去盲腸公雞對豆粕氨基酸標準消化率的比較研究

胡如久 汪 菲 李 晶 楊小軍 姚軍虎

(西北農林科技大學動物科技學院，楊凌 712100)

去盲腸公雞對豆粕氨基酸標準消化率的比較研究

胡如久 汪 菲 李 晶 楊小軍 姚軍虎

(西北農林科技大學動物科技學院，楊凌 712100)

在比較分析無氮日糧法(NFD)和回歸法(REG)測定去盲腸公雞的內源氨基酸基礎損失量(EAALb)的基礎上，采用排空-強飼代謝試驗測定豆粕的氨基酸(AA)標準消化率，為家禽飼料原料AA營養價值的評定提供理論依據。結果顯示：(1)總AA的排泄量(mg/kg DMI)與攝入量(mg/kg DMI)間線性回歸方程為Y=12 625.2+0.096X(R2=0.759)；(2)NFD法和REG法測定的EAALb分別為11 489.7、12 625.2 mg/kg DMI，兩者間差異不顯著(P>0.05)；(3)豆粕總AA的表觀消化率隨日糧粗蛋白質(CP)水平的增加呈二次曲線變化規律，在CP>12.0%時，達到相對恒定；經NFD和REG校正后得到的豆粕總AA標準消化率差異不顯著(P>0.05)，且均不依賴于日糧CP水平，分別介于85.58%～89.61%和86.75%～90.05%。以上結果表明，NFD和REG均可用于測定EAALb，豆粕總AA和大部分AA的標準消化率不受日糧CP水平的影響，表明以豆粕AA標準消化率配制日糧具有較好的可加性。

無氮日糧法 回歸法 內源氨基酸損失量 氨基酸消化率 去盲腸公雞

豆粕作為家禽飼料中最主要的蛋白質原料，氨基酸(AA)消化率是評價其營養價值的重要指標之一。準確測定飼料原料的AA消化率是實現日糧精準供給AA的基礎。生產實踐中，常采用表觀可消化AA或AA表觀消化率(Apparent digestibility, AD)指標來配合家禽日糧。然而，越來越多的研究表明[1-2]，以AD值為基礎設計的日糧配方不能準確反映家禽對飼料AA的利用情況，因此，很難精準地滿足家禽的AA需要。標準可消化AA或AA標準消化率(Standardized digestibility, SD)指標是用內源氨基酸基礎損失量(Basal endogenous amino acid losses, EAALb)對AD進行校正后得到的，較AD指標評定家禽AA需要及飼料AA營養價值具有更高的準確性[3]。研究表明，采用SD值配合日糧比AD值具有更好的可加性和可重復性[4]。因此，準確測定EAALb成為采用SD指標配合日糧的關鍵。目前，有許多方法測定EAAL[5-8]，其中無氮日糧法(Nitrogen-free diet method, NFD)和回歸法(Regression method, REG)是常見的測定EAAL的方法，測值可代表EAALb。對于一個可靠SD值，EAALb的測定結果必須具有一致性和可重復性。然而，NFD和REG測定雞EAALb的結論不盡相同，二者測定值在不同研究間變異較大[9-11]。此外，由于排除后腸道微生物干擾和精準飼喂，去盲腸公雞排空-強飼代謝試驗用于測定雞EAAL和AA消化率已被廣泛接受[12-14]。因此，本試驗以去盲腸公雞為實驗動物，分別采用NFD和REG測定EAALb，在此基礎上測定豆粕AA的SD值，并對這2種方法獲得的結果進行了比較，為家禽飼料原料的AA營養價值評定提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計與日糧

42只去盲腸公雞隨機等分為7個處理組，每處理6重復。處理1飼喂NFD，直接測定EAALb；其余6組飼喂以豆粕為唯一粗蛋白質(CP)來源(各組CP水平分別為3.0%、6.0%、9.0%、12.0%、15.0%、18.0%)的半純合日糧，用于回歸法測定EAALb。

試驗日糧是以玉米淀粉和蔗糖為主要原料配制成的半純合日糧，采用紙纖維調平各組粗纖維水平，參考Adedokun等[15]推薦的方法調平日糧電解質，除了CP和AA外，其他營養成分均滿足或超過NRC(1994)[16]公雞營養需要。試驗日糧組成與主要營養指標見表1。

1.2 實驗動物及飼養管理

選擇25周齡、體重一致[(2.24±0.15) kg]、健康的羅曼褐蛋公雞42只，試驗前對所有試雞進行盲腸切除手術，手術操作和術后護理參考Payne等[17]。術后恢復6周，待試雞體況、采食、排泄恢復正常后，開始正式試驗。試驗期間單籠飼養，保證飲水，舍溫控制在16～20 ℃，相對濕度55%～65%。

