精油對(duì)生長(zhǎng)豬蛋白質(zhì)和氨基酸等回腸末端表觀消化率的影響

張 強(qiáng) 樸香淑 李鵬飛 張宏宇 李 平 韓 旭 裔家慶

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，北京 100193）

長(zhǎng)期以來(lái)，抗生素在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的廣泛應(yīng)用，對(duì)預(yù)防畜禽疾病、提高生產(chǎn)性能和增加養(yǎng)殖效益方面起到了巨大的推動(dòng)作用，但長(zhǎng)期使用抗生素也帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)面效應(yīng)，如細(xì)菌等病原微生物的耐藥性、抗生素的殘留和畜禽排泄物的環(huán)境污染問題等[1－3]。近年來(lái)，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中禁用抗生素的呼聲越來(lái)越高，歐盟早在2006年就已明確禁止在飼料中添加抗生素[4]。因此，研究開發(fā)高效、無(wú)殘留的新型安全綠色抗生素替代品已成為動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料行業(yè)的熱點(diǎn)領(lǐng)域[5]。天然植物提取物由于其具有抗菌、抗病毒、無(wú)殘留、多功能性、抗應(yīng)激和抗氧化等特點(diǎn)[6]，日益引起了人們的關(guān)注與重視。

精油（Essential Oils，EO），天然植物提取物的主要種類之一，從植物的根、莖、葉、花等部位提取，是一類含揮發(fā)性芳香分子的油狀液體物質(zhì)，大多數(shù)精油是由萜類、半萜類、醇類、醛類、酮類物質(zhì)和小部分石蠟類物質(zhì)組成的混合物[7]。國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道，精油具有良好的抗菌[8－9]、抗氧化[10]、促消化[11]、抗病毒[12]和驅(qū)蟲[13]等特性，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品防腐保鮮和動(dòng)物飼料添加劑等諸多方面[14]。雖然目前關(guān)于精油的研究報(bào)道很多，但精油在豬生產(chǎn)上的應(yīng)用研究相對(duì)較少，尤其是有關(guān)豬氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率方面。因此，本試驗(yàn)旨在通過采用簡(jiǎn)單T型瘺管法，研究在玉米－豆粕型基礎(chǔ)日糧中添加精油對(duì)生長(zhǎng)豬蛋白質(zhì)和氨基酸等回腸末端表觀消化率的影響，為其在豬生產(chǎn)和飼料工業(yè)上的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用精油由丹尼斯克動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)所提供，每100 g產(chǎn)品至少含有4.5 g的肉桂醛和13.5 g的百里香酚，使用前在4℃條件下保存。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物

1.2.1 試驗(yàn)動(dòng)物的選擇

試驗(yàn)選用6頭體重相近的三元雜交（大白×長(zhǎng)白×杜洛克）健康閹公豬，初始體重為(28.6±1.3)kg。

1.2.2 手術(shù)操作

正式試驗(yàn)前先對(duì)試驗(yàn)豬進(jìn)行手術(shù)，安裝簡(jiǎn)單T型瘺管。術(shù)前試驗(yàn)豬禁食24 h，禁水12 h，并記錄體重。根據(jù)體重，由麻醉師酌情注射麻醉藥。手術(shù)操作參照Stein等（1998）[15]所介紹的方法進(jìn)行。本試驗(yàn)使用舒泰50和速眠新（846）兩種麻醉藥品（購(gòu)于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)院）。待豬麻醉后，以左側(cè)臥體位將手術(shù)豬綁定于手術(shù)臺(tái)上，對(duì)右側(cè)術(shù)部及周圍備皮，并用碘酒和酒精分別對(duì)術(shù)部進(jìn)行消毒處理。之后將消毒創(chuàng)巾覆蓋于術(shù)部并使用創(chuàng)巾鉗固定于皮膚之上。手術(shù)部位在腹中線上方約20 cm，自最后肋骨后兩指約4 cm處，做一長(zhǎng)約10 cm的縱向切口。鈍性分離外側(cè)肌肉，分離程度需適合安裝瘺管。分離外側(cè)肌肉以后，用鈍頭剪刀小心剪開腹膜，開口約10 cm。然后順腸管找到回盲瓣,在距回盲連接點(diǎn)前10～15 cm處的腸壁表層用4號(hào)外科手術(shù)線做雙荷包縫合，內(nèi)外線間距為0.5 cm。縫合長(zhǎng)度以能裝入簡(jiǎn)單T型瘺管為準(zhǔn)。切開荷包內(nèi)腸壁，擦拭其中食糜以后,安裝T型瘺管。如果手術(shù)時(shí)間過長(zhǎng),外露小腸組織需用生理鹽水紗布包裹浸潤(rùn),以免組織失水、失活。瘺管安裝以后,瘺管管腔內(nèi)應(yīng)塞入消毒的脫脂棉花,以免食糜流出污染腹腔。之后再在創(chuàng)口上方最后兩肋骨間找合適的位置做一約5 cm的縱向切口,將裝好的回腸T型瘺管從此位置穿出皮膚。檢查小腸走向正確后，對(duì)瘺管用墊圈和螺母進(jìn)行固定。最后,依次縫合腹膜、肌肉和皮膚,再在創(chuàng)口外部及T型瘺管出口處涂2%碘酊,并均勻涂抹凡士林氧化鋅混合后的軟膏。術(shù)后將豬放在個(gè)體籠,喂以少量糖水。

