不同饼粕饲料的膳食纤维含量、理化特性、结构和体外发酵特性比较研究.pdf
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1、NO.192023饲料研究FEEDRESEARCH87营养研究不同饼粕饲料的膳食纤维含量、理化特性、结构和体外发酵特性比较研究李林波孙扬丁娇娇娜孜拉聂存喜*(石河子大学动物科技学院,新疆石河子8 32 0 0 0)摘要:试验旨在比较不同饼粕饲料中膳食纤维(DF)的含量、结构、理化特性和发酵特性,为饼粕饲料的合理开发和高效利用提供参考。以4种饼粕饲料(棉籽粘、葡萄籽粕、红花籽粘、葵花籽粕)为研究对象,采用化学分析、扫描电镜和体外产气等方法测定4种饼粘饲料的总膳食纤维(TDF)、可溶性纤维(SDF)、不可溶性纤维(IDF)、纤维素(CEL)、半纤维素(HCEL)、木质素(ADL)的含量及其理化性质
2、、结构特征和发酵特性。结果显示,棉籽粘中IDF、SD F和TDF含量均显著高于其他3种饼粕饲料(P0.05)。棉籽粕CEL、H CEL含量均显著高于其余3种饼粕饲料(P0.05),葵花籽粕ADL含量显著高于其余3种饼粘饲料(P0.05)。葵花籽粘持水力显著高于其他3种饼粕饲料(P0.05)。葡萄籽粕的持油力显著低于其他3种饼粕饲料(P0.05)。棉籽粕和葵花籽粕的膨胀力显著高于红花籽粕和葡萄籽粕(P0.05)。在pH值为2、7 的条件下,葡萄籽粘的胆固醇吸附力显著高于其余3种饼粕饲料(P0.05)。4种饼粘的膳食纤维形貌特征差别较大。在整个48 h内,棉籽粕的产气量最高,为32.7 2 mL;
3、12 h 后4种饼饲料的产气量变化保持稳定,由高到低为棉籽粕、红花籽粘、葡萄籽粕和葵花籽。研究表明,4种饼粕饲料具有不同的膳食纤维含量和理化特性,且结构特征和体外发酵特性也存在显著差异,棉籽粕的纤维含量与体外产气量较高,葵花籽粕的持水力较高,葡萄籽粘的胆固醇吸附力较高,生产中可根据需要选择不同功能和结构的膳食纤维进行利用。关键词:饼粕饲料;膳食纤维;结构表征;理化特性;发酵特性中图分类号:S816文献标识码:A文章编号:10 0 2-2 8 13(2 0 2 3)19-0 0 8 7-0 6Doi:10.13557/ki.issn1002-2813.2023.19.017Comparative
4、 study of dietary fiber content,physical and chemical properties,structure and in vitro fermentation characteristics of different cake meal feedsLI Lin-boSUN YangDING Jiao-jiaoNA Zi-laNIE Cun-xiAbstract:The experiment was to compare the content,structure,physicochemical properties and fermentationch
5、aracteristics of DF in different meal feed sources,to provide reference for rational development and efficient utilizationof meal feed.Four kinds of meal feed(cottonseed meal,grapeseed meal,safflower meal,sunflower meal)were taken asresearch object.The content of TDF,SDF,IDF,CEL,HCEL and ADL,their p
6、hysicochemical properties,structuralcharacteristics and fermentation characteristics were studied by chemical analysis,scanning electron microscopy and invitro gas production.The results showed that the content of IDF,SDF and TDF in cottonseed meal were significantlyhigher than those in the other th
7、ree meal feeds(P0.05).The content of CEL and HCEL in cottonseed meal wassignificantly higher than that in the other three meal diets(P0.05),and the ADL content in sunflower meal wassignificantly higher than that in the other three meal diets(P0.05).The water retention capacity of sunflower meal wass
8、ignificantly higher than that of the other three meal diets(P0.05).The oil holding capacity of grape seed meal wassignificantly lower than that of the other three meal diets(P0.05).The swelling power of cottonseed meal and sunflowermeal was significantly higher than that of safflower seed meal and g
