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[1]。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，可调节肠道菌群结构[4]。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[6]。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在不同饼粕中的特性尚不明确，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种不同饼粕（棉籽粕、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-20 ℃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1.00 g样品（M）于高脚烧杯中，加入0.05 mol/L MES-TRIS缓冲液40 mL，在磁力搅拌器上搅拌直到样品完全分散，加入100 μL热稳定α-淀粉酶，在95~100 ℃水浴中缓慢搅拌30 min，冷却至60 ℃，每个烧杯中加入100 μL蛋白酶溶液，在60 ℃水浴中持续搅拌30 min，充分反应后，加入100 μL淀粉葡萄糖苷酶溶液，在60 ℃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95%乙醇预热至60 ℃，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1 h。采用乙醇和丙酮洗涤TDF残渣至预先称重的坩埚中，采用抽滤装置进行抽滤，将残渣抽干后在105 ℃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残渣至预先称重的坩埚中，使用抽滤装置进行抽滤，将残渣抽干后在105 ℃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/T 5009.5—2003方法测定样品蛋白质含量（P），参考GB/T 5009.4—1985方法测定样品中灰分含量（A）。1.3.1.5TDF、SDF含量计算公式X=[(R1+R2)/2-P-A-B]/[(M1+M2)/2]×100(1)式中：X为试样中膳食纤维的含量（g/100 g）；R1、R2为重复样本的残留质量（g/100 g）；P、A分别为样品蛋白质和灰分的质量（g）；B为试剂空白质量（g）；M1、M2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4.00 g总膳食纤维样品至烧杯中，加入75 mL中性洗涤剂搅拌加热至沸腾后持续1 h，3 500 r/min离心10 min，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（NDF）含量。1.3.2.2HCEL含量将由1.3.2.1得到的NDF加入50 mL 2 mol/L HCl，边搅拌边加热至沸腾持续1 h，3 500 r/min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1 000 mL容量瓶中，采用DNS比色法根据葡萄糖标准曲线（y=0.98x+0.013 7，R2=0.997 4）得到葡萄糖含量，再换算成HCEL含量。1.3.2.3CEL含量采用蒽酮比色法，将由1.3.2.2中滤渣加入80 mL 72%硫酸，静置1 h，加入蒸馏水稀释至400 mL，过滤，滤液定容至1 000 mL容量瓶中，并保留滤渣。采用蒽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+0.014 5，R2=0.998 1，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1.00 g样品，准备100 mL量筒并将样品放入其中加入蒸馏水20 mL，反复摇匀，在室温下静置1 d，测定膨胀后的体积[8]。