1.3 代謝試驗

代謝試驗操作參考“Sibbald”排空-強飼法操作程序[18]，采用48 h空腹+48 h全收糞法。強飼前在試雞肛門縫制空心塑料瓶蓋，以便內旋上已綁定螺口的集糞袋收集試雞的排泄物，適應5 d后開始試驗。禁食24 h后每只試雞預強飼25 g/kg bw相應試驗日糧，并準確計時，48 h后進行正式強飼(25 g/kg bw),之后立即套上集糞袋，每隔2 h收集1次，連續收集48 h。每次收集排泄物后按10 mL/200 g鮮樣加10%的硫酸和3滴甲苯防腐，然后立即置于-20 ℃冰箱冷凍保存。

1.4 化學分析

分析前排泄物在4 ℃下溶化，將每只雞48 h采集的排泄物混合均勻，經真空冷凍干燥后回潮24 h，稱重并粉碎，過0.5 mm篩后用四分法取樣待測。豆粕、試驗日糧和排泄物中的干物質、粗蛋白質、粗纖維、中性洗滌纖維按照楊勝[19]的方法進行測定。飼料和排泄物中AA是在110 ℃下6 mol/L鹽酸水解24 h后使用Biochrom 30型氨基酸自動分析儀(Pharmacia Biotech, UK)進行測定。由于谷氨酰胺和天冬酰胺在水解過程中分別被轉化成谷氨酸和天冬氨酸，所以測定得到的谷氨酸和天冬氨酸值分別代表的是樣品中谷氨酸+谷氨酰胺和天冬氨酸+天冬酰胺的含量。酪氨酸和色氨酸在水解中被破壞，沒有被測定。

表1 試驗日糧組成及營養水平(飼喂基礎)/g/kg

注：1) 日糧組成及營養水平以飼喂狀態為基礎。2) 中國藥業集團公司上海化學試劑公司，其中CF 490 g/kg，NDF 910 g/kg。3) 向每kg日糧提供：VA 5 000 IU，VD31 500 IU，VE 30 IU，VK33.0 mg，VB14.0 mg，VB26. 0 mg，VB64.0 mg，VB1230.0 μg，煙酸 35.0 mg，泛酸鈣 15.0 mg，葉酸5.0 mg，生物素0.3 mg，Fe 60 mg，Cu 10 mg，Mn 80 mg，Zn 80 mg，I 0.4 mg，Se 0.3 mg。 4) 參考Adedokun等[11]添加方法保證日糧電解質平衡，每千克日糧中Na++K+Cl-毫當量(mEq)值為203.0。

1.5 計算與統計分析

AD計算公式如(1)所示：

(1)

式中：IAA為日糧AA總攝入量(mg/kg DMI)，FAA為排泄物中AA總排泄量(mg/kg DMI)。

NFD由于使用不含氮日糧飼喂試雞，收集的排泄物中AA含量即為EAALb，記為EAALbnfd(mg/kg DMI)。

REG原理：根據REG計算原理[20]，其計算公式如(2)所示。IAA (X)對FAA(Y)作線性回歸，如果這種線性關系存在，則當回歸方程外推到IAA為0時，回歸截距值(a值)即為EAALb，記為EAALbreg(mg/kg DMI)。

Y=a+bX

(2)

SD的計算：經EAALb校正AD可得到SD，其計算公式如下：

(3)

所有試驗數據采用IBM SPSS 21.0軟件進行one-way ANOVA分析，差異顯著時進行Duncan氏多重比較檢驗，以P<0.05作為顯著性判斷標準。

2 結果分析

2.1 內源氨基酸基礎損失量

NFD和REG測定的EAALb值見表2。REG中除了Arg、Cys、Val和Pro外，大多數AA的總排泄量(mg/kg DMI)與總攝入量(mg/kg DMI)間線性回歸方程的R2>0.700，總AA的回歸方程為Y=12 625.2+0.096X(R2=0.759)。Cys的R2過低(R2=0.052)，回歸方程無統計學意義，故REG不能測定Cys內源基礎損失量。除Lys和Val外，REG測定的其他AA的內源基礎損失量值與NFD法測定值差異不顯著(P>0.05)。圖1直觀比較了兩種方法測定總AA的內源基礎損失量，REG測定總AA的內源基礎損失量(12 625.2 mg/kg DMI)與NFD法測定值(11 489.7 mg/kg DMI)差異不顯著(P>0.05)。兩種測定方法中，各AA的內源基礎損失量的相對大小基本一致，Glu均為內源損失較大的AA，其次是Pro、Asp、Thr、Val、Ser。總體上，大部分非必需AA的內源基礎損失量高于必需AA。

