家禽回腸內(nèi)源氨基酸損失評定的研究與展望

■周華金 袁建敏

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京 100193）

精準(zhǔn)營養(yǎng)是現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)精細化管理的表現(xiàn)，也是實現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)效益最大化的保障。在家禽飼料中，準(zhǔn)確測定原料氨基酸消化率對于實施精準(zhǔn)飼料配方來說意義重大。盡管基于表觀回腸氨基酸消化率（appar?ent ileal amino acid digestibility, AID）的飼糧配方已被廣泛應(yīng)用了很長時間，但AID受到回腸內(nèi)源氨基酸（ileal endogenous amino acids, IEAAs）的干擾使測定值偏低。而基于標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率（standard?ized ileal amino acid digestibility, SID）計算的肉雞飼料配方將IEAAs損失考慮在內(nèi)，能夠更加準(zhǔn)確地反映家禽對飼料蛋白質(zhì)的消化能力，減少氮的排泄。因此，準(zhǔn)確測定家禽內(nèi)源氮排泄量意義重大。

腸道分泌的消化液、黏蛋白和脫落的上皮細胞都是IEAAs的主要來源。目前，家禽內(nèi)源氮損失的測定常采用無氮日糧法，但Kong等[1]認為無氮日糧中淀粉和葡萄糖比例影響IEAAs損失。已有研究表明，飼糧中淀粉的類型影響肉雞腸上皮細胞的增殖和凋亡，快速消化淀粉糖代謝過快，導(dǎo)致更多的氨基酸在后腸作為能量代謝消耗，細胞凋亡增加，腸道氨基酸轉(zhuǎn)運功能下降[2]。而能量不足會導(dǎo)致腸道消化酶活性的下降[3]，即腸道消化酶的含量也會發(fā)生改變。黏蛋白是由腸道杯狀細胞產(chǎn)生的，它的分泌既與飼糧氨基酸水平有關(guān)，限制飲食中的蘇氨酸對腸黏蛋白的合成有顯著的影響[4]，同時又受到日糧中淀粉種類的影響，抗性淀粉會降低黏蛋白的基因表達，并通過激活Notch 信號通路抑制杯狀細胞的發(fā)育[5]。

由于淀粉和葡萄糖是無氮日糧的主要成分，那么無氮日糧中不同的淀粉類型、淀粉與糖的比例是否影響肉雞腸道消化酶、黏蛋白的分泌，使IEAAs損失發(fā)生變化？本文圍繞肉雞IEAAs的評定進行綜述，以期對無氮日糧配方的完善和SID的準(zhǔn)確測定提供新思路。

1 氨基酸消化率的測定

1.1 表觀氨基酸消化率

早期測定家禽氨基酸消化率，主要采用收糞法，即收集有完整消化道或去除盲腸雞的糞便，來測定飼料氨基酸消化率。鑒于家禽后腸微生物影響糞中氨基酸的比例和濃度[6]，測定的結(jié)果實際上反映的是代謝率而不是消化率，氨基酸消化率測定方法改進為更為可靠的回腸末端食糜法[7]，通過在飼料中添加指示劑，對家禽進行屠宰，收集食糜，利用指示劑濃度變化反映營養(yǎng)物質(zhì)消化情況。依據(jù)攝入的日糧氨基酸從消化道近端到回腸末端的損失量占攝入日糧氨基酸的比例，即表觀回腸氨基酸消化率（AID），計算方法見式（1）。

由于AID沒有考慮內(nèi)源氨基酸的損失，往往低估了實際氨基酸的消化率[8]，尤其是當(dāng)測定粗蛋白水平較低的飼料氨基酸消化率時，內(nèi)源氨基酸對總氨基酸流的貢獻較大，氨基酸的AID會被低估[9]。

1.2 真回腸氨基酸消化率

由于AID在氨基酸消化率評估上存在不足，研究者認為IEAAs損失與胃腸道健康相關(guān)，其估算對確定飼料成分的氨基酸消化率至關(guān)重要。動物胃腸道IEAAs 可以分為2 類：基礎(chǔ)性部分和特異性部分。用基礎(chǔ)損失和特殊損失校正可以得到真回腸氨基酸消化率（ture ileum amino acid digestibility, TID），見式（2）。

