猪氨基酸消化率的评定方法的研究
发布: 2010-04-03 | 作者: 佚名 | 来源: 范国英
地址：陕西杨凌西北农林科技大学动科学院11# 712100 范国英
随着人们对氨基酸营养的深入理解,当前对单胃动物氨基酸需要量已逐渐从总量向可消化氨基酸需要量方面深入.对饲料蛋白质价值的评定也从氨基酸含量向可利用氨基酸含量转变.据zcbrowska(1979),rudlh（1980），saucr(1982)报道，蛋白质饲料提供适合蛋白质合成的氨基酸的能力差异很大。为了提高猪饲料配方的精确性，了解单个氨基酸的利用率是必要的。但在氨基酸利用率的测定方法以及对“可利用”涵义的界定方面尚未取得共识。从测试手段及计算方法上分析国际上已经发表的“可利用氨基酸“基本上属于可消化氨基酸的范畴，其中又有表观氨基酸利用率，真氨基酸利用率两大类型。回肠末端氨基酸消化率是目前用来表征猪饲料氨基酸生物学效价最适宜的方法。国内外以测定了许多饲料的氨基酸利用率，并对有关饲料进行了积累和总结。nrc《猪的营养需要》（第十次修订本）已全面采用可消化氨基酸，并列出了52种饲料的必须氨基酸的回肠末端表观和真消化率。willams(1995)认为，回肠末端氨基酸消化率测定法兼有准确性与可行性的优点，其具体涵义为：
回肠末端氨基酸消化率=（i?d）/i
式中：i??某一氨基酸的摄入量；d??回肠末端食糜 中该氨基酸排出量。
以上概念也及回肠末端氨基酸表观消化率（吸收率），若用内源氨基酸校正，则称为回肠末端氨基酸消化率。大肠是猪体内微生物发酵的主要场所，大肠中吸收的氮几乎全部从尿中排出（向猪盲肠中灌注氨基酸）（zcbrowska1973.1975,just等1981）。这就意味着大肠微生物对含氮化合物的降解产物??氨，胺和酰胺等??尽管可以为猪 吸收，但对机体的氮素营养几乎没有贡献。无论饲料中氨基酸组成差异多大，粪中氨基酸组成总要受到大肠中微生物活动的影响。微生物氮占粪中总氮的60%~80%，可见粪氨基酸表观消化率在很大程度上受大肠微生物活动的影响。传统的粪分析法测定氨基酸消化率会引入大肠阶段的误差。故需采用回肠末端收集食糜来测定氨基酸消化率。
回肠末端收集食糜的方法有屠宰法，瘘管法（t型瘘管，桥型瘘管法），回-直肠吻合术等。cori（1925）最早提出用屠宰法从回肠末端取样，其要点是：在饲喂末某一日粮一定时间后，将猪“屠宰”于距回盲瓣一定距离处取样。该此方法不受日粮种类限制，试期短。采样时动物消化道干扰小，且可在几个不同点取样。但此方法不易取得代表性的样本，不能重复操作，由于食糜通过小肠是间歇性的，所以在任一时间，回肠末端仅有少量食糜。动物死后，粘膜细胞很快脱落进入肠腔，从而干扰食糜中氨基酸的正确测定，使得取样必须在动物处于麻醉状态下进行，故严格讲此方法应叫麻醉状态下回肠末端取食糜法。
为了避免屠宰法的上述缺点，提出了几种瘘管法，他们的共同特点是在肠道的某一部位置一套管，通过套管来取得样本。t型瘘管的共同特点是均有一根t型套管，属于采样方法，必须使用指示剂。桥型瘘管法是在肠道两个不同部位各植一个t型套管收集其全部食糜。测试完毕的食糜，加温后可从远端套管送回猪体内，以保持动物体内的正常生理代谢，这种方法属于全取样法，操作方便且样本代表性好，可不用指示剂。瘘管法因套管堵塞和渗漏等现象的发生而无法用于测定高纤维日粮，尤其是非淀粉多糖含量的日粮。回-直肠吻合术（ira）是通过外科手术将回肠末端和直肠相吻合。laplace等（1994）根据吻合部位的不同和术后有无回盲瓣将其分为四种： 瓣前端侧吻合术，瓣前端端吻合术 ，瓣后端侧吻合术，瓣后端端吻合术。此种收集食糜方法的优点是手术过程相对简单，荷术猪恢复快，易于收集到代表性的样本，日粮类型不受限制。不足之处是，由于游离大肠，使得荷术猪的正常生理状况受到影响，能量、氮、水、电解质均有不同程度的改变。