饲料是发展畜牧业的物质基础,在畜禽的日粮组成中蛋白质饲料占20~40%的比例,从饲料成本上分析蛋白质饲料要占到饲料成本40~50%。从营养学角度来看蛋白质是畜禽维持、生长、生产所必需而不能为其他物质所替代的营养素。我国是人多地少、资源比较短缺的国家,尤其用于畜牧养殖的优质蛋白质饲料资源紧缺,如何有效利用现有蛋白质饲料资源,提高蛋白质利用效率始终是重要的课题。而对饲料蛋白质氨基酸的营养价值进行评定是合理利用蛋白质资源的基础工作。本文就饲料中蛋白质氨基酸营养价值的常用评定方法进行了综述。
目前,国内外尚无统一的蛋白质氨基酸营养价值评定方法,常用的评定方法主要可分为体内法、尼龙袋法和体外法三大类。
1 用体内法(in vivo)评定饲料蛋白质氨基酸营养价值
体内法是用在完全或接近动物正常生理条件下测定饲料中蛋白质氨基酸在动物体内消化消化率的一种方法。现在主要采用的体内法有真代谢能法和回肠食糜分析法。
1.1 真代谢能法
真代谢能法(ture metabolizable energy,TME),又称消化试验法,适用于禽类对饲料氨基酸可利用率的测定。该法是Sibbald提出的一种快速测定真代谢能的方法。即饥饿-强饲-收粪法,后来被用来测定饲料的蛋白质氨基酸消化率[1]。其具体操作为:选成年公鸡单笼饲养,试验前先饥饿一定时间(通常为24-48h),然后强饲适量待测饲料(一般30-70g),收粪32-48h,最后将收集的粪样冻干,粉碎过筛,测定其氨基酸含量,根据食入饲料氨基酸和排出氨基酸的差额计算氨基酸消化率。真氨基酸消化率用内源氨基酸排泄量校正。
现在广泛采用的TME法分为常规法和改进法。常规法以绝食法收集内源氨基酸的排泄量,改进法以强饲50g无氮日粮(玉米淀粉+葡萄糖)法测定内源氨基酸的排泄量;被测饲料的给饲方法不同,前者强饲单一待测料,后者除强饲被测饲料外还配以适量蔗糖或葡萄糖、矿物质、维生素等,对于粗蛋白质含量为20%以上的饲料,根据其蛋白质含量,配以适量淀粉将日粮蛋白质水平调至16-18%,有时还补充维生素和油脂,这两种方法均被大多数学者认同和采用。
真代谢能法的假设基础为:①由排泄物排出来的能量是食入量的直线函数[1];②代谢粪能和内源尿能的损失量不受食入饲料性质和数量的影响[2];③当采食量为零时,回归直线的截距与由同一试验中用绝食鸡测得的代谢粪能和内源尿能的损失量相似[3]。
真代谢能法操作简便,快速,排泄物收集准确。但此法也存在一些缺点:只强饲一种饲料,没有考虑各种饲料原料对能量利用的协同和拮抗作用;饥饿和强饲对鸡只的应激都很大;强饲量低,不能代表鸡在正常情况下的采食量。
1.2 回肠末端法
传统粪分析法在测定氨基酸消化率时会引入大肠阶段的误差,故需采用回肠末端收集食糜来测定氨基酸消化率[4]。近年的研究表明 [5-6],用回肠末端法测定的营养指标消化率数值比排泄物收集法更准确,因为回肠末端测定氨基酸消化率时避免了大肠微生物对小肠分泌的内源性蛋白质、氨基酸和未消化的外源蛋白质的降解,并且不受尿中氨基酸和排泄氮的影响。回肠末端法(sampling at the end of ileum-nethod)是从回肠末端收集食糜样品测定饲料氨基酸利用率的一种生物学方法。回肠末端法是目前用来表征猪饲料氨基酸生物学效价最适宜的方法。NRC《猪的营养需要》(第十次修订本)已全面采用可消化氨基酸,并列出了52种饲料的必须氨基酸回肠末端表观和真消化率[7]。Willams [8]认为,回肠末端氨基酸消化率测定法兼有准确性与可行性的优点,其计算公式为:
回肠末端氨基酸消化率=(I—D)/I
式中:I——某一氨基酸的摄入量;D——回肠末端食糜中该氨基酸排出量。
