2. 中国农业科学院特产研究所, 吉林省特种经济动物 分子生物学省部共建重点实验室, 长春 130112
, ZHANG Tietao2, WU Xuezhuang1, LIU Zhi1, GUO Jungang1, GAO Xiuhua1
, YANG Fuhe2, XING Xiumei2, YUE Zhigang2
2. State Key Laboratory of Special Animal Molecular Biology, Institute of Economic Animal and Plant Science, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Changchun 130112, China
精氨酸，分子式为C6H14N4O2，相对分子质量为174.2，为白色晶体或晶体状粉末，在自然界中有2种异构体存在：D-精氨酸(D-Arg)和L-精氨酸(L-Arg)，在动物体内主要以L-精氨酸的形式存在。动物机体L-精氨酸主要来源于饲粮、机体蛋白质的分解和机体内其他氨基酸的转化[1]。L-精氨酸广泛参与机体组织代谢，与蛋白质代谢、机体免疫功能等密切相关[2]。L-精氨酸是维持新生哺乳动物最佳生长和氮平衡的必需氨基酸。Damgaard[3]研究发现，用L-精氨酸含量分别占干物质1.2%、1.7%和2.2%的饲粮饲喂雄性水貂，结果表明L-精氨酸含量占饲粮干物质的2.2%时，水貂能达到比较好的生产状态。如果L-精氨酸的供给量不足，会使水貂出现异常兴奋的症状。Geng等[4]研究报道，L-精氨酸是新生哺乳仔猪的必需氨基酸。L-精氨酸是动物机体内携带氮最多的氨基酸。动物代谢产生大量的氨，L-精氨酸可促进尿素循环，使血氨转换为尿素排除，维持体内氮的平衡。由于L-精氨酸在尿素循环中的特殊位置，可以降低血氨浓度，减少机体细胞损伤。成年哺乳动物正常情况下自身可以合成L-精氨酸，但在饥饿、创伤、应激及快速生长等状态下自身合成的L-精氨酸不能够满足机体需要。因此，L-精氨酸被认为是一种条件性必需氨基酸[5]。L-精氨酸因其具有广泛的生物学功能而在所有氨基酸中占有很重要的地位，它在机体内参与组织细胞蛋白质、尿素、肌酸、肌酐、一氧化氮、谷氨酰胺、嘧啶等的合成[2]。但是，饲粮中L-精氨酸的含量超过最适含量会导致动物免疫力低下，增加感染疾病的几率。同时，过量添加L-精氨酸的负面影响还包括腹泻、采食量减少、增长速度减缓，甚至可能引起致死。这些现象的发生与过量添加L-精氨酸所带来的氨基酸不平衡有直接的关系。因此，本试验通过在水貂饲粮中添加不同水平的L-精氨酸，研究饲粮L-精氨酸添加水平对育成期水貂生长性能、营养物质消化率及氮代谢的影响，以筛选出适宜的饲粮L-精氨酸含量，为指导实际生产提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物在农业部长白山野生生物资源重点野外科学观测试验站的毛皮动物生产基地随机选择健康、体重相近的(60±3)日龄雌性水貂70只。
1.2 试验饲粮水貂目前没有统一的饲养标准，参照前人对水貂营养需要量的研究结果[6]配制育成期水貂基础饲粮，其组成及营养水平见表1。实测基础饲粮中L-精氨酸含量为1.45%，在基础饲粮基础上分别添加0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的L-精氨酸，配成7种试验饲粮，试验饲料中L-精氨酸总含量分别为1.45%、1.65%、1.85%、2.05%、2.25%、2.45%、2.65%。
1.3 试验设计将70只试验水貂随机分为7个组，每组10个重复，每个重复1只，通过方差分析调整各组间平均体重至差异不显著(P＞0.05)。各组试验水貂分别饲喂L-精氨酸添加水平为0(Ⅰ组)、0.2%(Ⅱ组)、0.4%(Ⅲ组)、0.6%(Ⅳ组)、0.8%(Ⅴ组)、1.0%(Ⅵ组)、1.2%(Ⅶ组)的试验饲粮。
 | 表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) |
试验开始前，对水貂接种犬瘟热和细小病毒疫苗。试验水貂均单笼饲养，每日07:30与15:30各饲喂1次，自由采食，自由饮水，每日记录实际采食量。预试期7 d，正试期60 d，试验从2014年7月9日到2014年9月14日在农业部长白山野生生物资源重点野外科学观测试验站进行。
