外源精胺在哺乳仔猪和哺乳母猪饲料中的稳定性研究

2014-01-21赵宏涛何余湧

饲料工业 2014年2期

■赵宏涛何余湧陆伟

(江西农业大学动物科学技术学院，江西南昌330045）

哺乳仔猪的早期断奶是规模化养猪生产中一种十分普遍的做法，但由此产生的“仔猪早期断奶综合症”困扰着规模化养猪业的发展。因此，如何减少断奶应激对仔猪健康生长的影响是一个很值得研究的重要课题。相关研究表明：早期断奶仔猪产生“早期断奶综合征”的主要原因是由于断奶日龄的提早而使得断奶仔猪胃肠道还未完全发育到能较好地消化吸收非母乳饲料所致[1]。精胺(spermine)是多胺(poly⁃amine)的一种，在生物体内普遍存在，是大多数生命器官的天然组分，能够调控生物体内核酸和蛋白质的合成，尤其是对小肠黏膜上皮细胞等快速增殖和分化的组织细胞具有重要的生理作用[2]。程志斌研究发现，哺乳全期每头仔猪每天平均从母乳中摄入1.4 mg精胺，对仔猪每天灌服240 mg精胺连续3 d，能有效促进幼龄哺乳仔猪小肠发育和成熟[2]；何余湧在7～28日龄哺乳仔猪饲料中添加精胺（6 mg∕kg），发现精胺能够诱导哺乳仔猪小肠成熟[3]。通过在饲料中添加外源精胺促进仔猪肠道的发育和成熟，从而减轻仔猪早期断奶应激，在养猪生产上具有重要的科学意义和经济价值，但是精胺在饲料中的稳定性如何还未见相关的研究报道。本研究分别以猪用全价饲料和预混合饲料为载体，研究它们对外源精胺稳定性的影响，为外源精胺在饲料中的广泛应用提供相关技术指导。

1 材料与方法

1.1 实验材料

哺乳仔猪全价饲料，哺乳母猪预混合饲料和外源精胺。

1.2 饲料制备

1.2.1 对照组饲料

称取15 kg哺乳仔猪全价饲料和15 kg哺乳母猪预混合饲料分别装入外面套有编织袋的塑料袋中，扎好袋口，放置在自然通风的房间内。

1.2.2 试验组饲料

将1.8 g精胺放入装有200 ml自来水的喷瓶中，摇匀直至精胺全部溶解。称取15 kg哺乳仔猪全价饲料并把它放入小型搅拌机内，边搅拌边喷入精胺水溶液，混匀后取出饲料平铺在一张塑料布上，自然通风凉干1 d，然后装入外面套有编织袋的塑料袋中，扎好袋口，与对照组饲料放在一起。哺乳母猪预混合饲料中精胺添加与饲料的处理与哺乳仔猪全价饲料相同。

1.3 样品取样

将制备的饲料样品平铺在一张干净的塑料桌布上，按照饲料采样标准（GB∕T14699）要求，在第0、14、28、42、56 d分别从对照组饲料和试验组饲料中各采集3份样品，每份2 g，放入5 ml的EP管中并编号。

1.4 测定方法

样品中精胺含量按动物源性饲料中生物胺的测定方法（GB∕T 23884—2009）进行测定。

1.5 数据处理

采用单因素方差分析法，利用SPSS统计软件对数据进行统计分析。数据均以“平均值±标准差”表示。

2 结果

2.1 外源精胺在哺乳仔猪全价饲料中的稳定性（见表1）

表1数据表明，对照组饲料中原有精胺也呈降解趋势，但是降解速度较慢。外源精胺在哺乳仔猪全价饲料中的降解速度很快，第28 d时已降解大约一半，第28 d与第42 d之间精胺降解速度最快，第42 d与第56 d之间降解速度变慢。从表1可以发现，对照组全价饲料中第28 d与第42 d的精胺含量差异不显著(P＞0.05)；但是其它时间精胺含量存在差异,其中第14 d的精胺含量极显著高于第28 d(P＜0.01)。实验组全价饲料中第42 d与第56 d时的精胺含量差异不显著(P＞0.05)；但是第42 d以前各时间测得的精胺含量存在差异，其中第14 d、28 d、42 d之间的精胺含量差异极显著(P＜0.01)。

表1 全价饲料中精胺含量(mg∕kg)

2.2 外源精胺在哺乳母猪预混合饲料中的稳定性（见表2）

表2 预混合饲料中精胺含量(mg∕kg)

表2数据表明，对照组饲料中原有精胺也呈降解趋势，但是降解速度较慢。实验组饲料中的精胺降解速度很快，第28 d时已降解大约一半，第56 d实验组饲料中的精胺含量与对照组的精胺含量基本接近。从表2可以发现，对照组预混料中第28 d与第42 d，第42 d与第56 d的精胺含量差异不显著(P＞0.05)；但是第28 d以前饲料中的精胺含量差异显著，其中第14 d的精胺含量极显著高于第28 d(P＜0.01)。实验组预混料中第42 d与第56 d的精胺含量差异不显著(P＞0.05)；但是第42 d以前各时间测得的精胺含量存在差异，其中第0 d和第28 d的精胺含量分别极显著高于第14 d和第42 d(P＜0.01)。