张宏福等（2000）做了在回直肠吻合猪日粮中添加可溶性糖对养分消化率的影响试验。试验手术直接横断回肠和直肠然后进行吻合，没有在降结肠安装套管，试验结果是在回直肠吻合猪日粮中添加10%的可溶性糖对于干物质、氮和氨基酸表观消化率测定没有明显影响。为了弥补由于大肠造成的回-直肠吻合猪在能量代谢上的损失，在日粮中添加可溶性糖，维护荷术猪的生理正常性是可行的，在测试氨基酸含量低的谷物类饲料的氨基酸消化率时，建议不再试验日粮中再行添加淀粉和糖。林海等（2002）作了回-直肠吻合荷术猪水和盐代谢规律的试验，试验对试验猪回-直肠吻合术前后的对比分析表明，回-直肠吻合荷术猪水的吸收量明显减少，其中随粪便排出的量增加而自尿液的排出量减少，对于电解质的排出除对k2+影响行较小外，其余的 na+、cl-、ca2+都有不同的程度的减少，建议对于进行回-直肠吻合术猪应适当提高日粮中na+、ca2+、cl- 的含量，手术后干物质、粗蛋白和粗纤维的回肠末端表观消化率较手术前的直肠末端表观消化率显著降低。
sauer等（1983）建立了活动尼龙袋技术(mbnt),为了探讨用活动尼龙袋法测定猪饲料中蛋白质等养分 的回肠末端消化率的可行性。钟华宜等（2000）采用体外胃蛋白酶预消化，然后用作了回直肠吻合的猪，经十二肠“t”型瘘管放入尼龙袋测定猪饲料蛋白回肠消化率与常规全收糜法测值的真消化率很接近（p>0.05）高于全收糜法的蛋白回肠消化率（p<0.01）。本试验的活动尼龙袋由体外和体内两步组成，由于是以袋中不消失残渣的比例来计算消化率的，进入尼龙袋的内源性物质都是可溶的，在样品袋漂洗时可洗出袋外，因而计算结果与常规法真消化率接近些。delange等(1990)、cone 和pole （1993）、 bosien 和fernandez也认为：由于未计量内源蛋白质，微生物蛋白和未消化氮，用未受内源损失的体外酶变化法测定的蛋白质消化率不是表观消化率，而更接近于真实消化率。本次试验未作氨基酸的消化率测定。但从理论上讲，每一种蛋白质都有其特有的消化率，构成蛋白质的氨基酸也有特定的消化率。这样看来，活动尼龙袋法可能是替代常规的全收糜法的简便方法。但在其可测定饲料种类和养分的广泛性和实用性方面，尚需进一步研究。谯仕彦等（2002）对活动尼龙袋进行了两点主要改进： 一是在猪肛门周围安装集粪袋，避免了尼龙袋于除排泄物外的其他物质接触。因为尼龙袋随粪便排出体外后，和水，尿接触可能是造成测定误差的主要原因之一;二是在进行化学分析是，不必打开尼龙袋，直接测定，避免了转移过程中袋中剩余物的丢失。用改进的活动尼龙袋对四类19种饲料的测定结果表明：改进的活动尼龙袋是估测样品量少的饲料的干物质和能量消化率的很有潜力的方法，也能很好的估测蛋白质补充料和谷物的蛋白质消化率。但对豆科籽实和混合饲料蛋白质消化率的估测值效果较好。
瘘管法和回直肠吻合术均是从结肠处截断，做一瘘管或是与直肠相接，除了瓣后端端回直肠吻合术外，其他的方法均忽略了回盲瓣对营养物消化吸收过程的作用。回盲瓣制约着食糜从小肠到大肠的过程。通常，食糜在回肠保留约60-90分钟（dancy-vrillam等1980）完全横断小肠，回盲瓣的作用丧失，干扰了肌-电兴奋的正常传递，而后者为保持正常食糜排出率所必需。另外，瓣后桥型瘘管法几乎完全切除盲肠，从而会影响氮的消化率。任何手术都可能使动物产生一定的生理反应，会影响猪的正常生理代谢，所测出的氨基酸消化率都会有所差异。
