xiàng)于7.19日通過驗(yàn)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(dòng)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(píng)定豬飼料養(yǎng)分生物學(xué)效價(jià)參數(shù)，建立操作規(guī)程豬飼料能量、氨基酸、磷仿生消化評(píng)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(píng)定方法，并和生物學(xué)法相對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)豬飼料養(yǎng)分生物學(xué)效價(jià)的預(yù)測(cè)和評(píng)定。豬主要養(yǎng)分生物學(xué)效價(jià)仿生評(píng)定方法的應(yīng)用,本課題主要研究內(nèi)容,2024/3/18,http://www.klan.net.cn,7,二、主要研究進(jìn)展

6、,http://www.klan.net.cn,8,（一）豬消化液的生物學(xué)特性研究,1、日糧蛋白來源和水平對(duì)生長豬空腸液組成的影響,9,日糧蛋白質(zhì)來源和水平對(duì)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(duì)空腸液主要消化酶活性的影響,日糧蛋白來源和水平對(duì)空腸液主要離子濃度的影響,,10,日糧蛋白質(zhì)來源和水平對(duì)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(duì)生長豬盲腸液組成的影響,12,日糧粗纖維含量和試驗(yàn)期對(duì)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(duì)盲腸纖維素酶活性的影響,13,日糧纖維水平對(duì)盲腸主要離子濃度的影響,日糧纖維含量對(duì)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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(shí)間,消化時(shí)間,纖維素酶濃度,消化時(shí)間,（三）豬飼料能量、蛋白質(zhì)氨基酸仿生法評(píng)定操作規(guī)程的建立,,,,,,1.豬飼料養(yǎng)分仿生評(píng)定（胃期+

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

11、胃期消化時(shí)間對(duì)飼料的仿生能量消化率有極顯著影響，變化趨勢(shì)與仿生干物質(zhì)消化率一致。可見玉米胃期消化4小時(shí)時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，豆粕胃期消化6小時(shí)時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。,http://www.klan.net.cn,20,小腸期消化時(shí)間對(duì)玉米和豆粕消化率的影響,玉米的仿生干物質(zhì)、仿生能量消化率在16小時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，豆粕仿生干物質(zhì)、仿生能量消化率在10小時(shí)時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。綜合考慮，小腸期的仿生消化時(shí)間定為16小時(shí)。,http://www.klan.net.cn,

12、21,仿生消化前段（胃期+小腸期）消化時(shí)間的確定,胃期消化4小時(shí)+小腸期消化16小時(shí)與胃期消化6小時(shí)+小腸期消化16小時(shí)相比，玉米和豆粕的干物質(zhì)消化率沒有顯著差異，能量消化率差值0.81%，低于機(jī)器測(cè)量誤差（1.5%）。因此將胃期和小腸期的時(shí)間定為4小時(shí)+16小時(shí)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(píng)定大腸階段消化酶濃度和消化時(shí)間的確定,不

13、同濃度纖維素酶對(duì)飼料消化率的影響,23,隨著大腸期消化時(shí)間增加，還原糖生成量逐漸上升（P<0.05），6h均達(dá)到最高值，隨著反應(yīng)時(shí)間繼續(xù)增加，底物和酶達(dá)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(shí)間對(duì)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(píng)定豬飼料養(yǎng)分消化動(dòng)力學(xué)研究,仿生消化不同階段（胃、小腸、大腸期）對(duì)飼料消化率的貢獻(xiàn),http://www.klan.net.cn,26,隨著模擬消化進(jìn)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(dá)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(dòng)態(tài)變化,27,從每個(gè)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(duì)各飼料CP消化率都有很大的貢獻(xiàn)；大腸酶對(duì)CP作用微弱。,2. 蛋白質(zhì)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(duì)飼料蛋白質(zhì)消化率的貢獻(xiàn),仿生飼料的蛋白質(zhì)消化率動(dòng)態(tài)變化,,28,從各階段對(duì)飼料蛋白質(zhì)消化率的累積貢獻(xiàn)來看，小腸期對(duì)飼料蛋白質(zhì)總消化率的貢獻(xiàn)最大，其次是胃期，各飼料原料的蛋白質(zhì)消化率均在小腸期消化完成后達(dá)到最大值，大腸期對(duì)飼料蛋白質(zhì)消化的貢獻(xiàn)幾乎為零。,（五）仿生法評(píng)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(yīng)條件,酶促反應(yīng)條件,胃期消化時(shí)間,小腸期消化時(shí)間,小 腸 消 化 酶,

17、,,,,,,,,,,,仿生法評(píng)定豬飼料有效磷規(guī)程,,,1.仿生消化系統(tǒng)非酶促反應(yīng)條件對(duì)飼料磷消化率的影響,在本試驗(yàn)條件下，隨著透析袋截留分子量減小，三種飼料原料干物質(zhì)和總磷消化率均逐漸降低（P<0.05）。截留分子量3500 接近報(bào)道的體內(nèi)測(cè)定結(jié)果。,不同分子量Viscase透析袋對(duì)飼料磷消化率的影響,http://www.klan.net.cn,透析液體積對(duì)飼料磷消化率的影響,緩沖溶液體積對(duì)玉米、麥麩磷消化率影響不顯著，對(duì)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(duì)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(qiáng)，容易造成透析液滲漏現(xiàn)象。,http://www.klan.net.cn,樣品粉碎粒度對(duì)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(shí)間對(duì)飼料磷體外消化率的影響 %,胃期消化時(shí)間定為1h,2.仿生消化系統(tǒng)酶促反應(yīng)條件對(duì)飼料磷消化率的影響,小腸消化時(shí)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(duì)植物性飼料磷體外消化率有顯著（P<0.05）影響。,仿生法評(píng)定豬飼料有效磷基本規(guī)程,申請(qǐng)專利 “豬飼料有效磷仿生評(píng)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(zhì)消化率仿生評(píng)定影響因素的研究.動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào).,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(dòng)態(tài)腸道食糜流量的變化生長豬大腸對(duì)能量消化的貢獻(xiàn)豬盲腸NSP酶和微生物的影響豬飼料氨基酸消化率仿生評(píng)定方法的建立,三、課題下一步研究計(jì)劃,20