9、rape seed meal(P0.05).Under the conditions of pH 2第一作者:李林波,大学,研究方向为动物营养与饲料科学。通信作者:聂存喜,博士,副教授,硕士生导师。基金项目:兵团重大科技项目(项目编号:2 0 2 1AA004);兵团重点领域科技攻关计划(项目编号:2 0 2 2 AB012);新疆维吾尔自治区重点研发专项(项目编号:2 0 2 2 B02029-2);石河子大学大学生研究训练计划项目(项目编号:SRP2021052)收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 0and 7,the cholesterol adsorption capacity of
10、 grape seedmeal was significantly higher than that of the otherthree meal meal feeds(P0.05).The morphologicalcharacteristics of dietary fiber of the four kinds of cakeswere different.In the whole 48 h,the gas production ofcottonseed meal was the highest,reaching 32.72 mL.The gas production of cotton
11、seed meal,safflower meal,NO.192023饲料研究FEEDRESEARCH88金营养研究grapeseed meal and sunflower meal remained stable after 12 h.The study indicates that the four kinds of cake feed havedifferent dietary fiber content and physical and chemical characteristics,and there are also significant differences instruct
12、ural characteristics and in vitro fermentation characteristics.The fiber content of cottonseed meal and in vitro gasproduction are high,the water holding capacity of sunflower seed meal is high,and the cholesterol adsorption capacity ofgrape seed meal is high.Dietary fiber feeds with different funct
13、ions and structures can be selected for utilization accordingto needs.Keywords:cakemeal1feed;ddietaryfiber;sstructural characterization;physicaland chemical properties;fermentation characteristics膳食纤维(DF)通常是指不能被动物消化道直接吸收利用的碳水化合物。根据DF可溶性不同,DF可分为可溶性膳食纤维(SDF)、不可溶性膳食纤维(IDF)2-3 SDF主要成分为果胶、琼脂、树胶等胶类物质,可调节肠
14、道菌群结构 。IDF具有很好的持水力和吸水力,可提高动物的饱腹感,促进消化,主要包含纤维素、半纤维素和木质素等。研究表明,DF吸水后会膨胀、可增强动物的饱腹感 5,进而防止因动物食入过多食物而导致的超重、肥胖等造成不良后果。此外,DF是肠道微生物食物的重要来源之一,可使动物肠道内菌群维持相对平衡,并还可提高动物的免疫力 。我国饼粕类饲料种类较多,包括豆类饼粕、棉籽饼粕、菜籽粕等,在饲料中应用较多。饼粕的来源不同,其理化特性、结构均有所差别 7 。饼粕中含有丰富的DF,但DF在不同饼中的特性尚不明确,因此测定不同饼粕饲料膳食纤维特性和功能对饼粕饲料资源的高效利用具有重要意义。本研究选取了4种不同
15、饼粕(棉籽、葵花籽粕、红花籽粕、葡萄籽粕),采用化学分析、扫描电镜、体外产气等方法,分析研究其膳食纤维的含量、组成、理化性质、结构表征及发酵特性,以期为饼粕类饲料的开发和利用提供参考。1材料与方法1.1试验材料棉籽粕、葡萄籽粕、红花籽粕、葵花籽粕购自新疆石河子市农贸市场1.2样品处理红花籽粕、葵花籽粕、葡萄籽粕、棉籽粕粉碎,过60目筛,放入密封保存袋中,于-2 0 的冰箱中保存。1.34种饼粕原料的膳食纤维成分分析1.3.1纤维含量测定1.3.1.1样品酶解取两份1.0 0 g样品(M)于高脚烧杯中,加入0.05mol/LMES-TRIS缓冲液40 mL,在磁力搅拌器上搅拌直到样品完全分散,加
16、入10 0 L热稳定-淀粉酶,在95100水浴中缓慢搅拌30 min,冷却至6 0,每个烧杯中加入10 0 L蛋白酶溶液,在6 0 水浴中持续搅拌30min,充分反应后,加入10 0 L淀粉葡萄糖苷酶溶液,在6 0 水浴条件下持续搅拌30 min。1.3.1.2总膳食纤维(TDF)含量测定将9 5%乙醇预热至6 0,按照乙醇与酶解后样品的体积比为4:1加入烧杯中,在室温下沉淀1h。采用乙醇和丙酮洗涤TDF残渣至预先称重的埚中,采用抽滤装置进行抽滤,将残渣抽干后在10 5条件下烘干过夜,称重计算残渣质量(R)。1.3.1.3SDF和IDF含量测定SDF含量测定过程不用乙醇沉淀,其余步骤同TDF测
