精油对生长猪蛋白质和氨基酸等回肠末端表观消化率的影响

张 强 朴香淑 李鹏飞 张宏宇 李 平 韩 旭 裔家庆

（中国农业大学动物科技学院，北京 100193）

长期以来，抗生素在畜禽养殖业中的广泛应用，对预防畜禽疾病、提高生产性能和增加养殖效益方面起到了巨大的推动作用，但长期使用抗生素也带来了严重的负面效应，如细菌等病原微生物的耐药性、抗生素的残留和畜禽排泄物的环境污染问题等[1－3]。近年来，在畜牧业生产中禁用抗生素的呼声越来越高，欧盟早在2006年就已明确禁止在饲料中添加抗生素[4]。因此，研究开发高效、无残留的新型安全绿色抗生素替代品已成为动物营养与饲料行业的热点领域[5]。天然植物提取物由于其具有抗菌、抗病毒、无残留、多功能性、抗应激和抗氧化等特点[6]，日益引起了人们的关注与重视。

精油（Essential Oils，EO），天然植物提取物的主要种类之一，从植物的根、茎、叶、花等部位提取，是一类含挥发性芳香分子的油状液体物质，大多数精油是由萜类、半萜类、醇类、醛类、酮类物质和小部分石蜡类物质组成的混合物[7]。国内外相关文献已经报道，精油具有良好的抗菌[8－9]、抗氧化[10]、促消化[11]、抗病毒[12]和驱虫[13]等特性，现已广泛应用于医药、农药、食品防腐保鲜和动物饲料添加剂等诸多方面[14]。虽然目前关于精油的研究报道很多，但精油在猪生产上的应用研究相对较少，尤其是有关猪氨基酸等营养物质的消化率方面。因此，本试验旨在通过采用简单T型瘘管法，研究在玉米－豆粕型基础日粮中添加精油对生长猪蛋白质和氨基酸等回肠末端表观消化率的影响，为其在猪生产和饲料工业上的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用精油由丹尼斯克动物营养所提供，每100 g产品至少含有4.5 g的肉桂醛和13.5 g的百里香酚，使用前在4℃条件下保存。

1.2 试验动物

1.2.1 试验动物的选择

试验选用6头体重相近的三元杂交（大白×长白×杜洛克）健康阉公猪，初始体重为(28.6±1.3)kg。

1.2.2 手术操作

正式试验前先对试验猪进行手术，安装简单T型瘘管。术前试验猪禁食24 h，禁水12 h，并记录体重。根据体重，由麻醉师酌情注射麻醉药。手术操作参照Stein等（1998）[15]所介绍的方法进行。本试验使用舒泰50和速眠新（846）两种麻醉药品（购于中国农业大学动物医院）。待猪麻醉后，以左侧卧体位将手术猪绑定于手术台上，对右侧术部及周围备皮，并用碘酒和酒精分别对术部进行消毒处理。之后将消毒创巾覆盖于术部并使用创巾钳固定于皮肤之上。手术部位在腹中线上方约20 cm，自最后肋骨后两指约4 cm处，做一长约10 cm的纵向切口。钝性分离外侧肌肉，分离程度需适合安装瘘管。分离外侧肌肉以后，用钝头剪刀小心剪开腹膜，开口约10 cm。然后顺肠管找到回盲瓣,在距回盲连接点前10～15 cm处的肠壁表层用4号外科手术线做双荷包缝合，内外线间距为0.5 cm。缝合长度以能装入简单T型瘘管为准。切开荷包内肠壁，擦拭其中食糜以后,安装T型瘘管。如果手术时间过长,外露小肠组织需用生理盐水纱布包裹浸润,以免组织失水、失活。瘘管安装以后,瘘管管腔内应塞入消毒的脱脂棉花,以免食糜流出污染腹腔。之后再在创口上方最后两肋骨间找合适的位置做一约5 cm的纵向切口,将装好的回肠T型瘘管从此位置穿出皮肤。检查小肠走向正确后，对瘘管用垫圈和螺母进行固定。最后,依次缝合腹膜、肌肉和皮肤,再在创口外部及T型瘘管出口处涂2%碘酊,并均匀涂抹凡士林氧化锌混合后的软膏。术后将猪放在个体笼,喂以少量糖水。

手术中所用设备需预先使用福尔马林溶液消毒，以避免污染。瘘管需放入37℃水浴中预热，并修剪其棱角，以减少安装时的应激。

1.2.3 术后护理

手术成功的猪可直接饲喂糖水，并注射头孢曲松。过夜后，开始饲喂适量软化饲料约100 g。观察手术后猪的状态，逐渐增加采食量，10 d之内转入正常采食量。术后3 d内，每天为猪耳后肌肉注射头孢曲松，并用碘酒和酒精棉球清洗创口部位，避免术后感染。之后根据受试猪的恢复情况适当注射青霉素或头孢曲松。猪舍温度控制在23～26℃。术后15 d，待试验猪的采食和排泄恢复正常并保持稳定后，随机分组，开始正式试验。

