兩種包被氨基酸過瘤胃保護效果和穩(wěn)定性檢驗

宋玲玲 袁瑞彤 張 璐 劉海英* 韓 迪 豆興堂 王春艷

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；2.莊河市職業(yè)教育中心，遼寧 大連 116400；3.遼寧省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地建設(shè)工程中心，遼寧 遼陽 111000）

蛋氨酸與半胱氨酸均為含硫氨基酸，存在特殊的周轉(zhuǎn)機制，是毛皮動物的限制性氨基酸，對產(chǎn)毛動物的生長發(fā)育及絨毛生長具有重要作用。舍飼條件下，飼料中的蛋氨酸和半胱氨酸通常不能滿足絨山羊生產(chǎn)需要，有必要進行外源性添加。但由于瘤胃微生物具有降解作用，會使飼糧中添加的氨基酸降解，到達小腸被吸收利用的數(shù)量減少，從而限制氨基酸在反芻動物中的效果[1]。因此，使用包被處理氨基酸可以增加小腸中氨基酸的數(shù)量，并使其接近理想水平，從而達到節(jié)省蛋白質(zhì)飼料、提高生產(chǎn)性能的目的[2-3]。氨基酸的包被工藝、方法和材料會影響其保護效果，過瘤胃氨基酸在不同日糧中穩(wěn)定性也不同，會影響其在瘤胃中降解及小腸中的消化利用，因此需要對過瘤胃氨基酸的保護效果進行測定[4]。本研究采用人工唾液法、半體內(nèi)尼龍袋法和體外小腸模擬法測定包膜半胱氨酸和包被蛋氨酸產(chǎn)品在唾液、瘤胃和小腸中的降解率，評定RPCys 與RPMet 的包被效果，為其在絨山羊飼糧中的使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗動物

RPCys 由杭州某公司包膜制作，采用半胱氨酸、硬脂酸鈣、淀粉和β 環(huán)糊精為芯材制粒，棕櫚油包膜，半胱氨酸含量為50%；RPMet 購自遼寧某公司，由DL-蛋氨酸、棕櫚脂肪粉等組成，蛋氨酸含量為60%。

選用6 只體況良好、體重（34.26±1.25）kg、安裝永久性瘤胃瘺管的遼寧絨山羊公羊作為試驗動物，在遼寧絨山羊科技示范場進行瘤胃降解率試驗。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗開始前，對試驗用瘺管羊全部進行驅(qū)蟲，注射疫苗。采用舍飼單欄飼養(yǎng)，粗飼料為苜蓿草和花生秧。羊自由采食和飲水，定量飼喂精料。精料組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 精料組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 試驗方法

1.3.1 人工唾液消化試驗

參考斯欽[5]和謝實勇等[6]的方法，RPCys 和RPMet 各做3 個重復(fù)，將樣品放入人工唾液中進行消化，分別在0、2、4、8、12、24 h取出樣品，將消化殘渣沖洗過濾，50 ℃烘干，稱重。根據(jù)消化前后質(zhì)量之差計算降解率。

1.3.2 瘤胃穩(wěn)定性試驗

半體內(nèi)尼龍袋法檢驗RPCys和RPMet的瘤胃穩(wěn)定性，操作方法參考謝實勇等[6]和林穎等[7]的研究。準(zhǔn)確稱量5 g RPCys和RPMet樣品，裝入尼龍袋中密封，稱重，將尼龍袋于早飼前投入瘺管羊瘤胃中。RPCys 和RPMet 降解試驗用羊各3只，于投樣后0、2、4、8、12、24、48 h取出相應(yīng)的尼龍袋，每個時間段樣品設(shè)置2 個重復(fù)。取出的尼龍袋沖洗后烘至恒重。根據(jù)樣品前后質(zhì)量差計算瘤胃降解率。依據(jù)?rskov 等[8]的指數(shù)模型計算瘤胃降解參數(shù)和有效降解率。

