王 璐,陳一凡,賴長(zhǎng)華(動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 100193)
油脂作為優(yōu)質(zhì)能量飼料應(yīng)用于動(dòng)物日糧中成本很高,精準(zhǔn)飼養(yǎng)可以減少資源浪費(fèi),所以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)油脂消化率尤為重要。表觀回腸和全腸道消化率常用來(lái)衡量營(yíng)養(yǎng)成分的消化率,但是表觀消化率并不能真實(shí)反映豬對(duì)油脂的消化能力。大量研究表明,無(wú)論脂肪的來(lái)源和形式如何,都存在一個(gè)共同的現(xiàn)象,即隨著日糧脂肪含量的增加,表觀回腸末端消化率(Apparent Ileal Digestibility,AID)和表觀全腸道消化率(Apparent Total Tract Digestibility,ATTD)都隨之增加,而真消化率并不受日糧脂肪含量的影響[1-3]。測(cè)定油脂的真消化率必須準(zhǔn)確評(píng)估內(nèi)源脂肪損失(Endogenous Losses of Fat,ELF)。在油脂添加水平較低的情況下,ELF對(duì)脂肪表觀消化率的影響較為顯著[4]。而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,油脂的添加量較低,因此通過(guò)測(cè)定油脂ELF,進(jìn)而對(duì)油脂的表觀消化率進(jìn)行校正很有必要,且真消化率在配合飼料中具有一定的可加性[5]。
日糧蛋白水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)展到氨基酸標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率,磷需要量也已使用有效磷來(lái)衡量,但是脂肪或脂肪酸需要量還沒(méi)有被廣泛采用。目前,豬日糧配方中脂肪水平一般是指日糧中總的脂肪含量,而不是指可利用的脂肪總量[6]。而關(guān)于脂肪和脂肪酸真消化率的研究非常有限。因此,內(nèi)源脂肪和脂肪酸損失的研究對(duì)于單胃動(dòng)物油脂真消化率的計(jì)算和脂肪酸需要量的確定具有重要的意義,可為脂肪或脂肪酸需要量提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?;诖?,本文系統(tǒng)地對(duì)生長(zhǎng)豬內(nèi)源脂肪和脂肪酸損失的研究進(jìn)行綜述。
ELF是指動(dòng)物消化道產(chǎn)生的非膳食脂質(zhì),主要包括消化道分泌的消化液(主要是膽汁酸)、腸壁脫落的細(xì)胞以及細(xì)菌細(xì)胞壁磷脂和后腸微生物合成的脂肪等[7]。嚴(yán)格地講,微生物部分的脂質(zhì)不屬于內(nèi)源脂肪,但它們常常被籠統(tǒng)地包括在內(nèi)。目前在豬日糧中,針對(duì)粗蛋白質(zhì)和氨基酸的內(nèi)源損失研究較多[8-9],但關(guān)于內(nèi)源脂肪和脂肪酸損失的報(bào)道較少。ELF不僅受到日糧中纖維含量和纖維類型的影響,還與油脂的來(lái)源和形態(tài)有關(guān),此外評(píng)估脂肪濃度的分析方法(粗脂肪與酸解脂肪)以及動(dòng)物效應(yīng)也可能影響ELF評(píng)估[10]。關(guān)于動(dòng)物ELF的測(cè)定方法目前有無(wú)脂法、回歸法和同位素標(biāo)記法,其中回歸法因方便和準(zhǔn)確而最為常用。由于各種因素的影響,關(guān)于動(dòng)物內(nèi)源脂肪和脂肪酸損失的報(bào)道差異較大。
