圈养小熊猫竹叶增食剂的研制与饲喂效果

鲜义坤，瞿桂英，廖友平，马黎民，张亚辉，刘张育，魏 明，黄明亚，张贵权

（1.四川省自然资源科学研究院，四川 成都 610041；2.大熊猫国家公园珍稀动物保护生物学国家林业和草原局重点实验室，四川 成都 611830；3.中国大熊猫保护研究中心，四川 成都 611830；4.吉林农业大学 动物科学技术学院，吉林 长春 130118；5.成都大帝汉克生物科技有限公司，四川 成都 611130；6.四川省动物采食调控工程技术研究中心，四川 成都 611130）

0 引言

小熊猫（Ailurus fulgens）属于喜马拉雅—横断山脉特有的珍稀兽类，被CITES（国际濒危动植物物种国际贸易公约）列入附录Ⅰ，被IUCN（国际自然资源保护联盟）列为濒危动物，为我国二级重点保护动物［1］。小熊猫与大熊猫在四川盆地西缘的岷山、邛崃、凉山和相岭山系同域共存，相互伴生，食性相同，均以低营养价值的竹类为主要食物。但小熊猫只食竹叶和竹笋［2］，不食竹秆，且对不同竹种的叶和笋有着明显的选择性［3］。据测算，小熊猫全年食用竹叶的比例可高达89.9%［4］。小熊猫体色鲜艳、体态优美，颇具观赏性，具有较高的科普和科研价值，近年被许多地方的动物园、公园、保护区和科研院所与中心等单位越来越多地人工饲养。

饲养动物的经典理念为“养重于防，防重于治”。喂给动物的食物即使营养物质种类齐全、含量丰富，但如果动物不摄食或少摄食，就会失去或降低食物应有的饲喂价值。对于饲养大熊猫、小熊猫等植食性野生动物而言，首要的理念应为“味重于养”，即食物的气味和味道（二者统称“风味”）要适合动物的偏好，动物才可能多吃、多长、少生病、多产出，展现食物的营养功能。早在1940 年，美国科研人员就开始研究仔猪和鸡的饲料适口性问题。我国同类研究始于1992 年，首先研究了饲料调味剂对仔猪采食量和生长的影响，现已在家养动物嗅觉、味觉、采食调控机理等方面取得了丰硕的理论成果，并有大量的产品应用于家畜、家禽、宠物、水产动物和特种经济动物的日粮中［5］。野生动物在这些方面虽然有过零星报道［6-10］，但还缺乏系统性和深入性探究。本研究根据圈养小熊猫喜欢的食物风味特点、摄食行为习惯、嗅觉和味觉生理特征，在国内外率先自主研发出竹叶增食剂，并于2022 年4 至6 月间先后3 次在中国大熊猫保护研究中心都江堰基地进行了饲喂试验，测试了竹叶增食剂的实际效果，并进一步探讨了小熊猫摄食竹叶的风味机理，研究结果也可为圈养大熊猫竹叶诱食剂的研制提供借鉴和参考。

1 竹叶增食剂的研制

1.1 设计理论依据

竹叶增食剂的设计理论依据主要有以下5 个方面：①小熊猫的食性属植食性，而植食性的很多动物主要根据气味寻找食物［6］。②经摄食行为观察，小熊猫在进食前都要嗅闻竹叶的气味。③食物的气味和味道分别由动物的嗅觉和味觉感知，是动物对食物安全性的一种常用判断方法；对熟悉的气味，动物才可能摄食；对喜欢的味道，动物才会较多地摄食。④小熊猫具有完整的甜味受体基因［7，8］。⑤圈养小熊猫喜欢摄食窝窝头、苹果和胡萝卜等食物，这些食物共有的香气特点是甜气［9，10］，共有的味道特点是甜味。基于上述5 个方面的理论依据，设计竹叶增食剂时既要有作用于小熊猫嗅觉的香气，又要有作用于小熊猫味觉的味道。

