早期断奶仔猪饲粮丙氨酰谷氨酰胺适宜添加量的研究

袁雪波 马 黎 陈克嶙 陈恒灿 郭荣富*

(1.云南农业大学，云南省动物营养与饲料重点实验室，昆明 650201;2.云南农业职业技术学院，昆明 650212)

谷氨酰胺(Gln)是哺乳动物肠道细胞重要的能量来源，在维持肠道正常功能方面起着重要的作用[1]。在快速生长或应激的条件下，肠道对Gln的需求量增加，会导致内源Gln的缺乏[2]。医学上的研究表明，Gln单体溶解度低，在水溶液中不稳定，加热易分解为有毒的焦谷氨酸和氨，不利于Gln生理作用的发挥[3]。Ala-Gln由丙氨酰和谷氨酰胺合成，在小肠内主要以二肽形式吸收，吸收率高[4]。目前，Ala-Gln主要应用于临床医学上的全胃肠外营养(TPN)中[5]，但在猪方面的应用研究鲜有报道。由于早期断奶仔猪受到营养、生理、心理和环境等因素的应激，易产生早期断奶应激综合征。其实质是仔猪由于受到断奶应激而使正常情况下用于抗体合成的养分分配、流向和需求量发生变化，从而降低仔猪抗病力，无法发挥最大遗传生长潜力[6]。NRC(1998)提出，Gln是仔猪生长的条件性必需氨基酸。撒坝猪是云南省主要优良地方猪种，具有耐粗饲、适应性好、抗病力强、肉质优良等特点，对开发我国优质高端猪肉有极大价值。目前，有关撒坝仔猪营养生理效应研究较少，袁雪波等[7]研究表明，添加Ala-Gln有利于改善哺乳仔猪肠道健康和生长性能。本试验以早期断奶撒坝仔猪为试验对象，引入外源Ala-Gln，研究Ala-Gln对早期奶仔猪生长性能、血液生化指标和小肠黏膜酶活性的影响，探讨仔猪饲粮Ala-Gln适宜添加量，为早期断奶仔猪Ala-Gln营养的基础研究及其技术应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选用35日龄断奶、健康的48头(公母各占1/2)云南纯种撒坝仔猪作为试验对象，按单因素完全随机化设计分为4组，每组3个重复，每个重复4头仔猪。各组分别饲喂在基础饲粮中添加0(对照组)、0.15%、0.30%、0.45%Ala-Gln的试验饲粮。试验期为35～60日龄。本试验撒坝仔猪由昆明荣森种猪试验场提供，Ala-Gln由天津天成制药公司提供，纯度为99.5%。

1.2 试验饲粮

参考NRC(1998)猪的营养需要，综合考虑中国地方猪种营养水平配制基础饲粮，基础饲粮组成及营养水平见表1。

1.3 饲养管理

试验仔猪在保育舍中饲养，不锈钢可调式料槽，乳头式饮水器。自由采食和饮水。消毒、免疫和管理按猪场常规程序进行。

1.4 样品采集与保存

于35日龄和49日龄时，各组所有仔猪均从前腔静脉采血5 mL，自然凝固后立即离心(3 000 r/min，10 min)取血清，置于 -20℃冰箱中保存，用于测定血液生化指标。49日龄时，每个重复选1头，共12头体重接近平均值的仔猪屠宰，从空肠中部剪取20 cm肠段，刮取黏膜装入5 mL冻存管，迅速放入液氮中，后转入-80℃冰箱中保存，用于测定小肠黏膜酶活性指标。

1.5 测定指标与方法

分别于仔猪35、42、49、60日龄时，空腹称重，计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、料重比(F/G)。采用考马斯亮兰法测定总蛋白(TP)含量;溴甲酚绿比色法测定白蛋白(ALB)含量;二乙酰-肟法测定尿素氮(BUN)含量;赖氏法测定谷丙转氨酶(GPT)活性;氧化酶法测定血清葡萄糖(GLU)含量;苦味酸法测定肌酐(Cr)含量;比色法测定碱性磷酸酶(AKP)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、钠泵(Na+-K+-ATPase)和总二糖酶活性。检测所用试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.6 试验数据统计与分析