手術(shù)中所用設(shè)備需預(yù)先使用福爾馬林溶液消毒，以避免污染。瘺管需放入37℃水浴中預(yù)熱，并修剪其棱角，以減少安裝時(shí)的應(yīng)激。

1.2.3 術(shù)后護(hù)理

手術(shù)成功的豬可直接飼喂糖水，并注射頭孢曲松。過夜后，開始飼喂適量軟化飼料約100 g。觀察手術(shù)后豬的狀態(tài)，逐漸增加采食量，10 d之內(nèi)轉(zhuǎn)入正常采食量。術(shù)后3 d內(nèi)，每天為豬耳后肌肉注射頭孢曲松，并用碘酒和酒精棉球清洗創(chuàng)口部位，避免術(shù)后感染。之后根據(jù)受試豬的恢復(fù)情況適當(dāng)注射青霉素或頭孢曲松。豬舍溫度控制在23～26℃。術(shù)后15 d，待試驗(yàn)豬的采食和排泄恢復(fù)正常并保持穩(wěn)定后，隨機(jī)分組，開始正式試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和日糧

試驗(yàn)采用3×3雙拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)(3種日糧、3個(gè)試驗(yàn)期),采用簡(jiǎn)單T型瘺管法收集食糜,評(píng)定在玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧中添加精油對(duì)生長(zhǎng)豬蛋白質(zhì)和氨基酸回腸末端表觀消化率的影響。以Cr2O3為指示劑。每個(gè)試驗(yàn)期為7 d,前5 d為適應(yīng)期,后2 d為食糜收集期。

試驗(yàn)日糧參照NRC（1998）[16]生長(zhǎng)豬的營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)配制2種玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧，其組成和營(yíng)養(yǎng)成分見表1和表2。試驗(yàn)共分為3個(gè)處理組，分別為：①正對(duì)照組（PC）：玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧+抗生素（0.10%金霉素、0.08%硫酸抗敵素、0.01%吉他霉素）；②負(fù)對(duì)照組(NC)：空白對(duì)照組，沒有添加任何抗生素的玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧組；③精油組(EO)：負(fù)對(duì)照組基礎(chǔ)上添加0.01%精油。日糧中添加0.25%Cr2O3作為指示劑，粉料飼喂。

1.4 飼養(yǎng)管理

每個(gè)試驗(yàn)期開始前稱量試驗(yàn)豬體重，正式試驗(yàn)期瘺管豬采食量為其維持需要量的3倍。每天08:00和16:00喂料（濕拌料），每次飼喂量相同，自由飲水。代謝室內(nèi)溫度控制在23～26℃，每天08:30和16:30沖洗代謝籠，保持代謝室清潔衛(wèi)生。

1.5 食糜樣品收集和制備

每個(gè)試驗(yàn)期持續(xù)7 d,其中前5 d為預(yù)飼期，后2 d收集食糜。從8:00至18:00，使用橡膠袋固定于瘺管末端，連續(xù)收集10 h。每次收集時(shí)取得的食糜樣品立即置于-20℃冰箱中保存。每個(gè)試驗(yàn)期結(jié)束后，取出所收食糜解凍，將每頭豬的食糜樣品混合均勻，分別取500 g樣品在凍干機(jī)中凍干,室溫下回潮24 h，制成風(fēng)干樣。再經(jīng)超微粉碎機(jī)粉碎，裝入封口袋保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 試驗(yàn)基礎(chǔ)日糧組成（風(fēng)干基礎(chǔ)）

表2 試驗(yàn)日糧營(yíng)養(yǎng)成分分析（%）

1.6 檢測(cè)指標(biāo)及測(cè)定方法

1.6.1 檢測(cè)指標(biāo)

