不同蛋白源日粮对山羊胃肠道氨基酸及肽的影响

扬州大学动物科技学院 徐 俊 侯玉洁 吴 敏 林 淼 赵国琦＊

上海光明荷斯坦牧业有限公司 苏衍菁

扬州大学兽医学院 李维静

在反刍动物营养中，不同蛋白源日粮在瘤胃中的降解率不同，会影响到瘤胃微生物产量、小肠中肽、氨基酸含量和种类，也可能会影响小肠对各种氨基酸的消化和吸收。饲料中蛋白可被瘤胃中微生物降解为肽、氨基酸和氨，其作为蛋白质的降解中间产物可作为瘤胃微生物的主要氮源，直接被瘤胃微生物摄取、利用，而肽类的摄取速率直接影响蛋白质在瘤胃中的降解速率，同时也会影响小肠食糜中氨基酸的平衡 （Chen和 Russell，1991）。蛋白质的营养实质是氨基酸的营养，而肽的摄取是瘤胃内蛋白质降解的限速步骤。因此，研究不同蛋白源日粮对山羊胃肠道中氨基酸和肽的组成具有十分重要的意义。本试验研究不同牧草中蛋白源对山羊瘤胃和十二指肠中游离氨基酸和肽氨基酸浓度的影响，为反刍动物合理利用牧草中蛋白以及山羊消化道内肽、氨基酸的组成提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物与饲养管理 选取四头体况良好体重为（30±5）kg的徐淮白山羊，分别安装永久性瘤胃瘘管和十二指肠瘘管，试验羊单笼饲养，按体重的 2%给料（干物质），于每天 08∶00 和 20∶00分2次等量饲喂，自由饮水。

1.2 试验日粮 本试验配制蛋白质水平为14%的4种日粮，分别为A、B、C、D。A组牧草由稻草、羊草和苜蓿组成，羊草提供日粮中蛋白质含量的20%，苜蓿提供30%；B组牧草由羊草和苜蓿组成，羊草提供日粮中蛋白质含量的30%，苜蓿提供20%；C组由单一羊草组成，且羊草提供日粮中蛋白含量的50%；D组牧草由苜蓿和稻草组成，苜蓿提供日粮中蛋白质含量的50%。日粮组成及营养水平见表1。

表1 4种不同蛋白源日粮组成及营养水平（干物质基础）

1.3 试验设计 试验采用4×3不完全拉丁方设计，每期15 d，其中预试期10 d，正试期5 d。

1.4 样品采集与处理 粪尿样的采集：正试期每天08∶00收集全部粪尿样，然后将24 h收集的粪样混匀并称重，鲜粪表面喷洒10%稀H2SO4固氮，然后取总量的10%于4℃冰箱保存。将每天收集到的尿液混匀后取总量的10%，再按100 mL尿中添加5 mL浓度为10%的稀H2SO4固氮，然后置于4℃冰箱保存。

食糜样品的采集：于正试期第5天采集晨饲后0、2、4、8 h和12 h的瘤胃和十二指肠食糜样品30 mL。

瘤胃食糜样品预处理：取瘤胃液于4℃，16000 r/min离心20 min，除去其中的食糜颗粒、原虫和细菌，准确量取4 mL上清液加入1 mL 25%高氯酸，于4℃，16000 r/min下离心20 min，去除可溶性蛋白、DNA和RNA，再次准确量取4 mL上清液，加入1 mL 2 mol/L的碳酸钾溶液，再次于4℃，16000 r/min离心20 min，彻底除去高氯酸沉淀。最后取上清液用以测定游离氨基酸（FAA）和总氨基酸（TAA）。

十二指肠食糜样品预处理：将食糜样品于4℃，200 r/min下离心15 min，分离出的上清液用于测定FAA，分离出的饲料颗粒和十二指肠食糜沉淀物分别通过真空冷冻干燥后用于测定饲料氨基酸（AA和TAA）。沉淀用以测定饲料AA，取上清液用以测定FAA（欧宇，2003）。

1.5 测定指标与方法 饲料和粪样中粗蛋白质含量用凯氏定氮法测定，而饲料中氨基酸、瘤胃液和十二指肠食糜中FAA和TAA用Waters高效液相色谱法测定 （张丽英，2003）。样品肽氨基酸（PAA）含量 =样品TAA含量-样品FAA含量。

1.6 数据处理 试验数据用Excel 2007进行整理后，用SPSS软件进行统计分析，采用Duncan’s法进行多重比较，显著水平为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 对山羊氮代谢的影响 由表2可知，4组日粮 的 食 入 氮 分 别 为 12.48、12.44、12.43 g/d 和12.62 g/d，粪氮、尿氮组间 差异不显著 （P＞0.05）。蛋白质表观消化率分别为59.88%、59.87%、60.81%和61.24%，A、B组显著低于C、D组（P＜0.05）。各组间可消化氮含量无显著差异（P＞0.05），但是D组最高，B组最低。C和D组与A、B组间沉积氮差异显著（P＜0.01或P＜0.05），其中D组最高，分别较A、B组提高4.88%和10.73%。