1.2 原料选用原则

鉴于我国目前尚无人工饲养小熊猫的食物添加剂要求或标准，在选用竹叶增食剂的原料时遵循“从食物中来，到食物中去”的原则。小熊猫在人工饲养条件下与圈养大熊猫同食一样的窝窝头、苹果、胡萝卜、竹笋和竹叶，酌情选用已从圈养大熊猫各类食物中测出的典型香气成分物质［9-15］，并达到我国人用食品安全国家标准——《食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）、《食品用香料通则》（GB 29938—2020）和2013 年12 月30 日农业部公告第2045 号《饲料添加剂品种目录》要求。考虑到竹叶增食剂应有中等偏上的嗅感愉悦度、香气持久性和口感甜度，也可从上述国家标准和要求中适当选用其他香料与甜味物质。

1.3 研制技术路线

竹叶增食剂的研发经多次的配方设计、模拟调制、工艺流程改进、使用方法完善，终获较好的饲喂效果，具体研制技术路线如图1 所示。

图1 圈养小熊猫竹叶增食剂的研制技术路线Figure 1 The technical route of the development of the bamboo leaf intake enhancer for captive red pandas

1.4 食品级单体呈香物质的初步筛选

基于圈养小熊猫所食窝窝头、苹果、胡萝卜、竹笋和竹叶的气味特点，创拟竹叶增食剂的整体气味指标参数和主要香气指标参数。按照上述原料选用原则，根据目标参数和香原料的主要香气和味道特征，初步筛选出拟用的66 种食品级单体呈香物质（表1）。由表1 可知，青香相关的单体呈香物质有22 种，甜气有23 种，油脂（脂肪）气有19 种，奶香有17 种，叶香（青叶香）有2 种，草香（青草香）有2 种，木质气（木香）有10 种，青苹果气有2 种。某种单体呈香物质可呈现多种香气，取决于嗅感阈值、相对浓度、溶剂、其他相生相克的呈香物质浓度等。

表1 圈养小熊猫竹叶增食剂的拟用单体呈香物质Table 1 The monomer aromatic substances maybe selectively used in the bamboo leaf intake enhancer for captive red pandas

（续表1）

1.5 风味特点

香气特点：7 名专业人员分别对蘸有适量竹叶增食剂液体的专用纸条进行单独嗅感盲评，分辨出竹叶增食剂的整体气味指标、主要香气种类及其相对强弱。气味相对强弱采用10 分定义的标度方法计分，具体方法参照相关文献［15］。每个评分指标的最终得分为去掉1 个最高评分和1 个最低评分后的算术平均数（n ＝5）。整体气味指标和主要香气指标的品评平均得分分别如图2、图3 所示。

图2 圈养小熊猫竹叶增食剂的嗅感品评整体气味指标平均得分Figure 2 The average scores of overall odor indexes by olfactory evaluations of the bamboo leaf intake enhancer for captive red pandas

从图2 可见，竹叶增食剂具有挥发属性，且香气强度较好，愉悦度和透发性中等偏上。从图3 可见，竹叶增食剂的青香明显，并有轻微的甜气，微微的油脂气、奶香、叶香、草香和木质气，表明竹叶增食剂的香气是以青香和甜气为主的多种复合型香气，可从表1 的单体呈香物质中查到图3 中主要香气指标的相应支撑物质，说明专业人员的嗅感品评结果是有物质依据的，与配方相符。

图3 圈养小熊猫竹叶增食剂的嗅感品评主要香气指标平均得分Figure 3 The average scores of main aroma indexes by olfactory evaluations of the bamboo leaf intake enhancer for captive red pandas

味道特点：经6 位专业人员的口感品尝，竹叶增食剂的甜味突出，有奶味和青香味，但无苦涩味。

2 饲喂试验

2.1 受试小熊猫与饲养圈舍

受试小熊猫1—10 岁，共23 只（8 只雌性、15 只雄性），分群混养于中国大熊猫保护研究中心都江堰基地林泽园，临床健康状况良好，基本信息见表2。受试小熊猫的饲养圈舍原本为饲养大熊猫所建，由内舍和外圈组成，内舍有一人工可控的出入口与外圈相通，圈舍所处的自然环境条件、内舍和外圈里面的设施条件参考有关文献设置［20］，具有自由随意活动的适宜面积和空间，但不同圈舍所在的地势和所养的动物只数有所差异。