持水力：准确称取1.00 g样品，准备100 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1.00 g样品，并加入10 g花生油放入离心管中，室温下静置1 h，2 000 r/min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充分搅拌得稀释蛋黄液，称取2.00 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，4 000 r/min离心20 min，采用移液枪去0.04 mL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[11]的方法配制缓冲液，将缓冲液和瘤胃液以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CO2，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200 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、24、36、48 h各时间点时活塞所在处的刻度值（mL）。1.7数据统计与分析试验数据采用WPS软件进行处理，SPSS 28.0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2.1.14种饼粕饲料中IDF、SDF和TDF含量测定结果（见表1）由表1可知，棉籽粕中IDF、SDF和TDF含量最高，为55.92、72.55、16.63 g/100 g。棉籽粕中IDF含量分别比葵花籽粕、红花籽粕和葡萄籽粕高13.13%、28.73%、34.81%（P0.05），SDF含量分别比其他3种饼粕高103.55%、222.29%和23.55%（P0.05），TDF含量分别比其他3种饼粕高25.95%、49.28%和32.05%（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.19.017.T001表14种饼粕饲料中IDF、SDF和TDF含量测定结果（干重基础）组别IDFSDFTDF葵花籽粕49.43±0.03b8.17±0.01c57.60±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葡萄籽粕41.48±0.01d13.46±0.01b54.94±0.01c注：同列肩标数据不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）；下表同。g/100 g2.1.2不同饼粕饲料中CEL、HCEL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、红花籽粕和葡萄籽粕高89.04%、23.23%和47.26%（P0.05），HCEL含量分别比其他3种饼粕高18.72%、41.37%和50.08%（P0.05）。葵花籽粕中ADL含量为6.22%，显著高于其余3种饼粕饲料（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.19.017.T002表2不同饼粕饲料中CEL、HCEL和ADL含量测定结果组别CELHCELADL葵花籽粕8.67±0.11d30.77±0.47b6.22±0.27a棉籽粕16.39±0.31a36.53±0.20a1.16±0.07d红花籽粕13.30±0.04b25.84±0.31c4.61±0.14b葡萄籽粕11.13±1.43c24.34±0.77d1.96±0.09c%2.24种不同饼粕饲料的理化特性（见表3）由表3可知，葵花籽粕持水力最高，为2.62 g/g，分别比棉籽粕、红花籽粕和葡萄籽粕高43.17%、91.24%和22.82%（P0.05）。葡萄籽粕的持油力显著低于其他3种饼粕饲料（P0.05）；葵花籽粕的持油力最高，为1.13 g/g。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，葡萄籽粕的胆固醇吸附力均最强，分别为11.23、9.18 mg/g，显著高于其余3种饼粕饲料（P0.05），其次为棉籽粕、红花籽粕和葵花籽粕。