2.2 对山羊瘤胃液中游离氨基酸和肽氨基酸浓度的影响 由表3和表4可知，A、B、C、D组瘤胃液中FAA浓度依次为25.58、26.03、26.64 mg/100 mL和 26.86 mg/100 mL，PAA浓度 依次 为 22.82、24.25、23.53 mg/100 mL 和 25.73 mg/100 mL。FAA和PAA浓度均为D组均极显著高于A、B、C三组（P ＜ 0.01），A 组最低。

表2 不同蛋白源组成日粮对山羊氮代谢的影响

各组间氨基酸组成随不同蛋白源组成而有所不同。各组FAA中苯丙氨酸和赖氨酸浓度相对较高，天冬氨酸、谷氨酸和酪氨酸浓度相对较低，各组PAA氨基酸中均是苯丙氨酸和赖氨酸浓度相对较高，A组天冬氨酸、谷氨酸浓度相对较低，B组天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、酪氨酸浓度相对较低，C组天冬氨酸、蛋氨酸浓度相对较低，D组天冬氨酸、谷氨酸浓度相对较低。

从FAA和PAA的动态变化来看，总体上呈现先降低后升高再降低的趋势。各组FAA和PAA浓度均在晨饲后2 h降低，4 h后达峰值，且各组间均差异显著（P＜0.05或P＜0.01）。

2.3 对山羊十二指肠中游离氨基酸和肽氨基酸浓度的影响 从表5和表6可知，4组日粮在十二指肠中 FAA浓度依次为 32.52、33.52、33.37 mg/100 mL和 33.93 mg/100 mL，PAA浓度依次为22.39、23.53、23.02 mg/100 mL 和 24.21 mg/100 mL。FAA和PAA浓度均为D＞B＞C＞A，且D组极显著高于 A、B、C三组（P ＜ 0.01），A组最低。

各组间氨基酸组成随不同蛋白源组成而有所不同。各组FAA中苯丙氨酸和赖氨酸浓度相对较高，而天冬氨酸浓度均最低。各组PAA也是苯丙氨酸和赖氨酸浓度相对较高，而A组谷氨酸、酪氨酸，B组苏氨酸、缬氨酸，C组精氨酸和D组酪氨酸浓度相对较低，且除丝氨酸和蛋氨酸外，其他各氨基酸间均存在显著差异（P＜0.05或P ＜ 0.01）。

表3 不同蛋白源组成日粮对山羊瘤胃液FAA浓度的影响mg/100 mL

从FAA和PAA的动态变化来看，总体上呈现先降低后升高再降低的趋势。各组FAA和PAA浓度均在晨饲后2 h最低，4 h后达峰值，且各组间均差异显著（P＜0.05或P＜0.01）。

3 讨论

3.1 对山羊氮代谢的影响 不同蛋白质组成日粮影响粗蛋白质的表观消化率，其中D组（苜蓿+稻草）最高，B组（羊草+苜蓿）最低，这可能与禾本科牧草和豆科牧草比例和组成有关，日粮中蛋白质来源差异影响了蛋白质在瘤胃内的消化率，此外，日粮中纤维含量不同也会影响山羊的反刍、咀嚼功能以及瘤胃内环境，进而影响对蛋白质的消化。吕贞龙等（2009）研究报道，不同蛋白质来源（豆粕、棉籽粕、菜籽粕和玉米干酒糟）日粮会影响粗蛋白质的表观消化率。本试验中4组日粮中粪氮、尿氮排出量和可消化氮含量均差异不显著（P＞0.05），这可能与日粮中蛋白质水平相近有关（Sawyer等，2012）。在本试验条件下，D组中沉积氮含量最高，说明苜蓿和稻草的组合有利于山羊对氮素的吸收和利用。

表4 不同蛋白源组成日粮对山羊瘤胃液PAA浓度的影响mg/100 mL

3.2 对山羊瘤胃液中游离氨基酸和肽氨基酸浓度的影响 日粮中蛋白质可被瘤胃微生物降解为肽、氨基酸，并最终降解为氨，从而为微生物蛋白的合成提供氮源（Rooke 和 Armstrong，1989），而未被降解的蛋白质和未被微生物利用的肽、氨基酸进入消化道后段，成为机体直接吸收利用的氨基酸来源。本试验瘤胃液中各组FAA和PAA浓度均存在显著或极显著差异，说明不同蛋白源组成显著影响了瘤胃内蛋白质的分解，这与不同牧草蛋白质的降解率存在差异有关。Chen和Russell（1991）研究报道，快速降解蛋白质在分解过程中会有肽的沉积，瘤胃细菌分泌的蛋白质水解酶达到了饱和，而慢速降解蛋白在瘤胃中的肽释放速度远低于肽被瘤胃中细菌摄取的速度，微生物摄取肽是瘤胃蛋白降解的限速步骤，瘤胃中肽的产生与所采食的蛋白质来源密切相关。快速降解蛋白质可释放大量肽，本试验中，D组PAA浓度极显著高于A、B、C三组。吕贞龙等（2009）通过改变日粮精料中蛋白质来源也得出了相似的结论，日粮中植物蛋白来源会显著影响瘤胃内FAA和PAA浓度。虽然蛋白质源对瘤胃液中氨基酸组成影响较大，但FAA和PAA的动态变化存在相似的变化趋势，均在晨饲后2 h降低，4 h后达到峰值，该结论与王春梅等（2010）对湖羊胃肠道中氨基酸浓度的研究结果一致。但是吕贞龙等（2009）却发现，瘤胃内肽浓度是先升高后降低，且在采食后2 h达到峰值，造成这一差异可能与试验动物、试验日粮组成的不同有关。