式中：P為瘤胃降解率（%）；a、b、c分別為樣品的快速降解部分（%）、慢速降解部分（%）及慢速降解部分的降解速率（%）；a+b為潛在的可降解部分（%）；t為瘤胃中樣品停留的時間（h）；ED為有效降解率（%）；k為瘤胃外流速率（%/h），參考王亞品等[9]的方法，k取值為0.03。

1.3.3 體外模擬小腸消化試驗

體外模擬小腸消化的試驗參考林穎等[7]和李高[10]的方法。取瘤胃穩(wěn)定性試驗中消化后的殘渣樣品，每個樣品做3 個重復(fù)，酸性胃蛋白酶消化60 min，加入0.5 mL 1 mo1/L 的氫氧化鈉溶液和12.12 mL 胰酶溶液，繼續(xù)消化。在0、2、4、8、12、24 h分別取出3個試管并過濾，將過濾后的殘渣沖洗，烘至恒重，根據(jù)前后質(zhì)量差計算小腸降解率。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2010 對數(shù)據(jù)進行初步統(tǒng)計，SPSS 22.0 軟件進行分析，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 RPCys和RPMet在人工唾液中的降解率（見表2）

表2 RPCys和RPMet在人工唾液中的降解率 單位：%

由表2可知，RPCys和RPMet在人工唾液中的降解率隨著時間的增加呈線性增長，擬合線性回歸公式分別為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 的降解率分別為1.24%和5.03%，包衣完整性較高；2 h 的降解率分別為3.24%和9.32%，4 h 和24 h 的降解率均低于12%和30%，兩種包被氨基酸的唾液降解率均較低，但各時間點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參數(shù)（見表3、表4）

表3 RPCys和RPMet在瘤胃中的降解率 單位：%

表4 RPCys和RPMet在瘤胃中的降解參數(shù) 單位：%

由表3 可知，RPCys 在瘤胃中2～48 h 的降解率為3.08%～11.09%， 線性回歸方程為y=0.24x+2.60（R2=0.87）。RPMet在2～48 h的降解率為15.65%～37.09%，線性回歸方程為y=0.53x+17.57（R2=0.54）。

在各培養(yǎng)時間點，RPCys 的瘤胃降解率均低于RPMet。

由表4可知，RPCys和RPMet在瘤胃內(nèi)的慢速降解部分b分別為10.35%和32.28%，瘤胃內(nèi)的有效降解率ED分別為8.97%和32.00%，即過瘤胃率分別為91%和64%，RPCys的過瘤胃率明顯高于RPMet。

2.3 RPCys和RPMet在小腸中的降解率（見表5）

表5 RPCys和RPMet在小腸中的降解率 單位：%

由表5 可知，RPCys 和RPMet 在2 h 的小腸降解率分別為87.38%和81.12%，8 h 后降解率達到了90%以上。RPCys 在小腸中24 h 降解率線性回歸方程為y=0.51x+86.53 （R2=0.67）；RPMet 降解率線性回歸方程為y=0.55x+82.19（R2=0.67）。

研究表明，RPCys 和RPMet 在小腸中均有良好的釋放率，RPCys高于RPMet。

3 討論

氨基酸在反芻動物瘤胃中易被瘤胃微生物降解，降低了其在小腸中的吸收利用，因此反芻動物日糧中添加氨基酸需進行包被處理[11-13]。包被良好的氨基酸具有較高的過瘤胃率，在小腸中有較高的釋放率；同時需要考慮口腔唾液的穩(wěn)定性，以達到被機體吸收利用、提高利用效率的目的。在日糧中添加過瘤胃氨基酸，可以提高反芻動物的生產(chǎn)性能，降低生產(chǎn)成本，增加養(yǎng)殖經(jīng)濟效益，對緩解蛋白質(zhì)飼料資源緊缺、保護環(huán)境具有重要意義[14]。在唾液和瘤胃中，90%以上未包被的氨基酸產(chǎn)品被降解；而包被氨基酸產(chǎn)品則大大降低了其在瘤胃中的降解率，降解率一般不超過20%[15-16]。包被氨基酸的保護效果和穩(wěn)定性，通常通過唾液、瘤胃和小腸中的降解率來衡量[17-18]。