以上概念也即回肠末端氨基酸表观消化率(吸收率),若用内源氨基酸校正,则称为回肠末端氨基酸真消化率。
Scott等[9]用收集鸡回肠食糜的方法,测定大麦、小麦的表观代谢能,从而提高测定的准确性,近年来引起了动物营养学研究者的关注。唐玲等[10]以酸不溶灰分作指示剂,用回肠末端食糜法测定了3种不同来源的玉米的代谢能值,取得了较好的效果。Kadim等[5]研究了6种蛋白质饲料原料(肉骨粉、豆粕、棉籽粕、鱼粉、玉米、小麦)回肠末端食糜收集时间及采样点对肉仔鸡回肠末端氮消化率的影响。结果表明,采样时间对回肠表观氮消化率未产生重要影响,采食后4h是最佳的采样时刻,距回肠端15cm处是较佳的采样点。
收集回肠末端食糜有多种方法,如屠宰法(the slaughter technique)、瘘管法和回-直肠吻合法。
1.2.1 屠宰法
Cori[11]最早提出用屠宰法从回肠末端取样,其要点是:在饲喂某一日粮一定时间后,将猪屠宰于距回盲瓣一定距离处取样。该方法的优点是:①不受日粮种类限制;②试期短,工作量小,可能在“动物福利伦理”上易于为某些国家接受;③采样前动物消化道干扰小,且可在几个不同点取样。但此方法的缺点是:①不易取得代表性的样本,随日粮组成及种类等因素不同,取样时间、地点都需作相应调整,且必须作指示剂;②信息量少,一只动物仅能取样一次,在统计上单个动物的变异无法予以考虑。用于大动物时,则会非常昂贵;③由于食糜通过小肠是间歇性的,所以在任一时间,回肠末端仅有少量食糜。有时为取得足够量的样本而不得不把从几只动物上采的样本收集到一起来测试,从而使得动物间的变异也无法测得;④动物死后,粘膜细胞很快脱落进入肠腔,从而影响食糜中氨基酸的准确测定,使得取样必须在动物处于麻醉状态下进行,故严格讲此方法应叫麻醉状态下回肠末端取食糜法。
1.2.2 瘘管法
为了避免屠宰法的上述缺点,许多学者提出了几种瘘管法,他们的共同特点是在肠道某一部位植一套管,通过套管来取得样本。根据套管多少和所植位置不同,瘘管法又可分为以下几种类型。
1.2.2.1 桥型瘘管法
桥型瘘管法是分别在回肠末端和盲肠后端各一个T型瘘管,然后用一桥型管将二者联为一体。此法属于全取样法,操作方便且样本代表性好,可不用指示剂。其缺点是:套管易脱落,阻塞和渗漏,尤其是日粮非淀粉多糖含量高时,阻塞和渗漏现象更加严重。取样代表性更差,使可测定日粮种类受到限制。
1.2.2.2 T-型瘘管法
由于桥型瘘管法手术复杂,取样操作烦琐,瘘管可利用时间短,后来人们又发展了一类T-型瘘管法。该法是于回-盲链接处安装T-型套管来取样,其共同特点是均有一根T-型套管,属于点采样方法,必须使用指示剂。根据套管位置和特点,该法又可分为简单T-型瘘管法(STC)、瓣后T-型瘘管法(PVTC)和可控回-盲瓣T-型瘘管法(SICV) [12]。
1.2.3 回-直肠吻合术(IRA)
瘘管法因套管堵塞和渗漏等现象发生而无法用于测定高纤维日粮,尤其是非淀粉多糖含量高的日粮的消化率。IRA是收集回肠末端食糜的一种简捷、实用的方法,近年来被越来越多地用于饲料氨基酸消化率的测定[13]。IRA是通过外科手术将回肠末端和直肠相吻合,结肠末端安装瘘管。瘘管大小适宜,并选用刺激较小重量较轻的银合金制作为宜。瘘管安装是便于排除盲肠和结肠中宿粪和补充电解质之用。Laplace[14]根据吻合部位不同和术后有无回盲瓣将其分为四种:瓣前端侧吻合术,瓣前端端吻合术,瓣后端侧吻合术,瓣后端端吻合术。该法的优点在于以下2方面:①手术过程相对简单,荷术猪恢复快;②易于收集到代表性样本,日粮类型不受限制。不足之处是由于游离大肠,使得荷术猪正常生理状况受到影响,能量、氮、水、电解质均有不同程度改变。