日糧成分測(cè)定：干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷、總能、氨基酸組成和鉻含量。

食糜成分測(cè)定：干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、總能、氨基酸組成和鉻含量。

1.6.2 測(cè)定方法

1.6.2.1 日糧和食糜常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、鈣和總磷的測(cè)定分別參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6435—2006、GB/T 6432—1994、GB/T 6436—2002和 GB/T 6437—2002所推薦的方法。鉻含量的測(cè)定按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13088—2006推薦的方法，經(jīng)濕法消解（硝酸加高氯酸）處理后使用原子吸收光譜儀（日立Z-5000，日本）測(cè)定。能量的測(cè)定按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9831:1998推薦的方法，使用氧彈式測(cè)熱儀（Parr Instruments，Moline，IL）測(cè)定。

1.6.2.2 日糧和食糜中氨基酸組成

天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴氨酸和精氨酸15種氨基酸的測(cè)定使用酸水解的方法，參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18246—2000推薦的方法。樣品在110℃下6 mol/l鹽酸水解24 h后，經(jīng)過前處理，使用氨基酸自動(dòng)分析儀（日立L-8800，日本）測(cè)定。色氨酸的測(cè)定參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18246—2000附錄A推薦的方法，樣品用4 mol/l氫氧化鈉在110℃下水解22 h后，使用高效液相色譜儀（島津LC-10 A，日本）測(cè)定。含硫氨基酸的測(cè)定參照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15399—94推薦的方法：樣品在0℃下過甲酸氧化16 h，再經(jīng)鹽酸水解24 h后，使用氨基酸自動(dòng)分析儀（日立L-8800，日本）測(cè)定。

1.7 計(jì)算公式

氨基酸表觀回腸消化率（%）=[1－（待測(cè)飼料鉻濃度×食糜中氨基酸含量）/（食糜中鉻濃度×待測(cè)日糧氨基酸含量）]×100。

1.8 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)使用SAS 9.1統(tǒng)計(jì)軟件MIXED模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（SAS Institute，Gary，NC.），模型公式如下：

其中Yijk為所得回腸末端氨基酸表觀消化率；μ表示標(biāo)準(zhǔn)回腸末端氨基酸消化率的整體平均數(shù)；Ti為處理間固定效應(yīng)，i＝1，2，3；Pj代表試驗(yàn)期造成的隨機(jī)效應(yīng)，j＝1，2，3；Ak表示豬的差異造成的隨機(jī)效應(yīng)，k=1，2，3，4，5，6；εijk代表試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差 N（0，ε2）。使用lsmeans語(yǔ)句進(jìn)行兩兩比較，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以P≤0.05時(shí)為差異顯著，以0.05＜P≤0.10時(shí)為趨勢(shì)。

2 結(jié)果（見表3）

表3 精油對(duì)生長(zhǎng)豬回腸末端蛋白質(zhì)和氨基酸等表觀消化率的影響(n=6)

由表3可知，與負(fù)對(duì)照組相比，在日糧中添加0.01%的精油可提高（P＜0.05）生長(zhǎng)豬粗蛋白質(zhì)、能量、精氨酸、賴氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、色氨酸、丙氨酸、總必需氨基酸、總氨基酸的回腸末端表觀消化率，提高幅度分別為 8.6%、8.1%、7.4%、7.8%、5.2%、8.1%、11.6%、12.6%、8.1%和8.6%；且精油組亮氨酸和色氨酸的回腸末端表觀消化率也顯著高于正對(duì)照組(P＜0.05),提高幅度分別為5.2%和7.1%。同時(shí)，在日糧中添加0.01%的精油有提高干物質(zhì)、蘇氨酸、天冬氨酸、絲氨酸和酪氨酸回腸末端表觀消化率的趨勢(shì)（P＜0.10）。對(duì)其他一些氨基酸，在日糧中添加精油雖可提高其表觀消化率，但提高幅度均沒有達(dá)到顯著水平。

3 討論

隨著理想蛋白質(zhì)模型的提出，如何準(zhǔn)確評(píng)定豬對(duì)氨基酸的利用率已成為動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究的熱點(diǎn)之一。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究已經(jīng)表明，豬大腸對(duì)氨基酸的吸收能力很低，氨基酸的吸收主要發(fā)生在小腸。而且，豬后腸道的微生物發(fā)酵會(huì)很大程度地影響全腸道氨基酸消化率測(cè)定的準(zhǔn)確性，因此，全收糞法測(cè)定的豬飼料氨基酸消化率是不準(zhǔn)確的。為了消除后腸道微生物的干擾，Payne（1968）[17]首次建議應(yīng)在回腸末端測(cè)定氨基酸消化率。目前，豬氨基酸消化率的測(cè)定均普遍采用回腸末端取樣法代替全收糞法，并且已經(jīng)得到大家的認(rèn)可。

