日动态饲喂净能和有效赖氨酸饲粮对生长猪营养消化率及血液指标的影响

陈丽丽， 梁世岳， 陈龙宾， 杨鸿雁， 吴 信， 李海花

（1.天津市畜牧兽医研究所，天津西青300381；2.中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室，湖南省畜禽健康养殖工程技术研究中心，湖南长沙410125；3.天津农学院动物科学与动物医学学院，天津西青300384）

生物钟对动物营养和代谢具有重要的调控作用，哺乳动物生物钟最明显的输出方式是睡眠/觉醒和禁食/进食循环，生物钟也通过一系列的生理和行为过程影响内稳态， 控制着整个机体的代谢水平（Marchev，2013）。 消化代谢器官自身也是一个十分复杂的动态变化体系， 其生理活动亦受生物钟调控（吴信，2015）。 对于大部分的哺乳动物，生物钟会影响其对营养元素的选择和数量需求，研究表明，小鼠夜晚刚开始活动时，体内的糖原储备较低，对碳水化合物的需求增加，同时伴随着下丘脑室旁核中神经肽Y 的水平增加（Leibowitz等，1992；Tempel 等，1989），早晨小鼠活动结束的时候，其对蛋白质和碳水化合物的摄取多于脂肪，此时比休息时释放的能量更慢（Lax，1998），生物节律在营养需求上的调控使机体进入休息状态时偏向于对脂肪的摄取， 进入觉醒状态时偏向于对糖原的摄取。另外，动物消化器官在夜间的机能下降，基础代谢相对较低（Romon，1993），若晚上采食过多，容易产生营养过剩，导致养分排放过多。基于生物钟对机体机能的影响，有研究表明，动态蛋氨酸日粮可显著影响蛋鸡空肠氨基酸转运蛋白的分泌节律（Yilin，2017）；谢春艳等（2014）为猪提供动态蛋白水平饲粮， 试验结果表明早上采食高蛋白水平饲粮、 晚上采食低蛋白水平饲粮可显著提高猪的生长性能， 并可在不增加饲喂成本的条件下有效地改善猪的生长性能和抗氧化能力（Xin等，2016），同时使母猪产仔数、仔猪平均日增重及断奶仔猪平均体重增加（Xin 等，2017）。 依据猪机体自身生物节律提供动态饲粮营养水平可以达到精准饲喂、节约饲料、提高效益的目的，但是给生长猪提供动态净能和有效赖氨酸饲粮的研究还鲜见报道，因此，本试验拟考虑生物节律对猪生理状态的调控，配制营养浓度差异化饲粮，为生长猪提供动态的净能和有效赖氨酸饲粮， 研究其对猪营养消化率及血清指标的影响， 以期为猪动态营养研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物 试验选取体重（40.20±1.51）kg 的“长白×大白” 生长猪18 头， 随机分为3 个处理组，每个处理6 个重复，每个重复1 头猪，单栏饲养。

1.2 试验饲粮 参照NRC（2012）设计生长猪玉米-豆粕型基础饲粮，其中净能9.83 MJ/kg、有效赖氨酸为0.94%，在此基础上分别配制高能+高有效赖氨酸饲粮 （净能10.25 MJ/kg、 有效赖氨酸0.98%）和低能+低有效赖氨酸饲粮（净能9.41 MJ/kg、有效赖氨酸0.90%），饲粮组成及营养水平见表1。

1.3 试验设计及饲养管理 试验在天津大成前瞻生物科技研发有限公司猪场进行， 对照组饲喂基础饲粮， 试验1 组在早晨饲喂高能+高有效赖氨酸饲粮、下午饲喂低能+低有效赖氨酸饲粮，试验2 组早晨饲喂低能+低有效赖氨酸饲粮、 下午饲喂高能+高有效赖氨酸饲粮。试验期为28 d。每个重复的试验猪单独饲养，每日分别于5:30 和16:30 喂料，试验猪自由采食、自由饮水，消毒、卫生防疫和日常管理按照试验猪场日常规范进行操作。