表2 受试小熊猫和饲喂试验的一些相关信息Table 2 Some information about tested red pandas and their feeding trials

2.2 供试竹种

试验共用2 个竹种：①八月竹Chimonobambusa szechuanensis（Rendle）P.C.Keng，产于四川省汶川县三江镇，竹龄2 年，在2022 年4 月下旬、5 月底至6月初的试验期间使用；②刺黑竹（当地俗称牛尾竹）Chimonobambusa purpurea J.R.Xue ＆ T.P.Yi，产于四川省崇州市文井江镇，竹龄3 年，在2022 年6 月下旬的试验期间使用。上述2 个供试竹种均为人工栽培，并经专家鉴定确认，且属圈养大熊猫和小熊猫的常喂竹种。

2.3 饲喂试验方法（自由选择摄食试验法）

从购回的同捆竹子（包括秆、枝、叶，下同）中挑选出本次试验用竹，再随机分成竹子根数相同、竹秆粗细和枝叶数量大致相近的对照组和试验组，称重。试验组的竹秆基部贴口序纸作为标记，向试验组的竹叶雾化喷施竹叶增食剂，而对照组的竹秆不贴口序纸，也不喷施竹叶增食剂。然后将对照组和试验组的竹子摆放在内舍和（或）外圈里面常放食物的地方，每处均放试验组和对照组的竹子各3 根，两组竹子相邻，打开内舍与外圈之间的推拉门，小熊猫可随意进出并自由选择内舍和外圈的对照组竹叶或（和）试验组竹叶摄食。若单独在内舍进行午餐时段测试时才关闭内舍与外圈之间的出入口，其他时段均打开出入口。每天的饲喂有3 次，早饲、午饲和晚饲。测试时段结束后从圈舍中取出对照组和试验组的竹子，观察竹叶摄食情况，并对剩余的竹子称重。各圈舍饲养的小熊猫只数、试验日期和天数、内舍和外圈摆放对照组和试验组竹子的处数如表2 所示。下一次饲喂竹子时对照组和试验组竹子要相互交换摆放的位置，以消除竹子的摆放位置对小熊猫摄食对照组和试验组竹叶数量的影响。除试验组竹子要喷竹叶诱食剂外，窝窝头、苹果、胡萝卜、竹笋的饲喂时间、次数、地点、数量等饲养管理工作流程均与往常相同。试验期间每天摆放和取出竹子的大致时间如表3 所示。

表3 试验期间每天摆放和取出试竹的大致时间Table 3 Approximate time of placing and removing the tested bamboos everyday during trial periods

2.4 数据处理与统计分析

试验组或对照组竹叶的摄食量＝试验组或对照组竹子的投放重量-食后竹子的剩余重量；平均每只受试小熊猫试验组或对照组竹叶的摄食量＝试验组或对照组竹叶的摄食量／试验圈舍的受试小熊猫只数；平均每次试验每只受试小熊猫试验组或对照组竹叶的摄食量（受试小熊猫摄食竹叶量的均值）＝每次试验的平均每只受试小熊猫试验组或对照组的竹叶摄食量之和／试验次数；试验组竹叶的增食量＝试验组竹叶的摄食量-对照组竹叶的摄食量；试验组的竹叶增食率＝试验组竹叶的增食量／对照组竹叶的摄食量× 100%。试验组和对照组食后竹子的剩余重量均不包含竹子在摄食期间自然蒸发的粗水分重量。所得数据通过GranphPad Prism 8.0.2 软件进行配对t 检验。

