一种用于测定饲料瘤胃降解率的装置和方法与流程

本发明涉及饲料营养价值评定技术领域，尤其涉及一种用于测定饲料瘤胃降解率的装置和方法。

背景技术：

目前在反刍动物营养学研究中，为了评定饲料的营养价值，经常需要测定饲料的瘤胃降解率。

通常实验人员测定饲料瘤胃降解率时，尼龙袋是由缝纫机缝制而成，使用尼龙线封口，然后固定在软管或钢链上置于反刍动物的瘤胃内进行消化。这种方法的弊端是：1、尼龙袋加工比较繁琐，加工费用较贵，特别是在测定大量饲料的降解率时，需要耗费较多的时间和费用。2、手工封口耗时费力，尼龙袋的有效面积变异较大。使用的尼龙袋装入饲料后需要手工用线捆绑，样品较多时，需要投入大量的人工。用线捆绑有时会有脱线，造成饲料外流，剪开尼龙线的过程也常发生袋子剪坏的情况，造成测定结果的不可靠。3、测定饲料的瘤胃降解率，需要保证尼龙袋位于瘤胃的腹囊内，软管或者和铁链的长度不易确定，过长会对瘤胃壁造成损伤，过短则不能保证尼龙袋位于瘤胃的腹囊。

发明的内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的测定饲料瘤胃降解率的装置和方法在应用实施时，捆绑尼龙袋的工作费时费力，用线捆绑有时会有脱线，造成饲料外流，在瘤胃内难以保持完全伸展的试验状态，进而影响实验效果的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于测定饲料瘤胃降解率的装置，包括尼龙袋、尼龙袋底托和封口夹，所述尼龙袋底托置于瘤胃内，所述封口夹设置于所述尼龙袋的袋口处，以将所述尼龙袋的袋口封闭，且所述封口夹沿周向与所述尼龙袋底托的侧壁连接。

其中，所述封口夹包括内侧夹和外侧夹，所述外侧夹的外侧与所述尼龙袋底托的侧壁连接，所述尼龙袋的袋口置于所述内侧夹和所述外侧夹之间，所述内侧夹扣入所述外侧夹的内侧，以将所述尼龙袋的袋口夹紧封闭；所述封口夹上与所述尼龙袋接触的边缘的形状均为锯齿状；所述封口夹的活动端设有按扣，以使所述内侧夹与所述外侧夹扣合固定。

其中，所述尼龙袋底托的形状为柱状，所述尼龙袋底托的侧壁上沿轴向设有凹槽，所述凹槽均匀分布于所述尼龙袋底托的侧壁上；所述封口夹设置于所述凹槽内；所述凹槽的横截面的形状为凸字型，所述凹槽的窄端与所述尼龙袋底托的侧壁连通。

其中，所述尼龙袋底托的中部设有空腔，所述尼龙袋底托的一端设有端板，另一端设有底托盖，所述端板的中部设有连接孔，所述底托盖的中部设有连接通孔，所述尼龙袋底托通过尼龙绳与瘤胃瘘管的管盖连接，所述尼龙绳一端与瘤胃瘘管的管盖连接，所述尼龙绳另一端依次穿过所述连接孔与所述空腔并穿出所述连接通孔与所述底托盖连接；所述空腔内还设有承重块，所述承重块上沿轴向设有供所述尼龙绳穿过的通孔。