回肠消化率代谢试验与排泄物收集法一样，成本耗费高，且需要人工。现在人们提出了动物模型评定法，大鼠可以作为动物模型来测定猪对大麦，肉骨粉，鱼粉，及其混合日粮氮和氨基酸回肠消化率。pearson(1999)研究发现，大鼠和猪对于鱼粉的氨基酸回肠末端消化率除了丝氨酸外没有种属差异。统计协方差分析表明：大鼠和猪氨基酸回肠消化率存在显著相关性。董国忠（2001）用大鼠作为生长猪的模型动物以侧定两种血粉（动物蛋白饲料）和两种大豆（植物蛋白饲料）氨基酸回肠末端消化率，以评定大鼠作为生长猪饲料氨基酸回肠末端消化率测定的模型动物的可行性和灵敏性。试验结果表明，用大鼠测得血粉和大豆的氨基酸回肠末端消化率，基本上能代表生长猪的测定值。这种用大鼠作为生长猪的模型动物具有一定研究价值，但大鼠的生理结构与生长猪的生理结构有一定的差异，估测的氨基酸回肠末端消化率有一定的误差。故j.rivest等（2000）提出了猪小肠中的氨基酸消化动态模型。
这一 动态模型是在研究了有关食糜沿着小肠的运输，内分泌，蛋白质和氨基酸的吸收机制而建立的。该模型的主要特点是假定十食糜在小肠中的不同部位的停留时间相同而把小肠分为几个可变的长度。食糜有第一部位的速率是由肌电兴奋来完成的，胰液和胆汁分泌进入第一部分，随后小肠液进入小肠部位，蛋白质水解有第一等式来描述。小肠吸收能力由蛋白质水解吸收能力来评定，蛋白质吸收能力有组成蛋白质的氨基酸的平衡决定。氨基酸平衡的蛋白质，小肽的释放与有效赖氨酸呈高度相关，yen等（1991）报道，在添加有赖氨酸和苏氨酸的12%的粗蛋白质日粮在动物体内的消化吸收速度远高于无赖氨酸的16%的粗蛋白日粮。该动态模型描述了各各代谢环阶这间的营养物质分配的模型。利用动态模型公式可以直接计算出胃及小肠对氨基酸的消化利用率，能更有效的推算出动物对营养物质的需要和更经济的配制饲料。研究饲料的养分流转规律，根据动态营养模型设计最佳效益配方是未来发展的趋势。
总之，测猪对各种氨基酸的回肠消化率，可以提供饲料中有效氨基酸的含量，然后按有效氨基酸需要量配置日粮可以更好的满足动物对氨基酸的需要，从而提高饲料生产的准确性。此外，配方师可选用更多种类的原料，尤其是农副产品，来降低饲料成本，而不影响动物的生产性能，使饲养业经营获得最大的经济效益。
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随着人们对氨基酸营养的深入理解,当前对单胃动物氨基酸需要量已逐渐从总量向可消化氨基酸需要量方面深入.对饲料蛋白质价值的评定也从氨基酸含量向可利用氨基酸含量转变.据zcbrowska(1979),rudlh（1980），saucr(1982)报道，蛋白质饲料提供适合蛋白质合成的氨基酸的能力差异很大。为了提高猪饲料配方的精确性，了解单个氨基酸的利用率是必要的。但在氨基酸利用率的测定方法以及对“可利用”涵义的界定方面尚未取得共识。从测试手段及计算方法上分析国际上已经发表的“可利用氨基酸“基本上属于可消化氨基酸的范畴，其中又有表观氨基酸利用率，真氨基酸利用率两大类型。回肠末端氨基酸消化率是目前用来表征猪饲料氨基酸生物学效价最适宜的方法。国内外以测定了许多饲料的氨基酸利用率，并对有关饲料进行了积累和总结。nrc《猪的营养需要》（第十次修订本）已全面采用可消化氨基酸，并列出了52种饲料的必须氨基酸的回肠末端表观和真消化率。willams(1995)认为，回肠末端氨基酸消化率测定法兼有准确性与可行性的优点，其具体涵义为：
回肠末端氨基酸消化率=（i?d）/i
式中：i??某一氨基酸的摄入量；d??回肠末端食糜 中该氨基酸排出量。
以上概念也及回肠末端氨基酸表观消化率（吸收率），若用内源氨基酸校正，则称为回肠末端氨基酸消化率。大肠是猪体内微生物发酵的主要场所，大肠中吸收的氮几乎全部从尿中排出（向猪盲肠中灌注氨基酸）（zcbrowska1973.1975,just等1981）。这就意味着大肠微生物对含氮化合物的降解产物??氨，胺和酰胺等??尽管可以为猪 吸收，但对机体的氮素营养几乎没有贡献。无论饲料中氨基酸组成差异多大，粪中氨基酸组成总要受到大肠中微生物活动的影响。微生物氮占粪中总氮的60%~80%，可见粪氨基酸表观消化率在很大程度上受大肠微生物活动的影响。传统的粪分析法测定氨基酸消化率会引入大肠阶段的误差。故需采用回肠末端收集食糜来测定氨基酸消化率。
