科普 | 第三代单胃动物仿生消化系统(SDS-Ⅲ)试验注意事项
在现代养殖业中，饲料原料的能量生物学效价是确定动物营养需要量及优化饲料配方的主要决策依据。我国饲料原料种类繁多，内在质量多变，用传统生物学评定方法集中全国优势科研力量，开展饲料有效能值的普查，至少需要数十年，而且所获信息也仅能反映有限的静态参数。三代仿生消化系统克服上述局限性，在摸清不同生理阶段的单胃动物饲喂不同类型日粮后的消化道酶活变异方面进行了系统的研究。该系统的设计主要包括：动物消化道模拟消化器、消化液自动输入系统、缓冲液自动输入-排空=切换系统、水解产物自动清洗系统、恒温控制系统、信号反馈控制系统等。在此基础上，以消化过程动态变异主要因素为决策依据，以高度逼真性为目标，设计出了相应的模拟酶谱，通过计算机自动模拟控制其水解过程，在理论与实践上都可在全程规范水解环境条件下获得可比性参数的目的。
在41℃和磷酸盐缓冲系统中，饲料在截留分子量为14000道尔顿的透析袋内由模拟胃液、模拟小肠液模拟其在成年海兰褐壳系蛋公鸡胃肠道的消化和吸收过程。结束后，经去离子水清洗透析袋内水解产物，将袋内物质干燥，脱脂，测定残渣的总能含量。同时，测定试样的总能含量。以差量法测定饲料酶水解物能值。
仿生消化试验属于精密性试验，试验上机样品微量，为了减少试验系统误差带来的影响，同时规避不同实验人员操作手法不一致的可能，因此需要注意以下几点（试验材料及试验步骤略，详见操作手册第五版）：2.1.1 用植物粉碎机将样品粉碎至完全通过孔径0.3mm试验筛（60目），封入样品袋密封存放，备用。称取上机所用样品，样品重量精确至0.0002 g，放置于专用细玻璃管中封口保存。能量饲料或配合饲料称取2g，豆粕类等蛋白原料称取1g，消化率较低的原料或饲料称取1g，立式消化样品称取0.5g。2.1.2 105℃烘干玻璃培养皿（直径100mm）称重并编号，固定常用培养皿的编号，便于称重溯源。2.1.3 105℃烘干已泡酸缸（6mol/L浓硫酸溶液，浸泡24h以上）并清洗干净的砂芯坩埚称重编号（每个坩埚多写几遍编号，加乙醇时会不慎抹掉）；注意：检验砂芯坩埚透过性，将砂芯坩埚中加满去离子水，观察水的渗漏情况，渗水太慢可能是砂芯坩埚已经堵塞严重，砂芯坩埚底部黑化可能是附着残渣未清除干净并与硫酸发生反应，这两种情况都需要换新的砂芯坩埚。2.1.4 若短时间内需要进行多次仿生消化试验，透析袋可以一次煮上，浸入EDTA缓冲液中，放入冰箱冷藏备用，最长可保存3个月，使用时捞出用去离子水充分清洗浸泡。将透析袋截成25 cm左右的小段。在2%（W/V）碳酸氢钠（20 g/L）和1 mmol/L EDTA（0.3732 g/L）溶液中（pH8.0）将透析袋煮沸10分钟。用蒸馏水彻底清洗透析袋3遍。然后再置于1 mmol/L EDTA溶液中（pH8.0）煮沸10 min。冷却后，保存于4 °C冰箱中备用。使用前彻底清洗透析袋3次。2.1.5 配制胃消化液需要先配制pH=2的盐酸溶液，注意需在相应鸡鸭猪的反应温度件下调pH，详见下表缓冲液配制的温度。2.1.6 缓冲液配制（试剂已称量好，无需额外加消化稳定剂，小肠和大肠缓冲液均需额外加160万单位/2L的兽用青霉素，调pH的温度如下：鸡41℃，鸭42℃，猪39℃）2.1.7 试验当天开始前，将仿生消化实验室室内温度调整到25℃（空调或暖气保证正常运行），确保整个试验过程中外界环境的稳定性。2.1.8 试验开始前将外置水桶加满，中途不随意加水，避免环境温度变化对试验的影响，最后下机后的清洗不影响；试验当天提前开启仿生消化仪，开启预热（约1h）。2.1.9 小肠阶段溶内源酶时，直接在离心管内加22mL水，涡旋10min，直至充分溶解；小肠前段预消化（共30min）20min后，准确地将2mL小肠消化液移入单胃动物仿生消化系统的小肠消化液储备室中。2.1.10 试验前后，均用600mL 0.05M氢氧化钾溶液（1.683g/600mL）清洗设备内部消化管道。
2.2.1 消化试验结束后，将透析袋内的未消化残渣无损失地转移到已知绝干重量的100mm玻璃培养皿中，此过程需要将透析袋从模拟消化器中取出，纵向剪开用去离子水冲洗，直至残渣冲洗干净。2.2.2 将装有未消化残渣的玻璃培养皿在65℃烘干至无水痕后（通常需要8-10h），再置于105℃恒温箱中烘至恒重，并称重记录。2.2.3 将培养皿中的消化残渣全部刮下，转移至已知绝干重量的玻璃砂芯坩埚中，用无水乙醇冲洗残渣3次（每次约30mL），确保残渣与乙醇充分混合，至滤出液无色为止。将砂芯坩埚内脱脂后的消化残渣置于105℃恒温箱内烘至恒重，并称重记录。2.2.4 将玻璃砂芯坩埚内脱脂未消化残渣的样品转移到氧弹热量计的称样纸（可以用无尘擦镜纸）上，测定时需去除棉线和称样纸的热量，测定残渣的总能含量。2.3.1 仿生消化专用透析袋的材质主要为纤维素成分，当使用含有纤维素酶的酶制剂做评估试验时容易破袋。解决方案：纤维素酶浓度超过0.04U/mL会降解透析袋，在做仿生消化试验的时候，注意纤维素酶的含量不要超过0.4U/g饲料；另外，猪仿生消化试验中，大肠消化阶段添加的内源酶主要是纤维素酶，含量为0.04U/mL，不能再额外添加外源纤维素酶。2.3.2 新仿生专用酶和之前的仿生专用酶存在校正系数：鸡仿生：干物质消化率（脱脂后）：测定值×0.973；鸭仿生：干物质消化率（脱脂后）：测定值×（测定值×0.1271+0.8898）；酶水解物能值：测定值×（测定值/样品总能×0.1341+0.8718）；基于严谨、规范、可重复的试验操作流程，采用该仿生消化系统测定的饲料原料干物质消化率和酶水解物能值可以达到较高的定量水平，为测定饲料养分的生物学效价方法提供参考。