其中，所述尼龙袋的边缘经封口机进行热封边处理；所述尼龙袋的封闭端的形状为弧形。

本发明还提供了一种应用上述装置测定饲料瘤胃降解率的方法，包括以下步骤：

S1，将待测饲料样品粉碎后放入经65℃条件下恒重的尼龙袋；

S2，通过封口夹将尼龙袋的袋口封闭；

S3，将封口夹与尼龙袋底托连接；

S4，将多个尼龙袋底托在不同时刻逐个放入反刍动物的瘤胃中消化一定时间，至同一时刻同时取出；

S5，在封口夹加持的状态下对尼龙袋进行洗涤；

S6，将尼龙袋中的剩余饲料样品取出并于65℃条件下烘干至恒重，计算饲料瘤胃降解率DM％。

其中，步骤S1具体包括以下步骤：

S11，样品的制备：将待测的饲料样品制备成风干样品，粉碎并过2mm筛，并测定各饲料干物质的含量，记为a％；

S12，样品的称量及装袋：称取质量为m1的风干样品，放入标记好的经65℃烘干48h，恒重为m2的尼龙袋，精饲料的称取量为5g，粗饲料的称取量为3g。

其中，步骤S3的具体包括以下步骤：

S31，将封口夹插入到中空圆柱状尼龙袋底托上的沿轴向设置的凹槽内；

S32，向尼龙袋底托的中部空腔加入两个钢制的承重块；

S33，将底托盖旋紧在尼龙袋底托的一端。

其中，步骤S5具体包括以下步骤：

S51，将从反刍动物的瘤胃中取出的尼龙袋底托放于冷水中冲洗以停止发酵；

S52，将尼龙袋取下，在封口夹加持的情况下放入洗衣机中进行清洗，洗涤频率为1min/次，直到水变澄清。

其中，步骤S6具体包括以下步骤：；

S61，将尼龙袋放入烘箱中，65℃烘干48h至恒重，记录样品及尼龙袋总质量m3；

S62，计算待测饲料营养物质的瘤胃降解率：

DM％＝(m1×a％+m2-m3)/(m1×a％)×100％。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明用于测定饲料瘤胃降解率的装置和方法不仅可以节省试验的时间和费用，还可以减少测定结果的误差，容易做到不同实验室间实验方法的标准化。本发明的尼龙袋经封口夹封口后固定在尼龙袋底托上并置于反刍动物的瘤胃内，操作方便、简单快捷，实验装置可以反复利用，重复性好。加工的尼龙袋形状大小统一，有利于实验的标准化。实验过程中尼龙袋因与尼龙袋底托连接，可以使尼龙袋始终处于伸展状态，进行实验时有利于控制尼龙袋的有效面积，并可以保证尼龙袋位于瘤胃腹囊中，减少测定结果的误差。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例用于测定饲料瘤胃降解率的装置的结构示意图；

图2是本发明实施例用于测定饲料瘤胃降解率的装置的尼龙袋连接封口夹的结构示意图；

图3是本发明实施例用于测定饲料瘤胃降解率的装置的俯视图；

图4是本发明实施例用于测定饲料瘤胃降解率的装置的尼龙袋底托的结构示意图；

图5是本发明实施例用于测定饲料瘤胃降解率的装置的尼龙袋底托连接尼龙绳的剖面图；

图6是本发明实施例用于测定饲料瘤胃降解率的装置的封口夹的结构示意图。

图中：1：尼龙袋底托；2：尼龙袋；3：封口夹；4：底托盖；5：尼龙绳；6：承重块；11：凹槽；12：空腔；31：内侧夹；32：外侧夹；33：按扣。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1所示，本发明实施例提供的用于测定饲料瘤胃降解率的装置，包括尼龙袋2、尼龙袋底托1和封口夹3，尼龙袋底托1置于瘤胃内，封口夹3设置于尼龙袋2的袋口处，以将尼龙袋2的袋口封闭，且封口夹3沿周向与尼龙袋底托1的侧壁连接。

本发明装置用于测定饲料瘤胃降解率的装置不仅可以节省试验的时间和费用，还可以减少测定结果的误差，容易做到不同实验室间实验方法的标准化。本发明的尼龙袋经封口夹封口后固定在尼龙袋底托上置于反刍动物的瘤胃内，操作方便、简单快捷，实验装置可以反复利用，重复性好。加工的尼龙袋形状大小统一，有利于实验的标准化。实验过程中尼龙袋因与尼龙袋底托连接，可以使尼龙袋始终处于伸展状态，进行实验时有利于控制尼龙袋的有效面积，并可以保证尼龙袋位于瘤胃腹囊中，减少测定结果的误差。

其中，如图2、图3和图6所示，封口夹3包括内侧夹31和外侧夹32，外侧夹32的外侧与尼龙袋底托1的侧壁连接，尼龙袋2的袋口置于内侧夹31和外侧夹32之间，内侧夹31扣入外侧夹32的内侧，以将尼龙袋2的袋口夹紧封闭。传统方法捆绑并固定好一个尼龙袋至少需要30秒的时间，本发明采用封口夹对尼龙袋的袋口进行夹紧封闭，外侧夹与内侧夹相互扣合的动作仅需3至5秒的时间，节约了大量时间和人力，同时封口夹与尼龙袋底托连接，有效避免了传统方法中尼龙线在瘤胃中相互缠绕的情况，在实验过程中拆卸封口夹时仅需将外侧夹与内侧夹分离，不损害尼龙袋，因此避免了手工剪开尼龙绳把尼龙袋剪坏，无法重复利用的情况。

具体的，如图3和图4所示，尼龙袋底托1的形状为柱状，尼龙袋底托1的侧壁上沿轴向设有凹槽11，封口夹3设置于凹槽11内。其中，凹槽11的横截面的形状为凸字型，凹槽11的窄端与尼龙袋底托1的侧壁连通。其中，凹槽11均匀分布于尼龙袋底托1的侧壁上。本实施例中尼龙袋底托呈圆柱形构造，重100g，长105mm，直径40mm。封口夹设置于尼龙袋底托侧壁的凹槽中，便于安装拆卸和再利用。本实施例的尼龙袋底托上均匀的布置了9个呈凸字型的凹槽，用于固定封口夹，封口夹将尼龙袋的袋口夹固完成后，沿轴向自上而下插入为通槽设置的凹槽内，封口夹位于凸字型凹槽的宽端，尼龙袋自然由窄端伸出，分布于尼龙袋底托的周围。