其中，基礎(chǔ)性IEAAs是由于攝入干物質(zhì)引起的分泌和排泄，是動物不可避免的最低氨基酸損失量，不受日糧蛋白質(zhì)或氨基酸攝入量的影響；而特殊IEAAs是因受到特殊飼料原料特性（纖維水平和類型以及抗?fàn)I養(yǎng)因子等）的影響造成的額外損失，隨日糧氨基酸攝入量的增加呈線性增加[4]。也就是說，TID 因飼料成分的組成而有所不同，測定的難點在于一般的方法并不能評定特異性IEAAs，但是可以通過從總的IEAAs 中減去基礎(chǔ)性的部分來估算?？偟腎EAAs 的測定方法有高精氨酸法和同位素示蹤法，但家禽缺乏將同型氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)橘嚢彼岬拿?，所以高精氨酸法不適用于家禽營養(yǎng)研究。

研究中也常使用成年公雞強飼法，通過收集排泄物測定真全腸道消化率，該方法的優(yōu)點是測定時間短，不必考慮飼料適口性的問題。首要的缺點在于強飼的方法作為不正常的飼喂方式造成動物較大應(yīng)激，僅適用于生理成熟的成年公雞，其測定結(jié)果并不能反映幼齡雞的消化能力。第二，排泄物中含有來自糞便和尿液的氨基酸，該方法測定的結(jié)果更準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是“代謝能力”而不是“消化率”。第三，強飼法忽略了后腸微生物對蛋白質(zhì)消化或利用的影響，以及微生物蛋白質(zhì)對糞便中氨基酸濃度的貢獻[10]。目前，對于肉雞TID的測定方法并不統(tǒng)一，為了排除盲腸微生物的干擾，有報道利用去盲腸公雞作為試驗對象，并通過禁食的方法測定內(nèi)源氮損失[11]。研究表明，從平均值來計，去盲腸雞IEAAs 排出量高于正常雞，但是并沒有出現(xiàn)顯著差異[12-13]。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率

為了將多種研究形成的標(biāo)準(zhǔn)融合在一起，Lemme等[10]通過酶解酪蛋白法測定內(nèi)源氨基酸，通過IEAAs基礎(chǔ)性損失校正AID，提出了“標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率”（SID）這一概念。因為從總流量中只減去基礎(chǔ)性IEAAs，所以數(shù)值介于AID和TID之間，與膳食氨基酸水平無關(guān)。對于不同飼料原料，通常采用飼糧中添加指示劑測定回腸AID，主要利用無氮日糧法或酶解酪蛋白法測定內(nèi)源氨基酸的基礎(chǔ)損失，SID計算方法見式（3）。

SID體系的優(yōu)勢在于：首先，表觀消化率和內(nèi)源損失不需要在同一個試驗中進行；其次，測定內(nèi)源損失的試驗動物處于正常采食的生理狀態(tài)（無氮日糧法、酶解酪蛋白法）；此外，SID 不受日糧氨基酸攝入量的影響，在配制日糧過程中SID 是可加的[9]。Cowieson等[14]利用標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率，完全糾正了表觀消化率對家禽飼料中蘇氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、甘氨酸和精氨酸消化率的顯著低估效應(yīng)。在家禽氨基酸消化率的研究中，收集回腸末端食糜比收集糞用于估計氨基酸消化率更有意義，并且SID 糾正了基礎(chǔ)性IEAAs 損失，為配制動物飼料提供了更準(zhǔn)確的信息。因而SID 常用作評價家禽飼料原料氨基酸營養(yǎng)價值的依據(jù)，準(zhǔn)確測定基礎(chǔ)性IEAAs損失尤為重要。

2 IEAAs的來源及影響因素

2.1 IEAAs的來源

在動物胃腸道中IEAAs 損失主要包括腸道分泌的消化液（唾液、胃液、膽汁以及胰腺分泌的酶等）、腸道脫落的細胞和黏蛋白等[15]。對人的研究表明，雖然腸道僅占人體質(zhì)量的3%～6%，但卻占了人體蛋白質(zhì)合成的30%[16]，半數(shù)以上的蛋白質(zhì)輸入腸道，而80%～90%進入消化道的內(nèi)源性蛋白質(zhì)經(jīng)過不斷的消化，其產(chǎn)物被重新吸收進入腸道上皮細胞，最終進入門靜脈循環(huán)[17]。回腸末端測定的IEAAs 流量是消化道中全部內(nèi)源蛋白分泌和重吸收的差值，回腸末端內(nèi)源性含氮物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)取決于小腸消化和吸收的差異，可以推測：內(nèi)源蛋白的來源與其進入消化道的位點有關(guān)，如果消化性的分泌物為主要成分，那么這種內(nèi)源蛋白多來自消化和吸收功能較強的十二指腸和空腸；反之，如果有大量的內(nèi)源損失以黏蛋白和脫落的細胞為主，那么這種內(nèi)源蛋白很可能來自空腸以后、吸收較差的部位。

