日動態飼喂凈能和有效賴氨酸飼糧對生長豬營養消化率及血液指標的影響

陳麗麗， 梁世岳， 陳龍賓， 楊鴻雁， 吳 信， 李海花

（1.天津市畜牧獸醫研究所，天津西青300381；2.中國科學院亞熱帶農業生態過程重點實驗室，湖南省畜禽健康養殖工程技術研究中心，湖南長沙410125；3.天津農學院動物科學與動物醫學學院，天津西青300384）

生物鐘對動物營養和代謝具有重要的調控作用，哺乳動物生物鐘最明顯的輸出方式是睡眠/覺醒和禁食/進食循環，生物鐘也通過一系列的生理和行為過程影響內穩態， 控制著整個機體的代謝水平（Marchev，2013）。 消化代謝器官自身也是一個十分復雜的動態變化體系， 其生理活動亦受生物鐘調控（吳信，2015）。 對于大部分的哺乳動物，生物鐘會影響其對營養元素的選擇和數量需求，研究表明，小鼠夜晚剛開始活動時，體內的糖原儲備較低，對碳水化合物的需求增加，同時伴隨著下丘腦室旁核中神經肽Y 的水平增加（Leibowitz等，1992；Tempel 等，1989），早晨小鼠活動結束的時候，其對蛋白質和碳水化合物的攝取多于脂肪，此時比休息時釋放的能量更慢（Lax，1998），生物節律在營養需求上的調控使機體進入休息狀態時偏向于對脂肪的攝取， 進入覺醒狀態時偏向于對糖原的攝取。另外，動物消化器官在夜間的機能下降，基礎代謝相對較低（Romon，1993），若晚上采食過多，容易產生營養過剩，導致養分排放過多。基于生物鐘對機體機能的影響，有研究表明，動態蛋氨酸日糧可顯著影響蛋雞空腸氨基酸轉運蛋白的分泌節律（Yilin，2017）；謝春艷等（2014）為豬提供動態蛋白水平飼糧， 試驗結果表明早上采食高蛋白水平飼糧、 晚上采食低蛋白水平飼糧可顯著提高豬的生長性能， 并可在不增加飼喂成本的條件下有效地改善豬的生長性能和抗氧化能力（Xin等，2016），同時使母豬產仔數、仔豬平均日增重及斷奶仔豬平均體重增加（Xin 等，2017）。 依據豬機體自身生物節律提供動態飼糧營養水平可以達到精準飼喂、節約飼料、提高效益的目的，但是給生長豬提供動態凈能和有效賴氨酸飼糧的研究還鮮見報道，因此，本試驗擬考慮生物節律對豬生理狀態的調控，配制營養濃度差異化飼糧，為生長豬提供動態的凈能和有效賴氨酸飼糧， 研究其對豬營養消化率及血清指標的影響， 以期為豬動態營養研究提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物 試驗選取體重（40.20±1.51）kg 的“長白×大白” 生長豬18 頭， 隨機分為3 個處理組，每個處理6 個重復，每個重復1 頭豬，單欄飼養。

1.2 試驗飼糧 參照NRC（2012）設計生長豬玉米-豆粕型基礎飼糧，其中凈能9.83 MJ/kg、有效賴氨酸為0.94%，在此基礎上分別配制高能+高有效賴氨酸飼糧 （凈能10.25 MJ/kg、 有效賴氨酸0.98%）和低能+低有效賴氨酸飼糧（凈能9.41 MJ/kg、有效賴氨酸0.90%），飼糧組成及營養水平見表1。

1.3 試驗設計及飼養管理 試驗在天津大成前瞻生物科技研發有限公司豬場進行， 對照組飼喂基礎飼糧， 試驗1 組在早晨飼喂高能+高有效賴氨酸飼糧、下午飼喂低能+低有效賴氨酸飼糧，試驗2 組早晨飼喂低能+低有效賴氨酸飼糧、 下午飼喂高能+高有效賴氨酸飼糧。試驗期為28 d。每個重復的試驗豬單獨飼養，每日分別于5:30 和16:30 喂料，試驗豬自由采食、自由飲水，消毒、衛生防疫和日常管理按照試驗豬場日常規范進行操作。

