低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、血清生化指標(biāo)和肝臟發(fā)育的影響

■范宏博 隋偉國 高春起 黎相廣 嚴(yán)會超 王修啟

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院國家生豬種業(yè)工程技術(shù)研究中心，廣東廣州510642）

日糧蛋白質(zhì)水平過高是導(dǎo)致仔豬腹瀉的原因之一，降低日糧蛋白質(zhì)水平可降低仔豬腹瀉率[1]。然而，低蛋白質(zhì)日糧可能會引起氨基酸供給失衡，導(dǎo)致動物生產(chǎn)性能下降[2]。諸多研究表明，低蛋白質(zhì)日糧中添加氨基酸或調(diào)整氨基酸的比例，可緩解低蛋白質(zhì)日糧引起的器官發(fā)育不良、動物生長緩慢[3-5]。而谷氨酸（glutamate，Glu）作為腸道能量的重要來源，對維持機(jī)體代謝和器官發(fā)育均發(fā)揮重要作用[6-8]。斷奶仔豬由于無法從母乳獲取谷氨酸，且對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力較弱，極易造成機(jī)體谷氨酸缺乏，引起腸道和機(jī)體發(fā)育障礙[9]?；A(chǔ)日糧添加1%谷氨酸可顯著提高斷奶仔豬的平均日增重，降低其腹瀉率[10]。而肝臟作為氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)代謝最旺盛的器官，其功能可反映機(jī)體發(fā)育和營養(yǎng)狀況，且已有研究證明谷氨酸具有緩解霉菌毒素等引起的肝臟損傷的作用[11]。然而，尚不明確低蛋白質(zhì)日糧中添加谷氨酸是否會緩解斷奶仔豬日糧中氨基酸不平衡帶來的不良影響。

試驗(yàn)通過向仔豬低蛋白質(zhì)日糧中添加谷氨酸，旨在研究低蛋白質(zhì)日糧中添加谷氨酸對斷奶仔豬營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、血清生化指標(biāo)和肝臟發(fā)育的影響，為仔豬低蛋白質(zhì)日糧配方的優(yōu)化和谷氨酸的合理利用提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)動物與設(shè)計(jì)

選取28日齡三元雜交斷奶仔豬18頭，平均體重為(8.49±0.20)kg，隨機(jī)分為3組，每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭。3個(gè)處理組分別為：①基礎(chǔ)日糧組（positive control，PC），粗蛋白質(zhì)水平為20.31%；②低蛋白質(zhì)日糧組（negative control，NC，平衡 Lys、Met、Thr、Trp），粗蛋白質(zhì)水平為18.37%；③低蛋白質(zhì)日糧（NC）+1.4%谷氨酸組（glutamate，Glu）。處理組間仔豬的初始體重?zé)o顯著差異（P＞0.05）。仔豬于代謝籠中飼養(yǎng)，試驗(yàn)預(yù)飼期7 d，正試期14 d。日糧組成和營養(yǎng)水平見表1。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)在同一豬舍內(nèi)開展，試驗(yàn)前對豬舍進(jìn)行清潔消毒，其它管理和免疫程序按照豬場常規(guī)程序進(jìn)行。試驗(yàn)期間仔豬自由采食和飲水。每天定時(shí)喂料，并觀察豬群健康狀況。

表1 日糧組成和營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率測定

連續(xù)收取5 d糞樣，每100 g鮮糞中添加10 ml濃度為10%的鹽酸固氮，后置于-20℃冰箱中保存。糞樣在65℃烘干48 h后置于室溫回潮24 h，粉碎并過1 mm篩，混勻后按四分法取樣備用。采用外源指示劑（TiO2，添加量為0.3%）測定仔豬對日糧粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和干物質(zhì)的表觀消化率。用比色法測定飼料和糞中TiO2的含量[12]。

式中：a——飼糧中某營養(yǎng)物質(zhì)含量（%）；

b——糞中某營養(yǎng)物質(zhì)含量（%）；

c——飼糧中指示劑含量（%）；

d——糞中指示劑含量（%）。

1.3.2 血清生化指標(biāo)測定

于試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天，12 h空腹后采集仔豬前腔靜脈血5 ml，3 000 r/min離心15 min，分離血清，-20 ℃冰箱保存?？偟鞍祝═P）含量采用雙縮脲法測定，谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶（γ-GT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶 (AST)活性采用速率法測定，尿素氮（SUN）含量采用脲酶紫外速率法測定，上述指標(biāo)均由廣州達(dá)安臨床檢查中心采用日本日立7160全自動生化分析儀測定。

1.3.3 肝臟指數(shù)、蛋白質(zhì)和酶活性測定

于試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天，仔豬采血、稱重后，屠宰并稱取胃、肝臟、腎臟重量，計(jì)算器官指數(shù)。

