2. 湖南家禽安全生产工程技术研究中心, 长沙 410128
2. Hunan Engineering Research Center of Poultry Production Safety, Changsha 410128, China
支链氨基酸(BCAAs)是指在碳链上具有支链结构的一组中性氨基酸,其包括亮氨酸(Leu)、缬氨酸(Val)和异亮氨酸(Ile),是畜禽体内含量最丰富且不能自身合成必需从饲粮摄入的氨基酸。BCAAs不仅参与了蛋白质合成与分解代谢过程,而且可调控机体脂肪沉积、能量消耗、免疫机能和葡萄糖稳态等,进一步影响到动物生长发育以及生产性能的发挥[1-3]。另外诸多研究表明,BCAAs拮抗作用是由于其有着相似化学结构,当三者中任何一种BCAAs过量时,其可通过竞争性抑制氨基酸转运载体对其他2种BCAAs的转运并且增强分解代谢酶活性,增加BCAAs分解,从而导致总支链氨基酸缺乏[2-5]。因此,饲粮中BCAAs合理的配比和供给引起动物营养学者的关注。Wu等[6]报道,22~42日龄肉仔鸡饲粮中Ile、Leu和Val相对于赖氨酸(Lys)的最佳比例分别为69%、109%和80%。有研究建议育雏期肉鸡Leu:Lys的推荐值为92%~139%;Ile:Lys为65%~84%;Val:Lys为67%~96%[3, 7-10]。目前,国内外关于家禽低蛋白质饲粮中适宜的BCAAs比例的研究报道较多,而具有中国地方特色和优势的攸县麻鸭适宜的饲粮BCAAs比例尚未见有报道。鉴于此,本研究以攸县麻鸭公鸭为代表,旨在研究饲粮不同BCAAs比例对其生长性能、血清生化、激素指标和肠道发育的影响,为攸县麻鸭饲粮科学配制提供依据。
1 材料与方法 1.1 试验设计与饲粮选取健康状况良好、体重相近的28日龄攸县麻鸭公鸭504只,随机分成6组,每组6个重复,每个重复14只,进行为期5周的饲养试验。饲粮BCAAs维持总量(3.76%)不变,各组(1~6组)中Leu ∶ Val ∶ Ile比例分别为1 ∶ 0.4 ∶ 0.3、1 ∶ 0.5 ∶ 0.4、1 ∶ 0.6 ∶ 0.5、1 ∶ 0.7 ∶ 0.6、1 ∶ 0.8 ∶ 0.7和1 ∶ 0.9 ∶ 0.8,其他营养水平保持一致。各组饲粮均参照《蛋鸭营养需要量》(GB/T 41189—2021)[11],并结合本研究室已知的攸县麻鸭其他营养成分需要量参数进行配制,所有饲粮均制成颗粒料,试验饲粮组成及营养水平见表 1。
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表 1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) |
试验在湖南省畜牧兽医研究所试验鸭舍进行,试验鸭只采用网上平养方式饲养,管理(免疫、消毒、光照、通风等)均按常规程序进行,试验期间自由采食和饮水。
1.3 测定指标与方法 1.3.1 生长性能每个重复在63日龄20:00停料,空腹12 h后对试验鸭称重,计算末重、平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。
1.3.2 血清生化和激素指标试验结束时,每个重复选取接近平均体重试验鸭2只,翅下静脉采血置于采血管中,静置2 h后离心取血清备用。血清生化指标[总蛋白(TP)、葡萄糖(GLU)、游离脂肪酸(FFA)、白蛋白(ALB)、尿酸(UA)、尿素氮(UN)、胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)含量以及碱性磷酸酶(AKP)活性]检测均参照Duan等[12]的方法进行。血清中三碘甲状原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)和胰岛素(Ins)含量采用酶联免疫吸附法检测,试剂盒均购自上海将来实业股份有限公司。
1.3.3 肠道发育试验鸭采完血进行屠宰解剖分离出十二指肠、空肠和回肠,分别测量各肠段的长度以及冲洗食糜后的重量,最后计算出各肠道单位长度重量和相对重量。
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试验数据采用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),对F检验达到显著水平的因子,进行LSD法多重比较,数据均以平均值和均值标准误(SEM)表示,以P < 0.05作为差异显著性判断标准。
2 结果与分析 2.1 饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭生长性能的影响由表 2可知,饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭ADFI无显著影响(P>0.05)。1 ∶ 0.4 ∶ 0.3组末重和ADG最低,显著低于其他5组(P < 0.05)。随饲粮Val和Ile比例增加,F/G呈先降低后升高的趋势,1 ∶ 0.7 ∶ 0.6组F/G显著低于1 ∶ 0.4 ∶ 0.3和1 ∶ 0.5 ∶ 0.4组(P < 0.05)。
