N-氨甲酰谷氨酸對(duì)環(huán)江香豬生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率及血漿游離氨基酸含量的影響

周笑犁 印遇龍 孔祥峰 湯文杰 何慶華

(1.中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心,長(zhǎng)沙 410125；2.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌 330047；3.中國(guó)科學(xué)院環(huán)江喀斯特農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站,環(huán)江 547100)

L-精氨酸具有多種重要的生理生化功能,不僅可以作為動(dòng)物細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的重要原料,也是機(jī)體內(nèi)一氧化氮、多胺和肌酸等重要生物活性物質(zhì)合成的前體[1]。但是,外源性精氨酸具有一定的副作用,而且其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用一直受到價(jià)格因素的制約。因此,通過調(diào)控內(nèi)源性精氨酸的合成,增加機(jī)體內(nèi)精氨酸的供給是一種經(jīng)濟(jì)、有效的策略。N-氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamate,NCG)作為尿素循環(huán)中鳥氨酸生成瓜氨酸的中間體N-乙酰谷氨酸(N-acetylglutanate,NAG)的類似物,可有效激活內(nèi)源性精氨酸的合成。在21日齡斷奶仔豬飼糧中添加0.8 g/kg的NCG可有效提高仔豬血清精氨酸濃度,增強(qiáng)機(jī)體免疫力,促進(jìn)其生長(zhǎng)[2]；添加0.05%的NCG可增加斷奶公豬內(nèi)源性精氨酸的合成,提高血漿中生長(zhǎng)激素水平,并促進(jìn)斷奶仔豬的生長(zhǎng)[3]。可見,在飼糧中添加適量NCG對(duì)提高動(dòng)物機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)狀況,降低生產(chǎn)成本及提高養(yǎng)殖效益均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

環(huán)江香豬是我國(guó)著名的地方品種豬,具有體型矮小、基因純合、抗逆性強(qiáng)及肉質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)[4]。但目前環(huán)江香豬的飼養(yǎng)管理仍較為粗放,飼糧中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不夠全面和均衡,導(dǎo)致其生長(zhǎng)發(fā)育緩慢。若要大力發(fā)展環(huán)江香豬生產(chǎn),提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率和氨基酸平衡,改善肉品質(zhì),必須首先解決其營(yíng)養(yǎng)需要和飼料配方問題。本研究測(cè)定了飼糧中添加0.1%NCG對(duì)環(huán)江香豬生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化代謝及血漿中游離氨基酸含量的影響,旨在為NCG在環(huán)江香豬生產(chǎn)中的應(yīng)用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用環(huán)江香豬10頭,按體重相近、公母比例相同的原則隨機(jī)分為2組,每組5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1頭豬,單籠飼養(yǎng)。本試驗(yàn)參照NRC(1998)營(yíng)養(yǎng)需要量[5],并結(jié)合陸川豬的飼料配方[4]配制基礎(chǔ)飼糧。基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗(yàn)組飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加0.1%NCG(含量50%)的試驗(yàn)飼糧,并在所有飼糧中添加0.1%的TiO2作為指示劑,1∶2加水調(diào)制成粥狀飼喂。每天飼喂3次,自由采食和飲水。試驗(yàn)期為10 d。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.2 生長(zhǎng)性能測(cè)定

試驗(yàn)開始時(shí)逐頭稱取試豬的空腹體重；試驗(yàn)期間,記錄每頭試豬的日采食量；在試驗(yàn)結(jié)束后,逐頭稱取試豬的空腹體重。計(jì)算平均日增重、平均日采食量和料重比。

1.3 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率測(cè)定

試驗(yàn)第8～10天每天08:00和15:00收集糞樣,-20℃凍存。測(cè)定前將每頭試豬的糞樣解凍后混合均勻,以混合糞樣鮮重的10%取樣,然后按取樣量的1/4加入10%的酒石酸攪勻,65℃烘干,置室溫下回潮24 h,稱重、記錄、粉碎,分裝于樣品袋中備用。用TiO2指示劑法測(cè)定干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的表觀消化率[6]。

1.4 血漿生化參數(shù)測(cè)定

試驗(yàn)第10天每頭試豬前腔靜脈采血10 mL,肝素抗凝,3 000 r/min離心15 min,分離血漿,-20℃凍存。用CX4型全自動(dòng)生化分析儀(Beckman)測(cè)定其中總蛋白、白蛋白、尿素氮、血氨、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、甘油三酯、膽固醇和葡萄糖的含量及堿性磷酸酶的活性[7]。測(cè)定方法按照試劑盒(由北京利德曼公司提供)說明進(jìn)行。

1.5 血漿游離氨基酸含量測(cè)定

將試驗(yàn)第10天采集分離的血漿樣品于4℃解凍,每毫升樣品加入7.5%的三氯乙酸2.5 mL,混勻后于4℃下15 000 r/min離心15 min,取上清液,用L-8800型全自動(dòng)氨基酸分析儀(日立公司)測(cè)定其中游離氨基酸的含量,然后換算成血漿中游離氨基酸的含量[8]。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)以平均值 ±標(biāo)準(zhǔn)差表示,SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和t檢驗(yàn)。P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 NCG對(duì)環(huán)江香豬生長(zhǎng)性能的影響