试验数据采用SPSS 17.0统计软件，进行方差分析，多重比较采用Duncan氏法，对Ala-Gln添加水平与效应进行回归分析，试验结果均以“平均值±标准差”表示。

2 结果

2.1 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪生长性能的影响

由表2可知，全期(35～60日龄)0.30%组平均日增重显著高于对照组和0.45%组(P＜0.05)。全期平均日增重由大到小排序依次为:0.30%组＞0.15%组＞0.45%组＞对照组。在平均日采食量上，0.30%组在试验全期显著高于对照组和0.45%组(P＜0.05)。随着Ala-Gln添加水平的提高，全期仔猪平均日增重和平均日采食量以二次曲线方式升高(表5，P=0.004和 P=0.006)。从料重比可以看出，3个试验组的各期料重比都低于对照组，但全期各组料重比差异不显著(P＞0.05)。

表2 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪生长性能的影响Table2 Effects of Ala-Gln on growth performance of early weaner Saba piglets

2.2 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪血清生化指标的影响

由表3可知，仔猪35日龄时，所有血清生化指标在不同Ala-Gln添加组中差异都不显著(P＞0.05)。

仔猪49日龄时，试验组TP含量极显著高于对照组(P＜0.01)，ALB含量在各添加水平上差异均不显著(P＞0.05)。血清BUN含量以0.30%组最低，极显著低于其余3组(P＜0.01)，0.15%和0.45%组间差异不显著(P＞0.05)，但均极显著低于对照组(P＜0.01)。0.30%和0.45%组血清GPT活性极显著高于对照组(P＜0.01)。各试验组血清GLU含量极显著高于对照组(P＜0.01)，其中以0.30%组GLU含量最高。血清Cr含量在各组间差异不显著。0.15%和0.30%组血清AKP活性显著高于对照组(P＜0.05)。3个试验组血清LDH活性显著低于对照组(P＜0.05)。各组血清CK活性差异不显著(P＞0.05)。表5分析发现，随着Ala-Gln添加水平的提高，49日龄血清BUN含量呈二次曲线变化(P＜0.001)，Ala-Gln添加水平为0.27%时，断奶仔猪血清BUN含量最低(表5)。血清GLU含量和AKP活性以二次曲线上升(P＜0.001和P=0.037)，Ala-Gln添加水平分别为0.266%和0.250%时，断奶仔猪血清GLU含量和AKP活性最高。

表3 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪血清生化指标的影响Table3 Effects of Ala-Gln on serum biochemical indices of early weaner Saba piglets

2.3 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪小肠黏膜酶活性的影响

由表4和表5可见，49日龄时，仔猪空肠黏膜Na+-K+-ATPase和总二糖酶活性都呈二次曲线变化(P＜0.001)，Ala-Gln添加水平为分别为0.275%和0.241%时，断奶仔猪Na+-K+-ATPase和总二糖酶活性最高。0.30%组Na+-K+-ATPase活性极显著高于其余3组(P＜0.01)，0.15%和0.45%组间差异不显著(P＞0.05)，但都极显著高于对照组(P＜0.01)。总二糖酶活性大小由高至低排序为:0.30%组＞0.15%组＞0.45%组＞对照组，它们两两之间均差异显著(P＜0.05)。

表4 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪空肠黏膜酶活性的影响Table4 Effects of Ala-Gln on jejunal mucosal enzyme activities of early weaner Saba piglets

3 讨论

3.1 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪生长性能的影响

仔猪断奶后所需营养由液体母乳供给转向吃固体饲粮，而此时仔猪消化机能和免疫功能尚不完善，易引起应激反应。Jiang等[8]在14日龄断奶仔猪饲粮中添加0.15%Ala-Gln，可减轻由脂多糖引起的生长和免疫功能的抑制，显著增加平均日增重和料重比。席鹏彬等[9]在21日龄断奶仔猪饲粮中添加0.125% ～0.500%Ala-Gln，可改善仔猪饲料转化效率。本试验结果显示，在断奶仔猪饲粮中添加Ala-Gln，可显著提高撒坝仔猪的生长性能。添加0.30%Ala-Gln可以达到显著的影响，而更高添加量(0.45%)没有显著影响。这与黄冠庆等[10]和曾翠平[11]的研究结果相似，表明Ala-Gln对早期断奶仔猪具有Gln的类似促生长作用，且相对低添加量可能达到与高剂量Gln单体相似的效果，具体机理还待进一步的研究。

