N-氨甲酰谷氨酸对环江香猪生长性能、营养物质消化率及血浆游离氨基酸含量的影响

周笑犁 印遇龙 孔祥峰 汤文杰 何庆华

(1.中国科学院亚热带农业生态研究所,中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室/湖南省畜禽健康养殖工程技术研究中心,长沙 410125；2.南昌大学生命科学与食品工程学院,食品科学与技术国家重点实验室,南昌 330047；3.中国科学院环江喀斯特农业生态试验站,环江 547100)

L-精氨酸具有多种重要的生理生化功能,不仅可以作为动物细胞合成蛋白质的重要原料,也是机体内一氧化氮、多胺和肌酸等重要生物活性物质合成的前体[1]。但是,外源性精氨酸具有一定的副作用,而且其在养猪生产中的应用一直受到价格因素的制约。因此,通过调控内源性精氨酸的合成,增加机体内精氨酸的供给是一种经济、有效的策略。N-氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamate,NCG)作为尿素循环中鸟氨酸生成瓜氨酸的中间体N-乙酰谷氨酸(N-acetylglutanate,NAG)的类似物,可有效激活内源性精氨酸的合成。在21日龄断奶仔猪饲粮中添加0.8 g/kg的NCG可有效提高仔猪血清精氨酸浓度,增强机体免疫力,促进其生长[2]；添加0.05%的NCG可增加断奶公猪内源性精氨酸的合成,提高血浆中生长激素水平,并促进断奶仔猪的生长[3]。可见,在饲粮中添加适量NCG对提高动物机体的营养状况,降低生产成本及提高养殖效益均具有重要的现实意义。

环江香猪是我国著名的地方品种猪,具有体型矮小、基因纯合、抗逆性强及肉质优良等特点[4]。但目前环江香猪的饲养管理仍较为粗放,饲粮中营养物质不够全面和均衡,导致其生长发育缓慢。若要大力发展环江香猪生产,提高营养物质的利用率和氨基酸平衡,改善肉品质,必须首先解决其营养需要和饲料配方问题。本研究测定了饲粮中添加0.1%NCG对环江香猪生长性能、营养物质消化代谢及血浆中游离氨基酸含量的影响,旨在为NCG在环江香猪生产中的应用提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物及试验设计

选用环江香猪10头,按体重相近、公母比例相同的原则随机分为2组,每组5个重复,每个重复1头猪,单笼饲养。本试验参照NRC(1998)营养需要量[5],并结合陆川猪的饲料配方[4]配制基础饲粮。基础饲粮组成及营养水平见表1。对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮中添加0.1%NCG(含量50%)的试验饲粮,并在所有饲粮中添加0.1%的TiO2作为指示剂,1∶2加水调制成粥状饲喂。每天饲喂3次,自由采食和饮水。试验期为10 d。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.2 生长性能测定

试验开始时逐头称取试猪的空腹体重；试验期间,记录每头试猪的日采食量；在试验结束后,逐头称取试猪的空腹体重。计算平均日增重、平均日采食量和料重比。

1.3 营养物质表观消化率测定

试验第8～10天每天08:00和15:00收集粪样,-20℃冻存。测定前将每头试猪的粪样解冻后混合均匀,以混合粪样鲜重的10%取样,然后按取样量的1/4加入10%的酒石酸搅匀,65℃烘干,置室温下回潮24 h,称重、记录、粉碎,分装于样品袋中备用。用TiO2指示剂法测定干物质、粗蛋白质和粗脂肪的表观消化率[6]。

1.4 血浆生化参数测定

试验第10天每头试猪前腔静脉采血10 mL,肝素抗凝,3 000 r/min离心15 min,分离血浆,-20℃冻存。用CX4型全自动生化分析仪(Beckman)测定其中总蛋白、白蛋白、尿素氮、血氨、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、甘油三酯、胆固醇和葡萄糖的含量及碱性磷酸酶的活性[7]。测定方法按照试剂盒(由北京利德曼公司提供)说明进行。

1.5 血浆游离氨基酸含量测定

将试验第10天采集分离的血浆样品于4℃解冻,每毫升样品加入7.5%的三氯乙酸2.5 mL,混匀后于4℃下15 000 r/min离心15 min,取上清液,用L-8800型全自动氨基酸分析仪(日立公司)测定其中游离氨基酸的含量,然后换算成血浆中游离氨基酸的含量[8]。

1.6 数据处理与分析

数据以平均值 ±标准差表示,SPSS 16.0软件进行统计分析和t检验。P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结 果

2.1 NCG对环江香猪生长性能的影响

由表2可见,试验开始时,NCG组和基础饲粮组环江香猪的初始平均体重相近；饲喂10 d后,0.1%的NCG对平均日采食量无显著影响(P＞0.05),但平均日增重显著高于基础饲粮组(P＜0.05),料重比显著低于基础饲粮组(P＜0.05)。

表2 NCG对环江香猪生长性能的影响Table 2 Effects of NCG on growth performance in Huanjiang mini-pigs(n=5)