其中，如图5所示，尼龙袋底托1的中部设有空腔12，尼龙袋底托1的一端设有端板，尼龙袋底托1的另一端设有底托盖4，端板的中部设有连接孔，底托盖4上设有连接通孔，尼龙袋底托1通过尼龙绳5与瘤胃瘘管的管盖连接，尼龙绳5一端与瘤胃瘘管的管盖连接，尼龙绳5另一端依次穿过连接孔与空腔12并穿出连接通孔与底托盖4连接。其中，空腔12内还设有承重块6，承重块6上沿轴向设有供尼龙绳5穿过的通孔。将所有的封口夹插入尼龙袋底托的凹槽后，旋紧底托盖，固定凹槽中的封口夹防止其脱出。使用尼龙绳一端穿过装置的中空部位并打结后，整个装置放入安装有永久性瘤胃瘘管的牛的瘤胃中，尼龙绳另一端固定到瘤胃瘘管盖上。为保证尼龙袋在瘤胃中的自由活动，尼龙绳的自由长度须不短于25cm。为保证测定过程中尼龙袋位于瘤胃的腹囊内，可以向尼龙袋底托的中部空腔中添加中间有通孔的两个承重块，本发明的承重块选用圆柱状的钢块，重50g，长40mm，直径20mm。

进一步的，如图6所示，封口夹3上与尼龙袋2接触的边缘的形状均为锯齿状。其中，封口夹3的活动端设有按扣33，以使内侧夹31与外侧夹32扣合固定。本实施例的封口夹由聚碳材料加工而成，长85mm，宽5mm，在封口夹与尼龙袋接触的边缘有锯齿状构造，使内侧夹与外侧夹对尼龙袋袋口的夹持更加紧密牢固，封口夹的一端为按扣，在内侧夹扣入外侧夹后，将按扣连接，用以固定尼龙袋，防止尼龙袋由封口夹上滑脱。

另外，如图2所示，尼龙袋2的封闭端的形状为弧形。其中，尼龙袋2的材料为聚酯纤维，尼龙袋2的边缘经封口机进行热封边处理。本实施例的尼龙袋是由300目的尼龙布经机器压制而成的长150mm、宽80mm的一端开口的长方形袋子，尼龙袋边缘经热封边处理，牢固不脱丝，尼龙袋底部为弧形，可以防止饲料的残存。

本发明实施例还提供了上述装置用于测定饲料瘤胃降解率的方法，包括以下步骤：

S1，将待测饲料样品粉碎后放入经65℃条件下恒重的尼龙袋；

S2，通过封口夹将尼龙袋的袋口封闭，封口夹距离尼龙袋的袋口的距离约为0.5cm；

S3，将封口夹与尼龙袋底托连接；

S4，将多个尼龙袋底托在不同时刻逐个放入反刍动物的瘤胃中消化一定时间，至同一时刻同时取出；

使用尼龙绳一端穿过尼龙袋底托的空腔和底托盖并打结固定后，连接着尼龙袋的尼龙袋底托整个放入安装有永久性瘤胃瘘管的牛的瘤胃中，尼龙绳另一端固定到瘤胃瘘管盖上；为保证尼龙袋在瘤胃中的自由活动，尼龙绳的自由长度须不短于25cm；除上述方法外，也可将本装置放入洗衣袋后置于瘤胃中进行实验测定。根据不同的试验设计，确定所需的培养时间，通常精料培养时间包括0，3，6，12，24，48，72h，粗料培养时间按照24h的间隔适当延长，直到达到平台期；采用倒序法将安装好的装置放入反刍动物瘤胃中，最后统一取出；0h尼龙袋仅需水中浸泡10min，无需放入瘤胃中；

