畜禽基礎(chǔ)氮代謝及無氮日糧配制研究進(jìn)展

曹寧坤， 陳寶江

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，河北保定 071001）

隨著蛋白質(zhì)營養(yǎng)研究的不斷深入，真蛋白質(zhì)消化率和標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)消化率應(yīng)用越來越廣泛，由于其是校正后的表觀消化率，能夠更加準(zhǔn)確地反映動物對飼料蛋白質(zhì)的消化能力，從而更好地評定該飼料的營養(yǎng)價值，了解動物維持蛋白質(zhì)需要，便于為動物設(shè)計更加科學(xué)、合理的飼料配方。

1 維持蛋白質(zhì)需要、基礎(chǔ)氮代謝

維持蛋白質(zhì)需要即動物在維持狀態(tài)下，攝入的養(yǎng)分僅用來維持生命的基本代謝，在不做功、不生產(chǎn)產(chǎn)品，體重不變的情況下對蛋白質(zhì)的需要。研究動物的維持蛋白質(zhì)，不僅能夠了解動物維持自身生存所需的最低限度的蛋白質(zhì)代謝，還有助于平衡維持需要和生產(chǎn)需要之間的關(guān)系，做到盡可能地降低維持需要在動物營養(yǎng)需要中所占的比例，這對降低飼養(yǎng)成本，提高養(yǎng)殖效益具有重要意義。

基礎(chǔ)氮代謝即總內(nèi)源氮，反映了動物在維持狀態(tài)下對蛋白質(zhì)的需要量，能夠為蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)消化率的測定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是代謝糞氮、內(nèi)源尿氮和體表氮損失的總和。代謝糞氮即動物在采食無氮日糧時經(jīng)糞中排出的含氮物質(zhì)，由脫落的黏膜上皮細(xì)胞、消化酶、黏蛋白、體內(nèi)蛋白質(zhì)分解進(jìn)入消化道中的氮等構(gòu)成；內(nèi)源尿氮指動物在維持狀態(tài)下，來源于尿素、尿酸等中的含氮物質(zhì)；體表氮損失主要是指動物在維持狀態(tài)下，皮膚表層細(xì)胞的脫落、體蛋白分解過程中產(chǎn)生的尾產(chǎn)物經(jīng)皮膚排泄、毛發(fā)的脫落等排泄出的氮總量。早在1924年，Michell和Carman就用總內(nèi)源氮對蛋白質(zhì)的表觀消化率進(jìn)行了校正。張華琦等（2016）測定了特種野豬的基礎(chǔ)氮代謝，得出了維持蛋白質(zhì)需要的回歸方程。鄧雪娟等（2009）采用無氮日糧法對肉仔雞內(nèi)源氨基酸的基礎(chǔ)損失進(jìn)行了估測，結(jié)果表明，在回腸末端內(nèi)源氨基酸的損失量由大到小依次是谷氨酸、天冬氨酸、組氨酸，回腸末端內(nèi)源氮的損失在雌雄間差異不顯著。劉世民等（1992）通過對安哥拉長毛兔的糞氮排泄量與氮攝入量、尿氮排泄量與吸收氮、粗纖維的攝入量進(jìn)行了相關(guān)分析后，建立了估測毛兔在不同生理階段的代謝糞氮對氮攝入量和內(nèi)源尿氮對吸收氮的線性回歸方程，得出了毛兔的維持蛋白質(zhì)需要，對為毛兔提供最低的蛋白質(zhì)需要量和確定毛兔在不同階段下對蛋白質(zhì)飼料的利用效率具有重要意義。