表1 饲粮组成及营养水平（风干基础）

1.4 样品采集与处理

1.4.1 粪样 试验第15 ～17 天收集猪只粪便，按照粪样鲜重的5%加入10%的浓硫酸，并加入2滴甲苯防腐，置于-20 ℃冰箱保存；收粪结束后，将每头猪3 d 的粪样混匀，取样25%，在65 ℃恒温箱中烘干，放入空气中回潮24 h，称重，粉碎过40目筛，-20 ℃保存待测。

1.4.2 血清 试验最后一天， 每组6 头猪在早晨饲喂前颈静脉采血10 mL，置于室温放置60 min，3000 r/min 离心15 min 后分离血清，于1.5 mL 离心管中-20 ℃保存备用。

1.5 指标测定

1.5.1 营养物质消化率 饲粮和粪干物质、 粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、钙和总磷分别参照中华人民共和国国家标准GB/T 6435-2014、GB/T 6432-1994、GB/T 6433 -2006、GB/T 6434 -2006、GB/T 6436-2002 和GB/T 6437-2002 推荐的方法测定；饲粮和粪的总能用氧弹式测热仪6400 按照仪器要求操作测定；盐酸不溶灰分（AIA）含量的测定参照GB/T23742-2009《饲料中盐酸不溶灰分的测定》中的方法检测。

按照下列公式计算饲粮养分表观消化率：

某养分表观消化率/%=（1-Z×AIAdiet/AIA×Zdiet）×100；

式中：Z 和Zdiet 分别代表粪便和饲粮中某养分的含量，AIA 和AIAdiet 分别代表粪便和饲粮中AIA 的含量。

日粮和粪样品分别在110 ℃下6 mol/L 盐酸水解24 h 和0 ℃下过甲酸氧化16 h 后， 经盐酸水解24 h 用氨基酸自动分析仪（日立L-8900，日本）测定17 种氨基酸含量。

1.5.2 血清生化指标 使用全自动生化分析仪（东芝-120）测定血糖（GLU）、总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLO）、尿素氮（UREA）、总胆固醇（CHOL）、甘油三脂（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量。

血清中三碘甲状腺原氨酸 （T3）、 甲状腺素（T4）、胰岛素（INS）和胰高血糖素（GLU） 水平采用放射性免疫法， 由北京北方生物技术研究所有限公司用XH-6080 放免仪测定。

1.6 数据处理 试验数据用Excel 2007 初步整理后， 用SPSS 22.0 统计软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan’s 法多重比较，数据以“平均值±标准差”表示，统计显著性水平为P ＜0.05。

2 结果

2.1 动态饲喂净能和有效赖氨酸饲粮对消化率的影响

2.1.1 常规养分表观消化率 由表2 可知， 与对照组相比， 试验1 组干物质消化率提高1.38%（P＞0.05），试验2 组降低0.84%（P ＞0.05）；试验1组与试验2 组粗蛋白质的消化率分别提高8.02%（P ＜0.05）和4.61%（P ＜0.05），试验1 组与试验2 组之间差异不显著（P ＞0.05）；粗脂肪消化率分别提高4.64%（P ＜0.05） 和3.50%（P ＜0.05），试验1 组与试验2 组之间差异不显著（P ＞0.05）；粗灰分消化率分别提高了16.88%（P ＜0.05）和4.87%（P ＞0.05），试验1 组与试验2 组之间差异不显著（P ＞0.05）；能量消化率分别降低了2.95%（P ＜0.05）和4.18%（P ＜0.05），试验1 组与试验2 组之间差异不显著； 各处理组间钙和总磷的消化率差异均不显著（P ＞0.05）。

表2 动态饲喂净能和有效赖氨酸饲粮对常规养分表观消化率的影响 %

2.1.2 氨基酸消化率 由表3 可知， 与对照组相比，试验1 组与试验2 组中天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸和精氨酸的消化率均有提高，试验1 组与对照组之间差异显著（P ＜0.05），试验2组与对照组之间差异不显著（P ＞0.05）。试验1 组与试验2 组谷氨酸和赖氨酸较对照组均显著提高（P ＜0.05）。 三个处理组的蛋氨酸、酪氨酸和脯氨酸消化率差异显著（P ＜0.05）；半胱氨酸消化率差异不显著（P ＞0.05）。