氨基酸包被效果的評價通常需要檢測其在口腔中的降解率，一般采用人工唾液的方法測定[19]。李金霞等[20]研究表明，過瘤胃精氨酸在人工唾液中4 h 降解率達到8%，8 h內(nèi)的降解率不超過12%。李久峰等[21]以人工唾液釋放率為評價指標(biāo)時，賴氨酸和蛋氨酸包被芯材與壁材比例分別以40∶60 和50∶50 為宜，在人工唾液中消化12 h 后的釋放率分別為37.54%和30.36%。本試驗中，RPCys 和RPMet 人工唾液2 h 的降解率分別為3.24%和9.32%，4 h 內(nèi)的降解率不超過12%，與上述研究結(jié)果相似，表明這兩種氨基酸在人工唾液中均具有較好的穩(wěn)定性。由于兩種氨基酸包膜壁材和包被工藝不同，RPCys在唾液中的穩(wěn)定性優(yōu)于RPMet。

本試驗采用半體內(nèi)瘤胃尼龍袋方法評價兩種過瘤胃氨基酸的瘤胃保護效果和后腸釋放功能[22]。RPCys 在瘤胃中2～48 h 的降解率為3.08%～11.09%，RPMet 在2～48 h的降解率為15.65%～37.09%，RPCys 和RPMet 過瘤胃率分別為91%和64%，均高于一般包被產(chǎn)品30%～50%過瘤胃率的標(biāo)準(zhǔn)，說明本試驗中兩種氨基酸的包被技術(shù)及效果良好。包被壁材是影響包被效果的重要因素之一[23]，過瘤胃氨基酸在瘤胃中的降解率與包衣壁材、加工工藝和培養(yǎng)時間有密切的關(guān)系[24]。本試驗中，兩種包被氨基酸在瘤胃中的各培養(yǎng)時間點、降解率均存在一定差異，原因可能是產(chǎn)品來源不同，包被材料與制作工藝不同，但兩種產(chǎn)品的包被效果均滿足試驗需求。

包被氨基酸在小腸中應(yīng)具有良好的釋放性能，有效地增加小腸對氨基酸的吸收[25]也是評價過瘤胃養(yǎng)分包被產(chǎn)品質(zhì)量高低的指標(biāo)[26]。RPMet 在小腸釋放后可顯著增加小腸中蛋氨酸濃度，改善了氨基酸平衡，增加了蛋氨酸的吸收效率[27]。研究表明，過瘤胃精氨酸在小腸中4 h降解率超過70%，16 h 降解率接近90%，小腸中的釋放效果較好[20]。燕磊等[28]對不同包被蛋氨酸產(chǎn)品的穩(wěn)定性研究得出相似的結(jié)果。本試驗中，RPCys 和RPMet 在小腸中2 h 的降解率達到80%以上，8 h 后超過90%，表明本試驗使用的RPCys 和RPMet 產(chǎn)品在小腸中釋放性好，能夠被機體順利吸收并利用。

4 結(jié)論

本試驗研究發(fā)現(xiàn)，RPCys 和RPMet 在人工唾液中培養(yǎng)4 h 降解率不超過12%，具有較好的口腔穩(wěn)定性；RPCys 和RPMet 在瘤胃中12 h 內(nèi)的降解率不超過32%，具有良好的瘤胃穩(wěn)定性；RPCys和RPMet在小腸中2 h的降解率超過80%，具有較高的小腸釋放率。RPCys 和RPMet 過瘤胃效果良好，且RPCys 過瘤胃保護效果優(yōu)于RPMet。