《Frontiers in Veterinary Science》：Degradation kinetics and protein intestinal digestibility of tomato pomace in goats
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本文系统评估了番茄渣在山羊瘤胃中的降解动力学特性及小肠蛋白质消化率，通过与豆粕对比发现番茄渣在干物质、粗蛋白等营养组分的有效降解率和肠道消化率均显著优于豆粕。研究采用尼龙袋技术结合体外三步法，揭示了番茄副产物作为反刍动物新型蛋白饲料的应用潜力，为农业副产物资源化利用提供了理论依据。
引言
番茄作为全球广受欢迎的蔬菜作物，富含番茄红素、维生素、酚类物质及粗蛋白等生物活性成分。番茄加工过程中产生的副产物番茄渣主要由果皮和种子构成，占整果重量的3-5%。随着全球番茄年产量达1.89亿吨，番茄渣年产量超过3900万吨，其高水分特性易导致微生物污染，如何实现资源化利用成为产业亟待解决的问题。研究表明番茄渣富含抗氧化活性物质，作为反刍动物饲料具有显著潜力，但关于其在山羊瘤胃内降解特性及肠道消化率的系统研究尚属空白。
材料与方法
实验选取3只安装永久性瘤胃瘘管的波尔山羊，采用完全随机设计，以豆粕、整番茄和番茄渣为研究对象。通过尼龙袋技术进行瘤胃原位培养（2、4、8、12、24、48、72小时），每个时间点设置6个重复。样品经瘤胃培养后采用体外三步法测定小肠蛋白质消化率。营养组分分析参照AOAC标准方法，其中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量采用范苏斯特法测定，番茄红素通过高效液相色谱分析。
脂肪酸与氨基酸谱显示，番茄渣总脂肪酸含量高于整番茄，主要脂肪酸为亚油酸(C18:2n-6)、α-亚麻酸(C18:3n-3)和油酸(C18:1n-9)。番茄渣的必需氨基酸、非必需氨基酸及总氨基酸含量均显著优于整番茄，其中谷氨酸含量尤为突出。
动力学模型采用?rskov指数方程P = a + b(1 - e–ct)拟合降解曲线，其中a为快速溶解组分，b为潜在降解组分，c为降解速率常数。有效降解率计算公式为ED = a + (b × c)/(k + c)，瘤胃外流速率k设定为0.05%/小时。
结果分析
干物质降解动力学表明，整番茄和番茄渣在各时间点的降解率均显著高于豆粕（p < 0.01）。整番茄在2-12小时的降解率尤为突出，其有效降解率参数a*值达25.3%，显著高于番茄渣的18.7%和豆粕的12.4%。有机物质降解趋势与干物质类似，但番茄渣在48小时前的降解率呈现独特优势。
粗蛋白降解特性显示，整番茄在12小时内的降解率领先，而番茄渣在12小时后呈现追赶趋势。整番茄的有效降解率最高（68.3%），番茄渣（62.1%）显著优于豆粕（51.4%）。纤维组分降解方面，整番茄的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维降解率在各时间点均保持优势，番茄渣与豆粕的纤维降解曲线较为接近。
小肠消化率测定结果显示，整番茄和番茄渣的瘤胃未降解蛋白小肠消化率分别达71.2%和69.8%，显著高于豆粕的58.3%。整番茄的小肠可消化蛋白含量最高（293 g/kg），番茄渣（267 g/kg）与豆粕（214 g/kg）相比具有明显优势。总生物降解率分析表明，整番茄和番茄渣的粗蛋白总降解率分别达94.32%和93.39%，显著高于豆粕的87.54%。
讨论
番茄渣较高的营养价值与其种子占比密切相关。研究显示番茄渣粗蛋白含量（15.4-23.7%）和醚提取物（5.4-20.5%）变异范围较大，本实验结果处于该范围中上游。较低的酸性洗涤木质素含量可能是其高降解率的重要原因，这与Fondevila等研究结论一致。
番茄红素等生物活性物质可能通过增强消化酶活性促进营养组分降解。本实验检测到整番茄和番茄渣的番茄红素含量分别为75.98 μg/g和63.61 μg/g，虽低于Shao等报道的最高值，但处于文献报道的合理范围。整番茄较高的番茄红素含量可能解释其降解率优势，但需要进一步研究验证番茄红素与降解效率的剂量效应关系。
与传统蛋白饲料豆粕相比，番茄渣含有更多水溶性糖类和有机酸，这可能是其快速降解的重要原因。Abbeddou等研究表明番茄渣的非结构性碳水化合物更易被微生物利用，与本实验发现的高度可降解特性相互印证。豆粕复杂的蛋白质结构和潜在抗营养因子可能导致其降解速率较慢。
结论
整番茄和番茄渣在山羊瘤胃中的干物质、有机物质、粗蛋白及纤维组分降解特性均优于豆粕，小肠蛋白质消化率也显著更高。番茄渣作为农业加工副产物，具有替代传统蛋白饲料的潜力，但需要更大规模的体内试验验证其长期饲用效果。本研究为番茄副产物资源化利用提供了重要的动力学参数和理论支持。
