飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源與水平對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液組成的影響

胡光源 趙 峰 張宏福 鐘永興 劉震坤

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193）

長(zhǎng)期以來(lái),人們對(duì)豬飼料模擬消化方法的研究,大多以一定濃度的胰液素溶液來(lái)模擬豬小腸液,這種研究思路一方面使模擬小腸液缺乏生物學(xué)依據(jù),另一方面也使得模擬的腸液難以標(biāo)準(zhǔn)化。因此,要實(shí)現(xiàn)對(duì)豬小腸液的有效模擬,首先需要了解腸道食糜所處的環(huán)境,即小腸液的組成成分。研究表明,飼糧能量來(lái)源（大麥、小麥、淀粉等）及纖維水平與組成對(duì)生長(zhǎng)豬空腸食糜、胰腺組織的消化酶活性無(wú)顯著影響[1-6]。在以家禽作為研究對(duì)象的試驗(yàn)中也表明飼糧能量水平對(duì)雞、鴨腸液的組成影響較少,但飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源對(duì)腸液消化酶活性及部分離子濃度有一定的影響[7-9]。在豬的飼糧配制中,能量飼料的種類與數(shù)量相對(duì)固定,而蛋白質(zhì)飼料變異較為廣泛,不同餅粕類飼料的有效氨基酸組成、抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素等可能對(duì)生長(zhǎng)豬的膽汁、胰液及腸液的分泌有顯著影響,從而影響小腸液的消化酶活性。為了使模擬豬腸液組成的基本參數(shù)不脫離一般生產(chǎn)條件下的變異范圍,本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了4種不同蛋白質(zhì)來(lái)源與水平的飼糧,研究飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源與水平對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液組成的影響,為豬飼料養(yǎng)分生物學(xué)效價(jià)酶學(xué)評(píng)定方法中模擬腸液的設(shè)計(jì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及動(dòng)物飼養(yǎng)管理

采用4×4拉丁方設(shè)計(jì),在8頭體重（22.77± 0.23）kg的杜×長(zhǎng)×大三元雜交去勢(shì)公豬體內(nèi)安裝空腸T型瘺管,術(shù)后按常規(guī)程序護(hù)理3周,期間飼喂基礎(chǔ)飼糧。待試驗(yàn)豬恢復(fù)后,從荷術(shù)豬中挑選健康、體重（27.79±0.46）kg的4頭試驗(yàn)豬進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)豬分期、分號(hào)分別飼喂4種試驗(yàn)飼糧,即玉米-豆粕型飼糧（飼糧1）、玉米-豆粕低蛋白質(zhì)飼糧（飼糧2）、玉米-豆粕-棉籽粕-菜籽粕飼糧（飼糧3）和玉米-豆粕-棉籽粕-菜籽粕低蛋白質(zhì)飼糧（飼糧4）。每期試驗(yàn)為15 d,其中預(yù)試期10 d,在試驗(yàn)期第11天、第13天和第15天每天的09:30、13:30和17:30采集食糜樣品1 h。整個(gè)試驗(yàn)期間荷術(shù)豬自由飲水,每天08:00和16:00拌濕喂料,采食量控制為試驗(yàn)豬體重的4%。代謝室衛(wèi)生管理按動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)程序進(jìn)行。

1.2試驗(yàn)飼糧

參照NRC（1998）生長(zhǎng)豬營(yíng)養(yǎng)需要量,將飼糧蛋白質(zhì)含量設(shè)置為（20～50）kg和（51～80）kg豬蛋白質(zhì)需要量的平均值,低蛋白質(zhì)飼糧為該平均值的85%。預(yù)混料使用1%生長(zhǎng)豬預(yù)混料。試驗(yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）Table 1 Composition and nutrient levels o f experimen tal diets（air-dry basis）%