2.2 动态饲喂净能和有效赖氨酸饲粮对血清生化指标的影响 由表4 可知，与对照组相比，试验1 组与试验2 组血糖含量无差异；TP 浓度升高，但差异不显著（P ＞0.05）；TG 浓度较对照组分别降低0.11 mmol/L （P ＞0.05） 和0.21 mmol/L （P ＜0.05）； 试验1 组与试验2 组LDL-C 分别提高0.005 mmol/L （P ＞0.05） 和0.018 mmol/L （P ＜0.05）， 试验1 组与试验2 组之间差异不显著；三个处理组中其他生化指标差异不显著（P ＞0.05）。

表3 动态饲喂净能和有效赖氨酸饲粮对氨基酸消化率的影响 %

表4 动态饲喂净能和有效赖氨酸饲粮对血清生化指标的影响

3 讨论

动物机体对营养物质的需求在每日不同时间点是不同的（Brossard，2009），本试验中，与对照组相比，试验1 组干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分及氨基酸的消化率较对照组和试验2 组均有提高， 一方面因为猪消化道和胃分泌液中的各种关键代谢物呈现生物节律性的生产和分泌， 胃液分泌在晚上最大，在早晨较低（Hoogerwerf 等，2006；Mooer，1970）。另一方面因为肠道对养分的吸收也呈现生物节律，脂肪、碳水化合物和蛋白质在小肠水解，水解产物通过内膜转运蛋白吸收，而这些转运蛋白的基因表达水平受生物钟调控，Na-葡萄糖转运载体SGLT1、GLUT、GLUT2 和GLUT5（Fatima，2009；Pan，2004；Rhoads，1998）、质子链接的寡肽转运载体在夜间显示峰状表达（Saito，2008；Xiaoyue，2002）。 在机体消化功能与吸收功能的节律性调控下， 试验1 组早上饲喂高能高有效赖氨酸饲粮、 下午饲喂低能低有效赖氨酸饲粮更符合机体消化吸收节律， 所以各种营养物质的表观消化率提高。

猪血清生化指标反映了机体新陈代谢机能和组织细胞通透性（张光磊，2017）。 本试验中，试验组与对照组血清GLU 含量无差异， 与Xie 等（2015） 报道的日动态蛋白饲粮可提高血清GLU含量的结果不同， 说明为猪提供动态饲粮并没有提高机体血液能量水平， 这可能与试验组采食量下降和血清中甘油三酯分解有关， 具体原因有待进一步分析； 试验1 组和试验2 组TP 含量较对照组高，而UREA 较对照组低，这说明试验组蛋白质和氨基酸的代谢水平有高于对照组的趋势；血清TG、CHOL、HDL-C 和LDL-C 是反映脂肪代谢的重要指标，试验2 组TG 较1 组和对照组低，而LDL-C 较1 组和对照组提高，说明试验2 组早低晚高的动态饲喂模式对机体的供能不足， 所以动用了体内TG，同时LDL-C 显著升高，加速了血管内胆固醇的沉积，有高血脂的风险。 研究表明，肝脏中的基因和蛋白质以生物节律方式进行表达（Peirson，2006；Yoo，2004；Turek，2002），参与胆固醇代谢的关键酶在昼夜循环中的夜晚阶段处于稳定的高峰（Davidson，2004），猪血浆和肝脏中长链多不饱和脂肪酸含量表现出昼夜节律， 在夜间具有高活性的去饱和酶-延伸酶途径（Zhou，2017），本试验中血清指标的变化可能与肝脏的节律性活动有关， 与血液指标代谢相关的基因及酶类受生物钟的节律性调控，对血清中生化指标产生影响，具体调控机制有待进一步研究。

4 结论

本试验结果表明， 生长猪早上饲喂高能-高有效赖氨酸饲粮、 下午饲喂低能-低有效赖氨酸饲粮可以显著提高生长猪对营养物质的表观消化率，同时对血液指标也产生积极影响。