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.19.017.T003表34种不同饼粕饲料的理化特性组别持水力/(g/g)持油力/(g/g)膨胀力/(mL/g)胆固醇吸附力/(mg/g)pH值2.0pH值7.0葵花籽粕2.62±0.02a1.13±0.06a2.27±0.24a1.97±0.03c2.37±0.27d棉籽粕1.83±0.07b0.78±0.14a2.28±0.41a3.84±0.05b4.55±0.12b红花籽粕1.37±0.03c1.00±0.02a0.89±0.08b2.03±0.11c3.17±0.07c葡萄籽粕1.49±0.01c0.09±0.09b0.60±0.01b9.18±0.17a11.23±0.05a2.34种不同饼粕饲料的结构表征（见图1）10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.19.017.F001图１4种不同饼粕饲料的结构表征由图1可知，扫描电镜下不同饼粕的膳食纤维形貌特征均存在一定差异。红花籽粕纤维呈短小棒状，表面有细小空洞，表面不规则条纹结构，存在少量的褶皱部位，凹槽比较明显；葵花籽粕表面粗糙，凹凸不平，有层片结构，表层易碎裂成小块，纤维直径高于其他饼粕；棉籽粕纤维成条状扭曲折叠，表面光滑，结构呈现致密，存在少许褶皱；葡萄籽粕纤维成条状，表面光滑，存在片状结构，表面有裂缝。2.4不同饼粕饲料的体外产气量测定结果（见表4）由表4可知，葵花籽粕、棉籽粕、红花籽粕、葡萄籽粕的瘤胃产气量在体外培养0~4 h时相对较少；培养至4~8 h时，葵花籽粕和葡萄籽粕的瘤胃产气量也未发生显著变化（P0.05）；培养12~48 h，葡萄籽粕的瘤胃产气量显著高于葵花籽粕（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.19.017.T004表4不同饼粕饲料的体外产气量测定结果组别2 h4 h6 h8 h10 h12 h24 h36 h48 h葵花籽粕0.45±0.02c1.85±0.01b2.11±0.04c2.21±0.02c3.04±0.01c3.14±0.03d4.54±0.07d5.05±0.05d5.35±0.09d棉籽粕1.53±0.01a2.63±0.03a5.78±0.05a10.25±0.05a18.31±0.07a20.64±0.11a27.45±0.09a30.71±0.15a32.72±0.17a红花籽粕1.50±0.01a2.54±0.01a3.71±0.03b5.11±0.04b7.84±0.05b8.45±0.07b13.54±0.10b16.13±0.14b17.45±0.09b葡萄籽粕0.85±0.01b1.96±0.01b2.11±0.03c2.54±0.01c2.97±0.02d4.65±0.05c6.78±0.07c8.45±0.02c9.45±0.04cmL在整个48 h内，棉籽粕的瘤胃产气量在4种饼粕中均为最高，达32.72 mL，比葵花籽粕、红花籽粕和葡萄籽粕产气量高511.59%、87.51%和246.24%（P0.05），培养6 h后，棉籽粕的瘤胃产气量显著高于其他饼粕（P0.05），12 h后产气量的变化保持稳定，由高到低为棉籽粕、红花籽粕、葡萄籽粕和葵花籽粕。3讨论3.1不同饼粕饲料中纤维含量的比较分析葡萄籽粕、棉籽粕、葵花籽粕、红花籽粕均含有丰富的粗纤维。本研究表明，不同饼粕饲料的粗纤维中TDF、SDF、IDF的含量不同且均存在显著性差异，这可能与饼粕的来源和加工工艺不同有关。有研究表明，即使来源相同，部位不同也存在纤维组分差异。孙艳[12]对42个葡萄品种枝条、8个葡萄品种皮渣中TDF、SDF、IDF、果胶、半纤维素、纤维素、木质素等组分进行测定，结果表明，所有样本中的TDF、SDF、IDF、果胶、半纤维素、纤维素、木质素等组分的含量均存在极显著差异。此外，薛雯等[13]研究表明，葡萄树体的不同营养器官中SDF和IDF的含量随季节也会发生变化，其中叶片中的SDF含量最高；品种之间也存在差异。Yang等[14]研究发现，不同来源材料中DF的成分含量差异较大，大部分DF中SDF的比重偏小。3.2不同饼粕饲料的理化特性比较分析由于不同饼粕饲料的纤维组分存在显著差异，对饼粕饲料理化特性进行了进一步分析。陶建明等[15]研究发现，膳食纤维的水合性质（如持水力）与其纤维组成之间关系密切。DF的持水力与其IDF、SDF含量呈显著正相关，与TDF含量呈极显著正相关。本试验结果表明，不同来源的DF具有不同的持水力。而葵花籽粕表现出较高的持水力，可能与其IDF、SDF的含量和比例有关[16]。IDF水胀能力强、能吸附有毒物质，不易在大肠中发酵。当家禽采食持水力较高的饼粕时，日粮中IDF含量增加有利于提高家禽饱腹感。IDF可通过促进肠道蠕动，加速排泄物的排出，减小肠道压力以预防肠道疾病。王娟等[17]研究发现，4 g/(kg·BW·d)香蕉IDF对便秘模型小鼠的小肠蠕动具有促进作用，1 g/(kg·BW·d)的剂量可缩短小鼠的首便时间，起到加速排便的作用。