2.1 日糧纖維含量 有研究表明,更多的膳食纖維可能會(huì)增加上皮細(xì)胞脫落和促進(jìn)糞便微生物排出[10],并減少內(nèi)源性脂肪(如膽汁酸)的重吸收[11],從而增加內(nèi)源性脂肪排出。此外,通常所說(shuō)的油脂是指從植物籽實(shí)或動(dòng)物組織中提取,脂肪含量接近100%的油或脂,稱之為提取油脂。然而,飼料原料中通常會(huì)含有一定量的脂肪,這些脂肪仍以自然的狀態(tài)存在于飼料原料中,稱之為結(jié)合油脂[9]。大量研究表明,與含提取油脂的日糧相比,結(jié)合油脂日糧中的纖維濃度更高,導(dǎo)致酸解脂肪的內(nèi)源性損失更大[4,6-7,12]。此外,Su等[13]報(bào)道,在玉米-豆粕基礎(chǔ)日糧中,大豆油的酸解脂肪內(nèi)源損失要大于在玉米淀粉-酪蛋白基礎(chǔ)日糧中測(cè)得的值,這是因?yàn)橛衩?豆粕日糧中的纖維來(lái)源是天然纖維,且中性洗滌纖維(Neutral Detergent Fiber,NDF)水平在10%左右,而玉米淀粉-酪蛋白日糧中纖維來(lái)源是合成纖維,NDF水平低于5%。
但Kil等[4]通過(guò)加入合成纖維素粉(Solka-Floc)來(lái)調(diào)整生長(zhǎng)豬日糧中NDF濃度的研究表明,合成纖維濃度對(duì)玉米油的表觀和真消化率幾乎沒(méi)有影響,也就是說(shuō)沒(méi)有對(duì)生長(zhǎng)豬回腸和全腸道ELF造成影響。產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是合成纖維不會(huì)像天然纖維那樣刺激微生物脂肪合成。
2.2 油脂來(lái)源 不同來(lái)源的油脂脂肪酸組成存在較大差異,而不飽和脂肪酸相對(duì)于飽和脂肪酸的消化率更高,可能導(dǎo)致ELF的不同。Freeman等[14]研究結(jié)果表明,日糧中油脂來(lái)源的不同會(huì)導(dǎo)致內(nèi)源損失的差異,豬油的全腸道內(nèi)源損失最大(32.6g/d),大豆油和椰子油分別為9.45、8.3 g/d。Su等[15]和Zhao等[16]均使用玉米-豆粕基礎(chǔ)日糧,測(cè)得大豆油、棕櫚油和棉籽油生長(zhǎng)豬ELF分別為14.02、10.80、13.83 g/kg DM。大豆油和棉籽油的ELF高于棕櫚油,可能是因?yàn)檫@2種油脂的不飽和脂肪酸含量較高。
2.3 腸道微生物 豬的腸道微生物主要集中在后腸道。后腸道微生物對(duì)內(nèi)源脂肪和脂肪酸損失的影響:一方面是微生物的氫化作用使得進(jìn)入后腸道的不飽和脂肪酸變?yōu)轱柡椭舅醄5],影響脂肪酸內(nèi)源損失和消化率的測(cè)定;另一方面,當(dāng)日糧組成發(fā)生改變尤其是可發(fā)酵纖維增多時(shí),刺激腸道,增加腸道微生物活性,從而增加了ELF[7],因此,脂肪的真回腸末端消化率(True Ileal Digestility,TID)相對(duì)于真全腸道消化率(True Total Tract Digestibility,TTTD)能更準(zhǔn)確地反映日糧脂肪的消化率和脂肪酸的可利用性。影響ELF的因素可能不僅僅是單一的,而是多種效應(yīng)的綜合結(jié)果。此外,評(píng)估脂肪濃度的分析方法(粗脂肪或酸解脂肪)[4,17]以及動(dòng)物效應(yīng)[18]等也可能影響ELF的估計(jì)。
在ELF測(cè)定的過(guò)程中包括回腸和全腸道2個(gè)收集位點(diǎn)。一般認(rèn)為,回腸ELF的測(cè)定結(jié)果因排除了后腸道微生物的修飾效應(yīng),而更能反映日糧脂肪酸的可利用性。目前測(cè)定油脂ELF的方法主要有無(wú)脂法、回歸法和同位素標(biāo)記法。
3.1 無(wú)脂法 無(wú)脂法是最簡(jiǎn)便快捷地測(cè)定豬回腸和全腸道內(nèi)源脂肪和脂肪酸損失的方法。通過(guò)給動(dòng)物飼喂半純和的無(wú)脂日糧來(lái)確定ELF。無(wú)脂日糧主要由純淀粉(一般為玉米淀粉)、脫脂蛋白(一般為酪蛋白或大豆分離蛋白)、蔗糖、4%的合成纖維素(一般為醋酸纖維素)以及維生素和微量元素等組成。使用這種方法的基本假定是:當(dāng)動(dòng)物采食無(wú)脂日糧時(shí),回腸食糜或全腸道糞便中的脂肪或脂肪酸均被認(rèn)為來(lái)自于內(nèi)源部分。在相同條件下使用相同類型的日糧,內(nèi)源脂肪的損失量不會(huì)因日糧中油脂的來(lái)源或攝入量的變化而發(fā)生變化[19]。