回肠末端收集食糜的方法有屠宰法，瘘管法（t型瘘管，桥型瘘管法），回-直肠吻合术等。cori（1925）最早提出用屠宰法从回肠末端取样，其要点是：在饲喂末某一日粮一定时间后，将猪“屠宰”于距回盲瓣一定距离处取样。该此方法不受日粮种类限制，试期短。采样时动物消化道干扰小，且可在几个不同点取样。但此方法不易取得代表性的样本，不能重复操作，由于食糜通过小肠是间歇性的，所以在任一时间，回肠末端仅有少量食糜。动物死后，粘膜细胞很快脱落进入肠腔，从而干扰食糜中氨基酸的正确测定，使得取样必须在动物处于麻醉状态下进行，故严格讲此方法应叫麻醉状态下回肠末端取食糜法。
为了避免屠宰法的上述缺点，提出了几种瘘管法，他们的共同特点是在肠道的某一部位置一套管，通过套管来取得样本。t型瘘管的共同特点是均有一根t型套管，属于采样方法，必须使用指示剂。桥型瘘管法是在肠道两个不同部位各植一个t型套管收集其全部食糜。测试完毕的食糜，加温后可从远端套管送回猪体内，以保持动物体内的正常生理代谢，这种方法属于全取样法，操作方便且样本代表性好，可不用指示剂。瘘管法因套管堵塞和渗漏等现象的发生而无法用于测定高纤维日粮，尤其是非淀粉多糖含量的日粮。回-直肠吻合术（ira）是通过外科手术将回肠末端和直肠相吻合。laplace等（1994）根据吻合部位的不同和术后有无回盲瓣将其分为四种： 瓣前端侧吻合术，瓣前端端吻合术 ，瓣后端侧吻合术，瓣后端端吻合术。此种收集食糜方法的优点是手术过程相对简单，荷术猪恢复快，易于收集到代表性的样本，日粮类型不受限制。不足之处是，由于游离大肠，使得荷术猪的正常生理状况受到影响，能量、氮、水、电解质均有不同程度的改变。张宏福等（2000）做了在回直肠吻合猪日粮中添加可溶性糖对养分消化率的影响试验。试验手术直接横断回肠和直肠然后进行吻合，没有在降结肠安装套管，试验结果是在回直肠吻合猪日粮中添加10%的可溶性糖对于干物质、氮和氨基酸表观消化率测定没有明显影响。为了弥补由于大肠造成的回-直肠吻合猪在能量代谢上的损失，在日粮中添加可溶性糖，维护荷术猪的生理正常性是可行的，在测试氨基酸含量低的谷物类饲料的氨基酸消化率时，建议不再试验日粮中再行添加淀粉和糖。林海等（2002）作了回-直肠吻合荷术猪水和盐代谢规律的试验，试验对试验猪回-直肠吻合术前后的对比分析表明，回-直肠吻合荷术猪水的吸收量明显减少，其中随粪便排出的量增加而自尿液的排出量减少，对于电解质的排出除对k2+影响行较小外，其余的 na+、cl-、ca2+都有不同的程度的减少，建议对于进行回-直肠吻合术猪应适当提高日粮中na+、ca2+、cl- 的含量，手术后干物质、粗蛋白和粗纤维的回肠末端表观消化率较手术前的直肠末端表观消化率显著降低。
sauer等（1983）建立了活动尼龙袋技术(mbnt),为了探讨用活动尼龙袋法测定猪饲料中蛋白质等养分 的回肠末端消化率的可行性。钟华宜等（2000）采用体外胃蛋白酶预消化，然后用作了回直肠吻合的猪，经十二肠“t”型瘘管放入尼龙袋测定猪饲料蛋白回肠消化率与常规全收糜法测值的真消化率很接近（p>0.05）高于全收糜法的蛋白回肠消化率（p<0.01）。本试验的活动尼龙袋由体外和体内两步组成，由于是以袋中不消失残渣的比例来计算消化率的，进入尼龙袋的内源性物质都是可溶的，在样品袋漂洗时可洗出袋外，因而计算结果与常规法真消化率接近些。delange等(1990)、cone 和pole （1993）、 bosien 和fernandez也认为：由于未计量内源蛋白质，微生物蛋白和未消化氮，用未受内源损失的体外酶变化法测定的蛋白质消化率不是表观消化率，而更接近于真实消化率。本次试验未作氨基酸的消化率测定。