精油對生長豬蛋白質(zhì)和氨基酸等回腸末端表觀消化率的影響

張 強 樸香淑 李鵬飛 張宏宇 李 平 韓 旭 裔家慶

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，北京 100193）

長期以來，抗生素在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的廣泛應(yīng)用，對預(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作用，但長期使用抗生素也帶來了嚴重的負面效應(yīng)，如細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，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中禁用抗生素的呼聲越來越高，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、無殘留的新型安全綠色抗生素替代品已成為動物營養(yǎng)與飼料行業(yè)的熱點領(lǐng)域[5]。天然植物提取物由于其具有抗菌、抗病毒、無殘留、多功能性、抗應(yīng)激和抗氧化等特點[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]。國內(nèi)外相關(guān)文獻已經(jīng)報道，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)于精油的研究報道很多，但精油在豬生產(chǎn)上的應(yīng)用研究相對較少，尤其是有關(guān)豬氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的消化率方面。因此，本試驗旨在通過采用簡單T型瘺管法，研究在玉米－豆粕型基礎(chǔ)日糧中添加精油對生長豬蛋白質(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 試驗材料

試驗用精油由丹尼斯克動物營養(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 試驗動物

1.2.1 試驗動物的選擇

試驗選用6頭體重相近的三元雜交（大白×長白×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

正式試驗前先對試驗豬進行手術(shù)，安裝簡單T型瘺管。術(shù)前試驗豬禁食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]所介紹的方法進行。本試驗使用舒泰50和速眠新（846）兩種麻醉藥品（購于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(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)臺上，對右側(cè)術(shù)部及周圍備皮，并用碘酒和酒精分別對術(shù)部進行消毒處理。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,在距回盲連接點前10～15 cm處的腸壁表層用4號外科手術(shù)線做雙荷包縫合，內(nèi)外線間距為0.5 cm。縫合長度以能裝入簡單T型瘺管為準。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)時間過長,外露小腸組織需用生理鹽水紗布包裹浸潤,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，對瘺管用墊圈和螺母進行固定。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，以減少安裝時的應(yīng)激。

1.2.3 術(shù)后護理

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，待試驗豬的采食和排泄恢復(fù)正常并保持穩(wěn)定后，隨機分組，開始正式試驗。

1.3 試驗設(shè)計和日糧

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

試驗日糧參照NRC（1998）[16]生長豬的營養(yǎng)需要標準配制2種玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧，其組成和營養(yǎng)成分見表1和表2。試驗共分為3個處理組，分別為：①正對照組（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負對照組(NC)：空白對照組，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)：負對照組基礎(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

每個試驗期開始前稱量試驗豬體重，正式試驗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

每個試驗期持續(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。每次收集時取得的食糜樣品立即置于-20℃冰箱中保存。每個試驗期結(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樣品在凍干機中凍干,室溫下回潮24 h，制成風(fēng)干樣。再經(jīng)超微粉碎機粉碎，裝入封口袋保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 試驗基礎(chǔ)日糧組成（風(fēng)干基礎(chǔ)）

表2 試驗日糧營養(yǎng)成分分析（%）

1.6 檢測指標及測定方法

1.6.1 檢測指標

日糧成分測定：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 測定方法

1.6.2.1 日糧和食糜常規(guī)營養(yǎng)成分

干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、鈣和總磷的測定分別參照中華人民共和國國家標準GB/T 6435—2006、GB/T 6432—1994、GB/T 6436—2002和 GB/T 6437—2002所推薦的方法。鉻含量的測定按照中華人民共和國國家標準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）測定。能量的測定按照國際標準ISO 9831:1998推薦的方法，使用氧彈式測熱儀（Parr Instruments，Moline，IL）測定。

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種氨基酸的測定使用酸水解的方法，參照中華人民共和國國家標準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，使用氨基酸自動分析儀（日立L-8800，日本）測定。色氨酸的測定參照中華人民共和國國家標準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）測定。含硫氨基酸的測定參照中華人民共和國國家標準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，使用氨基酸自動分析儀（日立L-8800，日本）測定。

1.7 計算公式

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

1.8 統(tǒng)計方法

數(shù)據(jù)使用SAS 9.1統(tǒng)計軟件MIXED模型進行統(tǒng)計（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表示標準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代表試驗期造成的隨機效應(yīng)，j＝1，2，3；Ak表示豬的差異造成的隨機效應(yīng)，k=1，2，3，4，5，6；εijk代表試驗的系統(tǒng)誤差 N（0，ε2）。使用lsmeans語句進行兩兩比較，統(tǒng)計結(jié)果以P≤0.05時為差異顯著，以0.05＜P≤0.10時為趨勢。

2 結(jié)果（見表3）

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

由表3可知，與負對照組相比，在日糧中添加0.01%的精油可提高（P＜0.05）生長豬粗蛋白質(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照組(P＜0.05),提高幅度分別為5.2%和7.1%。同時，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（P＜0.10）。對其他一些氨基酸，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到顯著水平。

3 討論

隨著理想蛋白質(zhì)模型的提出，如何準確評定豬對氨基酸的利用率已成為動物營養(yǎng)研究的熱點之一。國內(nèi)外相關(guān)研究已經(jīng)表明，豬大腸對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)酵會很大程度地影響全腸道氨基酸消化率測定的準確性，因此，全收糞法測定的豬飼料氨基酸消化率是不準確的。為了消除后腸道微生物的干擾，Payne（1968）[17]首次建議應(yīng)在回腸末端測定氨基酸消化率。目前，豬氨基酸消化率的測定均普遍采用回腸末端取樣法代替全收糞法，并且已經(jīng)得到大家的認可。

本試驗即采用回腸末端取樣法——簡單T型瘺管法進行測定,試驗結(jié)果表明,在日糧中添加0.01%的精油對生長豬回腸末端干物質(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作用。與負對照組相比,在日糧中添加0.01%的精油可提高生長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,這與國內(nèi)外的相關(guān)文獻報道相類似[18-22]。L.Yan等(2010)報道，在生長豬日糧中添加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)報道，在肉仔雞日糧中添加0.01%的精油(活性成分與本試驗所用精油成分相同)，可顯著提高肉雞回腸粗蛋白質(zhì)的表觀消化率，但對能量利用率影響并不顯著。而朱碧泉等(2011)試驗則表明，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)于精油對畜禽營養(yǎng)物質(zhì)消化率的報道均集中在全腸道消化率上，但本試驗的結(jié)果也進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。目前國內(nèi)外關(guān)于精油對豬氨基酸消化代謝的影響研究很少，因此很難將現(xiàn)有的試驗結(jié)果與前人的文獻報道進行比較分析。精油對生長豬回腸末端粗蛋白質(zhì)和氨基酸等表觀消化率的促進作用可能是由于本試驗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),有利于盲腸前段營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，從而提高豬對飼料的消化利用率[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，進而提高動物的采食量，并能促進動物唾液、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的作用可能也有利于動物對營養(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]，進而可保護小腸絨毛，避免在細胞和組織層面上造成氧化損傷，促進其對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。精油對動物體免疫增強和抗應(yīng)激作用，可緩解因免疫反應(yīng)和應(yīng)激所造成的機體損耗，提高腸道對必需營養(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。

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。