3 讨论

3.1 精胺的理化特性及影响精胺稳定性的因素

精胺的化学名N,N-双-3-丙胺基-l,4-双胺，分子式是H2N(CH2)2NH(CH2)4NH(CH2)3NH2，其分子量为202.3。它是无色针状结晶或白色结晶性粉末，易吸潮且易溶于水、低级醇类和氯仿，不溶于乙醚、苯、石油醚，熔点55～60 ℃，沸点141～142 ℃(66.66 Pa)。精胺是多胺的一种，其带有四个正电荷，生理pH值为7.4[2]。

在天然的精胺合成途径中共有4个酶参与,即两个脱羧酶——鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMD)；两个丙胺基转移酶——精脒合成酶和精胺合成酶[4]。精胺的合成是从鸟氨酸开始的，鸟氨酸在鸟氨酸脱羧酶的作用下脱去一个羧基形成腐胺；腐胺在亚精胺合成酶和精胺合成酶的作用下，通过两次丙胺基转移反应最后生成精胺。在生物体内，精胺的代谢需要多种酶的催化，SAMD的半衰期很短(0.5～2 h)，ODC可被多种无机离子灭活，半衰期仅10～20 min，因此，SAMD和ODC是精胺合成的限速酶[5]。饲料在膨化和制粒时的高温破坏了原有酶的活性，因此饲料中不可能有酶作用的精胺合成。精胺经精胺乙酰转移酶、精脒乙酰转移酶的转化逐步降解为精脒和腐胺，而腐胺在双胺氧化酶的作用下生成氨基丁酸，最后生成胺离子和二氧化碳排出体外。因为多胺的终末分解是由Cu2+依赖的胺类氧化酶催化的，而催化后的反应产物无法再直接转化为多胺[6]，所以饲料中也不可能有酶作用的精胺分解。

精胺带有4个正电荷，其裸露的四个氮原子空轨道具有强烈的亲和电子能力，可以与带多价阴离子的生物分子相连接。而且精胺阳离子与无机阳离子Mg2+、Na+有所不同，因为精胺是线性分子，四个正电荷呈分散排列，这种结构使精胺与多价阴离子的结合比Mg2+、Na+更加有效[7-8]。饲料中的植酸磷易与其它二价和三价金属元素如钙、镁、锌和铁等螯合形成极难溶解的化合物，精胺是四价正离子，更易与其结合。因此，饲料中的多价阴离子与精胺的螯合可能降低了饲料中精胺的含量。精胺的生理pH值为7.4，饲料中的天冬氨酸、谷氨酸、维生素、尼克酸、叶酸等酸性物质易与精胺结合，本实验测得仔猪全价料的pH值为5.88，而添加了精胺的仔猪全价料pH值为5.96，添加精胺后全价料pH值的升高可能是因为具有碱性的精胺中和了饲料中的酸性物质，由此降低了饲料中外源精胺的含量。精胺易溶于水，且极易吸潮，它与饲料和空气中水分子的水合作用也可能会降低其含量。精胺见光易分解，熔点为60℃，必须低温保存在棕色瓶中，而本实验是在暑期8～9月份完成的，饲料放置在套有编织袋的塑料袋中，夏季的高温高热和没有避光也可能导致了其降解。由此可知，精胺在环境中发生的物理变化和与饲料中的一些物质的结合反应可能影响了其在饲料中的稳定性。

3.2 全价配合饲料与预混合饲料对精胺稳定性的影响

全价料是由蛋白质饲料(如鱼粉、豆类及其饼粕等)、能量饲料(如玉米、麦麸等)、粗饲料(仅在低标准配合料中使用)和添加剂(除去粮食及其副产品以外的添加物叫添加剂)4部分组成的配合饲料[9]。预混料是将一种或多种微量组分(包括各种微量矿物元素、各种维生素、合成氨基酸、某些药物等添加剂）与稀释剂或载体按要求配比，均匀混合后制成的中间型配合饲料产品[10]。预混料中的微量元素在添加之前都要经过预处理，一般都以无机盐的形式添加，有硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁、亚硒酸钠、碘化钾和氯化钴等。有些无机盐易吸水结块，可能会将本实验中的精胺从水溶液中萃取出来。精胺与多价阴离子的结合比Mg2+、Na+、Mn2+、Fe2+等更加有效，使它能竞争性地与阴离子和稀释剂、载体结合。预混料中的稀释剂和载体一般多为沸石粉和石粉[11]，它含有动物的全部常量元素和部分微量元素，这些元素都有离子状态存在，可能易与精胺分子发生螯合反应。预混料中的微量元素和离子都多于全价料，这可能导致了预混料中精胺的降解速度比全价料中的快。预混料中血粉、鱼粉等动物源饲料多于全价料，有实验表明，动物体精胺含量高于植物，这可能就是在哺乳仔猪和哺乳母猪饲料的两个对照组中，预混料精胺含量高于全价料的重要原因。因为精胺是正离子，精胺的水溶液显碱性，当它与饲料中的阴离子或酸性物质结合达到一定的饱和状态后，其含量就保持不变，这也可能就是28 d以后，饲料中外源精胺含量降解变慢的一个重要原因。对照组饲料中的原有精胺也会降解，但是其降解速度明显低于实验组，这可能是因为实验组饲料中的原有精胺含量较少，并且在实验之前已经降解。