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表 2 饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭生长性能的影响 Table 2 Effects of BCAAs ratios on growth performance of Youxian partridge ducks |
由表 3可知,随饲粮Val和Ile比例增加,血清中GLU含量呈下降趋势,1 ∶ 0.7 ∶ 0.6、1 ∶ 0.8 ∶ 0.7和1 ∶ 0.9 ∶ 0.8组血清中GLU含量显著低于1 ∶ 0.4 ∶ 0.3和1 ∶ 0.5 ∶ 0.4组(P < 0.05)。血清中UA含量以1 ∶ 0.7 ∶ 0.6组最低,显著低于1 ∶ 0.4 ∶ 0.3、1 ∶ 0.8 ∶ 0.7和1 ∶ 0.9 ∶ 0.8组(P < 0.05)。血清中TG和FFA含量随饲粮Val和Ile比例增加呈先降低后升高趋势,1 ∶ 0.7 ∶ 0.6、1 ∶ 0.8 ∶ 0.7组血清中二者含量显著低于1 ∶ 0.4 ∶ 0.3和1 ∶ 0.5 ∶ 0.4组(P < 0.05)。饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭血清中T3、T4和胰岛素含量均无显著影响(P>0.05)。
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表 3 饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭血清生化和激素指标的影响 Table 3 Effects of BCAAs on serum biochemical and hormone indices of Youxian partridge ducks |
由表 4可知,饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭十二指肠、空肠和回肠的单位长度重量与相对重量均无显著影响(P>0.05)。
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表 4 饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭肠道发育的影响 Table 4 Effects of BCAAs ratios on intestinal development of Youxian partridge ducks |
BCAAs由于其结构相似性,在生产应用中需注意其比例的平衡。有研究报道,过量摄食BCAAs会影响动物的生长,尤其当某一种BCAAs过多时,BCAAs之间易发生拮抗作用,严重阻碍其他氨基酸的吸收与转化,降低动物的采食量及生长速度,影响机体的正常生理功能[13];另有学者研究表明,饲粮中某一种BCAAs过量摄入时,肉鸡将降低大脑中5-羟色胺的水平,导致其采食量降低,进而引起生长性能下降[14]。本试验结果表明,饲粮BCAAs总量(3.76%)保持一致,其比例在1 ∶ 0.4 ∶ 0.3~1 ∶ 0.9 ∶ 0.8内对攸县麻鸭ADFI无显著影响。BCAAs比例为1 ∶ 0.5 ∶ 0.4时,试验鸭末重和ADG显著提高;BCAAs比例为1 ∶ 0.7 ∶ 0.6时,末重和ADG达到最高值,而F/G最低。因此,我们认为饲粮中BCAAs比例为1 ∶ 0.4 ∶ 0.3时,Leu过量降低29~63日龄攸县麻鸭ADG,影响其生长性能。从生长性能数据来看,29~63日龄攸县麻鸭适宜BCAAs比例范围较广, 为1 ∶ 0.5 ∶ 0.4~1 ∶ 0.9 ∶ 0.8。常银莲[4]、Pastor等[13]、Corzo等[15]和白洁[16]报道,合理调整肉鸡饲粮中的BCAAs比例(Leu ∶ Val ∶ Ile分别为1 ∶ 0.55 ∶ 0.50、1 ∶ 0.58 ∶ 0.67、1 ∶ 0.63 ∶0.72和1 ∶ 0.69 ∶ 0.82),可显著提高不同生产阶段肉鸡ADG并且降低F/G。此外,《肉鸭饲养标准》给出雏鸭生长期适宜Leu ∶ Val ∶ Ile比例为1 ∶ 0.62 ∶0.50~1 ∶ 0.80 ∶ 0.67[17]。这些结果均表明,饲粮适宜BCAAs比例有利于提高家禽生长性能,与本试验结果相一致。
