大麥和小麥對豬用玉米植酸降解及磷利用率的影響

孫 永，馬彩云，朱懷永

（1.南京江寧高等職業技術學校，江蘇南京 211122；2.江蘇省南京工程高等職業學校，江蘇南京 211135；3.江蘇愛農飼料科技有限公司，江蘇徐州 221100）

植酸磷是植物飼料中磷的主要儲存形式，可以在植酸酶作用下被降解。因此，植酸酶廣泛應用于豬飼料中，以提高磷的消化率，減少磷對環境的排泄。在豬飼料中添加小麥、大麥或黑麥等谷物也能提高植酸磷的消化率，因為這些谷物中植酸酶活性較高。相比之下，玉米、豆粕和菜粕等原料植酸酶活性較低（Viveros等，2000）。將小麥與豆粕混合或小麥與菜粕混合后在水中浸泡24 h，植酸鹽的含量比單獨浸泡的單一原料中植酸鹽含量總和低 0.55和 0.16（Blaabjerg等，2010），這表明小麥中的植酸酶降解了豆粕或菜粕中的植酸，因此，單一飼料原料中未降解植酸鹽的含量不具備加性效應。同樣，含有植酸鹽和不同植酸酶活性的飼料原料磷消化率在一起混合飼喂時也不具備加性效應。但為了保證磷的有效利用，磷消化率的加性效應是決定豬飼糧配方的關鍵因素，但目前對磷消化率值的加性效應缺乏認識。因此，本研究開展了兩個試驗，目的是驗證小麥-大麥-玉米混合日糧浸泡后對植酸磷的降解和豬對磷表觀消化率的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 試驗1中，小麥和大麥以1：1混合或小麥-大麥-玉米以1：1：2混合后浸泡0、2、4、8和 24 h，其中小麥 - 大麥 - 玉米混合日糧中添加1250 FTU/kg植酸酶。試驗2選擇24頭仔豬，每窩均重為（47±2）kg，豬被關在代謝籠中，飼喂試驗1中的4種日糧，為期12 d（5 d預飼期，7 d樣品收集期）。試驗日糧組成及營養成分見表1。

1.2 樣品收集與測定 豬飼養在不銹鋼代謝籠中，每天早上8點和下午2點飼喂2次，每次800 g。試驗第5天給豬安裝尿膀胱導管，分別收集7 d的尿液和糞便。試驗1中的飼料浸泡后在各時間點測定pH。參考Haug和 Lantzsch（1983）的方法分析植酸磷含量和植酸酶活性。分別測定尿液和糞便中磷和鈣的含量，計算攝入量、排泄量和沉積量。

1.3 數據統計分析 使用SAS（2018版）混合程序對結果進行分析，結果以“均值±標準誤差”表示。P＜0.05表示差異顯著，0.05 ≤ P ≤ 0.10表示有顯著差異趨勢。參考Blaabjerg等（2010）的函數評估磷消化率和植酸酶活性的加性效應。

2 試驗結果

試驗1和試驗2所用日糧的分析化學成分如表1所示。大麥和小麥混合日糧檢測顯示，植物植酸酶活性較好，但玉米的植酸酶活性低于檢測水平。4種日糧總磷含量基本相同，但鈣含量不同，植酸磷在日糧中占總磷的63%～78%。

表1 試驗日糧組成及營養成分

2.1 試驗1 由表2可知，植酸磷含量受日糧與浸泡時間交互作用的影響（P＜0.05），這是由于隨著時間的增加，植酸降解水平提高，其中小麥-大麥-玉米混合日糧+植酸酶組植酸降解水平最高，其次是小麥-大麥-玉米混合日糧、小麥-大麥混合日糧和玉米日糧。同時，小麥-大麥-玉米混合日糧+植酸酶組的K值最低（8.7 h），其次是小麥-大麥-玉米混合日糧組（15.8 h）、小麥-大麥日糧組（24.4 h）、玉米日糧組（303.4 h）。