表1 飼糧組成及營養水平（風干基礎）

1.4 樣品采集與處理

1.4.1 糞樣 試驗第15 ～17 天收集豬只糞便，按照糞樣鮮重的5%加入10%的濃硫酸，并加入2滴甲苯防腐，置于-20 ℃冰箱保存；收糞結束后，將每頭豬3 d 的糞樣混勻，取樣25%，在65 ℃恒溫箱中烘干，放入空氣中回潮24 h，稱重，粉碎過40目篩，-20 ℃保存待測。

1.4.2 血清 試驗最后一天， 每組6 頭豬在早晨飼喂前頸靜脈采血10 mL，置于室溫放置60 min，3000 r/min 離心15 min 后分離血清，于1.5 mL 離心管中-20 ℃保存備用。

1.5 指標測定

1.5.1 營養物質消化率 飼糧和糞干物質、 粗蛋白質、粗脂肪、粗纖維、鈣和總磷分別參照中華人民共和國國家標準GB/T 6435-2014、GB/T 6432-1994、GB/T 6433 -2006、GB/T 6434 -2006、GB/T 6436-2002 和GB/T 6437-2002 推薦的方法測定；飼糧和糞的總能用氧彈式測熱儀6400 按照儀器要求操作測定；鹽酸不溶灰分（AIA）含量的測定參照GB/T23742-2009《飼料中鹽酸不溶灰分的測定》中的方法檢測。

按照下列公式計算飼糧養分表觀消化率：

某養分表觀消化率/%=（1-Z×AIAdiet/AIA×Zdiet）×100；

式中：Z 和Zdiet 分別代表糞便和飼糧中某養分的含量，AIA 和AIAdiet 分別代表糞便和飼糧中AIA 的含量。

日糧和糞樣品分別在110 ℃下6 mol/L 鹽酸水解24 h 和0 ℃下過甲酸氧化16 h 后， 經鹽酸水解24 h 用氨基酸自動分析儀（日立L-8900，日本）測定17 種氨基酸含量。

1.5.2 血清生化指標 使用全自動生化分析儀（東芝-120）測定血糖（GLU）、總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLO）、尿素氮（UREA）、總膽固醇（CHOL）、甘油三脂（TG）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）含量。

血清中三碘甲狀腺原氨酸 （T3）、 甲狀腺素（T4）、胰島素（INS）和胰高血糖素（GLU） 水平采用放射性免疫法， 由北京北方生物技術研究所有限公司用XH-6080 放免儀測定。

1.6 數據處理 試驗數據用Excel 2007 初步整理后， 用SPSS 22.0 統計軟件進行單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan’s 法多重比較，數據以“平均值±標準差”表示，統計顯著性水平為P ＜0.05。

2 結果

2.1 動態飼喂凈能和有效賴氨酸飼糧對消化率的影響

2.1.1 常規養分表觀消化率 由表2 可知， 與對照組相比， 試驗1 組干物質消化率提高1.38%（P＞0.05），試驗2 組降低0.84%（P ＞0.05）；試驗1組與試驗2 組粗蛋白質的消化率分別提高8.02%（P ＜0.05）和4.61%（P ＜0.05），試驗1 組與試驗2 組之間差異不顯著（P ＞0.05）；粗脂肪消化率分別提高4.64%（P ＜0.05） 和3.50%（P ＜0.05），試驗1 組與試驗2 組之間差異不顯著（P ＞0.05）；粗灰分消化率分別提高了16.88%（P ＜0.05）和4.87%（P ＞0.05），試驗1 組與試驗2 組之間差異不顯著（P ＞0.05）；能量消化率分別降低了2.95%（P ＜0.05）和4.18%（P ＜0.05），試驗1 組與試驗2 組之間差異不顯著； 各處理組間鈣和總磷的消化率差異均不顯著（P ＞0.05）。

表2 動態飼喂凈能和有效賴氨酸飼糧對常規養分表觀消化率的影響 %

2.1.2 氨基酸消化率 由表3 可知， 與對照組相比，試驗1 組與試驗2 組中天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和精氨酸的消化率均有提高，試驗1 組與對照組之間差異顯著（P ＜0.05），試驗2組與對照組之間差異不顯著（P ＞0.05）。試驗1 組與試驗2 組谷氨酸和賴氨酸較對照組均顯著提高（P ＜0.05）。 三個處理組的蛋氨酸、酪氨酸和脯氨酸消化率差異顯著（P ＜0.05）；半胱氨酸消化率差異不顯著（P ＞0.05）。