1.3 空腸瘺管安裝及術(shù)后護(hù)理

術(shù)前試驗(yàn)豬禁食24 h,期間自由飲水。手術(shù)室及手術(shù)器材消毒后,將試驗(yàn)豬右腹側(cè)后半部剃毛、清潔。試驗(yàn)豬耳后注射麻醉劑進(jìn)行全身麻醉。按瘺管安裝常規(guī)操作,在腹中線上方約20 cm、最后肋骨后3～4 cm處,縱向做長(zhǎng)6～8 cm的切口,于空腸前段（離幽門后170 cm）即空腸靠近腸系膜淋巴結(jié)末端的腸段上安裝T型瘺管,并于皮膚切口距頭側(cè)約5 cm處做一切口,由此將漏管管體部引出,勿使腸管發(fā)生前后扭轉(zhuǎn),用硅膠螺母片固定瘺管管體部,按照常規(guī)進(jìn)行腹腔及皮膚縫合并做消炎處理。術(shù)后將荷術(shù)豬轉(zhuǎn)移至安靜房間,待其完全清醒后轉(zhuǎn)移至代謝籠內(nèi),禁飼禁水24 h,按常規(guī)護(hù)理程序護(hù)理并恢復(fù)3周,當(dāng)試驗(yàn)豬恢復(fù)了正常的采食并且體況保持穩(wěn)定后,開(kāi)始試驗(yàn)期。

1.4 樣品采集與制備

每期試驗(yàn)的第11天、第13天和第15天每天的09:30、13:30、和17:30通過(guò)有低溫保鮮（0～4℃）效果的自制收集瓶,從瘺管口處采集50 m L空腸食糜樣品,每次采樣結(jié)束后立刻混勻取部分樣品轉(zhuǎn)入10 m L離心管中,4℃1 250 g離心10 min。取上清液旋渦混合后分裝成8等份,儲(chǔ)存于-70℃冰箱保存,待測(cè)酶活和離子濃度。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

測(cè)定樣品時(shí),將第11天、第13天和第15天采樣期樣品按早、中、晚時(shí)間點(diǎn)于4℃冷水浴中解凍后充分混合,以緩沖液（消化酶測(cè)定）或去離子水（離子濃度測(cè)定）稀釋至所需倍數(shù)。α-淀粉酶以可溶性淀粉為底物測(cè)定活性[10],淀粉酶活性單位定義為25℃、pH 6.90條件下每m in釋放1μm ol麥芽糖所具有的活性;脂肪酶活性使用德國(guó)Diasys脂肪酶試劑盒測(cè)定,脂肪酶活性單位定義為37℃、pH 8.90條件下每min水解1 nm ol甘油三酯所具有的活性;胰蛋白酶活性測(cè)定以甲基叔戊基醚（TAME）為底物進(jìn)行測(cè)定[11],胰蛋白酶活性單位定義為25℃、pH 8.10條件下每m in釋放1μmol對(duì)-甲苯磺酞-L-精氨酸時(shí)所具有的活性。糜蛋白酶活性以N-苯甲酰-L-酪氨酰乙酯（BTEE）為底物測(cè)定,糜蛋白酶活性單位定義為在25℃、pH 7.80條件下每m in釋放1μmol苯甲酞-L-酪氨酸所具有的活性。所有消化酶的活性單位均以U/m L腸液表示。吸光度用TU-1900可控溫雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定。

空腸液中Na+、K+、Cl-濃度用M edica Corpo rction公司產(chǎn)Easyly te Plus型鈉鉀氯分析儀測(cè)定;Mg2+、Ca2+濃度的測(cè)定采用英國(guó)（Randox） CA 2390、MG531的檢測(cè)試劑盒測(cè)定;pH用德國(guó)Sartorius PB-10酸度計(jì)在38℃水浴下測(cè)定。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)3 d采樣期早、中、晚空腸液酶活和離子濃度的均值做統(tǒng)計(jì)分析,為生長(zhǎng)豬每期空腸液消化酶活性及離子濃度變異。

根據(jù)拉丁方設(shè)計(jì),采用SAS 8.0的GLM模塊進(jìn)行方差分析,統(tǒng)計(jì)模型為:Y=μ+Ti+Pj+D k+εijkl,μ為總體均數(shù),T為周期效應(yīng),P為豬效應(yīng),D為飼糧效應(yīng),ε為隨機(jī)誤差。

用Duncan氏法對(duì)均值進(jìn)行多重比較;以SAS Contrast語(yǔ)句比較飼糧1與飼糧3間、飼糧2與飼糧4間及飼糧1+飼糧3與飼糧2+飼糧4間的差異,顯著水平為P＜0.05,對(duì)P＜0.15的處理因素作趨勢(shì)分析。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源與水平對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液中主要消化酶活性的影響