17、定方法,将样品酶解后,采用乙醇和丙酮洗涤TDF残渣至预先称重的埚中,使用抽滤装置进行抽滤,将残渣抽干后在10 5烘干过夜,称重,计算残渣质量(R)。IDF的含量为TDF和SDF的差值。1.3.1.4样品残渣中蛋白质、灰分含量测定参考GB/T5009.52003方法测定样品蛋白质含量(P),参考GB/T5009.41985方法测定样品中灰分含量(A)。1.3.1.5TDF、SD F含量计算公式X=(R,+R,)/2-P-A-B)/(M,+M2)/2 100(1)式中:X为试样中膳食纤维的含量(g/100g);R、R,为重复样本的残留质量(g/100g);P、A 分别为样品蛋白质和灰分的质量(g)
18、;B为试剂空白质量(g);M i、M,为样品的质量(g)。1.3.2半纤维素(HCEL)、纤维素(CEL)、木质素(ADL)含量测定1.3.2.1样品前处理称取4.0 0 g总膳食纤维样品至烧杯中,加入7 5mL中性洗涤剂搅拌加热至沸腾后持续1h,350 0 r/m in 离心10min,使用热水反复冲洗抽滤滤渣,烘箱内干燥至恒重,即得中性洗涤纤维主(NDF)含量。1.3.2.2HCEL含量将由1.3.2.1得到的NDF加入50 mL2mol/LHCl,边搅拌边加热至沸腾持续1h,350 0 r/m in 离心10 min,使用热水反复冲洗滤渣,收集滤液,调节pH值至中性,定容至10 0 0
19、mL容量瓶中,采用DNS比色法根据葡萄糖标准曲线(y=0.98x+0.0137,R=0.9974)得到葡萄糖含量,再换算成HCEL含量。1.3.2.3CEL含量采用葱酮比色法,将由1.3.2.2 中滤渣加入8 0 mLNO.192023饲料研究FEEDRESEARCH89营养研究72%硫酸,静置1h,加入蒸馏水稀释至40 0 mL,过滤,滤液定容至10 0 0 mL容量瓶中,并保留滤渣。采用葱酮比色法根据葡萄糖标准曲线计算葡萄糖含量,标准曲线方程为y=1.13x+0.0145,R=0.9981,根据葡萄糖含量换算出CEL含量。1.3.2.4ADL含量将1.3.2.3所得的滤渣放入烘干箱干燥至恒
20、重即可得ADL含量。1.4饼粕饲料理化性质测定膨胀力:称取1.0 0 g样品,准备10 0 mL量筒并将样品放入其中加入蒸馏水2 0 mL,反复摇匀,在室温下静置1d,测定膨胀后的体积 8 。持水力:准确称取1.0 0 g样品,准备10 0 mL量筒并将样品放入其中,室温下静置2 h,取出样品用滤纸沥干至无水滴滴出,称重,计算持水力 9 。持油力:准确称取1.0 0 g样品,并加入10 g花生油放入离心管中,室温下静置1h,2 0 0 0 r/m i n 离心10 min,倒掉离心管上部油层,离心管管壁残留的花生油用滤纸吸干,称重,计算持油力。胆固醇吸附作用:将蛋黄和蒸馏水以1:9 充分搅拌得
21、稀释蛋黄液,称取2.0 0 g样品和50 g稀释蛋黄液反复振荡混匀,调节pH值至2.0、7.0,放入水浴锅加热至37,充分振荡2 h,40 0 0 r/m i n 离心2 0 min,采用移液枪去0.0 4mL上清液,采用标准曲线测得胆固醇含量 10 1.5饼粕饲料表观结构使用Quanta-200扫描电子显微镜观察4种饼粕的表面形貌。样品粉末采用导电双面胶固定,并将多余粉末除去,在真空条件下喷涂铂金,放于扫描电镜下以10 kV的电子束观察拍摄。1.6饼粕饲料发酵特性1.6.1人工瘤胃培养液配制随机抽取晨饲2 h羊的瘤胃液,将瘤胃液用4层纱布过滤,按照Menke等的方法配制缓冲液,将缓冲液和瘤胃
22、液以2:1的比例混合,得人工瘤胃培养液。并向其中持续通入无氧COz,放在39 水浴摇床振荡30 min。1.6.2体外发酵培养以玻璃注射器为培养管,并称取2 0 0 mg样品放入底部,取30 mL混合培养液于培养管中,记录起始刻度值,并做5个对照。完成后在人工瘤胃培养箱中培养,记录培养至0、2、4、6、8、10、12、2 4、36、48 h各时间点时活塞所在处的刻度值i(mL)。1.7数据统计与分析试验数据采用WPS软件进行处理,SPSS28.0软件进行数据分析,LSD法进行多重比较。结果以“平均值标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同饼粕饲料中纤维含量的比较分析2.1.
23、14种饼粕饲料中IDF、SD F和TDF含量测定结果(见表1)由表1可知,棉籽粕中IDF、SD F和TDF含量最高,为55.9 2、7 2.55、16.6 3g/100g。棉籽粕中IDF含量分别比葵花籽粕、红花籽和葡萄籽粕高13.13%、2 8.7 3%、34.81%(P 0.0 5),SD F含量分别比其他3种饼粕高103.55%、2 2 2.2 9%和2 3.55%(P0.05),T D F含量分别比其他3种饼粕高2 5.9 5%、49.2 8%和32.0 5%(P0.05)。表14种饼粘饲料中IDF、SD F和TDF含量测定结果(干重基础)单位:g/100 g组别IDFSDFTDF葵花籽
24、粕49.43 0.03b8.17 0.0157.60 0.02b棉籽粕55.92 0.01a16.63 0.01a72.55 0.01a红花籽粕43.44 0.02c5.16 0.01d48.60 0.02d葡萄籽41.48 0.01d13.46 0.01b54.94 0.01注:同列肩标数据不同字母表示差异显著(P 0.0 5);下表同。2.1.2不同饼粕饲料中CEL、H C EL和ADL含量测定结果(见表2)由表2 可知,棉籽粕中CEL和HCEL含量最高,分别为16.39%和36.53%。棉籽粕CEL含量分别比葵花籽粕、红花籽粕和葡萄籽高8 9.0 4%、2 3.2 3%和47.26%(P
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