1.5 消化代谢试验试验开始42 d后，每组挑选6只体重相近的水貂进行消化代谢试验，消化代谢试验时间为2014年8月20日至2014年8月23日，共计4 d。采用全收粪法，消化代谢试验期间饲养管理与日常饲养管理相同。每天收集尿液，在每100 mL尿液中加入2 mL的10%硫酸溶液，加4滴甲苯用于防腐，保存于-20 ℃备用。每天收集的粪便称重后按鲜重的5%加入10%硫酸溶液，并加少量甲苯防腐，保存于-20 ℃备用。将3 d的尿液和粪便分别混合均匀后取样，其中粪便先在80 ℃下杀菌2 h，然后降到65 ℃烘干至恒重，磨碎过40目筛，制成风干样本，以备实验室分析。
1.6 测定指标及方法正试期开始后，以第1天称重作为初重，然后每隔15 d在早晨饲喂之前空腹称重，试验结束后称重作为末重，计算每只水貂的日增重以及每组的平均日增重(ADG)。记录每只水貂每天的给料量和残余料量，计算每只水貂的采食量以及每组的平均日采食量(ADFI)。根据每组的平均日增重和平均日采食量计算料重比(F/G)。
样品分析：105 ℃烘干法测定干物质含量，参考GB/T 6435—2006[7]；索氏浸提法测定粗脂肪含量，参考GB/T 6433—2006[8]；凯氏定氮法测定粗蛋白质含量，参考GB/T6432—1994[9]；高锰酸钾滴定法测定钙含量，参考GB/T 6436—2002[10]；钒钼酸铵比色法测定磷含量，参考GB/T 6437—2002[11]；水解法测定L-精氨酸含量，参考GB/T 5009.124—2003[12]。
1.7 计算公式
平均日采食量(g/d)＝试验期采食量/试验天数；
料重比＝平均日采食量/平均日增重；
干物质消化率(%)＝[(干物质采食量-干物质排出量)/干物质采食量]×100；
蛋白质消化率(%)＝[(蛋白质摄入量-蛋白质排出量)/蛋白质摄入量]×100；
脂肪消化率(%)＝[(脂肪摄入量-脂肪排出量)/脂肪摄入量]×100；
氮沉积(g/d)＝食入氮-粪氮-尿氮；
净蛋白质利用率(%)＝(氮沉积/食入氮)×100；
蛋白质生物学价值(%)＝[氮沉积/(食入氮-粪氮)]×100。
结果以“平均值±标准差”表示，试验数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析，采单因素方差分析(one-way ANOVA)进行差异显著性检验，其中P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。
2 结 果 2.1 饲粮L-精氨酸含量对育成期水貂生长性能的 影响由表2可知，饲粮L-精氨酸添加水平为0～1.2%(饲粮中L-精氨酸总含量为1.45%～2.65%)时，各组水貂的生长性能指标差异不显著(P＞0.05)。
2.2 饲粮L-精氨酸添加水平对育成期水貂营养物质消化率的影响由表3可知，Ⅲ组的干物质采食量极显著高于Ⅰ组(P＜0.01)，显著高于Ⅱ组和Ⅵ组(P＜0.05)。Ⅲ组的干物质排出量显著高于Ⅰ组和Ⅳ组(P＜0.05)。Ⅳ组的干物质消化率高于其他各组，但差异不显著(P＞0.05)。Ⅳ组的蛋白质消化率显著高于Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅴ组和Ⅶ组(P＜0.05)。Ⅳ组的脂肪消化率显著高于Ⅴ组、Ⅵ组和Ⅶ组(P＜0.05)。
2.3 饲粮L-精氨酸添加水平对育成期水貂氮代谢的影响由表4可知，Ⅲ组的食入氮极显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P＜0.01)，显著高于Ⅴ组和Ⅵ组(P＜0.05)。Ⅵ组和Ⅰ组的尿氮高于其他各组，但差异不显著(P＞0.05)。Ⅲ组的粪氮极显著高于Ⅰ组和Ⅳ组(P＜0.01)。Ⅲ组的氮沉积极显著高于Ⅰ组和Ⅵ组(P＜0.01)，显著高于Ⅱ组和Ⅴ组(P＜0.05)。Ⅲ组、Ⅳ组和Ⅶ组的净蛋白质利用率显著高于Ⅰ组(P＜0.05)。Ⅲ组、Ⅳ组和Ⅴ组的蛋白质生物学价值显著高于Ⅰ组(P＜0.05)。
| 表2 饲粮L-精氨酸添加水平对育成期水貂生长性能的影响
Table 2 Effects of dietary L-Arg supplemental level on growth performance of mink during growing period
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| 表3 饲粮L-精氨酸添加水平对育成期水貂营养物质消化率的影响
Table 3 Effects of dietary L-Arg supplemental level on nutrient digestibility of mink during growing period