3.2 饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭血清生化和激素指标的影响Leu、Ile和Val参与机体的糖、脂和蛋白质的合成以及相互转换,主要是其在不同脱氢酶的作用下,分解生成乙酰辅酶A、琥珀酰辅酶A和丙酰辅酶A后进入三羧酸循环,最后通过生酮和生糖作用参与机体糖、脂肪和蛋白质的合成以及相互转化[18-20]。在热应激条件下,增加肉鸡Leu摄入量可缓解其血清中GLU含量异常升高,TG和TC含量的下降[21]。另外有研究认为,合适BCAAs的剂量和比例也是影响代谢功能关键因素,猪饲粮BCAAs饲粮的比例(Leu ∶ Val ∶ Ile)在1 ∶ 0.75 ∶0.75~1 ∶ 0.25 ∶ 0.25时,可以降低脂肪酸合成[12]。从本试验结果来看,在BCAAs总量不变情况下,随饲粮Val和Ile比例增加,攸县麻鸭血清中GLU含量呈线性降低趋势,而UA、TG和FFA含量呈先降低后升高趋势。GLU是反映体内能量代谢的重要指标,BCAAs与糖代谢有着密切的关系[20],因此试验鸭血清中GLU含量变化原因可能在于BCAAs之间存在拮抗作用,当Leu过量时可引起Val和Ile的缺乏,而高Leu水平可刺激GLU吸收且降低机体对胰岛素的敏感性。另外有研究表明,高Leu水平会抑制脂肪酸β-氧化,而高Val水平有利于机体对血清中FFA的吸收[21],因此随着BCAAs比例变化,血清中TG和FFA含量呈先降低后升高趋势。诸多研究认为家禽血清中的UA是其体内氨基酸、核酸和蛋白质等分解代谢的主要产物,所以血清UA含量能较好地反映家禽对饲粮中蛋白质利用和氨基酸比例平衡状况[22-23]。由血清中UA的含量变化可知,饲粮BCAAs比例在1 ∶ 0.6 ∶ 0.5~1 ∶ 0.8 ∶ 0.7,攸县麻鸭机体营养状况良好,蛋白质合成利用效率较高,饲粮氨基酸平衡较好。当以玉米和豆粕为基础饲粮时,Leu的含量往往高于试验鸭需要量,增加饲粮中Val和Ile比例恰好能够抵消BCAAs之间拮抗作用,从而平衡氨基酸比例,提高饲粮中氨基酸利用率[5]。因此,从血清生化指标结果可以看出,高Leu低Ile、Val饲粮会导致血脂沉积过多,蛋白质利用效率低;只有当BCAAs比例在1 ∶ 0.6 ∶ 0.5~1 ∶ 0.7 ∶ 0.6才能保障试验鸭糖、脂肪和蛋白质代谢平衡。
动物机体内唯一可降低血糖的激素是胰岛素,它同时参与蛋白质、糖原和脂肪的合成。本试验结果显示,在BCAAs总量均为3.76%时,Leu ∶Val ∶ Ile比例在1 ∶ 0.4 ∶ 0.3~1 ∶ 0.9 ∶ 0.8,试验鸭血清中T3和T4含量无显著变化,但其胰岛素含量呈升高趋势,这与血清中GLU含量变化趋势相符。本试验结果表明,饲粮BCAAs在适宜比例范围可能通过血清胰岛素来调控试验鸭血糖、血脂代谢稳定。
3.3 饲粮BCAAs比例对攸县麻鸭肠道发育的影响小肠是家禽转运、消化和吸收营养物质的主要器官,小肠发育情况(相对长度及重量等)的变化均可改变其对养分的吸收,最终影响其生长性能[24]。常银莲[4]通过研究不同BCAAs水平对14和21日龄肉鸡肠道发育的影响发现,饲粮中BCAAs水平由3.04%增加到4.82%,空肠相对重量及单位长度重量,十二指肠单位长度重量也会随之增加;但饲粮BCAAs总量达到5.71%其空肠长度及相对重量、十二指肠相对重量反而下降。本试验结果表明,饲粮中BCAAs总量不变(3.76%)其比例在较宽范围(1 ∶ 0.4 ∶ 0.3~1 ∶ 0.9 ∶0.8)内,对攸县麻鸭各肠段发育指标均无显著影响,分析其原因可能在于影响肠道发育主要原因是BCAAs水平而非比例,过高或过低BCAAs水平都会导致采食量下降,对肠道的生长发育不利。另外有研究指出,较高采食量有利于肠道的生长发育[25],结合生长性能数据来看,饲粮不同BCAAs比例对试验鸭ADFI无显著影响,这也正好应证了各组肠道发育指标无差异。综合上述结果,饲粮BCAAs比例虽对试验鸭采食量、肠道发育指标并无显著影响,但适宜比例有利于提高麻鸭生长性能,分析其原因可能在于适宜BCAAs比例(1 ∶ 0.6 ∶ 0.5~1 ∶ 0.7 ∶ 0.6)提高其对氨基酸利用效率,调控机体糖、脂肪代谢和能量平衡,然而其具体机制有待进一步深入研究。
4 结论① 高Leu饲粮会导致攸县麻鸭末重和ADG降低,F/G升高。在本试验条件下,饲粮BCAAs比例在1 ∶ 0.6 ∶ 0.5~1 ∶ 0.9 ∶ 0.8生长性能较优。
② 饲粮中BCAAs总量为3.76%时,其比例在1 ∶ 0.6 ∶ 0.5~1 ∶ 0.7 ∶ 0.6(Leu ∶ Lys为181%~198%,Val ∶ Lys为119%~125%,Ile ∶ Lys为99%~109%),试验鸭血清生化指标较优。因此从生产成本考虑,29~63日龄攸县麻公鸭推荐BCAAs比例为1 ∶ 0.6 ∶ 0.5~1 ∶ 0.7 ∶ 0.6。
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