2.2 測定方法對IEAAs損失的影響

2.2.1 絕食法

首先，IEAAs 的測定結(jié)果與測定方法密切相關(guān)，目前主要方法包括：絕食法、回歸法、酶解酪蛋白法、無氮日糧法和同位素法，每種方法各有利弊。其中絕食法最為簡單，該方法認為家禽絕食36 h后消化道內(nèi)的氮全部來于內(nèi)源，但由于胃腸道中缺少食物刺激消化酶的分泌，采用絕食法測定動物IEAAs 損失，其測定值偏低[18]，不能代表動物正常采食條件下腸道內(nèi)源氮排泄情況。這可能與絕食狀態(tài)下，動物處于非正常生理狀態(tài)及缺乏飼料對消化道的刺激等有關(guān)，因而不益于IEAAs的準(zhǔn)確測定。

2.2.2 回歸法

在某些情況下，由于需要檢測的飼料原料適口性低和抗?fàn)I養(yǎng)因素，既不能單獨飼喂，又不能被長時間的飼喂。由此產(chǎn)生的回歸法是飼喂采用一系列不同蛋白質(zhì)濃度的日糧，通過日糧蛋白質(zhì)濃度與排出氨基酸濃度之間的關(guān)系建立回歸公式，公式中日糧蛋白質(zhì)濃度為零時的氨基酸排出量即為內(nèi)源氨基酸。因為回歸法、無氮日糧法具有共同點：均認為不同日糧扣除的內(nèi)源性氨基酸是等量的；回歸法外推至食入蛋白質(zhì)的量為零時，近似于無氮日糧法；氨基酸攝入量與食糜中氨基酸總流量間不呈線性關(guān)系[19]。Spindler等[20]發(fā)現(xiàn)，對于像大麥這樣的低蛋白飼料成分，回歸方法可能比無氮日糧法更可取。雖然回歸法可以評價不同品質(zhì)、種類的蛋白質(zhì)對內(nèi)源氮排泄的影響，但對于5日齡時的雛雞來說，回歸法的氨基酸流量估計值比無氮日糧法高[21]。

2.2.3 酶解酪蛋白超濾法

酶解酪蛋白超濾法是通過酶解酪蛋白（分子量<5 ku）來模擬自然消化的分解產(chǎn)物，假定其飼喂后消化率為100%，通過對食糜離心和超濾分離來自飼糧的小分子蛋白質(zhì)，大分子量部分為內(nèi)源蛋白，目前該方法在豬、雞和人上均有應(yīng)用[22-24]。通常認為其優(yōu)點在于從一定程度上避免了由于缺少蛋白質(zhì)或肽的刺激而導(dǎo)致的消化性分泌的減少，缺點是小分子含氮物（肽類）因超濾損失而低估內(nèi)源性損失，該方法主要用于SID的計算。