本試驗(yàn)即采用回腸末端取樣法——簡(jiǎn)單T型瘺管法進(jìn)行測(cè)定,試驗(yàn)結(jié)果表明,在日糧中添加0.01%的精油對(duì)生長(zhǎng)豬回腸末端干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、能量和氨基酸表觀消化率等均有一定的促進(jìn)作用。與負(fù)對(duì)照組相比,在日糧中添加0.01%的精油可提高生長(zhǎng)豬回腸末端粗蛋白質(zhì)和能量的表觀消化率,并有提高干物質(zhì)消化率的趨勢(shì),這與國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道相類似[18-22]。L.Yan等(2010)報(bào)道，在生長(zhǎng)豬日糧中添加0.01%的精油可顯著提高干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和能量的全腸道消化率,Cho等(2006)也得到與此相一致的結(jié)論。據(jù)Amerah等(2011)報(bào)道，在肉仔雞日糧中添加0.01%的精油(活性成分與本試驗(yàn)所用精油成分相同)，可顯著提高肉雞回腸粗蛋白質(zhì)的表觀消化率，但對(duì)能量利用率影響并不顯著。而朱碧泉等(2011)試驗(yàn)則表明，在斷奶仔豬日糧中添加0.02%、0.04%和0.06%的植物提取物,均可以提高仔豬的能量利用率和粗蛋白質(zhì)消化率。但Gerritsen等（2010）[23]的研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加0.5%蟻酸和精油混合物對(duì)仔豬干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)消化率均沒有顯著作用。雖然目前關(guān)于精油對(duì)畜禽營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的報(bào)道均集中在全腸道消化率上，但本試驗(yàn)的結(jié)果也進(jìn)一步印證了精油在飼料生產(chǎn)上的良好添加效果，尤其是可以提高部分氨基酸和能量的回腸末端表觀消化率。因此，在日糧中添加精油可以適當(dāng)降低日糧中氨基酸和能量的濃度。

本試驗(yàn)在日糧中添加精油提高了精氨酸、賴氨酸、亮氨酸、色氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、總必需氨基酸、總氨基酸的回腸末端表觀消化率，同時(shí)還有提高蘇氨酸、天冬氨酸、絲氨酸和酪氨酸回腸末端表觀消化率的趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于精油對(duì)豬氨基酸消化代謝的影響研究很少，因此很難將現(xiàn)有的試驗(yàn)結(jié)果與前人的文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行比較分析。精油對(duì)生長(zhǎng)豬回腸末端粗蛋白質(zhì)和氨基酸等表觀消化率的促進(jìn)作用可能是由于本試驗(yàn)精油的主要活性成分——百里香酚和肉桂醛，可以減少胃腸道的有害微生物菌群數(shù)量(大腸桿菌和沙門氏菌等)，提高腸道中的有益微生物含量(雙歧桿菌和乳酸桿菌)，減少腸道有害發(fā)酵產(chǎn)物濃度(包括氨氣和各種生物胺等),有利于盲腸前段營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，從而提高豬對(duì)飼料的消化利用率[24]。而且，精油具有特殊的芳香氣味，改善了飼料的風(fēng)味，可刺激豬消化道黏膜上的感受器，提高飼料的適口性，進(jìn)而提高動(dòng)物的采食量，并能促進(jìn)動(dòng)物唾液、膽汁和腸道黏液的分泌，提高了消化酶的活性，這可能是精油提高養(yǎng)分利用率的重要途徑[11]。精油的抗氧化和免疫增強(qiáng)的作用可能也有利于動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。精油可提高血清中谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性[25]，進(jìn)而可保護(hù)小腸絨毛，避免在細(xì)胞和組織層面上造成氧化損傷，促進(jìn)其對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。精油對(duì)動(dòng)物體免疫增強(qiáng)和抗應(yīng)激作用，可緩解因免疫反應(yīng)和應(yīng)激所造成的機(jī)體損耗，提高腸道對(duì)必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收[26]。

4 結(jié)論

①在日糧中添加0.01%的精油可提高生長(zhǎng)豬粗蛋白質(zhì)、能量的回腸末端表觀消化率，并有提高干物質(zhì)回腸末端表觀消化率的趨勢(shì)。

②在日糧中添加0.01%的精油可提高總必需氨基酸、總氨基酸的回腸末端表觀消化率。