臟器指數(shù)（%）=器官重量（kg）/體重（kg）×100。

采集肝臟同一位置組織樣品，蔗糖/三羥甲基氨基甲烷緩沖液（0.25 mmol/l蔗糖、10 mmol/l Tris、0.5 mmol/l二硫蘇糖醇、0.5 mmol/l氯化鈣，pH值7.4）冰浴勻漿，勻漿液在4℃低溫冷凍離心機(jī)12 000 r/min離心20 min，分離上清。TP、ALT、AST和γ-GT測定方法與血清指標(biāo)測定法相同。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0的One-Way ANOVA程序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)均用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響(見表2)

表2 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響(%)

由表2可知，與基礎(chǔ)日糧組（PC）相比，低蛋白質(zhì)日糧組（NC）仔豬對日糧中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和干物質(zhì)的表觀消化率分別提高7.27%、26.80%和4.61%（P＜0.05）；與基礎(chǔ)日糧組（PC）相比，低蛋白質(zhì)日糧+1.4%Glu組（Glu）仔豬對日糧粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和干物質(zhì)的表觀消化率分別提高5.38%、17.33%和5.08%（P＜0.05）；與低蛋白質(zhì)日糧組（NC）的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率相比，低蛋白質(zhì)日糧+1.4%Glu組均無顯著提高（P＞0.05）。

2.2 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響(見表3)

表3 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響

由表3可知，與基礎(chǔ)日糧組（PC）相比，低蛋白質(zhì)日糧組（NC）和低蛋白質(zhì)日糧+1.4%Glu組（Glu）仔豬血清中尿素氮（SUN）水平顯著降低（P＜0.05）；各組間血清總蛋白（TP）、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶（γ-GT）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）的活性（或含量）差異均不顯著（P＞0.05）。

2.3 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬器官指數(shù)的影響(見表4)

表4 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬器官指數(shù)的影響(%)

由表4可知，低蛋白質(zhì)日糧+1.4%Glu組（Glu）肝臟指數(shù)顯著高于低蛋白質(zhì)日糧組（NC）（P＜0.05），但與基礎(chǔ)日糧組（PC）差異不顯著（P＞0.05）；胃指數(shù)和腎臟指數(shù)在各組間差異均不顯著（P＞0.05）。

2.4 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬肝臟組織中代謝酶活性的影響(見表5)

由表5可知，與低蛋白質(zhì)日糧組（NC）相比，低蛋白質(zhì)日糧+1.4%Glu組（Glu）有增加肝臟蛋白質(zhì)含量的趨勢（P=0.085）。與基礎(chǔ)日糧組（PC）相比，低蛋白質(zhì)日糧組（NC）肝臟的γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶（γ-GT）活性顯著提高（P＜0.05）；與低蛋白質(zhì)日糧組（NC）相比，低蛋白質(zhì)日糧+1.4%Glu組（Glu）肝臟的γ-GT活性有降低的趨勢（P=0.073）。與基礎(chǔ)日糧組相比，低蛋白質(zhì)日糧組（NC）的ALT活性顯著降低；在低蛋白質(zhì)日糧中添加谷氨酸有增加肝臟中ALT活性的趨勢（P=0.069）。

3 討論

3.1 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

表5 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬肝臟組織中蛋白質(zhì)和酶活性的影響

有研究表明，降低日糧粗蛋白質(zhì)水平可提高生長肥育豬對日糧干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的表觀消化率[13]，這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果相類似。本試驗(yàn)結(jié)果表明，降低日糧粗蛋白質(zhì)水平，可顯著提高仔豬對日糧粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和干物質(zhì)的表觀消化率。這可能與降低日糧蛋白質(zhì)水平，會提高消化道內(nèi)胰凝乳蛋白酶B/C、十二指腸中腸激酶和空腸中二肽酶等消化酶的活性有關(guān)[13]。

劉濤等[14]和Feng等[15]研究表明，日糧添加谷氨酸可有效防止仔豬斷奶應(yīng)激引起的小腸絨毛萎縮，增加腸道氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體的表達(dá)量。谷氨酸還可在動物體內(nèi)通過轉(zhuǎn)氨基等作用轉(zhuǎn)化成精氨酸、鳥氨酸和脯氨酸等氨基酸，改善日糧氨基酸的不平衡狀況[16-17]。本研究結(jié)果表明，低蛋白質(zhì)日糧添加1.4%谷氨酸不能進(jìn)一步提高仔豬的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率。這可能是由于在仔豬斷奶應(yīng)激時(shí)，腸道處谷氨酸主要用于氧化供能和合成谷胱甘肽，發(fā)揮促進(jìn)腸黏膜增殖和修復(fù)腸上皮損傷的作用，具體的機(jī)制還有待進(jìn)一步證實(shí)。

3.2 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響

血清尿素氮由鳥氨酸循環(huán)產(chǎn)生，其含量與體內(nèi)氮沉積率、蛋白質(zhì)和氨基酸利用率呈負(fù)相關(guān)。血清尿素氮降低，說明氮沉積增加，飼料蛋白質(zhì)利用率提高[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，血清尿素氮水平伴隨日糧蛋白質(zhì)水平降低而降低，說明低蛋白質(zhì)日糧可提高仔豬對蛋白質(zhì)的利用率，這與黃健等[19]的研究結(jié)果相一致；而血清尿素氮水平在低蛋白質(zhì)日糧組和低蛋白質(zhì)日糧+1.4%Glu組間差異不顯著，說明低蛋白質(zhì)日糧添加1.4%谷氨酸不影響氨基酸和蛋白質(zhì)的利用率，與本試驗(yàn)中粗蛋白質(zhì)的表觀消化率結(jié)果相一致。

谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）是肝組織中特異性的氨基酸轉(zhuǎn)移酶，調(diào)節(jié)機(jī)體氨基酸代謝，其含量是反映肝細(xì)胞受損的敏感指標(biāo)[20-21]。血清總蛋白（TP）由肝臟合成，可反映飼糧蛋白質(zhì)營養(yǎng)水平和蛋白質(zhì)利用率，是研究肝臟代謝功能的重要指標(biāo)[22]。吳苗苗等[11]研究表明，基礎(chǔ)日糧添加2%谷氨酸不影響斷奶仔豬血清TP、AST和ALT等的含量或活性。本試驗(yàn)結(jié)果同樣顯示，低蛋白質(zhì)日糧和低蛋白質(zhì)日糧添加1.4%谷氨酸不影響仔豬血清中TP、AST、ALT和γ-GT的含量或活性，說明低蛋白質(zhì)日糧和低蛋白質(zhì)日糧添加1.4%谷氨酸均不影響仔豬肝臟蛋白質(zhì)代謝。

3.3 低蛋白質(zhì)日糧添加谷氨酸對仔豬肝臟指數(shù)及肝臟組織中酶活性的影響

γ-GT具有調(diào)節(jié)谷胱甘肽代謝、氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和解毒等功能[23]。但γ-GT作為細(xì)胞癌變過程中的關(guān)鍵酶，臨床上γ-GT常作為判定癌癥風(fēng)險(xiǎn)高低的標(biāo)準(zhǔn)，γ-GT陽性者被視為癌癥高風(fēng)險(xiǎn)[24]。張軍民等[25]研究表明，斷奶仔豬日糧添加谷氨酰胺具有降低生大豆引起的肝臟γ-GT活性升高的作用。谷氨酸可經(jīng)谷氨酰胺合成酶合成谷氨酰胺，且腸道偏向利用腸腔內(nèi)谷氨酸而不是谷氨酰胺，因此谷氨酸具有合成和節(jié)約谷氨酰胺的作用[26]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，低蛋白質(zhì)日糧引起肝臟γ-GT活性升高，可能是由于低蛋白質(zhì)日糧不能為肝臟提供足量谷氨酰胺，而低蛋白質(zhì)日糧添加1.4%谷氨酸后有降低γ-GT活性的趨勢，說明谷氨酸可能具有提高肝臟谷氨酰胺含量和緩解低蛋白質(zhì)日糧引起的肝臟γ-GT活性升高的作用。

ALT是肝組織中特異性的氨基酸轉(zhuǎn)移酶，可調(diào)節(jié)機(jī)體蛋白質(zhì)代謝。本試驗(yàn)結(jié)果說明，低蛋白質(zhì)日糧引起肝臟中ALT活性降低，這可能是低蛋白質(zhì)日糧氨基酸不平衡所致。而添加谷氨酸有提高ALT活性的趨勢，說明低蛋白質(zhì)日糧中添加1.4%谷氨酸可緩解低蛋白質(zhì)日糧氨基酸的不平衡狀態(tài)[27]。

肝臟是氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)代謝最旺盛的器官，肝功能不僅反映機(jī)體發(fā)育和營養(yǎng)狀況，也在一定程度上反映機(jī)體的抗病能力和健康狀況[28]。日糧中添加2%谷氨酸可顯著緩解飼料霉變和嘔吐毒素引起的肝臟毒性[11，29]，說明谷氨酸對肝臟有保護(hù)作用。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，低蛋白質(zhì)日糧引起斷奶仔豬肝臟指數(shù)下降，這與Nyachoti等[30]的研究結(jié)果一致。器官重量和臟器指數(shù)作為實(shí)驗(yàn)動物的主要生物學(xué)特性指標(biāo)之一，其數(shù)值大小從一定程度上可說明器官功能強(qiáng)弱[31]。由此猜測，低蛋白質(zhì)日糧條件下，可導(dǎo)致仔豬肝臟中蛋白質(zhì)合成減少，引起其肝臟指數(shù)下降；而添加1.4%谷氨酸可提高肝臟中谷氨酸的含量，促進(jìn)肝臟蛋白質(zhì)合成，從而增加肝臟指數(shù)。

4 結(jié)論

斷奶仔豬飼喂低蛋白質(zhì)日糧會顯著提高斷奶仔豬對日糧營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率，而在低蛋白質(zhì)日糧中添加1.4%谷氨酸不會進(jìn)一步改善仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。谷氨酸可緩解低蛋白質(zhì)引起的肝臟γ-GT活性上調(diào)，提高肝臟蛋白質(zhì)的合成能力，進(jìn)而促進(jìn)肝臟發(fā)育。