畜禽基礎氮代謝及無氮日糧配制研究進展

曹寧坤， 陳寶江

（河北農業大學動物科技學院，河北保定 071001）

隨著蛋白質營養研究的不斷深入，真蛋白質消化率和標準蛋白質消化率應用越來越廣泛，由于其是校正后的表觀消化率，能夠更加準確地反映動物對飼料蛋白質的消化能力，從而更好地評定該飼料的營養價值，了解動物維持蛋白質需要，便于為動物設計更加科學、合理的飼料配方。

1 維持蛋白質需要、基礎氮代謝

維持蛋白質需要即動物在維持狀態下，攝入的養分僅用來維持生命的基本代謝，在不做功、不生產產品，體重不變的情況下對蛋白質的需要。研究動物的維持蛋白質，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代謝，還有助于平衡維持需要和生產需要之間的關系，做到盡可能地降低維持需要在動物營養需要中所占的比例，這對降低飼養成本，提高養殖效益具有重要意義。

基礎氮代謝即總內源氮，反映了動物在維持狀態下對蛋白質的需要量，能夠為蛋白質的標準消化率的測定提供基礎數據，是代謝糞氮、內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糞中排出的含氮物質，由脫落的黏膜上皮細胞、消化酶、黏蛋白、體內蛋白質分解進入消化道中的氮等構成；內源尿氮指動物在維持狀態下，來源于尿素、尿酸等中的含氮物質；體表氮損失主要是指動物在維持狀態下，皮膚表層細胞的脫落、體蛋白分解過程中產生的尾產物經皮膚排泄、毛發的脫落等排泄出的氮總量。早在1924年，Michell和Carman就用總內源氮對蛋白質的表觀消化率進行了校正。張華琦等（2016）測定了特種野豬的基礎氮代謝，得出了維持蛋白質需要的回歸方程。鄧雪娟等（2009）采用無氮日糧法對肉仔雞內源氨基酸的基礎損失進行了估測，結果表明，在回腸末端內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、粗纖維的攝入量進行了相關分析后，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需要，對為毛兔提供最低的蛋白質需要量和確定毛兔在不同階段下對蛋白質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

評定動物基礎氮代謝最常用、最經典的方法就是無氮日糧法。該法操作簡易，成本低廉，在測定動物基礎內源損失方面具有一定優勢。無氮日糧法，故名思議，就是不含任何蛋白質的日糧，指在動物飼料配方設計中將蛋白質飼料扣除，用淀粉、蔗糖等無氮浸出物補充蛋白質的空缺，并滿足動物其他養分的營養需要。其假定條件是，動物采食不含任何含氮物質的飼糧后，進入消化道和糞中的含氮物質即為內源的，并且在不同飼糧組成的情況下，動物內源氮的排泄量是相同或相似的，其表示動物體內基礎的氮代謝（楊峰等，2008）。無氮日糧一般由粗纖維、脂肪、蔗糖、淀粉、維生素和礦物質等構成。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于動物油，一般植物油應用較多；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，維生素和礦物質的添加需要滿足或超過NRC（翟少偉，2003）的標準。

3 影響無氮日糧配制的因素

3.1 日糧纖維對內源氮排泄量的影響 日糧纖維包括纖維素、半纖維素、木質素、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生不同的影響，并影響動物內源氮損失的估測值。日糧中不同纖維化合物的化學組成不同，其理化性質也不同，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源氮損失的關鍵問題之一。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，添加果膠的內源氮的排泄量顯著大于純纖維素，且果膠對內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，發現豌豆胚乳纖維較其他纖維素相比，顯著地增加了豬內源氮的排泄量。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源氮損失產生重要影響。一方面，纖維有其獨特的物理化學性質，會影響內源氮的重吸收；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，內源氮的損失量呈現顯著差異，在一定范圍內，內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，估測鵝的內源氮排泄量得出的結論與上述相似。王彥平等（2011）通過飼喂萊蕪豬不同纖維水平的日糧，發現隨著粗纖維添加量的增加，內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行相關分析后，發現兩者之間并沒有密切聯系，呈現偏相關且差異不顯著。家兔不同于其他非反芻動物，可能與其特殊的消化系統和吞食軟糞有關。

綜上所述，為提高無氮日糧法測定內源排泄量的準確性，在無氮日糧的設計中，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 體重對內源氮排泄量的影響 總內源氮代表了動物的維持蛋白質需要，動物的維持蛋白質需要與體重密切相關，一般來講，體重較小動物的維持蛋白質需要高于體重大的動物。在測定動物標準蛋白質消化率時，要考慮體重因素對內源氮損失造成的影響。Leterme等（2005）測定了不同體重的豬內源氮及氨基酸的排泄量，發現隨著豬體重的增長，內源氮及多數氨基酸的損失呈現增大的趨勢。Presto等（2010）測定了豬體重為25.9 kg和93.2 kg的回腸氮損失，發現體重較小豬的內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源蛋白質和氨基酸損失時，發現體重因素對內源氮損失幾乎沒有影響。綜合分析，造成試驗結果迥異的原因，可能與采用的試驗日糧不同有關。

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

4 無氮日糧配制及基礎氮代謝研究存在的問題

基礎氮代謝的評定方法眾多，各種方法都有其優缺點，而研究者通常采用不同的評定方法，導致試驗結果差異很大，無氮日糧法以其簡單可行，成本低的優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組成條件下對內源氮損失的影響；其次，動物采食不含蛋白質的日糧使動物處于一種非正常的生理狀態，與正常采食條件下的內源氮損失有一定差異。

5 小結

基礎氮代謝代表了動物的維持蛋白質需要，測定動物的維持蛋白質需要具有重要營養研究意義。無氮日糧法是最常用的評定方法，使用該法在測定內源氮和氨基酸損失時，尚有許多因素影響測定結果，需要進行深入探討的問題也很多，必須進行進一步細致研究，以提高測定的準確性。