2.2.4 無氮日糧法

無氮日糧法是目前測定豬、雞氨基酸消化率的常用方法，即利用一定比例的玉米淀粉和葡萄糖替代蛋白質(zhì)飼料原料，配制成無氮日糧飼喂動物，并假設(shè)動物IEAAs 為采食無氮日糧后進入食糜或糞中的蛋白質(zhì)和氨基酸。該方法考慮了日糧纖維和干物質(zhì)采食量對內(nèi)源損失的影響，但同時也被指出動物長時間采食無氮日糧會造成機體負氮平衡。當(dāng)攝入的必需氨基酸不能滿足機體需要時，會導(dǎo)致進入門靜脈循環(huán)的必需氨基酸水平上調(diào)，表明此時機體蛋白凈合成效率下降[25]。研究表明豬采食無氮日糧時，機體動員肌肉組織釋放大量氨基酸，尤其是谷氨酰胺（glutamine,Gln），Gln 代謝成谷氨酸、脯氨酸等，導(dǎo)致回腸食糜中脯氨酸增加，使得測定結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響[26]。Golian 等[23]比較了回歸法（不同梯度酪蛋白或酶解酪蛋白）、無氮日糧法測定的肉雞回腸氨基酸流量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用高消化蛋白（酪蛋白/酶解酪蛋白）喂養(yǎng)的肉雞回腸末端氨基酸流量會隨著日糧中蛋白質(zhì)水平的升高而增加，而無氮日糧法測定值最低，并且顯著低于最終回歸曲線外推到酶解酪蛋白添加量為0 時所得的總IEAAs 損失，但與酪蛋白回歸結(jié)果差異不顯著。也就是說，假設(shè)肉雞在攝入日糧干物質(zhì)水平一致的條件下，隨著蛋白質(zhì)攝入量的增加，氨基酸流量增加，如果IEAAs 分泌量沒有變化，則完全與未消化的飼料蛋白有關(guān)。由此可見，使用無氮日糧法不會受到未消化蛋白的影響，其測定最低內(nèi)源氨基酸排泄量作為標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)內(nèi)源性氨基酸損失具有一定優(yōu)勢，并且無氮日糧法具有成本低、易操作的優(yōu)點，豐富和完善無氮日糧法測定雞IEAAs損失對于推廣SID評價體系很有意義。

2.2.5 同位素標(biāo)記法

在20世紀(jì)80年代和90年代，研究者們利用穩(wěn)定的同位素15N或者放射性的同位素14C、35S、75Se標(biāo)記日糧或動物，進而區(qū)分糞便或回腸食糜中的外、內(nèi)源氮，可直接對動物IEAAs排泄量進行估測。其中，根據(jù)標(biāo)記物的不同分為兩類：一類是飼料中的蛋白源被15N標(biāo)記后再飼喂動物，優(yōu)點是在操作上飼喂標(biāo)記的日糧蛋白比較簡單，日糧和內(nèi)源的蛋白或氨基酸能夠很容易的鑒定、分離和定量；缺點在于體內(nèi)同位素標(biāo)記循環(huán)速度快，日糧提供的15N 標(biāo)記氨基酸被迅速吸收并結(jié)合到體蛋白質(zhì)中，使未吸收的膳食蛋白質(zhì)和內(nèi)源性蛋白質(zhì)的區(qū)分變得復(fù)雜化[27]。第二類是給試驗動物注射同位素標(biāo)記的氨基酸，在注射方式上又存有區(qū)別。連續(xù)性注射法以血漿作為前體池，當(dāng)標(biāo)記物在體內(nèi)各部位達到平衡狀態(tài)后，消化道內(nèi)源氮損失量中標(biāo)記物富集度與血漿游離氨基酸中標(biāo)記物富集度相同，進而通過相應(yīng)公式換算得出IEAAs排泄量。另外，姚軍虎等[28]提出皮下一次注射同位素3H 標(biāo)注的亮氨酸法，該方法放棄了前體池的假設(shè)，不要求同位素在體內(nèi)的富集達到穩(wěn)定的恒態(tài)，認為同一生理條件下，給采食不同日糧的動物一次注射同一小劑量的同位素標(biāo)記異亮氨酸后，排泄物（或食糜）內(nèi)源的標(biāo)記氨基酸豐度與血漿游離的標(biāo)記氨基酸豐度之比相等，根據(jù)此假設(shè)并參考飼喂無氮日糧所得的各個內(nèi)源氨基酸比例，可計算出采食實際日糧時的內(nèi)源氨基酸損失，并經(jīng)過了相關(guān)試驗的驗證[29-30]。但是根據(jù)公式只能計算出飼喂實際含氮日糧時內(nèi)源亮氨酸的真實含量，其他IEAAs 的損失量仍然需要依據(jù)無氮日糧中各個氨基酸的相對比例進行計算?？傮w來說，同位素示蹤法是測定實際含氮日糧時IEAAs相對準(zhǔn)確的方法，但仍然需要借助無氮日糧法，同位素法成本高、操作復(fù)雜等因素限制了其應(yīng)用范圍。