2 無氮日糧法及無氮日糧組成

評定動物基礎(chǔ)氮代謝最常用、最經(jīng)典的方法就是無氮日糧法。該法操作簡易，成本低廉，在測定動物基礎(chǔ)內(nèi)源損失方面具有一定優(yōu)勢。無氮日糧法，故名思議，就是不含任何蛋白質(zhì)的日糧，指在動物飼料配方設(shè)計中將蛋白質(zhì)飼料扣除，用淀粉、蔗糖等無氮浸出物補充蛋白質(zhì)的空缺，并滿足動物其他養(yǎng)分的營養(yǎng)需要。其假定條件是，動物采食不含任何含氮物質(zhì)的飼糧后，進(jìn)入消化道和糞中的含氮物質(zhì)即為內(nèi)源的，并且在不同飼糧組成的情況下，動物內(nèi)源氮的排泄量是相同或相似的，其表示動物體內(nèi)基礎(chǔ)的氮代謝（楊峰等，2008）。無氮日糧一般由粗纖維、脂肪、蔗糖、淀粉、維生素和礦物質(zhì)等構(gòu)成。粗纖維一般選用純纖維素；脂肪包括植物油和動物油，動物對植物油的消化利用率優(yōu)于動物油，一般植物油應(yīng)用較多；淀粉包括玉米淀粉、馬鈴薯淀粉和木薯淀粉，無氮日糧中以玉米淀粉的使用較廣泛。蔗糖主要為動物提供能量需要，還能改善飼料的適口性，也可添加香味素作為誘食劑，維生素和礦物質(zhì)的添加需要滿足或超過NRC（翟少偉，2003）的標(biāo)準(zhǔn)。

3 影響無氮日糧配制的因素

3.1 日糧纖維對內(nèi)源氮排泄量的影響 日糧纖維包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、非淀粉多糖、果膠等。日糧中不同的纖維類型和添加水平，都會對動物的消化吸收過程產(chǎn)生不同的影響，并影響動物內(nèi)源氮損失的估測值。日糧中不同纖維化合物的化學(xué)組成不同，其理化性質(zhì)也不同，如持水性、黏性、可溶性、重吸收能力等，以不同的形式影響動物內(nèi)源氮的損失，選擇合適的纖維來源是提高無氮日糧法測定內(nèi)源氮損失的關(guān)鍵問題之一。De Lange等（1989）研究表明，通過在無氮日糧中添加果膠和純纖維素飼喂試驗豬，添加果膠的內(nèi)源氮的排泄量顯著大于純纖維素，且果膠對內(nèi)源氮損失的影響高于純纖維素。Leterme等（1998）在無氮日糧中分別添加豌豆殼、木纖維素和豌豆胚乳纖維，發(fā)現(xiàn)豌豆胚乳纖維較其他纖維素相比，顯著地增加了豬內(nèi)源氮的排泄量。張宏福等（1999）在無氮日糧中添加醋酸纖維素和微晶纖維素喂給生長豬，試驗表明，微晶纖維素內(nèi)源總氮的排泄量高于醋酸纖維素。無氮日糧中纖維素的添加水平也會對動物內(nèi)源氮損失產(chǎn)生重要影響。一方面，纖維有其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，會影響內(nèi)源氮的重吸收；另一方面，纖維較難消化，可能會刺激消化酶的分泌。丁斌鷹（2002）研究表明，以不同纖維水平的無氮日糧飼喂試驗雞，隨著日糧中纖維水平的增加，內(nèi)源氮的損失量呈現(xiàn)顯著差異，在一定范圍內(nèi)，內(nèi)源氮的損失量和纖維水平成正比。張宏福等（1999）以醋酸纖維素為纖維源配制了不同添加水平的無氮日糧喂給試驗豬，試驗表明，隨著粗纖維添加水平的遞增，內(nèi)源氨基酸的損失顯著增加。劉長忠等（2008）用玉米秸稈和礱糠作為纖維源，估測鵝的內(nèi)源氮排泄量得出的結(jié)論與上述相似。王彥平等（2011）通過飼喂萊蕪豬不同纖維水平的日糧，發(fā)現(xiàn)隨著粗纖維添加量的增加，內(nèi)源氮的排泄量顯著升高。劉世民等（1992）用不同纖維水平的日糧飼喂不同生理階段的毛兔，對粗纖維攝入量和代謝糞氮的排泄量進(jìn)行相關(guān)分析后，發(fā)現(xiàn)兩者之間并沒有密切聯(lián)系，呈現(xiàn)偏相關(guān)且差異不顯著。家兔不同于其他非反芻動物，可能與其特殊的消化系統(tǒng)和吞食軟糞有關(guān)。