2.5 结果及分析

自由选择摄食行为观察：对受试小熊猫在饲后不久自由选择摄食情况进行随机、短时观察，结果汇总于表4。从表4 可见，试验共观察了8d，总计14次。在不同时间，早饲后观察了3 次，午饲后观察了2次，晚饲后观察了9 次；在不同编号的圈舍（不同地势、不同朝向，养有不同性别和年龄的受试小熊猫），L - 01 号圈观察了1 次，L - 03 号圈观察了11次，L-04 号圈观察了2 次；在不同的放竹地点（不同的面积、空间、空气流通度、光照强度等），内舍观察了5 次，外圈观察了9 次；对不同的供试竹种（不同竹种的竹叶形状、大小和厚薄不同，气味［13］和味道有所差异），八月竹观察了11 次，刺黑竹观察了3次。仅有1 只受试小熊猫在2022 年5 月29 日L-03号外圈早饲后在食对照组竹叶，可能因饥不择食所致。除此之外，其他38 只次都在食试验组竹叶，占比97.44%（38 只次/39 只次）；而摄食对照组竹叶的只次占比仅为2.56%，两组间差异极显著（n ＝14，P ＜0.0001），说明受试小熊猫优先选择试验组的竹叶摄食具有一定的普遍性。试验组的竹叶比对照组的竹叶更能吸引受试小熊猫去摄食，即试验组竹叶因为喷有竹叶增食剂而增强了试验组竹叶的气味强度，使之更具诱食性，同时说明竹叶增食剂的气味类型是圈养小熊猫熟悉和喜欢的食物气味类型。

表4 受试小熊猫饲后不久自由选择摄食的短时观察结果Table 4 Short- time observation results of free choice ingestions of captive red pandas soon after feeding

竹叶摄食量：竹叶摄食量是衡量竹叶增食剂饲喂效果好与不好的关键指标。通过饲喂试验所得数据及其统计分析详见表5。由表5 可知：早餐段（早饲后至午饲前）的气温通常逐渐上升至高点，平均每次测试每只受试小熊猫摄食试验组竹叶的数量比对照组竹叶多46.53g，两组之间的竹叶摄食量差异显著（n ＝6，P ＝0.0189），试验组竹叶的增食率为94.37%。午餐段（午饲后至晚饲前）常为全天气温最高的时段，平均每次测试每只受试小熊猫摄食试验组竹叶的数量比对照组竹叶多43.03g，两组之间的竹叶摄食量差异显著（n ＝7，P ＝0.0222），试验组竹叶的增食率为73.76%。早餐延长段（早饲后至晚饲前）的气温通常逐渐上升至高温区随后逐渐下降，平均每次测试每只受试小熊猫摄食试验组竹叶的数量比对照组竹叶多51.32g，两组之间的竹叶摄食量差异极显著（n ＝14，P ＝0.0003），试验组竹叶的增食率为55.96%。晚餐段（晚饲后至次日早饲前）的气温变化通常呈V 字形，用八月竹试验，平均每次测试每只受试小熊猫摄食试验组竹叶的数量比对照组竹叶多98.54g，两组之间的竹叶摄食量差异极显著（n ＝24，P ＜0.0001），试验组竹叶的增食率为79.10%。为了验证竹叶增食剂是否在其他竹种上也有明显的使用效果，在这个时段又用刺黑竹进行了试验，平均每次测试每只受试小熊猫摄食试验组竹叶的数量比对照组竹叶多55.56g，两组之间的竹叶摄食量差异极显著（n ＝6，P ＝0.0063），试验组竹叶的增食率为54.80%。全天段（早饲后至次日早饲前），本时段的气温变化通常呈变形的N 字形，因气温较高原因，未在外圈试验，平均每次测试每只受试小熊猫摄食试验组竹叶的数量比对照组竹叶多67.50g，两组之间的竹叶摄食量差异显著（n ＝5，P ＝0.0162），试验组竹叶的增食率为58.69%。受试小熊猫在不同测试时段对试验组竹叶和对照组竹叶的平均摄食量、试验组竹叶的增食量和增食率有所不同，可能的主要影响因素有：①摄食节律和其他食物饲喂数量。每天的摄食节律和每次饲喂窝窝头、苹果、胡萝卜、竹笋的数量多少。②环境气温。因竹叶增食剂有挥发性，故环境温度越高，喷了竹叶增食剂后的试验组竹叶的香气散失越快，诱食效果衰减速度就会越快。③放置时间。试验组竹叶在内舍和外圈放置时间越长，其香气散失就会越多。④投喂竹叶的数量。当受试小熊猫食完试验组竹叶后，也会选择对照组的竹叶摄食，导致试验组竹叶摄食量和对照组竹叶摄食量的差距缩小。⑤竹种的差异。不同竹种的竹叶有着不同的风味浓度和类型［13］，或多或少会影响竹叶增食剂的使用效果。

