基于计算机控制的模拟消化系统预测黄羽肉鸡高脂肪饲料原料代谢能的研究

《Poultry Science》:Predicting the Metabolizable Energy of High-Fat Feed Ingredients for Yellow-Feathered Broilers Using a Computer-Controlled Simulated Digestion System

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月26日 来源:Poultry Science 4.5

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  本研究评估了计算机控制的模拟消化系统(CCSDS)预测黄羽肉鸡高脂肪饲料原料表观代谢能(AME)和氮校正表观代谢能(AMEn)的潜力。研究选取了11种干物质基础乙醚提取物(EE)含量超过8%的饲料原料,包括鱼粉、猪油渣、米糠、玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)、

  
本研究评估了计算机控制的模拟消化系统(CCSDS)预测黄羽肉鸡高脂肪饲料原料表观代谢能(AME)和氮校正表观代谢能(AMEn)的潜力。研究选取了11种干物质基础乙醚提取物(EE)含量超过8%的饲料原料,包括鱼粉、猪油渣、米糠、玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)、棕榈粕、椰子粕、椰丝、酱油渣、膨化大豆、面包屑和饼干粉。研究人员开展了体内公鸡试验和体外CCSDS测定。体内试验采用禁食-自由采食方案,设计为单因素随机完全区组设计。共144只黄羽公鸡(温氏土二品系)按体重分为4个区组,每个区组设12个日粮处理,每个试验单位3只鸡。体外试验采用完全随机设计,每个日粮5个重复,每个重复1根消化管。研究人员测定了AME、AMEn和体外消化能(IVDE),并建立了以IVDE预测AME和AMEn的回归模型。11种高脂肪饲料原料间存在显著差异,AME和AMEn范围分别为2,102至4,696 kcal/kg DM和2,051至4,553 kcal/kg DM。猪油渣、椰丝和面包屑表现出相对较高的AME和AMEn值;鱼粉、米糠、玉米DDGS、膨化大豆和饼干粉处于中等水平;而棕榈粕、椰子粕和酱油渣相对较低。IVDE在各原料间也存在较大变异(SEM = 67 kcal/kg DM,CV = 29.55%),而EE消化率变异较小(0.825–0.977,SEM = 0.013,CV = 4.69%)。IVDE与AME及AMEn的平均比值分别为0.963和0.988。IVDE与AME和AMEn之间均存在显著线性关系,R2大于0.901(P < 0.01)。预测的AME和AMEn值与相应的体内测定值总体吻合良好,但猪油渣和膨化大豆的预测误差较大。总体而言,研究结果表明CCSDS作为快速体外方法估算黄羽肉鸡高脂肪饲料原料AME和AMEn具有潜力,但其准确性可能因原料而异。

论文解读

一、研究背景与意义

黄羽肉鸡是亚洲特别是中国和东南亚地区重要的禽类品种。在中国,黄羽肉鸡年出栏量已达35.4亿只,约占肉鸡总产量的17.8%。与快大型白羽肉鸡相比,黄羽肉鸡日粮中通常使用更多种类的饲料原料,这在一定程度上反映了其消化生理的差异。近年来,中国饲料行业推动降低玉米和豆粕使用比例,鼓励使用替代性饲料原料,以减少对进口饲料资源的依赖并降低饲料成本。然而,传统的体内生物测定法测定代谢能(ME)耗时、费力且成本高昂,限制了大量替代性饲料原料的常规评价。因此,需要快速、准确的方法来评估替代性原料的营养价值,以促进饲料资源多元化并改善肉鸡日粮配方。
为支持这一目标,研究人员开发了计算机控制的模拟消化系统(CCSDS),通过模拟家禽胃肠道消化过程来评估饲料原料的营养价值。前期研究表明,体外消化能(IVDE)与黄羽肉鸡常用饲料原料及日粮的代谢能(ME)之间存在高度相关性(相关系数分别为0.97和0.98以上)。然而,CCSDS对高脂肪饲料原料的适用性尚不明确,因为以往研究主要评估的是乙醚提取物(EE)浓度适中的常规饲料原料和日粮。高脂肪饲料原料多来源于食品加工副产物,其营养价值变异较大,尽管被广泛用于黄羽肉鸡日粮,但其ME值差异显著,可能限制现有预测方程估算的准确性。因此,本研究旨在通过体内试验测定11种高脂肪饲料原料的AME和AMEn,并通过回归分析表征CCSDS所得IVDE与体内ME之间的关系,评估CCSDS作为快速预测黄羽肉鸡高脂肪饲料原料AME和AMEn方法的潜力。

二、关键技术方法

研究人员采用了两种互补的技术手段。其一为体内代谢能生物测定法:选用144只黄羽公鸡(温氏土二品系,体重2.91 ± 0.16 kg,14周龄),按体重采用随机完全区组设计,分为12个日粮处理,每个处理4个重复,每重复3只鸡。试验采用禁食-自由采食方案,收集排泄物计算AME,并按Hill等(1960)方法校正为零氮沉积计算AMEn。其二为体外模拟消化法:使用CCSDS系统,每个日粮样品设5个消化管重复,模拟胃期、小肠前段和小肠后段消化阶段分别持续4.0、7.5和7.5小时,反应温度维持41°C,消化结束后测定未消化残渣的总能(GE)以计算IVDE。两种方法所得数据通过回归分析建立预测模型。

三、研究结果

饲料原料及日粮化学组成特征:11种高脂肪饲料原料的GE范围为4,683至6,402 kcal/kg DM,CP范围为5.64%至74.66%,EE范围为8.48%至44.71%。各试验日粮通过用测试原料替代基础日粮中部分能量原料配制而成。
体内AME和AMEn的变异:11种高脂肪饲料原料的AME范围为2,102至4,696 kcal/kg DM,AMEn范围为2,051至4,553 kcal/kg DM,存在显著差异。猪油渣、椰丝和面包屑的AME和AMEn值相对较高;鱼粉、米糠、玉米DDGS、膨化大豆和饼干粉处于中等水平;棕榈粕、椰子粕和酱油渣相对较低。
IVDE及EE消化率的变异:IVDE在原料间变异较大(SEM = 67 kcal/kg DM,CV = 29.55%),而EE消化率变异较小(0.825–0.977,SEM = 0.013,CV = 4.69%)。IVDE与AME及AMEn的平均比值分别为0.963和0.988。
回归预测模型:IVDE与AME和AMEn之间均存在显著线性关系,R2均大于0.901(P < 0.01)。预测的AME和AMEn值与体内实测值总体吻合良好,但猪油渣和膨化大豆的预测误差较大。

四、讨论与结论

讨论部分指出,CCSDS作为一种快速体外方法,在估算黄羽肉鸡高脂肪饲料原料的AME和AMEn方面具有潜力。IVDE与体内ME之间的强线性关系支持了该方法作为常规饲料评价工具的可行性。然而,不同原料间的预测准确性存在差异,特别是猪油渣和膨化大豆的预测误差较大,提示该方法对某些特定类型高脂肪原料的适用性仍需进一步验证和优化。
研究结论为:CCSDS能够较好地预测黄羽肉鸡高脂肪饲料原料的AME和AMEn,但准确性可能因原料种类而异。该方法有望作为传统体内生物测定的补充或替代手段,用于高脂肪饲料原料的快速营养评价,从而支持饲料资源多元化战略和精准日粮配方的制定。
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