两种包被氨基酸过瘤胃保护效果和稳定性检验

宋玲玲 袁瑞彤 张 璐 刘海英* 韩 迪 豆兴堂 王春艳

（1.沈阳农业大学动物科学与医学学院，辽宁 沈阳 110866；2.庄河市职业教育中心，辽宁 大连 116400；3.辽宁省现代农业生产基地建设工程中心，辽宁 辽阳 111000）

蛋氨酸与半胱氨酸均为含硫氨基酸，存在特殊的周转机制，是毛皮动物的限制性氨基酸，对产毛动物的生长发育及绒毛生长具有重要作用。舍饲条件下，饲料中的蛋氨酸和半胱氨酸通常不能满足绒山羊生产需要，有必要进行外源性添加。但由于瘤胃微生物具有降解作用，会使饲粮中添加的氨基酸降解，到达小肠被吸收利用的数量减少，从而限制氨基酸在反刍动物中的效果[1]。因此，使用包被处理氨基酸可以增加小肠中氨基酸的数量，并使其接近理想水平，从而达到节省蛋白质饲料、提高生产性能的目的[2-3]。氨基酸的包被工艺、方法和材料会影响其保护效果，过瘤胃氨基酸在不同日粮中稳定性也不同，会影响其在瘤胃中降解及小肠中的消化利用，因此需要对过瘤胃氨基酸的保护效果进行测定[4]。本研究采用人工唾液法、半体内尼龙袋法和体外小肠模拟法测定包膜半胱氨酸和包被蛋氨酸产品在唾液、瘤胃和小肠中的降解率，评定RPCys 与RPMet 的包被效果，为其在绒山羊饲粮中的使用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验动物

RPCys 由杭州某公司包膜制作，采用半胱氨酸、硬脂酸钙、淀粉和β 环糊精为芯材制粒，棕榈油包膜，半胱氨酸含量为50%；RPMet 购自辽宁某公司，由DL-蛋氨酸、棕榈脂肪粉等组成，蛋氨酸含量为60%。

选用6 只体况良好、体重（34.26±1.25）kg、安装永久性瘤胃瘘管的辽宁绒山羊公羊作为试验动物，在辽宁绒山羊科技示范场进行瘤胃降解率试验。

1.2 饲养管理

试验开始前，对试验用瘘管羊全部进行驱虫，注射疫苗。采用舍饲单栏饲养，粗饲料为苜蓿草和花生秧。羊自由采食和饮水，定量饲喂精料。精料组成及营养水平见表1。

表1 精料组成及营养水平（干物质基础）

1.3 试验方法

1.3.1 人工唾液消化试验

参考斯钦[5]和谢实勇等[6]的方法，RPCys 和RPMet 各做3 个重复，将样品放入人工唾液中进行消化，分别在0、2、4、8、12、24 h取出样品，将消化残渣冲洗过滤，50 ℃烘干，称重。根据消化前后质量之差计算降解率。

1.3.2 瘤胃稳定性试验

半体内尼龙袋法检验RPCys和RPMet的瘤胃稳定性，操作方法参考谢实勇等[6]和林颖等[7]的研究。准确称量5 g RPCys和RPMet样品，装入尼龙袋中密封，称重，将尼龙袋于早饲前投入瘘管羊瘤胃中。RPCys 和RPMet 降解试验用羊各3只，于投样后0、2、4、8、12、24、48 h取出相应的尼龙袋，每个时间段样品设置2 个重复。取出的尼龙袋冲洗后烘至恒重。根据样品前后质量差计算瘤胃降解率。依据Ørskov 等[8]的指数模型计算瘤胃降解参数和有效降解率。

式中：P为瘤胃降解率（%）；a、b、c分别为样品的快速降解部分（%）、慢速降解部分（%）及慢速降解部分的降解速率（%）；a+b为潜在的可降解部分（%）；t为瘤胃中样品停留的时间（h）；ED为有效降解率（%）；k为瘤胃外流速率（%/h），参考王亚品等[9]的方法，k取值为0.03。

1.3.3 体外模拟小肠消化试验

体外模拟小肠消化的试验参考林颖等[7]和李高[10]的方法。取瘤胃稳定性试验中消化后的残渣样品，每个样品做3 个重复，酸性胃蛋白酶消化60 min，加入0.5 mL 1 mo1/L 的氢氧化钠溶液和12.12 mL 胰酶溶液，继续消化。在0、2、4、8、12、24 h分别取出3个试管并过滤，将过滤后的残渣冲洗，烘至恒重，根据前后质量差计算小肠降解率。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2010 对数据进行初步统计，SPSS 22.0 软件进行分析，结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 RPCys和RPMet在人工唾液中的降解率（见表2）

表2 RPCys和RPMet在人工唾液中的降解率 单位：%

由表2可知，RPCys和RPMet在人工唾液中的降解率随着时间的增加呈线性增长，拟合线性回归公式分别为y=0.23x+2.52 （R2=0.87） 和y=0.85x+7.75 （R2=0.93）。RPCys 和RPMet 在人工唾液中0 h 的降解率分别为1.24%和5.03%，包衣完整性较高；2 h 的降解率分别为3.24%和9.32%，4 h 和24 h 的降解率均低于12%和30%，两种包被氨基酸的唾液降解率均较低，但各时间点RPCys 的降解率均低于RPMet。