表5 不同蛋白源组成日粮对山羊十二指肠近端食糜FAA浓度的影响mg/100 mL

表6 不同蛋白源组成日粮对山羊十二指肠近端食糜PAA浓度的影响mg/100 mL

3.3 对山羊十二指肠中游离氨基酸和肽氨基酸浓度的影响 反刍动物空肠和回肠是体内氨基酸吸收的主要部位。小肠吸收的氨基酸来源于瘤胃微生物蛋白、饲料非降解蛋白和内源蛋白三部分。因此，十二指肠近端食糜氨基酸的平衡性对山羊吸收氨基酸至关重要。本试验表明，山羊十二指肠近端食糜的FAA和PAA浓度在4组日粮间差异显著（P＜0.05），且均为D组最高，A组最低。D组较高在很大程度上取决于蛋白在瘤胃内有较高的降解率，使更多的微生物蛋白进入到十二指肠中。瘤胃非降解蛋白的氨基酸组成对十二指肠中食糜的氨基酸组成影响很大。Erasmus等（1994）研究发现，当奶牛饲喂抗瘤胃微生物降解蛋白补充料时，进入十二指肠的氨基酸组成模式发生了变化。当饲喂蛋白质降解率较高的日粮或仅喂青贮、干草、非蛋白氮和少量的非降解蛋白时，十二指肠内的微生物蛋白占有很大的比例，氨基酸的组成取决于瘤胃微生物氨基酸组成。因此，日粮组成对进入十二指肠的氨基酸数量和品质起着决定性作用。十二指肠中FAA和PAA等的动态变化也是在采食后2 h达最低值，4 h后达峰值，这与瘤胃液中FAA和PAA的动态变化趋势相吻合。

4 结论

不同蛋白质组成日粮显著影响山羊的氮代谢，D组中蛋白质表观消化率和沉积氮均显著高于其他三组。而蛋白质组成对胃肠道内FAA和PAA的组成也有显著影响，瘤胃内FAA和PAA浓度均是D组最高，A组最低，且氨基酸组成均是苯丙氨酸和赖氨酸浓度相对较高；十二指肠中，FAA和PAA也是苯丙氨酸和赖氨酸浓度相对较高，各组FAA中天冬氨酸浓度最低。瘤胃液和十二指肠中FAA和PAA浓度的日变化趋势，均是在采食2 h后降低，4 h后达峰值。从蛋白质的消化率和进入十二指肠的氨基酸组成来看，苜蓿和稻草的日粮组合瘤胃降解率最高，饲喂山羊的效果最好。

[1]吕贞龙，赵国琦，禹爱兵，等.不同植物蛋白的日粮对山羊胃肠道食糜氨基酸和肽的影响[J].中国畜牧杂志，2009，21：20 ～ 25.

[2]欧宇.不同蛋白源对绵羊瘤胃肽释放的影响及抗瘤胃降解小肽的研究：[硕士学位论文][D].北京：中国农业大学，2003.

[3]王春梅，孙龙生，赵国琦.日粮蛋白质水平对湖羊胃肠道氨基酸浓度的影响[J].畜牧与兽医，2010，42（8）：46 ～ 48.

[4]张丽英.饲料分析及饲料质量检测技术[M].北京：中国农业大学出版社，2003.

[5]Chen，G，Russell J B.Effect of monensin and a protonophore on protein degradation，peptide accumulation，and deamination by mixed ruminal microorganisms in vitro[J].Journal of Animal Science，1991，69（5）：2196 ～ 2203.

[6]Erasmus L，Botha P，Meissner H.Effect of protein source on ruminal fermentation and passage of amino acids to the small intestine of lactating cows[J].Journal of Dairy Science，1994，77（12）：3655 ～ 3665.

[7]Rooke J，Armstrong D.The importance of the form of nitrogen on microbial protein synthesis in the rumen of cattle receiving grass silage and continuous intrarumen infusions of sucrose[J].British Journal of Nutrition，1989，61（1）：113 ～ 121.

[8]Sawyer J，Mulliniks J，Waterman R，et al.Influence of protein type and level on nitrogen and forage utilization in cows consuming low-quality forage[J].Journal of Animal Science，jas.2011-4782v1 90/7/2324.