1.3 试验设计和日粮

试验采用3×3双拉丁方试验设计(3种日粮、3个试验期),采用简单T型瘘管法收集食糜,评定在玉米-豆粕型基础日粮中添加精油对生长猪蛋白质和氨基酸回肠末端表观消化率的影响。以Cr2O3为指示剂。每个试验期为7 d,前5 d为适应期,后2 d为食糜收集期。

试验日粮参照NRC（1998）[16]生长猪的营养需要标准配制2种玉米-豆粕型基础日粮，其组成和营养成分见表1和表2。试验共分为3个处理组，分别为：①正对照组（PC）：玉米-豆粕型基础日粮+抗生素（0.10%金霉素、0.08%硫酸抗敌素、0.01%吉他霉素）；②负对照组(NC)：空白对照组，没有添加任何抗生素的玉米-豆粕型基础日粮组；③精油组(EO)：负对照组基础上添加0.01%精油。日粮中添加0.25%Cr2O3作为指示剂，粉料饲喂。

1.4 饲养管理

每个试验期开始前称量试验猪体重，正式试验期瘘管猪采食量为其维持需要量的3倍。每天08:00和16:00喂料（湿拌料），每次饲喂量相同，自由饮水。代谢室内温度控制在23～26℃，每天08:30和16:30冲洗代谢笼，保持代谢室清洁卫生。

1.5 食糜样品收集和制备

每个试验期持续7 d,其中前5 d为预饲期，后2 d收集食糜。从8:00至18:00，使用橡胶袋固定于瘘管末端，连续收集10 h。每次收集时取得的食糜样品立即置于-20℃冰箱中保存。每个试验期结束后，取出所收食糜解冻，将每头猪的食糜样品混合均匀，分别取500 g样品在冻干机中冻干,室温下回潮24 h，制成风干样。再经超微粉碎机粉碎，装入封口袋保存备用。

表1 试验基础日粮组成（风干基础）

表2 试验日粮营养成分分析（%）

1.6 检测指标及测定方法

1.6.1 检测指标

日粮成分测定：干物质、粗蛋白质、钙、总磷、总能、氨基酸组成和铬含量。

食糜成分测定：干物质、粗蛋白质、总能、氨基酸组成和铬含量。

1.6.2 测定方法

1.6.2.1 日粮和食糜常规营养成分

干物质、粗蛋白质、钙和总磷的测定分别参照中华人民共和国国家标准GB/T 6435—2006、GB/T 6432—1994、GB/T 6436—2002和 GB/T 6437—2002所推荐的方法。铬含量的测定按照中华人民共和国国家标准GB/T 13088—2006推荐的方法，经湿法消解（硝酸加高氯酸）处理后使用原子吸收光谱仪（日立Z-5000，日本）测定。能量的测定按照国际标准ISO 9831:1998推荐的方法，使用氧弹式测热仪（Parr Instruments，Moline，IL）测定。

1.6.2.2 日粮和食糜中氨基酸组成

天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸和精氨酸15种氨基酸的测定使用酸水解的方法，参照中华人民共和国国家标准GB/T 18246—2000推荐的方法。样品在110℃下6 mol/l盐酸水解24 h后，经过前处理，使用氨基酸自动分析仪（日立L-8800，日本）测定。色氨酸的测定参照中华人民共和国国家标准GB/T 18246—2000附录A推荐的方法，样品用4 mol/l氢氧化钠在110℃下水解22 h后，使用高效液相色谱仪（岛津LC-10 A，日本）测定。含硫氨基酸的测定参照中华人民共和国国家标准GB/T 15399—94推荐的方法：样品在0℃下过甲酸氧化16 h，再经盐酸水解24 h后，使用氨基酸自动分析仪（日立L-8800，日本）测定。

1.7 计算公式

氨基酸表观回肠消化率（%）=[1－（待测饲料铬浓度×食糜中氨基酸含量）/（食糜中铬浓度×待测日粮氨基酸含量）]×100。

1.8 统计方法

数据使用SAS 9.1统计软件MIXED模型进行统计（SAS Institute，Gary，NC.），模型公式如下：

其中Yijk为所得回肠末端氨基酸表观消化率；μ表示标准回肠末端氨基酸消化率的整体平均数；Ti为处理间固定效应，i＝1，2，3；Pj代表试验期造成的随机效应，j＝1，2，3；Ak表示猪的差异造成的随机效应，k=1，2，3，4，5，6；εijk代表试验的系统误差 N（0，ε2）。使用lsmeans语句进行两两比较，统计结果以P≤0.05时为差异显著，以0.05＜P≤0.10时为趋势。

2 结果（见表3）

表3 精油对生长猪回肠末端蛋白质和氨基酸等表观消化率的影响(n=6)

