體外法評(píng)定反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方法匯總
反芻家畜粗飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)方法較多，各具利弊，可根據(jù)需要選擇方法，體外產(chǎn)氣技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)除了考慮消化后終產(chǎn)物與動(dòng)物生產(chǎn)性能之間的相互關(guān)系，還要考慮微生物、飼料成分和影響飼料利用的各種因素。
體外評(píng)定技術(shù)是用活體外測(cè)定方法評(píng)定反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一系列方法與技術(shù)，可避免體內(nèi)法的一些不足。體外評(píng)定法從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)，主要有體外產(chǎn)氣法、兩步法；20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的人工瘤胃持續(xù)發(fā)酵法；20世紀(jì)80年代末開(kāi)始應(yīng)用的近紅外反射光譜技術(shù)，另外還有酶解法及溶解度法等。體外法與體內(nèi)法、半體內(nèi)法相比較，具有操作簡(jiǎn)便、容易標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)果重演性好等優(yōu)點(diǎn)，從而得到了較廣泛的應(yīng)用。
1 體外產(chǎn)氣法
1.1 原理
體外產(chǎn)氣法(invitrogasproduction)是基于飼料樣品在體外用瘤胃液消化所產(chǎn)生CO2和CH4氣體的比率來(lái)估計(jì)有機(jī)物消化率的快速方法。其原理是：消化率不同的飼料，在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)(一般為24h)產(chǎn)氣量與產(chǎn)氣率不同。用該法測(cè)得的有機(jī)物消化率與在反芻動(dòng)物活體內(nèi)測(cè)定的結(jié)果呈顯著正相關(guān)。瘤胃降解與氣體產(chǎn)量之間的關(guān)系很早就被關(guān)注，但直到20世紀(jì)40年代才開(kāi)始測(cè)定瘤胃的氣體產(chǎn)量。用體外產(chǎn)氣法評(píng)價(jià)飼料飼用價(jià)值的技術(shù)較為廣泛。任瑩等(2009)試驗(yàn)結(jié)果表明：花生藤、木薯渣、檸檬酸渣和甜葉菊渣這幾種飼料可以作為反芻動(dòng)物的新型飼料資源加以推廣利用，而且用體外產(chǎn)氣法評(píng)定反芻動(dòng)物飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是可行的。
1.2 影響因素
1.2.1 樣品
底物的量、樣品的粒度、樣品的干燥度都會(huì)影響結(jié)果。熊本海等(2001)在利用體外法研究飼料的產(chǎn)氣曲線及5種養(yǎng)分的發(fā)酵系數(shù)時(shí)，取底物量分別為200、400、600和800mg進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)用量為200mg時(shí)，因量太少，黏附在培養(yǎng)瓶上的底物對(duì)試驗(yàn)的誤差影響大，而當(dāng)?shù)孜餅?00mg以上，觀察到有較明顯的底物發(fā)酵不完全現(xiàn)象。根據(jù)前人研究得出，400mg粗飼料做底物發(fā)酵特性比較理想。粒度0.4~1mm范圍內(nèi)，在65℃下干燥20h，產(chǎn)氣曲線與新鮮樣品的曲線非常接近。高溫干燥牧草對(duì)產(chǎn)氣曲線有負(fù)面影響，用該法時(shí)要注意樣品的干燥度。
1.2.2 瘤胃液
瘤胃液與緩沖液通常以1:2的比例混合，緩沖液應(yīng)能中和發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的VFA(揮發(fā)性脂肪酸)使pH值恒定，提供足夠的礦物質(zhì)保持微生物活性。飼前采集瘤胃液，此時(shí)瘤胃液活性和組成最穩(wěn)定。為更好地保證瘤胃液活性，需采集至少2頭試驗(yàn)動(dòng)物的瘤胃液進(jìn)行混合。培養(yǎng)時(shí)，注射器和收集瓶要放在(39±0.5)℃的水浴搖床中進(jìn)行，注意攪拌均勻，讀數(shù)的時(shí)間依培養(yǎng)的底物類型而定，對(duì)于牧草，通常為3、6、12、24、48、72和96h，而對(duì)于精料在24h以前需增加讀數(shù)次數(shù)。