表5 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪的二次曲线方程与求解结果Table5 Solving quadratic equations and results of Ala-Gln for early weaner Saba piglets

3.2 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪血清生化指标的影响

血清中TP和ALB被认为是反映仔猪机体蛋白质代谢或体内氨基酸平衡的一个较好指标。GPT是蛋白质代谢过程中重要的酶，在动物体内参与各种非必需氨基酸的转变和合成。据Azuma等[12]的研究，血液中GPT的活性与长白猪的平均日增重、饲料转化率及胴体瘦肉率呈正相关。本试验在35日龄断奶仔猪饲粮中添加Ala-Gln，显著提高了血清TP含量和GPT活性，表明Ala-Gln有利于早期断奶仔猪体内蛋白质平衡和合成。BUN是猪体内蛋白质降解的产物，BUN降低可增加氮沉积，提高蛋白质合成量[13]。49日龄时仔猪血清BUN含量极显著低于对照组，添加外源Ala-Gln可能提高仔猪体内蛋白质的合成量。

血糖是机体能量来源的重要物质，AKP的功能之一是加速物质的摄取和转运，为二磷酸腺苷(ADP)磷酸转化为三磷酸腺苷(ATP)提供更多所需的无机磷酸[14]。本试验中，添加Ala-Gln使49日龄时仔猪血清GLU含量极显著升高，说明外源性Ala-Gln能作为能源底物而影响机体能量代谢，这与Brennan等[15]在 Gln上研究报道基本一致。试验组血清AKP活性显著高于对照组，说明添加Ala-Gln有利于加速能量物质的转运和生成，不过其作用途径尚不清楚，有待进一步研究。LDH活性大小可用来评价机体无氧代谢能力的高低和无氧酵解的活跃程度。Zou等[16]报道，断奶应激会使仔猪血清LDH活性上升。CK的功能是催化ATP中的高能磷酸键转移到肌酸分子上，生成磷酸肌酸而储存能量[17]。本试验中，试验组血清LDH活性显著下降，血清CK活性在49日龄时有下降趋势，表明Ala-Gln作为能量物质供能，为应激动物提供能量，缓减了细胞损伤。

3.3 Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪小肠黏膜酶活性的影响

Na+-K+-ATPase活性的降低将会导致细胞内能量代谢、离子转运障碍。Ueno等[18]通过构建肠病营养不良小鼠模型发现，Ala-Gln能促进小肠上皮细胞增殖，有利于酶活性的发挥。蒋宗勇等[19]在4日龄断奶的新生期仔猪饲粮中添加0.5%和1.0%的Gln，显著提高了21日龄时仔猪空肠黏膜中Na+-K+-ATPase和钙泵(Ca2+-Mg2+-ATPase)活性。研究证明，淀粉的水解产物麦芽糖、麦芽三糖等必须由黏膜二糖酶水解成单糖后才能吸收利用，所以黏膜二糖酶在碳水化合物的利用方面有着关键作用[20]。本试验添加Ala-Gln极显著提高小肠黏膜Na+-K+-ATPase和总二糖酶活性。可能的原因是仔猪受到断奶应激，肠黏膜细胞受损，Na+-K+-ATPase和总二糖酶活性受到抑制，干扰了ATP释放能量的物质，使肠道对葡萄糖、氨基酸等的吸收减少。而Ala-Gln的添加，为快速分裂的小肠上皮细胞提供了能源物质，缓减对小肠代谢某些关键酶的抑制，增加肠道对营养物质的吸收。

4 结论

①添加外源性Ala-Gln对早期断奶撒坝仔猪具有一定的类似Gln的促生长作用，对血清TP、BUN含量及血清GPT、GLU、AKP、LDH和小肠黏膜Na+-K+-ATPase、总二糖酶活性具有显著影响。

②在本试验条件下，依据二次曲线拟合结果，推荐Ala-Gln适宜添加量为0.27%。

[1]WALLACE C，KEAST D.Glutamine and macrophage function[J].Metabolism，1992，41(9):1016-1020.

