不同蛋白源日糧對山羊胃腸道氨基酸及肽的影響

揚州大學動物科技學院 徐 俊 侯玉潔 吳 敏 林 淼 趙國琦＊

上海光明荷斯坦牧業有限公司 蘇衍菁

揚州大學獸醫學院 李維靜

在反芻動物營養中，不同蛋白源日糧在瘤胃中的降解率不同，會影響到瘤胃微生物產量、小腸中肽、氨基酸含量和種類，也可能會影響小腸對各種氨基酸的消化和吸收。飼料中蛋白可被瘤胃中微生物降解為肽、氨基酸和氨，其作為蛋白質的降解中間產物可作為瘤胃微生物的主要氮源，直接被瘤胃微生物攝取、利用，而肽類的攝取速率直接影響蛋白質在瘤胃中的降解速率，同時也會影響小腸食糜中氨基酸的平衡 （Chen和 Russell，1991）。蛋白質的營養實質是氨基酸的營養，而肽的攝取是瘤胃內蛋白質降解的限速步驟。因此，研究不同蛋白源日糧對山羊胃腸道中氨基酸和肽的組成具有十分重要的意義。本試驗研究不同牧草中蛋白源對山羊瘤胃和十二指腸中游離氨基酸和肽氨基酸濃度的影響，為反芻動物合理利用牧草中蛋白以及山羊消化道內肽、氨基酸的組成提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與飼養管理 選取四頭體況良好體重為（30±5）kg的徐淮白山羊，分別安裝永久性瘤胃瘺管和十二指腸瘺管，試驗羊單籠飼養，按體重的 2%給料（干物質），于每天 08∶00 和 20∶00分2次等量飼喂，自由飲水。

1.2 試驗日糧 本試驗配制蛋白質水平為14%的4種日糧，分別為A、B、C、D。A組牧草由稻草、羊草和苜蓿組成，羊草提供日糧中蛋白質含量的20%，苜蓿提供30%；B組牧草由羊草和苜蓿組成，羊草提供日糧中蛋白質含量的30%，苜蓿提供20%；C組由單一羊草組成，且羊草提供日糧中蛋白含量的50%；D組牧草由苜蓿和稻草組成，苜蓿提供日糧中蛋白質含量的50%。日糧組成及營養水平見表1。

表1 4種不同蛋白源日糧組成及營養水平（干物質基礎）

1.3 試驗設計 試驗采用4×3不完全拉丁方設計，每期15 d，其中預試期10 d，正試期5 d。

1.4 樣品采集與處理 糞尿樣的采集：正試期每天08∶00收集全部糞尿樣，然后將24 h收集的糞樣混勻并稱重，鮮糞表面噴灑10%稀H2SO4固氮，然后取總量的10%于4℃冰箱保存。將每天收集到的尿液混勻后取總量的10%，再按100 mL尿中添加5 mL濃度為10%的稀H2SO4固氮，然后置于4℃冰箱保存。

食糜樣品的采集：于正試期第5天采集晨飼后0、2、4、8 h和12 h的瘤胃和十二指腸食糜樣品30 mL。

瘤胃食糜樣品預處理：取瘤胃液于4℃，16000 r/min離心20 min，除去其中的食糜顆粒、原蟲和細菌，準確量取4 mL上清液加入1 mL 25%高氯酸，于4℃，16000 r/min下離心20 min，去除可溶性蛋白、DNA和RNA，再次準確量取4 mL上清液，加入1 mL 2 mol/L的碳酸鉀溶液，再次于4℃，16000 r/min離心20 min，徹底除去高氯酸沉淀。最后取上清液用以測定游離氨基酸（FAA）和總氨基酸（TAA）。

十二指腸食糜樣品預處理：將食糜樣品于4℃，200 r/min下離心15 min，分離出的上清液用于測定FAA，分離出的飼料顆粒和十二指腸食糜沉淀物分別通過真空冷凍干燥后用于測定飼料氨基酸（AA和TAA）。沉淀用以測定飼料AA，取上清液用以測定FAA（歐宇，2003）。

1.5 測定指標與方法 飼料和糞樣中粗蛋白質含量用凱氏定氮法測定，而飼料中氨基酸、瘤胃液和十二指腸食糜中FAA和TAA用Waters高效液相色譜法測定 （張麗英，2003）。樣品肽氨基酸（PAA）含量 =樣品TAA含量-樣品FAA含量。