該方法受到很多爭(zhēng)議,因?yàn)楫?dāng)動(dòng)物采食半純和的無(wú)脂日糧時(shí),機(jī)體的新陳代謝會(huì)發(fā)生改變,從而影響內(nèi)源脂肪和脂肪酸的損失量[20]。同時(shí),由于無(wú)脂日糧通常通過(guò)合成纖維作為日糧的纖維來(lái)源,而合成纖維不能像天然纖維那樣刺激內(nèi)源脂肪排泄,會(huì)導(dǎo)致食糜和糞中的ELF減少[4],低估動(dòng)物采食平衡日糧時(shí)的內(nèi)源損失。但如果研究纖維水平(選擇低脂或脫脂的富含纖維的纖維源)或纖維源對(duì)ELF的影響,相比于其他方法,該方法最切合實(shí)際。
3.2 回歸法 回歸法是將不同梯度水平(最高梯度一般不超過(guò)10%)的油脂添加到日糧中飼喂生長(zhǎng)育肥豬,測(cè)定食糜或糞便中脂肪和脂肪酸的含量,假定可消化脂肪和脂肪酸的量與攝入量呈線性關(guān)系,日糧中油脂的添加水平不會(huì)影響內(nèi)源性脂肪或脂肪酸的產(chǎn)生?;诖?,用可消化脂肪和脂肪酸的量與所攝入脂肪和脂肪酸的總量進(jìn)行回歸,其中,回歸方程的斜率表示為真消化率,Y軸截距被認(rèn)為是脂肪或脂肪酸的內(nèi)源損失[5]。目前,回歸法是測(cè)定ELF最為常用的方法。由于在回歸法測(cè)定中,基礎(chǔ)日糧不是半純和的無(wú)脂基礎(chǔ)日糧,因此更能在接近動(dòng)物正常的生理狀態(tài)下,相對(duì)準(zhǔn)確地反映機(jī)體的ELF,且通過(guò)添加不同來(lái)源的油脂可以測(cè)定不同油脂源對(duì)動(dòng)物本身ELF的影響。然而,基礎(chǔ)日糧的類型會(huì)顯著影響ELF[13],在使用回歸法測(cè)定ELF的過(guò)程中,所使用的基礎(chǔ)日糧類型尚未統(tǒng)一,因此得出的油脂ELF差異較大。
3.3 同位素標(biāo)記法 理論上而言,同位素標(biāo)記法是測(cè)定豬在采食含油脂日糧時(shí)ELF的一種直接的方法。但是,關(guān)于同位素標(biāo)記技術(shù)測(cè)定ELF的研究較少:一方面所使用的標(biāo)記物14C具有放射性,使其在使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存的過(guò)程中很不方便;另一方面,在通過(guò)標(biāo)記的脂肪酸技術(shù)確定脂肪的真實(shí)消化率時(shí),理想情況下,應(yīng)該標(biāo)記脂肪的每種脂肪酸成分,對(duì)于大多數(shù)脂肪來(lái)說(shuō),這是不切實(shí)際的[14]。因此,在為數(shù)不多的ELF研究中,有關(guān)同位素標(biāo)記法測(cè)定ELF的報(bào)道極少。
綜上所述,使用回歸法測(cè)定油脂ELF是目前最為切實(shí)可行的方法,一方面操作較簡(jiǎn)便、成本低,另一方面不會(huì)對(duì)動(dòng)物機(jī)體的新陳代謝產(chǎn)生嚴(yán)重影響或造成放射性污染,對(duì)人畜基本無(wú)害。此外,該方法可以相對(duì)準(zhǔn)確地測(cè)定出在同一試驗(yàn)條件下不同油脂的ELF和真消化率。
關(guān)于生長(zhǎng)豬內(nèi)源脂肪和脂肪酸損失的研究不像內(nèi)源氨基酸那樣系統(tǒng)深入,一般都是在測(cè)定油脂能值或消化率的基礎(chǔ)上對(duì)其估計(jì),基于回歸法順便評(píng)估豬的ELF。目前關(guān)于油脂的脂肪酸內(nèi)源損失研究非常有限,僅有J?rgensen等[5]研究結(jié)果證明,棕櫚酸和硬脂酸回腸末端和全腸道內(nèi)源損失差異較大,顯示出后腸微生物群落的氫化作用對(duì)于不飽和脂肪酸的影響。關(guān)于ELF的研究大致可分為兩類。