2.3 日糧的組成對IEAAs的影響

2.3.1 纖維素和抗?fàn)I養(yǎng)因子對IEAAs的影響

基礎(chǔ)性IEAAs 定義為動物正常生理狀態(tài)下消化道中不可避免的氨基酸損失，與干物質(zhì)攝入量有關(guān)，與飲食組成無關(guān)。但是日糧中的纖維以及抗?fàn)I養(yǎng)因子等原料特性會造成額外的IEAAs損失，即由原料特性造成的特殊IEAAs損失。研究表明，隨著日糧粗纖維水平從7%增加到11%，內(nèi)源氮損失增加。其原因可能是膳食纖維刺激消化酶的分泌，內(nèi)源性的氨基酸由于膳食纖維的存在而難以被重新吸收[31]。Kluth等[32]發(fā)現(xiàn)，肉雞日糧中纖維素含量雖然增加IEAAs 損失，但不影響內(nèi)源氨基酸的組成。此外，纖維素與腸道黏液分泌相關(guān)[33]，無氮日糧中高纖維含量和高干物質(zhì)攝入的組合導(dǎo)致消化系統(tǒng)中黏蛋白的輸出顯著增加。Onyango 等[34]發(fā)現(xiàn)，飼糧中的植酸增加了雞腸道中黏蛋白和唾液酸的損失，并且損失的程度與植酸的類型有關(guān)，與游離植酸相比，鎂-鉀植酸處理組的黏蛋白損失量更大。此外，植酸不僅增加了內(nèi)源性總蛋白的流量，而且選擇性地增加了天冬氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸的流量，改變了內(nèi)源性蛋白的組成[35]，主要原因是植酸增加了黏蛋白的分泌，這種影響可以通過添加植酸酶而減少。

2.3.2 日糧中蛋白質(zhì)濃度對IEAAs的影響

除了抗?fàn)I養(yǎng)因子，日糧中高蛋白質(zhì)水平會刺激消化道內(nèi)相應(yīng)消化酶的分泌，提高特異性IEAAs損失[36]。Montagne 等[37]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飼糧粗蛋白水平從1%增加到28%時，十二指腸黏蛋白的流量大幅增加，導(dǎo)致了回腸19%的粗蛋白損失，以及高達40%的賴氨酸損失。葡萄糖或氨基酸，尤其谷氨酸和谷氨酰胺，在其穿過腸黏膜的過程中被腸上皮細胞分解代謝，以滿足腸道的能量需求[38]，部分氨基酸進入合成代謝途徑，參與內(nèi)源蛋白（黏蛋白和消化酶）的合成，因此葡萄糖和氨基酸在不同程度上被阻礙進入門脈循環(huán)。并且，緩慢消化的淀粉保留氨基酸對腸黏膜分解代謝的影響，在蛋白質(zhì)水平不足的日糧中表現(xiàn)得最為明顯[39]。

由于氨基酸作為腸道細胞的重要能量來源，當(dāng)飼糧中氨基酸不能滿足動物的需要時，腸細胞正常生理狀態(tài)發(fā)生改變，IEAAs流量也會受到影響。利用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)，飼糧粗蛋白水平在0～12.0%范圍內(nèi)大多數(shù)氨基酸的內(nèi)源損失量隨粗蛋白水平的增加大幅增加，隨著粗蛋白水平趨于正常飼糧，在12.0%～21.0%范圍內(nèi)，絕大多數(shù)氨基酸的內(nèi)源損失量基本維持在相對穩(wěn)定的水平[29]。與正常日糧相比，無氮日糧缺乏家禽生長所需的氨基酸，尤其是限制性氨基酸蛋氨酸、賴氨酸，日糧中缺乏蛋氨酸可引起腸道氧化應(yīng)激，進而導(dǎo)致腸內(nèi)細胞凋亡增加和局部腸黏膜免疫功能受損[40]。而缺乏賴氨酸則不能支持細胞合成蛋白來維持細胞增殖和細胞周期，導(dǎo)致細胞活力降低和細胞周期阻滯，賴氨酸饑餓時，凋亡相關(guān)蛋白（p53、apaf-1、bax、caspase3）明顯減少，可能介導(dǎo)了腸上皮細胞的凋亡[41]。飼糧中低水平的蘇氨酸可明顯降低肉雞能量和氮的沉積，表現(xiàn)為營養(yǎng)恢復(fù)的效率受損和生產(chǎn)性能下降[42]，而增加日糧中蘇氨酸的水平可以顯著提高肉雞和鴨子腸道中黏蛋白的分泌[43]。以上研究結(jié)果在一定程度上表明，對于飼喂無氮日糧的動物，由于缺乏氨基酸可能造成腸道消化液和消化酶分泌減少，使流入后腸道的蛋白質(zhì)總量和腸蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)減少，從而低估了基礎(chǔ)性IEAAs。