S5，在封口夹加持的状态下对尼龙袋进行洗涤；

S6，将尼龙袋中的剩余饲料样品取出并于65℃条件下烘干至恒重，计算饲料瘤胃降解率DM％。

其中，步骤S1具体包括以下步骤：

S11，样品的制备：将待测的饲料样品制备成风干样品，粉碎并过2mm筛，并测定各饲料干物质的含量，记为a％；

S12，样品的称量及装袋：称取质量为m1的风干样品，放入标记好的经65℃烘干48h，恒重为m2的尼龙袋，精饲料的称取量为5g，粗饲料的称取量为3g。

其中，步骤S3的具体包括以下步骤：

S31，将封口夹插入到中空圆柱状尼龙袋底托上的沿轴向设置的凹槽内；一个尼龙袋底托上最多可安装9个尼龙袋；

S32，为保证实验过程中尼龙袋位于瘤胃腹囊，向尼龙袋底托的中部空腔加入两个钢制的承重块；

S33，所有的封口夹插入尼龙袋底托的凹槽后，将底托盖旋紧在尼龙袋底托的一端。

其中，步骤S5具体包括以下步骤：

S51，将从反刍动物的瘤胃中取出的尼龙袋底托放于冷水中冲洗以停止发酵；

S52，将尼龙袋取下，在封口夹加持的情况下放入洗衣机中进行清洗，洗涤频率为1min/次，直到水变澄清。必要时，可使用长尾夹加固封口夹，以防封口夹在清洗过程中松动打开。

其中，步骤S6具体包括以下步骤：；

S61，将尼龙袋放入烘箱中，65℃烘干48h至恒重，记录样品及尼龙袋总质量m3；

S62，计算待测饲料营养物质的瘤胃降解率：

DM％＝(m1×a％+m2-m3)/(m1×a％)×100％。

公式中m1代表称取的饲料质量，a％代表饲料的干物质含量，m2代表恒重的尼龙袋质量，m3代表经瘤胃消化洗净烘干后的样品及尼龙袋的质量之和。

采用(1979)的模型计算饲料的降解特性，其模型公式为y＝a+b(l-e^-ct)；其中y代表t时刻的瘤胃消失率，a代表快速降解组分，b代表慢速降解组分，c代表慢速降解组分的降解速率。

使用本发明方法与传统钢链尼龙袋法测定玉米、高粱、大麦、小麦、豆粕、DDGS(玉米脱水酒精糟及可溶物)、羊草、玉米秸、稻草、大豆秸、啤酒糟、向日葵粕共12种饲料的瘤胃干物质不同时间点的消失率，并利用(1979)的模型对这几种饲料的瘤胃干物质降解特性进行分析，结果见表1。从表1中可以看出，两种方法所测大部分饲料的干物质快速降解组分(a)差异不大(P>0.05)，本发明方法所测大部分饲料干物质有效降解率(ED)显著高于传统方法，可能是由于本装置采用封口夹封口，并且试验过程中尼龙袋始终处于伸展状态，使尼龙袋与瘤胃液接触的有效面积高于传统方法。本试验的结果说明本发明方法能够使饲料在瘤胃中充分降解，克服了传统方法尼龙袋与瘤胃液有效接触面积不稳定的缺陷，能更准确反映饲料原料的降解特性。而且对于大部分饲料来讲，本发明方法测定的结果变异(RSD％)较小，重复性高于传统方法。以上结果表明本方法可以用于测定饲料的瘤胃干物质消失率。

表1本发明方法与传统尼龙袋法测定的饲料原料降解特性的比较

注：RSD％代表相对标准偏差；SEM代表均方误差；P代表显著性水平，P<0.05表示差异显著，P>0.05表示差异不显著；a代表快速降解组分，b代表慢速降解组分，c代表慢速降解组分的降解速率，ED代表饲料干物质的有效降解率。

使用本发明装置与传统钢链尼龙袋法测定玉米、高粱、大麦、小麦、豆粕、DDGS(玉米脱水酒精糟及可溶物)、羊草、玉米秸、稻草、大豆秸、啤酒糟、向日葵粕共12种饲料的不同时间点的瘤胃干物质消失率，每一种饲料原料重复实验6次，统计实验数据，结果见表2。由表2可以看出：本发明方法测得的各时间点饲料瘤胃干物质消失率高于传统方法，能够使饲料在瘤胃中充分降解，克服了传统方法尼龙袋与瘤胃液有效接触面积不稳定的缺陷，能更准确反映饲料原料的降解特性。可以认为本发明方法能够替代传统方法。

表2本发明方法与传统尼龙袋法测定的24h瘤胃干物质消失率(DM％)

注：SEM代表均方误差；P代表显著性水平，P<0.05表示差异显著，P>0.05表示差异不显著。

综上所述，本发明方法用于测定饲料瘤胃降解率的装置和方法不仅可以节省试验的时间和费用，还可以减少测定结果的误差，容易做到不同实验室间实验方法的标准化。本发明的尼龙袋经封口夹封口后固定在尼龙袋底托上置于反刍动物的瘤胃内，尼龙袋底托通向瘤胃瘘管外部，操作方便、简单快捷，实验装置可以反复利用，重复性好。加工的尼龙袋形状大小统一，进行实验时有利于实验的标准化。实验过程中尼龙袋因与尼龙袋底托连接，可以使尼龙袋始终处于伸展状态，有利于控制尼龙袋进行实验的有效面积，并可以保证尼龙袋位于瘤胃腹囊中，减少测定结果的误差。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。