1.6 數據處理 試驗數據用Excel 2007進行整理后，用SPSS軟件進行統計分析，采用Duncan’s法進行多重比較，顯著水平為P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 對山羊氮代謝的影響 由表2可知，4組日糧 的 食 入 氮 分 別 為 12.48、12.44、12.43 g/d 和12.62 g/d，糞氮、尿氮組間 差異不顯著 （P＞0.05）。蛋白質表觀消化率分別為59.88%、59.87%、60.81%和61.24%，A、B組顯著低于C、D組（P＜0.05）。各組間可消化氮含量無顯著差異（P＞0.05），但是D組最高，B組最低。C和D組與A、B組間沉積氮差異顯著（P＜0.01或P＜0.05），其中D組最高，分別較A、B組提高4.88%和10.73%。

2.2 對山羊瘤胃液中游離氨基酸和肽氨基酸濃度的影響 由表3和表4可知，A、B、C、D組瘤胃液中FAA濃度依次為25.58、26.03、26.64 mg/100 mL和 26.86 mg/100 mL，PAA濃度 依次 為 22.82、24.25、23.53 mg/100 mL 和 25.73 mg/100 mL。FAA和PAA濃度均為D組均極顯著高于A、B、C三組（P ＜ 0.01），A 組最低。

表2 不同蛋白源組成日糧對山羊氮代謝的影響

各組間氨基酸組成隨不同蛋白源組成而有所不同。各組FAA中苯丙氨酸和賴氨酸濃度相對較高，天冬氨酸、谷氨酸和酪氨酸濃度相對較低，各組PAA氨基酸中均是苯丙氨酸和賴氨酸濃度相對較高，A組天冬氨酸、谷氨酸濃度相對較低，B組天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、酪氨酸濃度相對較低，C組天冬氨酸、蛋氨酸濃度相對較低，D組天冬氨酸、谷氨酸濃度相對較低。

從FAA和PAA的動態變化來看，總體上呈現先降低后升高再降低的趨勢。各組FAA和PAA濃度均在晨飼后2 h降低，4 h后達峰值，且各組間均差異顯著（P＜0.05或P＜0.01）。

2.3 對山羊十二指腸中游離氨基酸和肽氨基酸濃度的影響 從表5和表6可知，4組日糧在十二指腸中 FAA濃度依次為 32.52、33.52、33.37 mg/100 mL和 33.93 mg/100 mL，PAA濃度依次為22.39、23.53、23.02 mg/100 mL 和 24.21 mg/100 mL。FAA和PAA濃度均為D＞B＞C＞A，且D組極顯著高于 A、B、C三組（P ＜ 0.01），A組最低。

各組間氨基酸組成隨不同蛋白源組成而有所不同。各組FAA中苯丙氨酸和賴氨酸濃度相對較高，而天冬氨酸濃度均最低。各組PAA也是苯丙氨酸和賴氨酸濃度相對較高，而A組谷氨酸、酪氨酸，B組蘇氨酸、纈氨酸，C組精氨酸和D組酪氨酸濃度相對較低，且除絲氨酸和蛋氨酸外，其他各氨基酸間均存在顯著差異（P＜0.05或P ＜ 0.01）。

表3 不同蛋白源組成日糧對山羊瘤胃液FAA濃度的影響mg/100 mL

從FAA和PAA的動態變化來看，總體上呈現先降低后升高再降低的趨勢。各組FAA和PAA濃度均在晨飼后2 h最低，4 h后達峰值，且各組間均差異顯著（P＜0.05或P＜0.01）。

3 討論

3.1 對山羊氮代謝的影響 不同蛋白質組成日糧影響粗蛋白質的表觀消化率，其中D組（苜蓿+稻草）最高，B組（羊草+苜蓿）最低，這可能與禾本科牧草和豆科牧草比例和組成有關，日糧中蛋白質來源差異影響了蛋白質在瘤胃內的消化率，此外，日糧中纖維含量不同也會影響山羊的反芻、咀嚼功能以及瘤胃內環境，進而影響對蛋白質的消化。呂貞龍等（2009）研究報道，不同蛋白質來源（豆粕、棉籽粕、菜籽粕和玉米干酒糟）日糧會影響粗蛋白質的表觀消化率。本試驗中4組日糧中糞氮、尿氮排出量和可消化氮含量均差異不顯著（P＞0.05），這可能與日糧中蛋白質水平相近有關（Sawyer等，2012）。在本試驗條件下，D組中沉積氮含量最高，說明苜蓿和稻草的組合有利于山羊對氮素的吸收和利用。