2.2 NCG对环江香猪营养物质表观消化率的影响

由表3可见,在基础饲粮中添加0.1%的NCG增加了环江香猪对粗蛋白质、粗脂肪和干物质的表观消化率(P＞0.05)。

表3 NCG对环江香猪营养物质表观消化率的影响Table 3 Effects of NCG on apparent digestibility of nutrients in Huanjiang mini-pigs(n=5)%

2.3 NCG对环江香猪血浆生化参数的影响

由表4可见,与基础饲粮组相比,0.1%的NCG显著降低了环江香猪的血浆尿素氮、血氨和低密度脂蛋白的含量(P＜0.05),显著升高了血浆碱性磷酸酶的活性(P＜0.05)；增加了血浆总蛋白的含量(P＞0.05),降低了血浆胆固醇和甘油三酯的含量(P＞0.05)。

表4 NCG对环江香猪血浆生化参数的影响Table 4 Effects of NCG on plasma biochemical parameters in Huanjiang mini-pigs(n=5)

2.4 NCG对环江香猪血浆游离氨基酸含量的影响

由表5可见,NCG组环江香猪血浆中苯丙氨酸和蛋氨酸的含量均显著高于基础饲粮组(P＜0.05)；就血浆游离氨基酸组成来看,0.1%的NCG显著增加了血浆中的总氨基酸、必需氨基酸和芳香族氨基酸的含量(P＜0.05)。其他氨基酸的含量2组间均无显著差异(P＞0.05)。

表5 NCG对环江香猪血浆游离氨基酸含量的影响Table 5 Effects of NCG on plasma concentrations of free amino acids in Huanjiang mini-pigs(n=5)nmol/μ L

3 讨 论

关于NCG对动物生产性能的影响,国内外已有一些报道。例如,在仔猪饲料中添加0.04%或0.08%的NCG不影响采食量,但可显著提高平均日增重,降低料重比,并在一定程度上提高断奶仔猪对蛋白质和磷等营养物质的消化率[9]。添加0.08%的NCG可促进断奶仔猪的生长速度,降低腹泻率[2]。本研究结果表明,在饲粮中添加0.1%的NCG饲喂10 d后,环江香猪的平均日增重显著提高,料重比显著降低；粗蛋白质、粗脂肪和干物质的表观消化率也有提高趋势,其原因可能是NCG可促进机体内源性精氨酸的合成,从而改善了机体内氨基酸的平衡。

碱性磷酸酶可增加机体对物质的吸收与转运,提高饲料转化率,并促进体内蛋白质的合成,其活性高低与动物的生长性能呈正相关[10]。本研究发现,0.1%的NCG可显著提高环江香猪血浆中碱性磷酸酶的活性,这与其对生长性能的影响一致。低密度脂蛋白是一组不均一的富含胆固醇的脂蛋白颗粒,并可作为运输胆固醇的载体[11]。饲喂添加0.1%的NCG饲粮后,环江香猪血浆低密度脂蛋白含量显著降低,胆固醇和甘油三酯含量也有降低趋势,从而使血液及其他组织中的胆固醇含量下降。过量的氨基酸在体内进行脱氨基作用会增加血液尿素氮的含量,在氨基酸平衡良好时,尿素氮可以正常排出,其含量会下降。但饲粮中的含氮物质升高,体内的氨基酸代谢旺盛,组织遭受破坏,核蛋白清除量增加或肾功能障碍时,血液中的尿素氮得不到正常排出,导致尿素氮含量升高[12]。在本研究中,饲喂添加0.1%的NCG饲粮后,环江香猪的血氨和尿素氮含量显著降低,总蛋白含量有所增加。因为在精氨酸合成代谢过程中,NAG是氨甲酰磷酸合成酶-I(CPS-I)的变构激活剂[9,13],对氨甲酰磷酸的生成具有重要调控作用。NCG作为NAG的类似物,通过激活CPS-I而促进体内多余的氨向尿素转化。

在21日龄断奶仔猪饲粮中添加0.09%的NCG,血浆精氨酸浓度提高了36%[14]；更高水平的NCG会导致仔猪的高精氨酸血症,但赖氨酸浓度却显著降低[2,15]。本研究在环江香猪饲粮中添加0.1%的NCG后,血浆精氨酸含量提高了12.6%,赖氨酸和组氨酸含量无显著变化,可能是因为添加适宜剂量的NCG能够促进机体内源性精氨酸的合成,而不与其他氨基酸的吸收产生竞争,还可以避免直接口服精氨酸带来的负面影响。必需氨基酸/非必需氨基酸比值和支链氨基酸/芳香族氨基酸比值是反映动物营养状况的重要指数[16]。添加0.1%的NCG组环江香猪血浆中总氨基酸和必需氨基酸含量均显著增加,表明苯丙氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸的供给更充足,从而为机体蛋白质沉积和生长发育提供必需的物质来源,有利于机体氨基酸平衡及蛋白质的沉积；支链氨基酸的增加可促进蛋白质合成、抑制其降解。

4 结 论

在饲粮中添加0.1%的NCG可促进肠道对营养物质的吸收,改善机体氨基酸平衡和蛋白质代谢,提高环江香猪的生长性能。

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