饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔生长性能、氮代谢和空肠黏膜酶活性的影响

付朝晖 李福昌 李 冰 张彩霞 李万佳 朱晓强

(山东农业大学动物科技学院，泰安 271018)

谷氨酰胺(glutamine，GLN)是乳中最丰富的游离氨基酸［1］。Windmueller［2］和 Souba［3］的研究均表明谷氨酰胺是肠道上皮细胞代谢的主要能源供体，也是肠上皮间淋巴组织增殖的必要营养物。肠黏膜上皮细胞含有多种酶，如乳糖酶、氨基肽酶、二肽酶等，肠腔内蛋白质的消化产物寡肽和糖类被位于肠黏膜上的酶水解。近年来，非必需氨基酸谷氨酰胺因其具有重要的生物学功能为营养学家所重视。Li等［4］研究表明，在应激或病理条件下，内源性谷氨酰胺往往不能满足动物机体需要，甚至发生谷氨酰胺枯竭，因此其提出谷氨酰胺是一种条件性必需氨基酸。关于谷氨酰胺的研究多集中在家禽和猪方面，在家兔上的研究较少见，具体到獭兔上就更缺乏。本试验拟通过饲养试验和消化代谢试验研究饲粮谷氨酰胺添加水平对獭兔生长性能、氮代谢和空肠黏膜酶活性的影响，寻求生长獭兔的谷氨酰胺需要量，旨在为獭兔饲养标准的制订提供一定的理论和数据依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲粮

基础饲粮参考 NRC(1977)［5］和 De Blas 等［6］的生长兔饲养标准配制而成，其组成及营养水平见表1。在基础饲粮中分别添加0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的谷氨酰胺，配成5种试验饲粮。各种饲料原料粉碎后逐级混匀，用制粒机压制成直径为4～6 mm的颗粒饲料，储存于通风干燥处备用。

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 试验动物与饲养管理

选取平均体重为808.24 g的断奶獭兔200只(公母各占1/2)，按性别和体重随机分为5组，每组40个重复，每个重复1只。试验兔单笼饲养，试验期间早、晚各饲喂1次。采用常规饲养管理和免疫程序，自然采光和通风，自由采食和饮水。预试期7 d，正试期60 d。

1.3 样品采集与制备

饲养试验结束前6天，每组随机抽取8只试验兔，转移到经消毒处理的代谢笼内，单笼饲养，并饲喂相应的试验饲粮，自由采食和饮水。预试期3 d，预试期后连续3 d收集每只试验兔全天的粪样和尿样，4℃密封保存，同时记录每只试验兔每天的采食量、排粪量和排尿量。鲜粪称重后，取其中一部分称重后加10%的硫酸固氮，每天取样比例相同，然后在烘箱中于65℃下烘干72 h，称重即得粪样的风干重，最后将3 d的风干粪样混合粉碎，混匀后-20℃冷冻保存待测。尿样测量后，取一定比例盛入备好的250 mL塑料瓶中，加入5 mL浓硫酸固氮，每天取样比例相同，混匀后置于-20℃冷冻保存，待测含氮量。

在试验开始后的第60天清晨空腹称重，每组随机抽取8只试验兔进行采样，试验兔屠宰后，取空肠近端1/4处约10 cm，在4℃下用磷酸盐缓冲液(PBS)洗净肠道内容物，用滤纸轻轻吸干，玻片小心刮取黏膜分装到EP管内，-80℃保存备用。

1.4 测定指标和方法

1.4.1 生长性能指标

测定试验开始和结束时试验兔的体重，并统计全期的喂料量，计算平均日增重、平均日采食量、料重比。

1.4.2 氮代谢指标

饲粮、粪样和尿样含氮量利用凯氏定氮法进行测定，相关指标的计算公式如下:

可消化氮(g/d)=食入氮-粪氮;

沉积氮(g/d)=食入氮-粪氮-尿氮;