由表2可見,試驗(yàn)開始時(shí),NCG組和基礎(chǔ)飼糧組環(huán)江香豬的初始平均體重相近；飼喂10 d后,0.1%的NCG對(duì)平均日采食量無顯著影響(P＞0.05),但平均日增重顯著高于基礎(chǔ)飼糧組(P＜0.05),料重比顯著低于基礎(chǔ)飼糧組(P＜0.05)。

表2 NCG對(duì)環(huán)江香豬生長(zhǎng)性能的影響Table 2 Effects of NCG on growth performance in Huanjiang mini-pigs(n=5)

2.2 NCG對(duì)環(huán)江香豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

由表3可見,在基礎(chǔ)飼糧中添加0.1%的NCG增加了環(huán)江香豬對(duì)粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和干物質(zhì)的表觀消化率(P＞0.05)。

表3 NCG對(duì)環(huán)江香豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響Table 3 Effects of NCG on apparent digestibility of nutrients in Huanjiang mini-pigs(n=5)%

2.3 NCG對(duì)環(huán)江香豬血漿生化參數(shù)的影響

由表4可見,與基礎(chǔ)飼糧組相比,0.1%的NCG顯著降低了環(huán)江香豬的血漿尿素氮、血氨和低密度脂蛋白的含量(P＜0.05),顯著升高了血漿堿性磷酸酶的活性(P＜0.05)；增加了血漿總蛋白的含量(P＞0.05),降低了血漿膽固醇和甘油三酯的含量(P＞0.05)。

表4 NCG對(duì)環(huán)江香豬血漿生化參數(shù)的影響Table 4 Effects of NCG on plasma biochemical parameters in Huanjiang mini-pigs(n=5)

2.4 NCG對(duì)環(huán)江香豬血漿游離氨基酸含量的影響

由表5可見,NCG組環(huán)江香豬血漿中苯丙氨酸和蛋氨酸的含量均顯著高于基礎(chǔ)飼糧組(P＜0.05)；就血漿游離氨基酸組成來看,0.1%的NCG顯著增加了血漿中的總氨基酸、必需氨基酸和芳香族氨基酸的含量(P＜0.05)。其他氨基酸的含量2組間均無顯著差異(P＞0.05)。

表5 NCG對(duì)環(huán)江香豬血漿游離氨基酸含量的影響Table 5 Effects of NCG on plasma concentrations of free amino acids in Huanjiang mini-pigs(n=5)nmol/μ L

3 討 論

關(guān)于NCG對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響,國(guó)內(nèi)外已有一些報(bào)道。例如,在仔豬飼料中添加0.04%或0.08%的NCG不影響采食量,但可顯著提高平均日增重,降低料重比,并在一定程度上提高斷奶仔豬對(duì)蛋白質(zhì)和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率[9]。添加0.08%的NCG可促進(jìn)斷奶仔豬的生長(zhǎng)速度,降低腹瀉率[2]。本研究結(jié)果表明,在飼糧中添加0.1%的NCG飼喂10 d后,環(huán)江香豬的平均日增重顯著提高,料重比顯著降低；粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和干物質(zhì)的表觀消化率也有提高趨勢(shì),其原因可能是NCG可促進(jìn)機(jī)體內(nèi)源性精氨酸的合成,從而改善了機(jī)體內(nèi)氨基酸的平衡。

堿性磷酸酶可增加機(jī)體對(duì)物質(zhì)的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn),提高飼料轉(zhuǎn)化率,并促進(jìn)體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成,其活性高低與動(dòng)物的生長(zhǎng)性能呈正相關(guān)[10]。本研究發(fā)現(xiàn),0.1%的NCG可顯著提高環(huán)江香豬血漿中堿性磷酸酶的活性,這與其對(duì)生長(zhǎng)性能的影響一致。低密度脂蛋白是一組不均一的富含膽固醇的脂蛋白顆粒,并可作為運(yùn)輸膽固醇的載體[11]。飼喂添加0.1%的NCG飼糧后,環(huán)江香豬血漿低密度脂蛋白含量顯著降低,膽固醇和甘油三酯含量也有降低趨勢(shì),從而使血液及其他組織中的膽固醇含量下降。過量的氨基酸在體內(nèi)進(jìn)行脫氨基作用會(huì)增加血液尿素氮的含量,在氨基酸平衡良好時(shí),尿素氮可以正常排出,其含量會(huì)下降。但飼糧中的含氮物質(zhì)升高,體內(nèi)的氨基酸代謝旺盛,組織遭受破壞,核蛋白清除量增加或腎功能障礙時(shí),血液中的尿素氮得不到正常排出,導(dǎo)致尿素氮含量升高[12]。在本研究中,飼喂添加0.1%的NCG飼糧后,環(huán)江香豬的血氨和尿素氮含量顯著降低,總蛋白含量有所增加。因?yàn)樵诰彼岷铣纱x過程中,NAG是氨甲酰磷酸合成酶-I(CPS-I)的變構(gòu)激活劑[9,13],對(duì)氨甲酰磷酸的生成具有重要調(diào)控作用。NCG作為NAG的類似物,通過激活CPS-I而促進(jìn)體內(nèi)多余的氨向尿素轉(zhuǎn)化。