假設植酸磷的降解具有可加性，與試驗測定的小麥-大麥-玉米混合日糧中非植酸磷含量相比，浸泡 2、4、8、24 h時，小麥 -大麥 -玉米混合日糧中非植酸磷的預估含量分別提高0.17、0.34、0.42、0.5 g/kg（P ＜ 0.05）。此外，小麥 -大麥 -玉米混合日糧的K值估計值為164 h，比試驗測定的 K 值（15.8 h）（15.8 h）長 148 h（P=0.08）。這些計算結果表明，當小麥、大麥和玉米混合（1：1：2）浸泡時，各種原料中的植酸磷降解不具有加性效應。小麥、大麥和玉米混合較單獨浸泡2、4、8和24 h時，植酸磷的降解水平分別高出0.15、0.30、0.42和0.49。日糧中植酸酶活性存在顯著差異（P＜0.05），且隨著浸泡時間的延長呈下降趨勢（P=0.08）。此外，日糧浸泡時間顯著影響pH（P＜0.05），浸泡時間從8～24 h顯著降低。2.2 試驗2 試驗過程中1頭豬飼喂小麥-大麥混合日糧，2頭豬飼喂玉米日糧，1頭豬飼喂小麥-大麥-玉米混合日糧，結果未列出實際采食量，主要是由于飼料浪費。日糧類型對干物質表觀消化率有影響趨勢（P=0.07），與其他3組日糧相比，小麥-大麥混合日糧干物質表觀消化率最低（P＜0.05）。試驗日糧對磷表觀消化率有顯著影響（P＜0.05），其中玉米日糧中磷表觀消化率較小麥-大麥混合日糧低27%（P＜0.05）。小麥-大麥-玉米混合日糧+植酸酶較小麥-大麥-玉米混合日糧磷表觀消化率顯著提高13%（P＜0.05）。假設日糧干物質和磷表觀消化率具有加性效應，說明小麥-大麥日糧和玉米日糧一起混合時干物質表觀消化率具有一定加性效應，而磷的表觀消化率在未添加植酸酶時表現出的加性效應不強。小麥-大麥-玉米日糧+植酸酶組磷表觀消化率較玉米日糧提高14.6%。日糧中鈣含量不同導致鈣攝入量存在顯著差異（P＜0.05）。隨著鈣攝入量的降低、可消化磷攝入量增加，尿磷排泄量顯著升高（P＜0.05），磷沉積量顯著降低（P＜0.05），同時鈣沉積量隨著鈣或可消化磷攝入量的增加而顯著提高（P＜0.05）。

表2 日糧浸泡不同時間對植酸磷和植酸酶活性的影響

3 討論

本試驗未檢測出玉米中的植酸酶活性，這與Viveros等（2000）的研究結果一致，這可能與玉米浸泡24 h植酸降解非常有限有關，因為其K值高達 303.4 h。Esmaeilipour等（2012）報道，小麥中植酸酶活性比大麥更穩定，其通過函數推導出浸泡而非熱處理的小麥和大麥中植酸磷的K值分別為23和44 h，利用這些K值，小麥和大麥的混合物（1：1）的K值估計為34 h（假設具有加性效應）。由于小麥和大麥的植酸酶相互補充，導致植酸鹽更快和更多的降解。本研究表明，植酸鹽在小麥-大麥-玉米混合日糧中的降解不具備加性效應，表明小麥和大麥中的植酸酶是非特異性的，其可能也可以降解玉米中的植酸鹽。同樣，Blaabjerg等（2010）研究表明，當富含植酸酶的小麥或麩皮與玉米、豆粕、菜粕等原料一起浸泡時，由于小麥的植酸酶促進這些原料中的植酸鹽降解，會發生非加性效應的植酸鹽降解。本研究中小麥和大麥中的植酸酶對玉米中植酸鹽的降解表明底物和酶能相互作用。盡管植酸酶活性較低，但與小麥和大麥混合日糧相比，小麥-大麥-玉米混合日糧在浸泡2、4和8 h時K值較小，且植酸鹽降解程度相對較大。

表3 試驗日糧對養分表觀消化率及鈣磷代謝的影響

在小麥-大麥-玉米混合日糧+植酸酶組中，由于添加了植酸酶，磷的表觀消化率最高，玉米日糧組最低。玉米中磷的表觀消化率在不同研究中的差異很大，從-0.41～0.41不等（Shen等，2002；Weremko等，2001），這種差異主要是由于評估日糧磷水平和分析模型不同。與小麥-大麥-玉米混合日糧相比，小麥-大麥日糧中磷表觀消化率顯著提高，這是由于小麥-大麥日糧中植物植酸酶活性較高，同時植酸磷含量較低。此外，玉米和豆粕中約有0.15和0.23的植酸磷，添加植酸酶在38℃下浸泡4 h后仍未降解（Ton Nu等，2014），與豆粕相比，玉米中植酸磷的降解速度更快，這可能是由于植酸磷儲存部位不同，玉米中植酸磷與植酸酶的接觸性更好。由于玉米和豆粕中植酸酶活性較低或無植酸酶，因此，玉米和豆粕中磷的表觀消化率具有加性效應，說明當高植酸酶活性的谷物與低水平或檢測不到植酸酶活性的谷物原料混合時，關于磷的表觀消化率可加性假設是有問題的（Weremko等，2001）。

磷和鈣這兩種礦物質的主要成分都以羥基磷灰石的形式存在于骨骼中，其穩態受到嚴格的調控（Suttle，2010）。因此，只有在日糧鈣水平充足的情況下，磷的吸收才能用于骨骼生長和維持，反之亦然。因此，鈣攝入量低，導致低或負水平磷沉積，使尿磷排泄量增加。但本研究發現，在小麥-大麥-玉米混合日糧中添加植酸酶可以改善鈣的沉積率，這也表明鈣沉積達到負水平是由于鈣攝入量不足導致的。

4 結論

結果表明，小麥-大麥-玉米日糧中添加植酸酶，浸泡后可以提高植酸磷的降解和磷表觀消化率。此外，小麥和大麥中存在的植酸酶是非特異性的，其與玉米以1：1：2混合浸泡后可以降解植酸磷。因此，小麥-大麥-玉米混合日糧浸泡后對植酸降解水平不具有加性效應。用混合日糧飼喂豬，磷的表觀消化率也無加性效應。因此，在制定豬日糧配方時需要考慮磷消化率值非加性，以保證磷的有效利用。