氮表观消化率(%)=100×可消化氮/食入氮;

氮利用率(%)=100×沉积氮/食入氮;

氮生物学效价(%)=100×沉积氮/可消化氮。

1.4.3 空肠黏膜酶活性指标

空肠黏膜二糖酶(蔗糖酶、乳糖酶、麦芽糖酶)和代谢酶(谷氨酸合成酶、鸟氨酸转氨酶)活性均采用南京建成生物工程研究所相应试剂盒按照操作说明进行测定。二糖酶试剂盒的测定原理是二糖作用于相应的底物产生单糖，该单糖在其氧化酶的作用下产生过氧化氢，过氧化氢同显色剂结合产生红色的产物，用分光光度计测定其光密度值，从而测定出二糖酶的活性。兔谷氨酸合成酶试剂盒和兔鸟氨酸转氨酶试剂盒是基于生物素双抗体夹心技术原理进行测定的。

1.5 数据处理与分析

数据以平均值和均方根误差表示，用SAS 9.1.3统计软件中的GLM进行数据的方差分析，用Duncan氏法进行数据的多重比较。

2 结果与分析

2.1 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔生长性能的影响

由表2可以看出，在初始体重无显著差异(P＞0.05)的情况下，饲粮谷氨酰胺添加水平对平均日采食量、平均日增重和料重比均无显著影响(P＞0.05)。随着饲粮谷氨酰胺添加水平的升高，平均日增重先升高后降低，在饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%时最高，料重比在饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%时最低。

2.2 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔氮代谢的影响

由表3可以看出，饲粮谷氨酰胺添加水平极显著影响粪氮(P=0.004 8)、可消化氮(P=0.006 0)、沉积氮(P=0.005 3)、氮表观消化率(P=0.000 9)、氮利用率(P=0.008 1)、氮生物学效价(P=0.002 3)，而对食入氮、尿氮无显著影响(P＞0.05)。其中，饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%的组粪氮极显著低于饲粮谷氨酰胺添加水平为0.6%的组(P＜0.01)，显著低于饲粮谷氨酰胺添加水平为0和1.2%的组(P＜0.05);饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%的组可消化氮极显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0、0.3%和1.2%的组(P＜0.01);饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%的组沉积氮极显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0、0.3%的组(P＜0.01)，显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0.6%和1.2%的组(P＜0.05);饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%的组氮表观消化率极显著高于其他各组(P＜0.01);饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%的组氮利用率极显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0和0.3%的组(P＜0.01)，显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0.6%和1.2%的组(P＜0.05);饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%的组氮生物学效价极显著高于其他各组(P＜0.01)。

表2 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔生长性能的影响Table 2 Effects of dietary glutamine supplemental level on growth performance of growing Rex rabbits(n=40)

2.3 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔氨基酸表观消化率的影响

由表4可以看出，饲粮谷氨酰胺添加水平显著或极显著影响蛋氨酸(P=0.000 1)、胱氨酸(P=0.006 3)、谷氨酸(P=0.010 6)和脯氨酸(P=0.000 1)的表观消化率，而对其他氨基酸的表观消化率无显著影响(P＞0.05)。其中，饲粮谷氨酰胺添加水平为1.2%的组蛋氨酸的表观消化率极显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0.3%和0.9%的组(P＜0.01)，显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0.6%的组(P＜0.05);饲粮谷氨酰胺添加水平为0.6%的组胱氨酸的表观消化率极显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0.3%、0.9%和1.2%的组(P＜0.01);饲粮谷氨酰胺添加水平为1.2%的组谷氨酸的表观消化率显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0和0.3%的组(P＜0.05);饲粮谷氨酰胺添加水平为1.2%的组脯氨酸的表观消化率极显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0和0.3%的组(P＜0.01)，显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0.6%的组(P＜0.05)。