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表2中结果显示，饲喂L-精氨酸添加水平为0.4%(L-精氨酸总含量为1.85%)的饲粮的水貂在育成期获得最大体重，比未添加L-精氨酸组平均日增重提高了14.42%，料重比降低了18.00%。杨小萍等[13]研究发现L-精氨酸缺乏会影响动物的生产性能。对30日龄雄性幼鼠分别饲喂含0、0.3%和1.0% L-精氨酸的纯合饲粮，结果饲粮L-精氨酸含量为0和0.3%组大鼠体重低于1.0% L-精氨酸组。Leibholz[14]研究表明，在断奶后3～4 d的仔猪奶粉中分别添加0.2%和0.4%的L-精氨酸，仔猪体重分别提高43%和93%。Kim等[15]在7～21日龄仔猪饲粮中分别添加0.2%和0.4%的L-精氨酸，其体重分别提高28%和66%，说明在饲粮中添加一定量的L-精氨酸可促进仔猪生长，提高生产效益。麻名文等[16]研究表明，饲粮中添加2.0%L-精氨酸能够显著提高断奶至2月龄生长肉兔的增重。在动物饲粮中添加一定量的L-精氨酸能提高动物的生长性能，但L-精氨酸的添加水平不能太高，太高则可能会抑制动物的生长性能。L-精氨酸添加水平过高可能会引起动物腹泻、采食量减少、增长速度减缓，甚至可能引起动物死亡。这些现象的发生与过量添加L-精氨酸所带来的氨基酸不平衡有直接的关系。由此可见，动物饲粮中添加适宜水平的L-精氨酸能够有效提高动物的平均日增重，降低料重比，改善动物的生长性能。
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表4 饲粮L-精氨酸添加水平对育成期水貂氮代谢的影响 Table 4 Effects of dietary L-Arg supplemental level on nitrogen metabolism of mink during growing period |
表3中结果显示，育成期水貂饲喂L-精氨酸添加水平为0.6%(L-精氨酸总含量为2.05%)的饲粮时，干物质、蛋白质和脂肪消化率均最高。王纪亭等[17, 18]报道，饲粮不同赖氨酸与L-精氨酸比例对肉鸡的采食量、日增重、饲料转化率等生长性能指标及氮沉积都有显著影响。在肉鸡饲粮中添加适宜水平的L-精氨酸能提高肉鸡的干物质、蛋白质和脂肪消化率。Kwak等[19]给试验鸡饲粮中分别添加0.53%、0.73%和1.53%的L-精氨酸，在2周的试验期内没有发生鸡只死亡或异常，但添加0.53% L-精氨酸组鸡的增重不到添加0.73%和1.53% L-精氨酸组鸡增重的1/2，且摄食量最少，饲料转化率也显著低于后者。动物饲粮中添加适宜水平的L-精氨酸能提高动物的干物质、蛋白质和脂肪消化率，具体的作用机理还没有明确。根据之前相关的研究报道，动物饲粮中添加适宜水平的L-精氨酸可能会增强肠道相关消化酶的活性，从而提高干物质、蛋白质和脂肪的消化率。同时，动物饲粮中添加适宜水平的L-精氨酸也会促进幼龄动物的肠道发育，增强动物机体对干物质、蛋白质和脂肪的消化吸收[20]。由此可见，动物饲粮中添加适宜水平的L-精氨酸能够有效提高动物的干物质、蛋白质和脂肪消化率。
3.3 饲粮L-精氨酸添加水平对育成期水貂氮代谢的影响表4中结果显示，饲喂L-精氨酸添加水平为0.4%(L-精氨酸总含量为1.85%)的饲粮的水貂在育成期可获得最大的氮沉积、净蛋白质利用率和蛋白质生物学价值。在本试验中，由于各组水貂干物质采食量的差异造成各组水貂的食入氮存在一定差异。同时，食入氮与粪氮、氮沉积和净蛋白质利用率存在一定的相关性。L-精氨酸是动物机体内携带氮最多的氨基酸。动物代谢产生大量的氨，L-精氨酸可促进尿素循环，维持体内氮的平衡。Pfeiffer等[21]研究指出，摄入的蛋白质与尿氮具有很强的相关性。在本试验中，摄入蛋白质与尿氮并没有表现出很强的正相关性，这可能是因为L-精氨酸的添加改变了氮的代谢，增强了水貂对蛋白质的消化率，增加了氮沉积、净蛋白质利用率和蛋白质生物学价值，减少了氮的排泄。由此可见，饲粮中添加适宜水平的L-精氨酸能够有效提高育成期水貂的氮沉积、净蛋白质利用率和蛋白质生物学价值。
4 结 论饲粮L-精氨酸添加水平为0.4%～0.6%(L-精氨酸总含量为1.85%～2.05%)时，育成期水貂的生长性能、营养物质消化率、氮沉积、净蛋白质利用率及蛋白质生物学价值较为理想。
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