表2 無氮日糧法與回歸法測定去盲腸公雞內源氨基酸基礎損失量的比較

注：同種氨基酸的同一行平均值肩標字母不同者，表示差異顯著(P<0.05)，下同。

圖1 無氮日糧法、回歸法測定去盲腸公雞內源氨基酸基礎損失量

2.2 氨基酸表觀消化率

表3為測定的各個AA和總AA的表觀消化率。由表3可知，在日糧CP低于12.0%時，各組的絕大多數AA和總AA的表觀消化率隨日糧CP水平的增加而顯著增加(P<0.05)；在日糧CP高于12.0%時，各組的絕大多數AA和總AA的表觀消化率差異不顯著(P>0.05)。從整體來看，大多數必需AA的表觀消化率值高于非必需AA，其中，Arg、Ile、His、Leu、Met、Lys、Phe、Asp和Glu的表觀消化率較高，而Cys和Pro的表觀消化率較低，在日糧CP為3.0%時為負值。總AA的表觀消化率在日糧CP高于12.0%時基本穩定在80.0%以上。

2.3 氨基酸標準消化率

NFD測定的SD值見表4。由表4可知，除在日糧CP水平為3.0%時16種AA中有8種AA的SD值顯著低于其他各組之外(P<0.05)，其他各組的各個AA和總AA的SD值無顯著差異(P>0.05)。在日糧CP水平為6.0%～18.0%的范圍內，NFD測定豆粕的SD值變化范圍為87.36%～89.61%。

REG測定的SD值見表5。由表5可知，除Leu、Ser在日糧CP水平為3%的SD值顯著低于其他各組外(P<0.05)，其他各組的各個AA和總AA的SD值無顯著差異(P>0.05)。由于REG測定的Cys內源損失量值不可用，故其SD未列出。在日糧CP水平為3.0%～18.0%的范圍內，REG測定豆粕的SD值變化范圍為86.75%～90.05%。

表3 去盲腸公雞對以豆粕為基礎的日糧氨基酸表觀消化率/%

表4 無氮日糧法測定以豆粕為基礎的日糧氨基酸標準消化率/%

表5 回歸法測定的以豆粕為基礎的日糧氨基酸標準消化率/%

表5(續)

注：1) REG測定的Cys內源損失量值不可用，故REG校正的Cys標準消化率未列。

圖2 日糧CP水平對氨基酸表觀消化率和標準消化率的影響

總AA的表觀消化率及2種方法校正的總AA標準消化率隨日糧CP水平變化的規律見圖2。由圖2可知，總AA的表觀消化率隨日糧CP水平的增加呈二次曲線變化規律，在日糧CP高于12.0%時，達到穩定。NFD和REG校正的總AA標準消化率的曲線基本重合，表明這2種方法均可測定AA的標準消化率。

3 討論

3.1 不同方法測定內源氨基酸基礎損失量的比較

NFD較其他測定家禽EAALb的方法具有簡單易行、成本低廉等優點，目前仍是測定家禽EAALb的經典和常用方法。統計分析資料表明，NFD是測定EAALb最具一致性和可靠性的方法，其測值居各種方法的均值附近。REG也是測定家禽EAALb的常見方法之一。REG假定排泄物中AA總流量與其食入量間呈線性關系，當外推AA食入量為零時的AA排泄量(即回歸截距)就是EAALb。本試驗結果表明，REG測定的排泄量(mg/kg DMI)與日糧總AA攝入量(mg/kg DMI)的回歸方程為Y=12 625.2+0.096X(R2=0.759)，線性關系相對較好，大多數AA的攝入量與排泄量間回歸方程的R2>0.700。然而，Souffrant[21]指出AA排泄量與攝入量可能不存在線性關系。由于AA排泄量受眾多因素影響[15]，如隨日糧蛋白質水平的增加，其他日糧成分也會相應改變，從而影響對結果的估測，所以AA排泄量與攝入量間是否存在穩定的線性關系還有待考證。

本試驗結果表明，REG測定的總AA的內源基礎損失量稍高于NFD，但二者無顯著差異，這與Furuya等[22]的試驗結果基本一致。此外，其他研究者[23-24]在豬和小鼠上也得到類似結果。然而，Fígares等[25]報道，采用REG測定雞的EAALb顯著高于NFD；張鶴亮等[26]研究結果則顯示NFD測值高于REG。這說明NFD與REG比較，不同研究者得到的結論并不一致，二者測值在不同研究間變異較大，這可能是由于試驗日糧組成、試驗動物、排泄物收集的時間、環境等因素的不同造成的。