表3 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔氮代谢的影响Table 3 Effects of dietary glutamine supplemental level on nitrogen metabolism of growing Rex rabbits(n=8)

表4 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔氨基酸表观消化率的影响Table 4 Effects of dietary glutamine supplemental level on amino acid apparent digestibility of growing Rex rabbits(n=8) %

2.4 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔空肠黏膜酶活性的影响

2.4.1 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔空肠黏膜二糖酶活性的影响

由表5可以看出，饲粮谷氨酰胺添加水平对空肠黏膜蔗糖酶和乳糖酶的活性无显著影响(P＞0.05)。饲粮谷氨酰胺添加水平对空肠黏膜麦芽糖酶的活性有极显著影响(P=0.001 5)，其中谷氨酰胺添加水平为0.3%的组极显著高于其他各组(P＜0.05)。

表5 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔空肠黏膜二糖酶活性的影响Table 5 Effects of dietary glutamine supplemental level on jejunal mucosal disaccharidase activities of growing Rex rabbits(n=8) U/mg prot

2.4.2 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔空肠黏膜代谢酶活性的影响

由表6可以看出，饲粮谷氨酰胺添加水平极显著影响空肠黏膜鸟氨酸转氨酶(P=0.002 9)、谷氨酸合成酶的活性(P=0.007 6)。其中，谷氨酰胺添加水平为0.9%的组空肠黏膜鸟氨酸转氨酶活性极显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0和0.6%的组(P＜0.01);谷氨酰胺添加水平为0.3%的组空肠黏膜谷氨酸合成酶的活性极显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0的组(P＜0.01)，显著高于饲粮谷氨酰胺添加水平为0.6%的组(P＜0.05)。

表6 饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔空肠黏膜代谢酶活性的影响Table 6 Effects of dietary glutamine supplemental level on jejunal mucosal metabolic enzyme activities of growing Rex rabbits(n=8) U/L

3 讨论

3.1 饲粮谷氨酰胺添加水平与生长性能

谷氨酰胺对畜禽的生长性能可产生一定的影响，其中报道最多的是其对肉鸡、仔猪的促生长作用。黄冠庆等［7］研究表明，在21日龄断奶仔猪饲粮中添加0.1%的谷氨酰胺可显著提高21～31日龄仔猪的平均日增重和饲料转化率。席鹏彬等［8］的研究表明，添加合适剂量的谷氨酰胺二肽可改善断奶仔猪的生长性能。曾翠平等［9］认为，谷氨酰胺可改善断奶仔猪的生长性能，显著提高肝脏相对重和降低肾脏相对重，但对断奶仔猪腹泻率的影响不明显。肖英平等［10］的试验表明，饲粮中添加谷氨酰胺显著改善断奶仔猪的平均日增重和料重比。由此可见，谷氨酰胺可提高动物的生长性能，其机理可能与谷氨酰胺能阻止蛋白质分解，缓解免疫应激，提高肠道吸收等功能相关。本试验在初始体重无显著差异的情况下，随着饲粮谷氨酰胺添加水平的升高，生长獭兔的平均日增重先升高后降低，在饲粮谷氨酰胺添加水平为0.9%时为最高。

3.2 饲粮谷氨酰胺添加水平与氮代谢

肖英平等［10］研究表明，饲粮中添加1.0%的谷氨酰胺能够显著影响大部分氨基酸的表观消化率。本试验条件下，基础饲粮中添加0.9%的谷氨酰胺即可显著提高生长獭兔的氮的利用率和生物学效价以及部分氨基酸的表观消化率，添加量再增加则无显著效果，但同时对料重比没有显著影响，只是在添加量为0.9%时达到最低料重比。