DF的持水力和膨胀力之间存在良好的相关关系，呈高度正相关[17]。本研究发现，葵花籽粕具有较高的持水力和膨胀力，与上述研究结果相似。红花籽粕膨胀力为0.89 mL/g，与郭娅等[18]对未改性红花籽粕的膨胀力（1.58 mL/g）结果存在差异，这可能与不同加工工艺所得饼粕中纤维素和半纤维素的含量不同有关。马梦婷等[19]研究表明，不同工艺（热榨、冷榨和亚临界萃取）处理的棉籽饼粉的持水能力存在显著性差异。膨胀力与DF中纤维素的化学结构直接相关，如孔隙率、粒径、离子形式、离子强度等[18]。Bender等[20]通过超微粉碎技术改性葡萄渣膳食纤维使其SDF含量由4.35%显著提高至14.46%，DF粉末比表面积和多孔性增加，其结构中含有更多的羟基等亲水性基团，使其具有很高的持水力和膨胀力。但过度粉碎可能会造成细胞过度破坏进而导致持水、持油等性质的降低[21]。此外，纤维的来源部位不同也会影响其理化特性。杭书扬等[22]研究报道，与山药皮SDF相比，山药皮残渣SDF的膨胀率、持水力、持油力更好。持油性通常与DF颗粒的表面性质密切相关[23]。一般结构松散、比表面积大、极性基团多、空位阻更少的DF具有更强的吸附能力。DF具有吸附作用，可吸附葡萄糖、胆固醇、胆汁酸等，并可通过代谢排出机体外，减少动物体对其过量吸收，从而有助于健康。DF还可以吸附Pb2+、Cd2+等有毒有害物质。pH值与吸附能力密切相关。本试验中，在pH值为2时，棉籽粕、葡萄籽粕、红花籽粕、葵花籽粕的胆固醇吸附能力均低于pH值7时的数值，可能是酸性环境影响了纤维结构，与文献报道的在pH值为7的环境中DF对胆固醇的吸附能力比pH值为2时更强的结果一致[24-25]，表明DF对胆固醇的吸附能力与所处环境条件密切相关。此外，纤维类型也影响其对胆固醇的吸附能力。王晓晶等[26]报道，葡萄籽IDF对胆固醇的吸附能力比葡萄籽粕更强。IDF可与脂肪结合，在胃肠内消化吸收脂肪使脂肪量减少，从而达到降脂的目的，其机制通过与胆固醇胶束结合形成沉淀物实现[27]。SDF能够被大肠中微生物发酵降解，调节家畜血糖和血脂、改善肠道菌群、促进肠道健康等生理功能[28]，可利用DF的上述特性对一些疾病起到预防的作用。3.34种不同饼粕饲料的结构表征分析扫描电镜通常是用于观测样品的结构表面特征，通过扫描电镜观察4种不同饼粕饲料放大1 000倍的微观形貌图，发现其均呈现块状，表面不规则，存在一定的孔洞结构，具有较大的表面积。这种结构有利于与其他物质结合，改变其理化性能[29]。朱珂等[30]以咖啡果皮、大豆、菊粉、大枣、燕麦、芹菜等5种膳食纤维为原料的研究也得到了类似结果。任爱清等[31]研究表明，不同处理的黑木耳粉在粒径分布和结构方面存在差异，微观结构和其理化特性密不可分。本试验表明，不同来源饼粕饲料的DF具有不同形态结构。葵花籽粕表面粗糙、凹凸不平、层片结构，这些结构特征会使DF具有较大的表面积，并通过形成氢键、偶极子使其具有更好的吸附作用，而且更多的活性基团也将暴露[32]，可能表现出更高的持水力和持油力，与理化特性测定结果相一致。葵花籽粕因其结构的特性，其持水力和持油力显著高于其他饼粕饲料。3.44种不同饼粕饲料的体外发酵特性分析产气量可以反映反刍家畜瘤胃底物的发酵程度，产气量越多，发酵程度越高，营养成分利用越充分[33]。本试验结果显示，在0~48 h，棉籽粕的产气量明显高于其他3种饼粕，48 h时产气量达32.72 mL，表明棉籽粕含有的易发酵碳水化合物和其他可发酵成分远高于其他饼粕饲料。葡萄籽粕的产气量随着发酵时间延长呈缓慢递增趋势且总产气量较低，与徐元君[34]研究结果一致。在整个发酵过程中，葡萄籽粕的产气量显著低于红花籽粕和棉籽粕，这可能与葡萄籽粕含有的易发酵碳水化合物少，以结构性碳水化合物和挥发性脂肪酸为主，不易被微生物发酵利用有关。何立荣等[33]采用4%、8%、12%和16%的葡萄籽渣替代肉牛精料补充料中的部分玉米和棉粕，发现可显著提高发酵后瘤胃液中挥发性脂肪酸浓度，并且挥发性脂肪酸浓度随着葡萄籽渣添加量增加而升高。杨彩虹等[35]对棉仁粕、花生粕、菜粕等的体外发酵特性的研究表明，来源不同的饼粕饲料体外发酵特性具有显著差异，与本研究结果一致。4结论葵花籽粕、棉籽粕、红花籽粕和葡萄籽粕中富含丰富的DF，且棉籽粕中TDF、IDF、SDF、CEL、HCEL含量显著最高其余3种饼粕饲料。葵花籽粕的持水力、葡萄籽粕的胆固醇吸附作用均显著高于其他饼粕饲料。10~48 h，4种饼粕饲料的体外产气量呈显著差异，且其微观结构也具有差异性。养殖实际生产中，根据需要选择合适的饼粕饲料作为日粮原料。