Ravindran等[44]在無氮日糧的基礎(chǔ)上添加0、50、100、150 g/kg和200 g/kg的酶解酪蛋白，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肉雞回腸末端內(nèi)源性氨基酸流量呈劑量依賴性增加，并引起了內(nèi)源性蛋白氨基酸組成的變化，這不僅影響氨基酸的維持需求，并對飼料的真實消化率的計算有一定的影響。Cowieson等[14]也發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)果，與無氮日糧法相比，根據(jù)回歸法將不同梯度酶解酪蛋白的IEAA值外推至蛋白質(zhì)攝入量為0 時，回腸異亮氨酸（200 vs.321 mg/kg DMI）、纈氨酸（270 vs.341 mg/kg DMI）、丙氨酸（217 vs.262 mg/kg DMI）和絲氨酸（343 vs.577 mg/kg DMI）流量在酶解酪蛋白處理組更高。但也有研究發(fā)現(xiàn)，除玉米外，用無氮日糧或添加100 g/kg 酪蛋白所得的SID在多數(shù)飼料原料中沒有差異[27]。以上結(jié)果表明，使用無氮日糧或含氮日糧測定的雞IEAAs可能是不同的，但是由于無氮日糧的飼料成分更簡單準(zhǔn)確、方法更容易操作，從而有益于飼料評估的一致性，所以該方法值得進一步的應(yīng)用和發(fā)展。那么除了補充平衡的氨基酸外，能否通過改善無氮日糧的原料組成，使測定的IEAAs損失更加趨近于正常水平？

2.4 無氮日糧的組成對IEAAs的影響

2.4.1 無氮日糧中能量的來源對IEAAs的影響

從能量供給的角度分析，玉米淀粉和葡萄糖是兩種常見的能量來源，構(gòu)成無氮日糧的重要組成部分。許多研究者應(yīng)用無氮日糧法研究了家禽回腸IEAAs的動態(tài)變化，但其中很多研究所使用的無氮日糧中玉米淀粉與葡萄糖或蔗糖的比例存在很大的變化（0.3～9），這可能會導(dǎo)致不同研究測定IEAAs 結(jié)果的差異[23，36，45-49]。Kong 等[1]研究了不同比例的淀粉和葡萄糖對肉雞IEAAs損失的影響，發(fā)現(xiàn)以葡萄糖作為單一能源時，除了蘇氨酸和脯氨酸外，回腸內(nèi)大部分氨基酸和總IEAAs的含量顯著高于當(dāng)用玉米淀粉作為單一能源時的結(jié)果（17 544 vs. 12 779 mg/kg DMI）。相似的情況也出現(xiàn)在Adedokun 等[50]的研究中，只含葡萄糖的無氮日糧造成的總IEAAs 損失顯著高于只含玉米淀粉的無氮日糧（11 080 vs. 6 038 mg/kg DMI）。這些結(jié)果表明，無氮日糧中能量的來源的確會改變?nèi)怆uIEAAs 損失，這可能與淀粉結(jié)構(gòu)和消化動力學(xué)特性有關(guān)。