1.3 應(yīng)用
體外產(chǎn)氣法的自動(dòng)化分析技術(shù)已經(jīng)取得了進(jìn)展，其中注射器式和壓力傳感器使用比較普遍。1.3.1注射器式系統(tǒng)
將底物和緩沖后的瘤胃液放入具活塞的玻璃注射器(100mg)中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)24h發(fā)現(xiàn)產(chǎn)氣量與體內(nèi)測(cè)定的消化率具有高度的相關(guān)性。此外，利用24h產(chǎn)氣量和其他化學(xué)成分還可估測(cè)飼料代謝能。該體系容易操作，且能同時(shí)進(jìn)行大量樣本分析。
Blümmel和Φrskov(1993)對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)，用溫控水浴搖床取代了Menke等(1979)試驗(yàn)中帶轉(zhuǎn)子的培養(yǎng)箱，這樣在讀數(shù)時(shí)，培養(yǎng)體系的溫度降低很小，有利于對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)讀數(shù)的發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究。
1.3.2 壓力傳感器式系統(tǒng)
將飼料和瘤胃培養(yǎng)液密封在約50mL的血清瓶中，血清瓶單獨(dú)與壓力傳感器相連，利用傳感器把培養(yǎng)過(guò)程中產(chǎn)生氣體的壓力轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X，通過(guò)產(chǎn)氣量研究粗飼料的降解動(dòng)力學(xué)。該體系可對(duì)產(chǎn)氣量自動(dòng)持續(xù)地記錄，但當(dāng)?shù)孜锪看笥?00mg時(shí)，因產(chǎn)氣量超過(guò)可記錄限度，體系將無(wú)法工作；當(dāng)?shù)孜锪刻。a(chǎn)生的樣品誤差也會(huì)很大。Mauricio等(1999)改進(jìn)了該方法，將傳感器直接同電腦相連，快速記錄壓力數(shù)據(jù)，然后在大氣壓下利用注射器針頭排出瓶中累積的氣體，達(dá)到平衡后重新培養(yǎng)，改進(jìn)后的方法更為快速和方便，得到廣泛應(yīng)用。該法的優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)對(duì)大量樣本測(cè)定、成本低，但該法培養(yǎng)液的成分很多，配制較復(fù)雜，有些步驟需要無(wú)菌操作。
1.3.3 注射器式和壓力傳感器式系統(tǒng)之間的比較
注射器系統(tǒng)所建立的體外產(chǎn)氣量與體內(nèi)的關(guān)系以及各種模型和公式已經(jīng)得到了普遍認(rèn)同。但與壓力傳感器式系統(tǒng)相比，注射器系統(tǒng)所用底物量少，發(fā)酵后殘留物不便或不足用作其他分析。大多數(shù)注射器發(fā)酵時(shí)，如要對(duì)培養(yǎng)產(chǎn)物進(jìn)行取樣和測(cè)定則需終止培養(yǎng)，且注射器狀培養(yǎng)器價(jià)格較昂貴。壓力傳感器式系統(tǒng)可以克服這些缺點(diǎn)，但所得結(jié)果與注射器式系統(tǒng)存在差異。當(dāng)?shù)孜锪啃Ｕ?00mg時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)培養(yǎng)所得的潛在產(chǎn)氣量無(wú)顯著差異，但是短時(shí)間內(nèi)壓力傳感器系統(tǒng)的產(chǎn)氣量明顯低于注射器系統(tǒng)，而前者的產(chǎn)氣速率要慢于后者，兩個(gè)系統(tǒng)24h的產(chǎn)氣量存在著很強(qiáng)的相關(guān)性。迄今為止，兩系統(tǒng)所得結(jié)果尚不能直接比較，在注射器系統(tǒng)中已經(jīng)形成的模型與公式也不能用于壓力傳感器式系統(tǒng)中。