3.3 饲粮谷氨酰胺添加水平与空肠黏膜酶活性

乳糖酶、麦芽糖酶和蔗糖酶等二糖酶作为新生动物肠道中重要的消化酶，是肠道功能发育成熟的指示剂。蒋宗勇［11］研究表明，饲粮添加1.0%的谷氨酰胺时仔猪在14日龄时的空肠蔗糖酶、乳糖酶和麦芽糖酶活性与对照组相比显著升高。肠道中谷氨酰胺的代谢是经各种酶的作用完成的［12-14］。蒋宗勇等［15］研究表明，饲粮添加 1.0%的谷氨酰胺时会降低仔猪肠道鸟氨酸转氨酶、谷氨酸合成酶活性。而在本试验中，饲粮谷氨酰胺添加水平对生长獭兔空肠黏膜麦芽糖酶活性有极显著影响，其中饲粮谷氨酰胺添加水平为0.3%的组显著高于其他各组。而在饲粮谷氨酰胺添加水平增加到1.2%时则会降低生长獭兔空肠黏膜鸟氨酸转氨酶和谷氨酸合成酶的活性，这与蒋宗勇等［15］的试验结果相吻合。

4 结论

综合本试验测定指标得出，生长獭兔饲粮适宜的谷氨酰胺添加水平为0.9%。

［1］WU G Y，KNABLE D A.Free and protein-bound amino acids in sow’s colostrum and milk［J］.The Journal of Nutrition，1994，124(3):415-424.

［2］WINDMUELLER H G.Glutamine utilization by the small intestine［J］.Advances in Enzymology and Reload Areas of Molecular Biology，1982，53:201-237.

［3］SOUBA W W.Intestinal glutamine metabolism and nutrition［J］.Journal of Nutritional Biochemistry，1993，4:2-9.

［4］LI P，YIN Y L，LI D F，et al.Amino acids and immune function［J］.British Journal of Nutrition，2007，98(2):237-252.

［5］NRC.Nutrient requirements of rabbits［S］.Washington，D.C.:National Academy Press，1997.

［6］DE BLASC，MATEOSG G.Feed formulation［M］//DE BLAS C，WISEMAN J J.The nutrition of the rabbit.New York:CABI Publishing，1998:241-253.

［7］黄冠庆，傅伟龙，高萍，等.谷氨酰胺、甘氨酰谷氨酰胺对断奶仔猪生长及内分泌的影响［J］.中国畜牧杂志，2004，40(7):11-13，17.

［8］席鹏彬，林映才，蒋宗勇，等.谷氨酰胺二肽对断奶仔猪生长、免疫、抗氧化力和小肠黏膜形态的影响［J］.动物营养学报，2007，19(2):135-141.

［9］曾翠平，傅伟龙，高萍，等.谷氨酰胺和甘氨酰谷氨酰胺对早期断奶仔猪生长性能的影响［C］//第四届全国猪营养学术研讨会论文集.北京:中国农业科学技术出版社，2003:205-209.

［10］肖英平，洪启华，刘秀婷，等.谷氨酰胺对断奶仔猪生长性能、营养物质表观消化率、空肠碱性磷酸酶活性及与肠道健康相关因子基因表达的影响［J］.动物营养学报，2012，24(8):1438-1449.

［11］蒋宗勇.仔猪断奶综合症的研究进展［G］//动物营养研究进展.北京:中国农业科技出版社，1994:101-110.

［12］DARMAUN D.Role of the small intestine in glutamine metabolism［J］.Clinical Nutrition，1993，12(1):50-51.

［13］SOUBA W W，KLIMBERG V S，PLUMLEG D A，et al.The role of glutamine in maintaining a health gut and supporting the metabolic response to injury and infection［J］.Journal of Surgical Research，1990，48(4):383-391.

［14］WU G Y.Intestinal mucosal amino acid catabolism［J］.The Journal of Nutrition，1998，128(8):1249-1252.

［15］蒋宗勇，郑卫川，林映才，等.谷氨酰胺对新生仔猪生长性能、血清激素水平及小肠黏膜酶活性的影响［J］.动物营养学报，2010，22(1):125-131.