在21日齡斷奶仔豬飼糧中添加0.09%的NCG,血漿精氨酸濃度提高了36%[14]；更高水平的NCG會(huì)導(dǎo)致仔豬的高精氨酸血癥,但賴氨酸濃度卻顯著降低[2,15]。本研究在環(huán)江香豬飼糧中添加0.1%的NCG后,血漿精氨酸含量提高了12.6%,賴氨酸和組氨酸含量無顯著變化,可能是因?yàn)樘砑舆m宜劑量的NCG能夠促進(jìn)機(jī)體內(nèi)源性精氨酸的合成,而不與其他氨基酸的吸收產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng),還可以避免直接口服精氨酸帶來的負(fù)面影響。必需氨基酸/非必需氨基酸比值和支鏈氨基酸/芳香族氨基酸比值是反映動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)狀況的重要指數(shù)[16]。添加0.1%的NCG組環(huán)江香豬血漿中總氨基酸和必需氨基酸含量均顯著增加,表明苯丙氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸的供給更充足,從而為機(jī)體蛋白質(zhì)沉積和生長(zhǎng)發(fā)育提供必需的物質(zhì)來源,有利于機(jī)體氨基酸平衡及蛋白質(zhì)的沉積；支鏈氨基酸的增加可促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、抑制其降解。

4 結(jié) 論

在飼糧中添加0.1%的NCG可促進(jìn)腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收,改善機(jī)體氨基酸平衡和蛋白質(zhì)代謝,提高環(huán)江香豬的生長(zhǎng)性能。

[1] 孔祥峰,印遇龍,伍國(guó)耀,等.豬功能性氨基酸營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2009,21(1):1-7.

[2] 印遇龍,吳信,唐志如,等.不同水平精氨酸衍生物對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能及腹瀉的影響[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2008,29(6):723-725.

[3] 岳隆耀,王春平,譙仕彥.日糧中添加N-氨甲酰谷氨酸(NCG)對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)的影響[J].飼料與畜牧,2010,(1):15-17.

[4] 劉俊峰,吳琛,孔祥峰,等.精氨酸對(duì)妊娠環(huán)江香豬胎兒生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,44(5):1040-1045.

[5] NRC.Nutrient requirements of swine[S].10th ed.Washington,D. C.:NationalAcademy Press,1998.

[6] 湯文杰,孔祥峰,劉志強(qiáng),等.日糧不同蛋白質(zhì)水平對(duì)肥育寧鄉(xiāng)豬養(yǎng)分消化率和氮能代謝的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2008,20(4):458-462.

[7] 孔祥峰,印遇龍,黃瑞林,等.中藥超微粉飼料添加劑對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和血清生化參數(shù)的影響[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào),2008,28(2):184-188.

[8] 何慶華,印遇龍,孔祥峰,等.中草藥超微粉對(duì)斷奶仔豬氨基酸消化吸收的影響[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2008,20:307-311.

[9] 王琤,瞿明仁,游金明,等.N-氨甲酰谷氨酸對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率及血清游離氨基酸含量的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2010,22(4):1012-1018.

[10] 王鳳來,張曼夫,陳清明,等.日糧磷和鈣磷比例對(duì)小型豬(香豬)血清、腸、骨堿性磷酸酶及血清鈣磷的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2008,13(1):36-42.

[11] SHARMAN M J,FERNANDEZ M L,ZERN T L,et al.Replacing dietary carbohydrate with protein and fat decreases the concentrations of small LDL and the inflammatory response induced by atherogenic diets in the guinea pig[J].Journal of Nutritional Biochemistry,2008,19:732-738.

[12] CHEN H Y,MILLER P S,LEWIS A J,et al.Changes in plasma urea concentration can be used to determine protein requirements of two populations of pigs with different protein accretion rates[J].Journal of Animal Science,1995,73:2631-2639.

[13] 周錫紅,吳信,唐香山,等.不同水平精氨酸生素對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和血液指標(biāo)的影響[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2010,31(2):237-240.

[14] WU G,MORRIS S M,Jr.Arginine metabolism:nitric oxide and beyond[J]. Biochemistry Journal,1998,336:1-17.

[15] ZHAN Z F,OU D Y,PIAO X S.Dietary arginine supplementation affects microvascular development in the small intestine of early-weaned pigs[J].The Journal of Nutrition,2008,138(7):1304-1309.

[16] 胡琴,印遇龍,孔祥峰,等.中藥復(fù)方對(duì)早期斷奶仔豬血清游離氨基酸含量的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué),2008,27(1):55-59.