[2]REEDS P J，BURRIN D G，STOLL B，et al.Intestinal glutamate metabolism[J].The Journal of Nutrition，2000，130:978-982.

[3]MURAKAMI A E，SAKAMOTO M I，NATALI M R M，et al.Supplementation of glutamine and vitamin E on the morphometry of the intestinal mucosa in broiler chickens[J].Poultry Science，2007，86:488-495.

[4]YI G F，CARROLL J A，ALLEE G L，et al.Effect of glutamine and spray-dried plasma on growth performance，small intestinal morphology，and immune responses of Escherichia coli K88+-challenged weaned pigs[J].Journal of Animal Science，2005，83(3):634-643.

[5]桑剑锋，吴文溪.丙氨酰谷氨酰胺二肽的代谢及在肠外营养中的应用[J].肠外与肠内营养，2001，8(1):46-49.

[6]郭荣富.谷氨酰胺对隔离早期断奶仔猪的营养生理效应研究[D].博士学位论文.雅安:四川农业大学，2003:65-67.

[7]袁雪波，马黎，陈克嶙，等.丙氨酰谷氨酰胺二肽对哺乳仔猪生长性能、小肠形态学和血清生化指标的影响[J].动物营养学报，2011，23(1):94-101.

[8]JIANG Z Y，SUN L H，LIN Y C，et al.Effects of dietary glycyl-glutamine on growth performance，small intestinal integrity，and immune responses of weaning piglets challenged with lipopolysaccharide[J].Journal of Animal Science，2009，87(12):4050-4056.

[9]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.

[10]黄冠庆，傅伟龙，高萍，等.甘氨酰谷氨酰胺二肽对断奶仔猪生长性能及血液激素水平的影响[J].华南农业大学学报，2003，24(3):66-68.

[11]曾翠平.甘氨酰谷氨酰胺对早期断奶仔猪的促生长作用及其机制[D].博士学位论文.广州:华南农业大学，2004:19-25.

[12]AZUMA T，GU W，MIZOE A，et al.Nutritional effects of alanyl-glutamine after liver transplantation in pigs[J].Transplantation Proceeding，1998，30:3705-3706.

[13]OBA M，BALDWIN R L，BEQUETTE B J.Oxidation of glucose，glutamate，and glutamine by isolated ovine enterocytes in vitro is decreased by the presence of other metabolic fuels[J].Journal of Animal Science，2004，82:479-486.

[14]FISHMAN W H.Alkaline phosphatase isozymes:recent progress[J].Clinical Biochemstry，1990，23:99-104.

[15]BRENNAN L，CORLESS M，HEWAGE C，et al.Newsholme P.13C NMR analysis reveals a link between L-glutamine metabolism，D-glucose metabolism and gamma-glutamyl cycle activity in a clonal pancreatic beta-cell line[J].Diabetologia，2003，46:1512-1521.

[16]ZOU X T，ZHENG G H，FANG X J，et al.Effects of glutamine on growth performance of weanling piglets[J].Czech Journal of Animal Science，2006(10):444-448.

[17]COOMBES J S，MCNAUGHTON L R.Effects of branched-chain amino acid supplementation on serum creatine kinase and lactate dehydrogenase after prolonged exercise[J].Journal of Sports Medicine and Physical Fitness，2000，40(3):240-246.

[18]UENO P M，ORIA R B，MAIER E A，et al.Alanylglutamine promotes intestinal epithelial cell homeostasis in vitro and in a murine model of weanling undernutrition[J].American Journal of Physiology Gastrointestinal and Liver，2011，301(4):G612-G622.

[19]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.

[20]SAMULITIS-DOS S B K，GODA T，KOLDOVSKY O.Dietary-induced increases of disaccharidase activities in rat jejunum[J].British Journal of Nutrition，1992，67(2):267-278.