對于NFD與REG所測定的EAALb的AA組成而言，本試驗測定的必需AA內源基礎損失量相對較低，這與Boisen等[27]在豬上測定的結果一致。此外，本試驗表明，Glu、Pro和Asp均為內源基礎損失量最大的3種AA，Thr、Val、Ser、Lys相對較高，這與前人結果[7，28]較一致。家禽胃腸道EAAL是內源氨基酸分泌和重吸收共同作用的結果，主要來源于消化液(唾液、膽汁、胃液、胰液和腸液)、黏蛋白、腸脫落細胞和血清白蛋白等[3]。黏蛋白是其中最主要的組成部分，富含Glu、Pro、Thr、Ser(糖基化區域)和Cys(未糖基化區域)等AA[29]，從而造成EAAL中這些AA的含量較高。另外，Taverner等[30]指出，腸道中來源于內源部分的Glu、Asp、Thr、Ser等重吸收量低，較多進入排泄物。

3.2 不同方法測定豆粕氨基酸標準消化率的比較

本試驗結果表明，豆粕AA的表觀消化率受日糧CP水平影響較大，總AA的表觀消化率隨CP的增加呈曲線變化，在CP>12.0%后基本保持恒定，這與姚軍虎等[5]和Fan等[31]等結果一致。各種AA的AD在3.0%時普遍較低，這是因為此階段EAAL占總排泄物的比例較高，小腸吸收的AA含量也少，對AD的結果影響較大[31]。經NFD和REG校正后的豆粕SD值在不同CP水平下的差異較AD低，雖然REG測定標準消化率比NFD測定值略高且更恒定，但二者測值差異不顯著，且均不依賴于日糧CP水平，分別介于85.58%～89.61%和86.75%～90.05%，這與Zhai等[32]報道結果相似。

Stein等[2, 4]綜述指出，蛋白質飼料原料AA的AD值等于該AA攝入量減去該AA的總排泄量后與AA攝入量的比值，此計算方法沒有排除了EAAL的干擾，受日糧影響變化很大，在配合飼料中可加性較低；SD是用EAALb校正表觀消化率得到的，即從表觀AA消化率所去除的AA總排泄量中減去了EAALb后得到的AA消化率，由于EAALb受日糧影響變化不大，SD基本保持相對恒定。本試驗中NFD和REG測定的豆粕AA標準消化率隨日糧CP的變化規律與上述Stein[2]等提出的經典理論相符，表明這2種方法均可作為測定基礎EAAL較為理想的方法，在此基礎上通過校正此2種方法測定的EAALb獲得的豆粕AA的SD具有比較高的準確性。

4 結論

NFD和REG均可作為測定EAALb較為理想的方法。豆粕AA的表觀消化率顯著受日糧蛋白質水平的影響，而經NFD和REG校正后的AA標準消化率均不受日糧蛋白質水平的影響，表明以AA標準消化率配合日糧具有較好的可加性。

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Comparative Study of Standardized Amino Acid Digestibility in Soybean Meal Fed to Cecectomized Roosters

Hu Rujiu Wang Fei Li Jing Yang Xiaojun Yao Junhu

(College of Animal Science and Technology, Northwest A&F University,Yangling 712100)

Based on the comparative analysis of nitrogen-free diet method (NFD) and regression method (REG) for the determination of basal endogenous amino acid losses (EAALb), the standardized amino acid digestibility in soybean meal was determined with the precision-fed cecectomized rooster assay. It would provide theory basis for an evaluation of nutritional value of amino acids (AA) in poultry feed. Results showed as follows: (1) there was a good linear relationship between outflow (mg/kg DMI) and intake (mg/kg DMI) of total amino acid, and the regression equation wasY=12 625.2+0.096X(R2=0.759); (2) there was no significant difference between the endogenous losses of total amino acid determined by NFD method and REG method (11 489.7 vs. 12 625.2 mg/kg DMI) (P>0.05); (3) values for apparent amino acid digestibility of soybean meal showed a quadratic curve increase with an increase in dietary crude protein (CP) and was relatively constant when dietary CP levels was higher than 12.0%; values for standardized amino acid digestibility (85.58%～89.61% vs. 86.75%～90.05%) corrected by the NFD method and REG method keep relatively consistent and were not influenced by dietary CP levels. In conclusion, NFD method and REG method could be well applied to determine basal endogenous amino acid losses, and values for standardized amino acid digestibility of soybean meal corrected by the NFD method and REG method were independent of dietary CP levels, indicating that the diet prepared by the standardized AA digestibility of soya bean meal represents good additivity.

nitrogen-free diet method, regression method, endogenous amino acid losses, amino acid digestibility, cecectomized roosters

S831.5

A

1003-0174(2016)10-0085-08

國家自然科學基金(31172223)

2015-01-24

胡如久，男，1989年出生，博士，動物營養原理與方法

姚軍虎，男，1962年出生，教授，動物營養原理與方法