從4種飼糧對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液消化酶活性的影響（表2）可知,各飼糧組間空腸液中的胰蛋白酶、糜蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性無(wú)顯著差異（P＞0.05）;通過(guò)SAS Contrast語(yǔ)句分別比較正常蛋白質(zhì)水平（飼糧1對(duì)飼糧3）和低蛋白質(zhì)水平（飼糧2對(duì)飼糧4）飼糧條件下,生長(zhǎng)豬空腸液消化酶活性的差異發(fā)現(xiàn),無(wú)論是正常蛋白質(zhì)水平還是低蛋白質(zhì)水平條件下,飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源對(duì)空腸液中的胰蛋白酶、糜蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性均無(wú)顯著影響（P＞0.05）;通過(guò)SASContrast語(yǔ)句比較正常蛋白質(zhì)水平（飼糧1+飼糧3）與低蛋白質(zhì)水平（飼糧2+飼糧4）條件下,生長(zhǎng)豬空腸液酶活的差異發(fā)現(xiàn),飼糧低蛋白質(zhì)水平有提高空腸液中的胰蛋白酶、糜蛋白酶、脂肪酶活性的趨勢(shì)（P＜0.15）,而對(duì)淀粉酶的活性無(wú)顯著影響（P＞0.05）。此外,從拉丁方試驗(yàn)的試驗(yàn)期及試驗(yàn)豬個(gè)體間對(duì)豬空腸液消化酶活性變異的貢獻(xiàn)看,豬的生長(zhǎng)周期（試驗(yàn)期）對(duì)糜蛋白酶的活性有影響的趨勢(shì)（P＜0.15）,試驗(yàn)豬個(gè)體間對(duì)淀粉酶活性上有顯著差異（P＜0.05）。

2.2 飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源與水平對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液中主要離子濃度的影響

從4種飼糧處理?xiàng)l件下生長(zhǎng)豬空腸液中5種主要離子濃度及pH的差異（表3）看,飼糧因素對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液中5種主要離子的濃度及pH無(wú)顯著影響（P＞0.05）;通過(guò)SAS Contrast語(yǔ)句分別比較正常蛋白質(zhì)水平（飼糧1對(duì)飼糧3）和低蛋白質(zhì)水平（飼糧2對(duì)飼糧4）條件下,生長(zhǎng)豬空腸液中的離子濃度及pH的差異發(fā)現(xiàn),無(wú)論是正常蛋白質(zhì)水平還是低蛋白質(zhì)水平條件下,飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源對(duì)空腸液中的5種主要離子的濃度及pH都無(wú)顯著影響（P＞0.05）;通過(guò)SAS Contrast語(yǔ)句比較正常蛋白質(zhì)水平（飼糧1+飼糧3）與低蛋白質(zhì)水平（飼糧2+飼糧4）條件下,生長(zhǎng)豬空腸液中離子的濃度及pH的差異發(fā)現(xiàn),飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液中5種主要離子的濃度及pH也無(wú)顯著影響（P＞0.05）。此外,從拉丁方試驗(yàn)的試驗(yàn)期及試驗(yàn)豬個(gè)體間對(duì)空腸液離子濃度變異的貢獻(xiàn)看,豬的生長(zhǎng)周期（試驗(yàn)期）對(duì)Mg2+濃度有顯著的影響（P＜0.05）,對(duì)Na+濃度有影響趨勢(shì)（P＜0.15）,試驗(yàn)豬個(gè)體間在Na+、K+、Cl-、Ca2+的濃度上有顯著差異（P＜0.05）。

表2 飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源與水平對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液消化酶活性的影響Tab le 2 Ef fects of dietary protein source and level on the digestive enzym e activities of je junal fluid in growing pigs U/m L

表3 飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源與水平對(duì)豬空腸液離子濃度和pH的影響Table 3 Effects o f dietary p rotein source and level on the ion concentration and pH o f jejunal fluid in grow ing pigs

3 討 論

3.1 飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源及水平與生長(zhǎng)豬空腸液組成的關(guān)系