表4 不同蛋白源組成日糧對山羊瘤胃液PAA濃度的影響mg/100 mL

3.2 對山羊瘤胃液中游離氨基酸和肽氨基酸濃度的影響 日糧中蛋白質可被瘤胃微生物降解為肽、氨基酸，并最終降解為氨，從而為微生物蛋白的合成提供氮源（Rooke 和 Armstrong，1989），而未被降解的蛋白質和未被微生物利用的肽、氨基酸進入消化道后段，成為機體直接吸收利用的氨基酸來源。本試驗瘤胃液中各組FAA和PAA濃度均存在顯著或極顯著差異，說明不同蛋白源組成顯著影響了瘤胃內蛋白質的分解，這與不同牧草蛋白質的降解率存在差異有關。Chen和Russell（1991）研究報道，快速降解蛋白質在分解過程中會有肽的沉積，瘤胃細菌分泌的蛋白質水解酶達到了飽和，而慢速降解蛋白在瘤胃中的肽釋放速度遠低于肽被瘤胃中細菌攝取的速度，微生物攝取肽是瘤胃蛋白降解的限速步驟，瘤胃中肽的產生與所采食的蛋白質來源密切相關。快速降解蛋白質可釋放大量肽，本試驗中，D組PAA濃度極顯著高于A、B、C三組。呂貞龍等（2009）通過改變日糧精料中蛋白質來源也得出了相似的結論，日糧中植物蛋白來源會顯著影響瘤胃內FAA和PAA濃度。雖然蛋白質源對瘤胃液中氨基酸組成影響較大，但FAA和PAA的動態變化存在相似的變化趨勢，均在晨飼后2 h降低，4 h后達到峰值，該結論與王春梅等（2010）對湖羊胃腸道中氨基酸濃度的研究結果一致。但是呂貞龍等（2009）卻發現，瘤胃內肽濃度是先升高后降低，且在采食后2 h達到峰值，造成這一差異可能與試驗動物、試驗日糧組成的不同有關。

表5 不同蛋白源組成日糧對山羊十二指腸近端食糜FAA濃度的影響mg/100 mL

表6 不同蛋白源組成日糧對山羊十二指腸近端食糜PAA濃度的影響mg/100 mL

3.3 對山羊十二指腸中游離氨基酸和肽氨基酸濃度的影響 反芻動物空腸和回腸是體內氨基酸吸收的主要部位。小腸吸收的氨基酸來源于瘤胃微生物蛋白、飼料非降解蛋白和內源蛋白三部分。因此，十二指腸近端食糜氨基酸的平衡性對山羊吸收氨基酸至關重要。本試驗表明，山羊十二指腸近端食糜的FAA和PAA濃度在4組日糧間差異顯著（P＜0.05），且均為D組最高，A組最低。D組較高在很大程度上取決于蛋白在瘤胃內有較高的降解率，使更多的微生物蛋白進入到十二指腸中。瘤胃非降解蛋白的氨基酸組成對十二指腸中食糜的氨基酸組成影響很大。Erasmus等（1994）研究發現，當奶牛飼喂抗瘤胃微生物降解蛋白補充料時，進入十二指腸的氨基酸組成模式發生了變化。當飼喂蛋白質降解率較高的日糧或僅喂青貯、干草、非蛋白氮和少量的非降解蛋白時，十二指腸內的微生物蛋白占有很大的比例，氨基酸的組成取決于瘤胃微生物氨基酸組成。因此，日糧組成對進入十二指腸的氨基酸數量和品質起著決定性作用。十二指腸中FAA和PAA等的動態變化也是在采食后2 h達最低值，4 h后達峰值，這與瘤胃液中FAA和PAA的動態變化趨勢相吻合。

4 結論

不同蛋白質組成日糧顯著影響山羊的氮代謝，D組中蛋白質表觀消化率和沉積氮均顯著高于其他三組。而蛋白質組成對胃腸道內FAA和PAA的組成也有顯著影響，瘤胃內FAA和PAA濃度均是D組最高，A組最低，且氨基酸組成均是苯丙氨酸和賴氨酸濃度相對較高；十二指腸中，FAA和PAA也是苯丙氨酸和賴氨酸濃度相對較高，各組FAA中天冬氨酸濃度最低。瘤胃液和十二指腸中FAA和PAA濃度的日變化趨勢，均是在采食2 h后降低，4 h后達峰值。從蛋白質的消化率和進入十二指腸的氨基酸組成來看，苜蓿和稻草的日糧組合瘤胃降解率最高，飼喂山羊的效果最好。

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