表5 圈养小熊猫摄食试验组竹叶和对照组竹叶的重量差异与统计分析Table 5 Weight differences and statistical analyses between test and control bamboo leavesingested by captive red pandas

综上，雾化喷施竹叶增食剂的试验组竹叶无论是早饲、午饲还是晚饲，无论是放在内舍还是外圈，无论放置时间是长还是短，无论是八月竹还是刺黑竹，无论是性别还是年龄，无论是大群饲养还是小群饲养，都能提高受试小熊猫对竹叶的摄食量，平均每次测试每只受试小熊猫的增食量为43.03—98.54g，增食率为54.80%—94.37%，说明竹叶增食剂都能够促进受试小熊猫摄食，具有显著的增食效果。

竹叶再利用的试验：竹叶再利用是指内舍里上一次饲喂的对照组竹子在下一次饲喂时竹子的叶片依然舒展，颜色仍然为绿色，经雾化喷施竹叶增食剂后作为本内舍的试验组竹叶。本试验于2022 年5月29 日和6 月2 日的晚餐段在L - 03 号圈、L - 04号圈和L-05 号圈的内舍进行，因气温较高已造成竹叶部分失水，但失水情况并不严重，未在外圈试验，只在内舍用八月竹试验了5 次，受试小熊猫26只次，平均每次测试每只受试小熊猫摄食对照组竹叶的均值为63.33g，摄食试验组竹叶的均值为90.83g，试验组比对照组多食27.50g，两组之间的竹叶摄食量差异显著（n ＝5，SEM ＝8.08，P ＝0.0272），试验组竹叶的增食率为43.42%。虽然试验组的竹叶增食量和增食率均不及表5 中的高，但可提高受试小熊猫对本应废弃的竹叶的再利用，说明雾化喷施竹叶增食剂是圈养小熊猫对竹叶再利用的一项技术措施。

被食叶片的数量观察：圈养小熊猫摄食精细，只食叶片，不食叶柄，更不食竹枝和竹秆。肉眼容易观察到每根竹子的叶片被食情况，因为叶片被小熊猫摄食后留有叶柄和竹枝。经受试小熊猫自由选择摄食后，试验组竹子的叶片，有的基本食完，有的食了大部分，多数剩叶较少，个别的食过少许。而对照组竹子的叶片，有的未食，有的食过少许，多数剩叶较多，个别的少量剩余。试验结果表明，喷有竹叶增食剂的试验组竹叶被食片数明显多于对照组，这也佐证了上述竹叶摄食量的测试结果。

受试小熊猫食入竹叶增食剂后的临床健康状况观察：在饲喂试验期间和期后，每天对受试小熊猫的精神状况、行为姿势、饮食排泄、活动规律等情况进行观察。从2022 年4 月20 日试验开始，到8 月12日为止，每只受试小熊猫的临床健康状况都很正常，无一生病治疗，而且如数健在。养于L-04 号圈，呼名“辰月”的受试小熊猫在饲喂试验期间正常发情、交配和妊娠，在饲喂试验期后的7 月16 日正常分娩2仔。说明竹叶增食剂不影响受试小熊猫的临床健康状况和自然繁殖。