胰腺與腸腺分泌的各種酶蛋白是小腸液中消化酶的主要來(lái)源。1頭40 kg的生長(zhǎng)豬1 d可分泌的消化液平均為2.51 L[6,13],足夠?qū)⒆儺惡艽蟮娘暭Z完全消化[6,14]。由此可見(jiàn),豬內(nèi)源性消化酶相對(duì)于采食量而言是極其過(guò)量的。盡管豬腸道環(huán)境的變化（食糜、飲水等）可反饋調(diào)控消化液的分泌,但迷走神經(jīng)在很大范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)消化液總分泌量[15],本試驗(yàn)條件下,4種飼糧的能量飼料以玉米為主,蛋白質(zhì)飼料分別為豆粕、棉籽粕和菜籽粕三者的組合。飼糧的蛋白質(zhì)來(lái)源對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液4種主要消化酶活性無(wú)顯著影響,這表明豬腸液中主要消化酶對(duì)飼料蛋白質(zhì)的來(lái)源有較大范圍的適應(yīng)性,此結(jié)果與前期所報(bào)道的豬胰液與消化道酶活性對(duì)魚(yú)粉、花生粕及酪蛋白等蛋白質(zhì)來(lái)源不敏感的結(jié)果類似[1-2]。然而,本試驗(yàn)中,低蛋白質(zhì)水平飼糧有提高豬空腸液中胰蛋白酶、糜蛋白酶和脂肪酶活性的趨勢(shì),這與前人報(bào)道中高蛋白質(zhì)水平飼糧能提高豬胰腺中蛋白酶活性的結(jié)論[13]正好相反,這可能是由于在本試驗(yàn)中,空腸液來(lái)自空腸前段,此處腸液的組成受飲水及非飼糧來(lái)源的其他因素干擾較大,至于導(dǎo)致這一結(jié)果的原因仍需進(jìn)一步研究。

豬腸道內(nèi)電解質(zhì)主要來(lái)源于膽汁、胰腺、腸腺的分泌及食糜和飲水。腸道電解質(zhì)是維持機(jī)體酸堿平衡、滲透壓平衡的關(guān)鍵因素。動(dòng)物通過(guò)腎臟調(diào)節(jié)腸道電解質(zhì)濃度以使電解質(zhì)平衡,維持正常機(jī)體代謝[16]。本試驗(yàn)中,飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源與水平對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液中5種主要離子濃度都沒(méi)有顯著影響,這可能與腸道內(nèi)的水和飼糧源性礦物鹽能很快地被腸道吸收有關(guān)[17]。上述結(jié)果也與前人研究豬腸道離子濃度相對(duì)穩(wěn)定相一致[3-4,15]。腸液pH是腸道酸堿平衡的綜合反映,動(dòng)物腸道通過(guò)陰陽(yáng)離子交換有維持pH穩(wěn)定的功能,以此保障腸道的正常消化功能[15]。本試驗(yàn)條件下,飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源及水平對(duì)生長(zhǎng)豬腸道pH沒(méi)有顯著影響,這與腸液中存在大量的碳酸鹽緩沖液有關(guān)[15],并且飼糧中養(yǎng)分（如蛋白質(zhì)等）的降解產(chǎn)物也能被腸道快速有效地吸收[18-19]。因此,飼糧在腸道中的降解產(chǎn)物對(duì)腸液pH的影響很少,從而使得生長(zhǎng)豬腸道能維持較穩(wěn)定的pH。

3.2 其他因素與生長(zhǎng)豬腸液組成的關(guān)系

本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)豬的生長(zhǎng)周期（試驗(yàn)期）對(duì)Mg2+濃度有顯著影響,而且對(duì)糜蛋白酶的活性及Na+濃度有影響趨勢(shì)。這表明豬在不同生長(zhǎng)階段其腸液的組成是有差異的。然而這種差異是否會(huì)導(dǎo)致消化功能的差異仍需要進(jìn)一步研究。另外,從試驗(yàn)豬個(gè)體對(duì)空腸液組成的變異看,不同個(gè)體來(lái)源的腸液在淀粉酶活性,Na+、K+、Cl-、Ca2+的濃度上有顯著的差異。這可能主要與試驗(yàn)豬個(gè)體在飲水、采食行為、生理狀態(tài)等方面存在差異有關(guān)。試驗(yàn)過(guò)程中,我們也發(fā)現(xiàn)不同試驗(yàn)豬在飲水量、食糜流量上存在較大的差異。

4 結(jié) 論

①飼糧的蛋白質(zhì)來(lái)源對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液中胰蛋白酶、糜蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性及Na+、K+、Cl-、Ca2+、M g2+濃度及pH都沒(méi)有顯著影響。

②飼糧的蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)豬空腸液中胰蛋白酶、糜蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性及Na+、K+、Cl-、Ca2+、M g2+濃度及pH也無(wú)顯著影響。

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（編輯 田艷明）