由表3可知，与负对照组相比，在日粮中添加0.01%的精油可提高（P＜0.05）生长猪粗蛋白质、能量、精氨酸、赖氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、色氨酸、丙氨酸、总必需氨基酸、总氨基酸的回肠末端表观消化率，提高幅度分别为 8.6%、8.1%、7.4%、7.8%、5.2%、8.1%、11.6%、12.6%、8.1%和8.6%；且精油组亮氨酸和色氨酸的回肠末端表观消化率也显著高于正对照组(P＜0.05),提高幅度分别为5.2%和7.1%。同时，在日粮中添加0.01%的精油有提高干物质、苏氨酸、天冬氨酸、丝氨酸和酪氨酸回肠末端表观消化率的趋势（P＜0.10）。对其他一些氨基酸，在日粮中添加精油虽可提高其表观消化率，但提高幅度均没有达到显著水平。

3 讨论

随着理想蛋白质模型的提出，如何准确评定猪对氨基酸的利用率已成为动物营养研究的热点之一。国内外相关研究已经表明，猪大肠对氨基酸的吸收能力很低，氨基酸的吸收主要发生在小肠。而且，猪后肠道的微生物发酵会很大程度地影响全肠道氨基酸消化率测定的准确性，因此，全收粪法测定的猪饲料氨基酸消化率是不准确的。为了消除后肠道微生物的干扰，Payne（1968）[17]首次建议应在回肠末端测定氨基酸消化率。目前，猪氨基酸消化率的测定均普遍采用回肠末端取样法代替全收粪法，并且已经得到大家的认可。

本试验即采用回肠末端取样法——简单T型瘘管法进行测定,试验结果表明,在日粮中添加0.01%的精油对生长猪回肠末端干物质、粗蛋白质、能量和氨基酸表观消化率等均有一定的促进作用。与负对照组相比,在日粮中添加0.01%的精油可提高生长猪回肠末端粗蛋白质和能量的表观消化率,并有提高干物质消化率的趋势,这与国内外的相关文献报道相类似[18-22]。L.Yan等(2010)报道，在生长猪日粮中添加0.01%的精油可显著提高干物质、粗蛋白质和能量的全肠道消化率,Cho等(2006)也得到与此相一致的结论。据Amerah等(2011)报道，在肉仔鸡日粮中添加0.01%的精油(活性成分与本试验所用精油成分相同)，可显著提高肉鸡回肠粗蛋白质的表观消化率，但对能量利用率影响并不显著。而朱碧泉等(2011)试验则表明，在断奶仔猪日粮中添加0.02%、0.04%和0.06%的植物提取物,均可以提高仔猪的能量利用率和粗蛋白质消化率。但Gerritsen等（2010）[23]的研究表明，在断奶仔猪日粮中添加0.5%蚁酸和精油混合物对仔猪干物质和粗蛋白质消化率均没有显著作用。虽然目前关于精油对畜禽营养物质消化率的报道均集中在全肠道消化率上，但本试验的结果也进一步印证了精油在饲料生产上的良好添加效果，尤其是可以提高部分氨基酸和能量的回肠末端表观消化率。因此，在日粮中添加精油可以适当降低日粮中氨基酸和能量的浓度。

本试验在日粮中添加精油提高了精氨酸、赖氨酸、亮氨酸、色氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、总必需氨基酸、总氨基酸的回肠末端表观消化率，同时还有提高苏氨酸、天冬氨酸、丝氨酸和酪氨酸回肠末端表观消化率的趋势。目前国内外关于精油对猪氨基酸消化代谢的影响研究很少，因此很难将现有的试验结果与前人的文献报道进行比较分析。精油对生长猪回肠末端粗蛋白质和氨基酸等表观消化率的促进作用可能是由于本试验精油的主要活性成分——百里香酚和肉桂醛，可以减少胃肠道的有害微生物菌群数量(大肠杆菌和沙门氏菌等)，提高肠道中的有益微生物含量(双歧杆菌和乳酸杆菌)，减少肠道有害发酵产物浓度(包括氨气和各种生物胺等),有利于盲肠前段营养物质的消化吸收，从而提高猪对饲料的消化利用率[24]。而且，精油具有特殊的芳香气味，改善了饲料的风味，可刺激猪消化道黏膜上的感受器，提高饲料的适口性，进而提高动物的采食量，并能促进动物唾液、胆汁和肠道黏液的分泌，提高了消化酶的活性，这可能是精油提高养分利用率的重要途径[11]。精油的抗氧化和免疫增强的作用可能也有利于动物对营养物质的吸收利用。精油可提高血清中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性[25]，进而可保护小肠绒毛，避免在细胞和组织层面上造成氧化损伤，促进其对营养物质的吸收。精油对动物体免疫增强和抗应激作用，可缓解因免疫反应和应激所造成的机体损耗，提高肠道对必需营养物质的消化与吸收[26]。

4 结论

①在日粮中添加0.01%的精油可提高生长猪粗蛋白质、能量的回肠末端表观消化率，并有提高干物质回肠末端表观消化率的趋势。

②在日粮中添加0.01%的精油可提高总必需氨基酸、总氨基酸的回肠末端表观消化率。