[发明专利]一种通过数学模型预测猪饲料磷表观全肠道消化率的方法

说明书

本发明公开了一种通过数学模型预测猪饲料磷表观全肠道消化率的方法，包括以下步骤：数据的收集并整理、用模拟软件进行模型开发、检测模型的灵敏性。收集有关猪体内磷代谢的数据并整理成一个数据库，并且在必要时通过回归技术调整以适合模型建立；设置模拟过程及相应参数；用模拟软件进行测试；对比模拟数据和实际观测数据；确定整个模型的参数设置；检测模型的灵敏性。本发明采用数字化信息技术将饲料磷在消化道中的代谢过程进行量化，通过该模型快速评估饲料磷的生物学效价。而大量体内体外数据的收集和每阶段代谢过程的精细模拟可以提高该数学模型模拟结果的重复性和准确性，并确保有较高的精度。

技术领域

本发明涉及一种预测猪饲料磷表观全肠道消化率的数学模型，涉及一种体外高效评估饲料磷生物学效价的机制，该模型建立在数字化信息技术的基础上，主要通过计算机运行模型程序来研究不同饲料中磷的消化利用率。

背景技术

磷是生命中不可缺少的元素。对动物来说，磷的吸收主要依赖于其供应形式，且在植物中主要以植酸磷的形式存在。这种形式的磷在单胃动物中的可利用率降低，主要因为缺少可将这部分磷从植酸中释放出来的酶，因此很大一部分饲料磷被排出体外。其结果可能是造成“非点源污染”，这一现象正变得越来越令人担忧。此外，磷是继蛋白质和能量之外的第三昂贵的饲料原料。因此，在不影响猪的健康或生产力的情况下减少饲料磷的供应量是可持续养猪生产系统需要解决的一个基本问题。为了优化磷的利用率，关键是提高预测磷吸收量的能力，且同时需要考虑到影响磷吸收的主要因素。考虑到其化学形式以及植酸酶和饲料钙等因素的相互作用，优化饲料磷利用需要我们对动物消化道中摄入的磷的整个代谢过程有很好的理解。而饲料磷消化率的评定方法主要有体内法和体外法。体内法不仅费时费力，而且周期长，试验过程受环境影响大，其试验结果误差大不能满足研究和实际生产所需。而体外法具有高效率、高准确度以及高重演性的优点。主流体外评定法为仿生消化评定法，此法相比于体内评定法其效率大大提高，且能排除环境因素的影响。而数学建模的体外评定法除了具有仿生消化评定法的优点，还具重要的特点，即模型建立成本低，有望大面积普及用于饲料公司、科研机构及各高校等。

数学建模可以准确反映生长猪体内磷的消化利用的过程和相互作用的复杂性。到目前为止，一些模型已经模拟了猪体内钙和磷的代谢，但都没有详细阐述磷的消化利用。本模型通过整合最重要的生理过程来模拟生长猪消化系统中饲料磷的代谢过程，从而快速预测饲料磷表观全肠道消化率。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种通过数学模型预测猪饲料磷表观全肠道消化率的方法，包括以下步骤：

步骤一、收集前期猪体内和体外有关磷代谢的数据，并整理成数据库，以提供模型建立所需参数及辅助后期模型灵敏性检测；

步骤二、确定模型的总体结构，结合猪消化道结构和磷代谢特点将模拟过程分为四个部分：胃、小肠近端、小肠远端和大肠，且每一部分都设有可溶植酸磷、不溶植酸磷、可溶的非植酸磷、不溶的非植酸磷；

步骤三、根据收集的数据整理结果设置参数，包括：胃中参数、小肠近端参数、小肠远端参数和大肠参数；

步骤四、将所有参数输入模拟软件进行模拟；每次模拟结束后将结果与试验数据对比，根据对比结果如果有需要调整的参数，分析后进行恰当的调整，然后再次运行，如此反复操作，直至模拟数据和观测数据的误差在规定范围内后确定最终参数；

步骤五、完成初步建模后对模型灵敏度进行检测。

优选的是，所述步骤一中，磷代谢的数据来源于128个试验中430个观测值，包含体内和体外数据。

优选的是，所述步骤三中，设置参数的过程将影响磷代谢的因素包括在内，主要过程包括：溶解、不溶解、水解、吸收、分泌和排出；影响过程的主要因素包括：管腔PH值、消化产物通过每一阶段的通过率、植酸酶和钙浓度。