2.2 RPCys 和RPMet 在瘤胃中的降解率和降解参数（见表3、表4）

表3 RPCys和RPMet在瘤胃中的降解率 单位：%

表4 RPCys和RPMet在瘤胃中的降解参数 单位：%

由表3 可知，RPCys 在瘤胃中2～48 h 的降解率为3.08%～11.09%， 线性回归方程为y=0.24x+2.60（R²=0.87）。RPMet在2～48 h的降解率为15.65%～37.09%，线性回归方程为y=0.53x+17.57（R²=0.54）。

在各培养时间点，RPCys 的瘤胃降解率均低于RPMet。

由表4可知，RPCys和RPMet在瘤胃内的慢速降解部分b分别为10.35%和32.28%，瘤胃内的有效降解率ED分别为8.97%和32.00%，即过瘤胃率分别为91%和64%，RPCys的过瘤胃率明显高于RPMet。

2.3 RPCys和RPMet在小肠中的降解率（见表5）

表5 RPCys和RPMet在小肠中的降解率 单位：%

由表5 可知，RPCys 和RPMet 在2 h 的小肠降解率分别为87.38%和81.12%，8 h 后降解率达到了90%以上。RPCys 在小肠中24 h 降解率线性回归方程为y=0.51x+86.53 （R²=0.67）；RPMet 降解率线性回归方程为y=0.55x+82.19（R²=0.67）。

研究表明，RPCys 和RPMet 在小肠中均有良好的释放率，RPCys高于RPMet。

3 讨论

氨基酸在反刍动物瘤胃中易被瘤胃微生物降解，降低了其在小肠中的吸收利用，因此反刍动物日粮中添加氨基酸需进行包被处理[11-13]。包被良好的氨基酸具有较高的过瘤胃率，在小肠中有较高的释放率；同时需要考虑口腔唾液的稳定性，以达到被机体吸收利用、提高利用效率的目的。在日粮中添加过瘤胃氨基酸，可以提高反刍动物的生产性能，降低生产成本，增加养殖经济效益，对缓解蛋白质饲料资源紧缺、保护环境具有重要意义[14]。在唾液和瘤胃中，90%以上未包被的氨基酸产品被降解；而包被氨基酸产品则大大降低了其在瘤胃中的降解率，降解率一般不超过20%[15-16]。包被氨基酸的保护效果和稳定性，通常通过唾液、瘤胃和小肠中的降解率来衡量[17-18]。

氨基酸包被效果的评价通常需要检测其在口腔中的降解率，一般采用人工唾液的方法测定[19]。李金霞等[20]研究表明，过瘤胃精氨酸在人工唾液中4 h 降解率达到8%，8 h内的降解率不超过12%。李久峰等[21]以人工唾液释放率为评价指标时，赖氨酸和蛋氨酸包被芯材与壁材比例分别以40∶60 和50∶50 为宜，在人工唾液中消化12 h 后的释放率分别为37.54%和30.36%。本试验中，RPCys 和RPMet 人工唾液2 h 的降解率分别为3.24%和9.32%，4 h 内的降解率不超过12%，与上述研究结果相似，表明这两种氨基酸在人工唾液中均具有较好的稳定性。由于两种氨基酸包膜壁材和包被工艺不同，RPCys在唾液中的稳定性优于RPMet。

本试验采用半体内瘤胃尼龙袋方法评价两种过瘤胃氨基酸的瘤胃保护效果和后肠释放功能[22]。RPCys 在瘤胃中2～48 h 的降解率为3.08%～11.09%，RPMet 在2～48 h的降解率为15.65%～37.09%，RPCys 和RPMet 过瘤胃率分别为91%和64%，均高于一般包被产品30%～50%过瘤胃率的标准，说明本试验中两种氨基酸的包被技术及效果良好。包被壁材是影响包被效果的重要因素之一[23]，过瘤胃氨基酸在瘤胃中的降解率与包衣壁材、加工工艺和培养时间有密切的关系[24]。本试验中，两种包被氨基酸在瘤胃中的各培养时间点、降解率均存在一定差异，原因可能是产品来源不同，包被材料与制作工艺不同，但两种产品的包被效果均满足试验需求。

包被氨基酸在小肠中应具有良好的释放性能，有效地增加小肠对氨基酸的吸收[25]也是评价过瘤胃养分包被产品质量高低的指标[26]。RPMet 在小肠释放后可显著增加小肠中蛋氨酸浓度，改善了氨基酸平衡，增加了蛋氨酸的吸收效率[27]。研究表明，过瘤胃精氨酸在小肠中4 h降解率超过70%，16 h 降解率接近90%，小肠中的释放效果较好[20]。燕磊等[28]对不同包被蛋氨酸产品的稳定性研究得出相似的结果。本试验中，RPCys 和RPMet 在小肠中2 h 的降解率达到80%以上，8 h 后超过90%，表明本试验使用的RPCys 和RPMet 产品在小肠中释放性好，能够被机体顺利吸收并利用。

4 结论

本试验研究发现，RPCys 和RPMet 在人工唾液中培养4 h 降解率不超过12%，具有较好的口腔稳定性；RPCys 和RPMet 在瘤胃中12 h 内的降解率不超过32%，具有良好的瘤胃稳定性；RPCys和RPMet在小肠中2 h的降解率超过80%，具有较高的小肠释放率。RPCys 和RPMet 过瘤胃效果良好，且RPCys 过瘤胃保护效果优于RPMet。