2.2 動態飼喂凈能和有效賴氨酸飼糧對血清生化指標的影響 由表4 可知，與對照組相比，試驗1 組與試驗2 組血糖含量無差異；TP 濃度升高，但差異不顯著（P ＞0.05）；TG 濃度較對照組分別降低0.11 mmol/L （P ＞0.05） 和0.21 mmol/L （P ＜0.05）； 試驗1 組與試驗2 組LDL-C 分別提高0.005 mmol/L （P ＞0.05） 和0.018 mmol/L （P ＜0.05）， 試驗1 組與試驗2 組之間差異不顯著；三個處理組中其他生化指標差異不顯著（P ＞0.05）。

表3 動態飼喂凈能和有效賴氨酸飼糧對氨基酸消化率的影響 %

表4 動態飼喂凈能和有效賴氨酸飼糧對血清生化指標的影響

3 討論

動物機體對營養物質的需求在每日不同時間點是不同的（Brossard，2009），本試驗中，與對照組相比，試驗1 組干物質、粗蛋白質、粗脂肪、粗灰分及氨基酸的消化率較對照組和試驗2 組均有提高， 一方面因為豬消化道和胃分泌液中的各種關鍵代謝物呈現生物節律性的生產和分泌， 胃液分泌在晚上最大，在早晨較低（Hoogerwerf 等，2006；Mooer，1970）。另一方面因為腸道對養分的吸收也呈現生物節律，脂肪、碳水化合物和蛋白質在小腸水解，水解產物通過內膜轉運蛋白吸收，而這些轉運蛋白的基因表達水平受生物鐘調控，Na-葡萄糖轉運載體SGLT1、GLUT、GLUT2 和GLUT5（Fatima，2009；Pan，2004；Rhoads，1998）、質子鏈接的寡肽轉運載體在夜間顯示峰狀表達（Saito，2008；Xiaoyue，2002）。 在機體消化功能與吸收功能的節律性調控下， 試驗1 組早上飼喂高能高有效賴氨酸飼糧、 下午飼喂低能低有效賴氨酸飼糧更符合機體消化吸收節律， 所以各種營養物質的表觀消化率提高。

豬血清生化指標反映了機體新陳代謝機能和組織細胞通透性（張光磊，2017）。 本試驗中，試驗組與對照組血清GLU 含量無差異， 與Xie 等（2015） 報道的日動態蛋白飼糧可提高血清GLU含量的結果不同， 說明為豬提供動態飼糧并沒有提高機體血液能量水平， 這可能與試驗組采食量下降和血清中甘油三酯分解有關， 具體原因有待進一步分析； 試驗1 組和試驗2 組TP 含量較對照組高，而UREA 較對照組低，這說明試驗組蛋白質和氨基酸的代謝水平有高于對照組的趨勢；血清TG、CHOL、HDL-C 和LDL-C 是反映脂肪代謝的重要指標，試驗2 組TG 較1 組和對照組低，而LDL-C 較1 組和對照組提高，說明試驗2 組早低晚高的動態飼喂模式對機體的供能不足， 所以動用了體內TG，同時LDL-C 顯著升高，加速了血管內膽固醇的沉積，有高血脂的風險。 研究表明，肝臟中的基因和蛋白質以生物節律方式進行表達（Peirson，2006；Yoo，2004；Turek，2002），參與膽固醇代謝的關鍵酶在晝夜循環中的夜晚階段處于穩定的高峰（Davidson，2004），豬血漿和肝臟中長鏈多不飽和脂肪酸含量表現出晝夜節律， 在夜間具有高活性的去飽和酶-延伸酶途徑（Zhou，2017），本試驗中血清指標的變化可能與肝臟的節律性活動有關， 與血液指標代謝相關的基因及酶類受生物鐘的節律性調控，對血清中生化指標產生影響，具體調控機制有待進一步研究。

4 結論

本試驗結果表明， 生長豬早上飼喂高能-高有效賴氨酸飼糧、 下午飼喂低能-低有效賴氨酸飼糧可以顯著提高生長豬對營養物質的表觀消化率，同時對血液指標也產生積極影響。