淀粉的消化動力學(xué)取決于淀粉的分子結(jié)構(gòu)。不同植物來源的淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例不同，據(jù)報道，秈米中直鏈淀粉的含量較高（20.57%），玉米中含有較多的抗性淀粉（6.42%），而糯米絕大部分為支鏈淀粉（95.05%），幾乎不含直鏈淀粉和抗性淀粉，并且在生長豬回腸末端和全消化道內(nèi)的消化率均達到100%[51]。盡管大多數(shù)研究者利用無氮日糧法測定家禽IEAAs 時使用玉米淀粉，但是蠟質(zhì)玉米、普通玉米和高直鏈淀粉玉米所得淀粉中直鏈淀粉的比例依然差異很大，分別為0.68%、25.1%和53.4%[52]。直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量對淀粉的層次結(jié)構(gòu)有顯著的影響，體現(xiàn)在消化速率上的差異。直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例和淀粉消化率之間的負相關(guān)關(guān)系已經(jīng)被證實，含有更多直鏈的淀粉通常會減緩消化速率[53]，而支鏈含量高的淀粉更容易被消化和吸收，可在餐后迅速產(chǎn)生大量的葡萄糖，促進胰島素抵抗的發(fā)生[54]。營養(yǎng)學(xué)上，Englyst等[55]根據(jù)不同種類淀粉消化速率的差異，將孵育后20 min內(nèi)消化的淀粉區(qū)分為快速消化淀粉；在20～120 min內(nèi)消化的淀粉部分定義為慢速消化淀粉，并以抗性淀粉反映剩余沒有消化的淀粉成分。由于慢速消化淀粉在小腸內(nèi)緩慢消化，導(dǎo)致葡萄糖以緩慢、平穩(wěn)的方式進入血液，降低餐后胰島素血癥，有助于預(yù)防人的高血糖癥等代謝性疾病，因而得到人們的重視[56]。同樣，慢速消化淀粉的消化特性在家禽營養(yǎng)中也發(fā)揮著積極作用，利用慢速消化的豌豆淀粉可以顯著提高蛋雞的采食量和體增重，降低了料蛋比[57]；肉雞胸肉重量隨慢速消化淀粉線性增加，肉雞的生產(chǎn)性能和飼料效率也有所提高[58-59，39]。此外，慢速消化淀粉也可以為遠端小腸上皮細胞提供能量，潛在地節(jié)省了氨基酸的使用[39]。回腸末端內(nèi)源性含氮物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)取決于小腸消化和吸收的差異，不同比例的直鏈/支鏈淀粉可能從多個方面影響肉雞IEAAs損失。

2.4.2 無氮日糧可能通過干物質(zhì)采食量影響基礎(chǔ)性IEAAs

淀粉誘導(dǎo)“回腸制動（ileal brake activation）”效應(yīng)與采食量有關(guān)，當(dāng)飲食中富含淀粉或纖維時，引起速度減慢速率降低，更多的營養(yǎng)吸收發(fā)生在小腸的末端，未消化的淀粉/纖維在回腸中進行碳水化合物的發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，進而激活腸內(nèi)分泌L細胞釋放胰高血糖素樣肽1（GLP-1）和肽YY（PYY），導(dǎo)致食欲的抑制，即發(fā)生回腸制動效應(yīng)[60-61]。在家禽上，L細胞主要位于空腸和回腸，只有少數(shù)位于十二指腸，而在消化道的其他部分則不存在[62]。根據(jù)Herwig等[63]的研究，雞小腸的凈重、長度和回腸內(nèi)容物的重量隨慢速消化淀粉濃度的增加呈線性增加，回腸短鏈脂肪酸含量呈二次型變化，提示L 細胞可能會被激活，但目前在家禽上缺乏直接證據(jù)。不過已經(jīng)被證實的是IEAAs 的損失與干物質(zhì)攝入量有關(guān)，首先，日糧的攝入對腸道黏液的持續(xù)合成和分泌非常重要。4周齡肉雞饑餓、斷水72 h后，腸道表面積減少，黏液附著層變薄[64]。Siegert 等[65]在研究中指出，氨基酸消化率的估計差異可能是由于采食量的差異引起不同的基礎(chǔ)性IEAAs 損失造成的。無氮日糧中慢速消化淀粉含量高，是否會激活回腸制動效應(yīng)造成采食量的差異，進而影響IEAAs 損失變化，這一假設(shè)需要進一步研究探討。