但从理论上讲，每一种蛋白质都有其特有的消化率，构成蛋白质的氨基酸也有特定的消化率。这样看来，活动尼龙袋法可能是替代常规的全收糜法的简便方法。但在其可测定饲料种类和养分的广泛性和实用性方面，尚需进一步研究。谯仕彦等（2002）对活动尼龙袋进行了两点主要改进： 一是在猪肛门周围安装集粪袋，避免了尼龙袋于除排泄物外的其他物质接触。因为尼龙袋随粪便排出体外后，和水，尿接触可能是造成测定误差的主要原因之一;二是在进行化学分析是，不必打开尼龙袋，直接测定，避免了转移过程中袋中剩余物的丢失。用改进的活动尼龙袋对四类19种饲料的测定结果表明：改进的活动尼龙袋是估测样品量少的饲料的干物质和能量消化率的很有潜力的方法，也能很好的估测蛋白质补充料和谷物的蛋白质消化率。但对豆科籽实和混合饲料蛋白质消化率的估测值效果较好。
瘘管法和回直肠吻合术均是从结肠处截断，做一瘘管或是与直肠相接，除了瓣后端端回直肠吻合术外，其他的方法均忽略了回盲瓣对营养物消化吸收过程的作用。回盲瓣制约着食糜从小肠到大肠的过程。通常，食糜在回肠保留约60-90分钟（dancy-vrillam等1980）完全横断小肠，回盲瓣的作用丧失，干扰了肌-电兴奋的正常传递，而后者为保持正常食糜排出率所必需。另外，瓣后桥型瘘管法几乎完全切除盲肠，从而会影响氮的消化率。任何手术都可能使动物产生一定的生理反应，会影响猪的正常生理代谢，所测出的氨基酸消化率都会有所差异。
回肠消化率代谢试验与排泄物收集法一样，成本耗费高，且需要人工。现在人们提出了动物模型评定法，大鼠可以作为动物模型来测定猪对大麦，肉骨粉，鱼粉，及其混合日粮氮和氨基酸回肠消化率。pearson(1999)研究发现，大鼠和猪对于鱼粉的氨基酸回肠末端消化率除了丝氨酸外没有种属差异。统计协方差分析表明：大鼠和猪氨基酸回肠消化率存在显著相关性。董国忠（2001）用大鼠作为生长猪的模型动物以侧定两种血粉（动物蛋白饲料）和两种大豆（植物蛋白饲料）氨基酸回肠末端消化率，以评定大鼠作为生长猪饲料氨基酸回肠末端消化率测定的模型动物的可行性和灵敏性。试验结果表明，用大鼠测得血粉和大豆的氨基酸回肠末端消化率，基本上能代表生长猪的测定值。这种用大鼠作为生长猪的模型动物具有一定研究价值，但大鼠的生理结构与生长猪的生理结构有一定的差异，估测的氨基酸回肠末端消化率有一定的误差。故j.rivest等（2000）提出了猪小肠中的氨基酸消化动态模型。
这一 动态模型是在研究了有关食糜沿着小肠的运输，内分泌，蛋白质和氨基酸的吸收机制而建立的。该模型的主要特点是假定十食糜在小肠中的不同部位的停留时间相同而把小肠分为几个可变的长度。食糜有第一部位的速率是由肌电兴奋来完成的，胰液和胆汁分泌进入第一部分，随后小肠液进入小肠部位，蛋白质水解有第一等式来描述。小肠吸收能力由蛋白质水解吸收能力来评定，蛋白质吸收能力有组成蛋白质的氨基酸的平衡决定。氨基酸平衡的蛋白质，小肽的释放与有效赖氨酸呈高度相关，yen等（1991）报道，在添加有赖氨酸和苏氨酸的12%的粗蛋白质日粮在动物体内的消化吸收速度远高于无赖氨酸的16%的粗蛋白日粮。该动态模型描述了各各代谢环阶这间的营养物质分配的模型。利用动态模型公式可以直接计算出胃及小肠对氨基酸的消化利用率，能更有效的推算出动物对营养物质的需要和更经济的配制饲料。研究饲料的养分流转规律，根据动态营养模型设计最佳效益配方是未来发展的趋势。
总之，测猪对各种氨基酸的回肠消化率，可以提供饲料中有效氨基酸的含量，然后按有效氨基酸需要量配置日粮可以更好的满足动物对氨基酸的需要，从而提高饲料生产的准确性。此外，配方师可选用更多种类的原料，尤其是农副产品，来降低饲料成本，而不影响动物的生产性能，使饲养业经营获得最大的经济效益。
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