綜上所述，為提高無氮日糧法測定內(nèi)源排泄量的準(zhǔn)確性，在無氮日糧的設(shè)計中，纖維素以選用純化纖維素為宜，且要確定適宜的添加水平。

3.2 體重對內(nèi)源氮排泄量的影響 總內(nèi)源氮代表了動物的維持蛋白質(zhì)需要，動物的維持蛋白質(zhì)需要與體重密切相關(guān)，一般來講，體重較小動物的維持蛋白質(zhì)需要高于體重大的動物。在測定動物標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)消化率時，要考慮體重因素對內(nèi)源氮損失造成的影響。Leterme等（2005）測定了不同體重的豬內(nèi)源氮及氨基酸的排泄量，發(fā)現(xiàn)隨著豬體重的增長，內(nèi)源氮及多數(shù)氨基酸的損失呈現(xiàn)增大的趨勢。Presto等（2010）測定了豬體重為25.9 kg和93.2 kg的回腸氮損失，發(fā)現(xiàn)體重較小豬的內(nèi)源氮損失高于體重較大的豬。然而，Stein等（1999）用無氮日糧法測定不同體重豬的回腸內(nèi)源蛋白質(zhì)和氨基酸損失時，發(fā)現(xiàn)體重因素對內(nèi)源氮損失幾乎沒有影響。綜合分析，造成試驗結(jié)果迥異的原因，可能與采用的試驗日糧不同有關(guān)。

3.3 環(huán)境及應(yīng)激對內(nèi)源氮排泄量的影響 環(huán)境溫度是影響動物蛋白質(zhì)消化代謝的重要因素，因此，也會影響內(nèi)源氮的排泄量。趙志恭等（1999）研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度對羊的蛋白質(zhì)消化率影響不大，但對代謝率的影響較明顯。仲菊等（2003）測定了低溫組、常溫組、高溫組肉雞的內(nèi)源氨基酸損失，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的遞增，內(nèi)源氨基酸的損失呈現(xiàn)下降的趨勢。許萬根等（1992）分別在夏季和秋季測定了雞的內(nèi)源氨基酸損失，發(fā)現(xiàn)秋季內(nèi)源氨基酸的損失顯著低于夏季，可見溫度會對動物內(nèi)源氮的排泄量產(chǎn)生一定影響。除了環(huán)境溫度外，諸如注射、創(chuàng)傷、病菌感染等免疫應(yīng)激也會影響動物內(nèi)源氮的排泄量。李建濤等（2005）為肉仔雞注射了細(xì)菌脂多糖，并測定了回腸內(nèi)源氨基酸的排泄量，發(fā)現(xiàn)免疫應(yīng)激增加了內(nèi)源氨基酸（除甘氨酸）的排泄量，可能免疫應(yīng)激提高了動物的消化、代謝，消化酶的分泌，激活了免疫系統(tǒng)、細(xì)胞釋放激素，來調(diào)節(jié)動物在免疫應(yīng)激情況下的消化、吸收和代謝過程。

4 無氮日糧配制及基礎(chǔ)氮代謝研究存在的問題

基礎(chǔ)氮代謝的評定方法眾多，各種方法都有其優(yōu)缺點，而研究者通常采用不同的評定方法，導(dǎo)致試驗結(jié)果差異很大，無氮日糧法以其簡單可行，成本低的優(yōu)勢被眾多研究者所接受。然而，無氮日糧法也有弊端，首先，該方法忽略了日糧在不同化學(xué)組成條件下對內(nèi)源氮損失的影響；其次，動物采食不含蛋白質(zhì)的日糧使動物處于一種非正常的生理狀態(tài)，與正常采食條件下的內(nèi)源氮損失有一定差異。

5 小結(jié)

基礎(chǔ)氮代謝代表了動物的維持蛋白質(zhì)需要，測定動物的維持蛋白質(zhì)需要具有重要營養(yǎng)研究意義。無氮日糧法是最常用的評定方法，使用該法在測定內(nèi)源氮和氨基酸損失時，尚有許多因素影響測定結(jié)果，需要進(jìn)行深入探討的問題也很多，必須進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)致研究，以提高測定的準(zhǔn)確性。