3 讨论

从上述测试结果可知，竹叶增食剂可增强竹叶对受试小熊猫的诱食性，提高受试小熊猫对竹叶的摄食量。其诱食机制可能如下：竹叶增食剂雾化喷施于竹叶后，增强了竹叶的香气强度，也增强了来自竹叶的香气的扩散性，使受试小熊猫不但在较远处就能感知，而且精准识别香气的发源地；竹叶增食剂的香气与新鲜竹叶的本身气味相互融合后，改善了竹叶的香气类型，组建后的复合型香气为受试小熊猫所熟悉，并认知安全和可食，激发摄食欲望，乐意去摄食，导致受试小熊猫优先选择喷有竹叶增食剂的试验组竹叶摄食，而不优先选择位置相邻的对照组竹叶摄食。其增食机制可能如下：竹叶增食剂有突出的甜味，在雾化喷施之后可以中和或掩盖竹叶的不良味道，减少不良味道对于摄食量的负面影响；小熊猫具有完整的甜味受体基因［7，8］，对食物的甜味敏感，圈养小熊猫喜食窝窝头、苹果和胡萝卜，这些食物均有明显的甜味，也是圈养小熊猫对有甜味的食物感兴趣的例证；竹叶摄食量的多少主要取决于竹叶的味道是否适合小熊猫的味觉喜好，竹叶在雾化喷施竹叶增食剂之后满足了受试小熊猫的味觉偏好，导致受试小熊猫自由选择喷有竹叶增食剂的试验组竹叶较多摄食，而自由选择位置相邻的对照组竹叶较少摄食，这可能也是试验组的竹叶增食量和增食率大幅提升的理由。本文通过圈养小熊猫食物额外补充香气和味道的试验方法，也证实了食物的气味和味道是小熊猫在摄食过程中最重要的两种感觉与认知，分别决定小熊猫是否摄食和摄食量的多少，属小熊猫自主调控摄食的主要食物因子。

鉴于大熊猫与小熊猫食性相同，均食相同竹种的竹叶和竹笋，而小熊猫体型小、食量小、易饲养、成本较低、性格温顺、对人的伤害性较低，在探究摄食机理、食量调控措施等方面可作为大熊猫的动物模型进行先行试验。

4 结论

本研究在国内外率先自主研制出的竹叶增食剂，经专业人员的嗅感和口感品评，具有挥发属性，香气强度较好，愉悦度和透发性中等偏上，青香明显，并有轻微的甜气，甜的味道突出。通过圈养小熊猫自由选择摄食试验组竹叶（雾化喷施竹叶增食剂）和对照组竹叶（不喷竹叶增食剂）的饲喂效果测试。结果表明：①受试小熊猫优先选择试验组的竹叶摄食，竹叶增食剂对小熊猫具有诱食功能。②在一天里的不同时段，受试小熊猫摄食试验组竹叶比对照组竹叶的平均增食量和增食率分别为43. 03—98.54g和54.80%—94.37%。对圈养小熊猫而言，竹叶增食剂能够增强竹叶的诱食性，且竹叶增食效果显著。

本文初步探讨了小熊猫摄食竹叶的风味机理，竹叶增食剂为提高圈养小熊猫对竹叶的食用率和降低竹叶的废弃率提供了一项技术措施，具有实际应用潜质，但仍有待进一步探究不同类型的气味或（和）味道及其不同补加剂量对圈养小熊猫摄食竹叶行为和数量的影响。

（致谢：承蒙成都大帝汉克生物科技有限公司喻麟董事长和李小兵总经理的大力支持，竹叶增食剂的研制工作得以顺利实施，西华大学食品与生物工程学院的包清彬教授、成都大帝汉克生物科技有限公司的李松柏高级工程师、邓虹高级工程师、武伟工程师参加了风味品评，吴劲旭老师核定了供试竹种的学名，四川省自然资源科学研究院的张玉婷同事在数据统计分析方面提供了帮助，在此一并深表谢意！）