2.4.3 無氮日糧中的淀粉影響?zhàn)さ鞍椎姆置?/p>

腸道內(nèi)黏蛋白被認為是最豐富的內(nèi)源成分，可占氮損失的10.4%，占總干物質(zhì)的13%。黏蛋白主要發(fā)揮保護作用，可將管腔內(nèi)的食物、消化分泌物，尤其是細菌，從與上皮細胞的直接接觸中分離出來。在正常情況下主要的黏蛋白MUC2 在高爾基體中進行高度O-糖基化后不再被機體消化系統(tǒng)降解，絲氨酸和蘇氨酸這兩種羥基氨基酸是黏蛋白O-聚糖的附著位點，并且通常在靠近附著點處發(fā)現(xiàn)脯氨酸[66]，所以黏蛋白分泌異常主要會影響內(nèi)源氨基酸損失中蘇氨酸、脯氨酸、絲氨酸和甘氨酸的比例[67]。在家禽上，小腸黏蛋白沿肉雞小腸遠端增加，腸黏蛋白不斷地進行動態(tài)性的降解和更新，由于周轉(zhuǎn)率不規(guī)律，黏液層的厚度取決于合成和降解之間的平衡，日糧中的淀粉與腸道黏蛋白的合成有關(guān)。谷物中的丙胺和淀粉提供的谷氨酰胺和葡萄糖是腸道細胞的主要能源，谷氨酰胺在黏蛋白形成的許多方面都有復(fù)雜的作用，它與糖酵解產(chǎn)生的果糖-6-磷酸是形成葡萄糖胺-6-磷酸的唯一途徑，也是形成所有己糖胺的第一步和限速步驟。谷氨酰胺除去胺后產(chǎn)生的谷氨酸被用來從糖酵解中轉(zhuǎn)移丙酮酸和形成丙氨酸，丙氨酸也是黏蛋白的貢獻者，剩下的酮戊二酸通過檸檬酸循環(huán)成為主要的和直接的能量來源[68]。Morita等[69]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠日糧中添加30%直鏈淀粉增加了小腸分泌性IgA、腔內(nèi)黏液素含量，促進了黏膜增生以及回腸黏膜蛋白、DNA、RNA含量的增加。

既然黏蛋白是內(nèi)源氮損失的主要來源，在腸道中由腸內(nèi)分泌細胞——杯狀細胞產(chǎn)生，那么黏液的厚度可能與腸道絨毛或隱窩中杯狀細胞的數(shù)量有關(guān)。Moor等[70]指出，腸上皮細胞分化與日糧營養(yǎng)有關(guān)，富含碳水化合物或氨基酸的日糧導(dǎo)致細胞分化類型不同，從而影響細胞的功能。這是因為腸道中不同細胞對燃料利用情況有所不同，腸上皮細胞主要負責(zé)將營養(yǎng)物質(zhì)從管腔轉(zhuǎn)移到基底外側(cè)膜，以更容易獲得的葡萄糖作為能量來源[71]；而對于杯狀細胞來說，盡管同一區(qū)域內(nèi)細胞數(shù)量少，但為了滿足黏蛋白的不斷合成和釋放，其對能量的需求相對腸上皮細胞而言更為廣泛和復(fù)雜，需要消耗大量的氨基酸和谷氨酰胺[72]。由于在腸道隱窩干細胞向杯狀細胞方向分化的過程中，受到Notch/Wnt信號通路控制[73]。已有報道證明，當(dāng)Notch信號被阻斷時，細胞質(zhì)中的Notch成分不再進入細胞核，抑制轉(zhuǎn)錄信號，將分化轉(zhuǎn)移到分泌途徑，腸道干細胞對Notch抑制非常敏感，如果信號沒有進一步的改變，杯狀細胞是這種轉(zhuǎn)變的默認結(jié)果[74]。研究表明日糧中淀粉種類影響Notch通路，抗性淀粉會降低MUC1的基因表達，并激活Notch通路，抑制杯狀細胞的發(fā)育[5]。說明無氮日糧中的淀粉可能會通過Notch/Wnt信號通路調(diào)控腸道杯狀細胞的分化，從而改變黏蛋白的分泌來影響IEAAs的損失，該假設(shè)需要進一步研究探討。

3 小結(jié)

無氮日糧法與絕食法相比動物應(yīng)激小，與酶解酪蛋白法、回歸法和同位素標(biāo)記法相比具有成本低、操作簡單易行的優(yōu)點，因而應(yīng)用廣泛。但是無氮日糧配方的主要成分——淀粉和糖的組成尚無明確定義。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)日糧中能量的來源可以影響動物氨基酸代謝，改變腸道黏蛋白合成和腸細胞增殖分化。那么，無氮日糧中采用的淀粉和葡萄糖的比例、淀粉的類型值得進一步探究。通過對分別采食無氮日糧和基礎(chǔ)日糧的肉雞在黏蛋白分泌、主要消化酶活性、腸黏膜完整性、腸上皮細胞的增殖和凋亡狀況等造成內(nèi)源氮損失的主要方面進行探究比較，或許有助于得到更加完善的無氮日糧配方，使其測定的IEAAs損失更趨近正常水平，以降低不同實驗室在肉雞內(nèi)源氮測定結(jié)果之間的差異，有利于完善家禽標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率評價體系和實現(xiàn)精準(zhǔn)營養(yǎng)。