4.1 同一基礎(chǔ)日糧類型生長(zhǎng)豬油脂ELF的研究 部分研究考慮到生產(chǎn)中常用的基礎(chǔ)日糧中含有約2%的植物油脂,這部分結(jié)合油脂可能對(duì)消化率和能值的測(cè)定產(chǎn)生影響,因此使用近于無(wú)脂的基礎(chǔ)日糧以期消除這種影響。還有部分研究為了更加接近實(shí)際生產(chǎn)情況,傾向于使用玉米-豆粕型日糧測(cè)定油脂的能值。如果在今后對(duì)ELF的研究中可以使用相同的基礎(chǔ)日糧類型(除油脂源之外其他成分均相同),那么得到的結(jié)果可能更具有可比性。
4.1.1 近于無(wú)脂型基礎(chǔ)日糧 J?rgensen等[5]以玉米淀粉-馬鈴薯淀粉-酪蛋白為基礎(chǔ)日糧(粗脂肪含量為0.50%)研究大豆油的ELF,大豆油的添加水平為0%、0.5%、1.0%、2.0%和3.0%,采用回歸法得到大豆油回腸末端和全腸道ELF分別為4.47、4.41 g/kg DM。Su等[13]在玉米淀粉-酪蛋白基礎(chǔ)日糧(酸解脂肪含量為0.34%)中添加0%、5%和10%的大豆油,回歸得到的全腸道酸解脂肪的內(nèi)源損失為1.37 g/kg DM。Li等[21]在玉米淀粉-豆粕型基礎(chǔ)日糧(酸解脂肪含量為0.50%)的基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)玉米DDGS(17%、34%和51%)、米糠(14%、 28%和42%)及全脂大豆(14%、28%、42%)的消化率時(shí),根據(jù)這幾個(gè)添加水平回歸得到玉米DDGS、米糠、全脂大豆的生長(zhǎng)豬酸解脂肪內(nèi)源損失分別為2.88、1.48、2.9 g/kg DM。在這些研究中,雖然統(tǒng)一使用近于無(wú)脂的基礎(chǔ)日糧,消除了基礎(chǔ)日糧中結(jié)合油脂的影響,但是日糧中纖維濃度和特性均存在差異,因此,即使是相同的油脂源,回歸得到的ELF也有差別。
4.1.2 玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧 Su等[15]在玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧中分別添加5個(gè)水平(2%、4%、6%、8%和10%)的大豆油和棕櫚油,結(jié)果表明,大豆油和棕櫚油酸解脂肪的內(nèi)源損失分別為14.02 g/kg DM和10.8 g/kg DM。Su等[13]在玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧中添加0%、5%和10%的大豆油,回歸得到的全腸道酸解脂肪的內(nèi)源損失為13.06 g/kg DM。Zhao等[16]在玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧中添加2%、4%、6%、8%和10%的棉籽油,回歸測(cè)定的棉籽油酸解脂肪的內(nèi)源損失為13.83 g/kg DM。當(dāng)使用實(shí)際生產(chǎn)中常用的基礎(chǔ)日糧時(shí),可以保證纖維濃度和特性的一致性(因?yàn)樵谕辉囼?yàn)條件下無(wú)需額外添加合成纖維),但是無(wú)法消除玉米豆粕中的結(jié)合油脂對(duì)ELF的影響。
4.2 不同油脂形態(tài)生長(zhǎng)豬ELF的研究 油脂存在形態(tài)的不同,其消化率存在差異,并且同一種油脂在不同飼料原料中的消化率也是不同的。
Kil等[4]在基礎(chǔ)日糧中添加4個(gè)不同水平的玉米油(0%、2%、4%和6%)和玉米胚芽粕(0%、12.2%、24.4%和36.6%),結(jié)果顯示,玉米油和玉米胚芽粕回腸末端ELF分別為3.28 g/kg DM和7.27 g/kg DM,全腸道ELF分別為3.77 g/kg DM和12.08 g/kg DM。這表明,不管是回腸末端還是全腸道,與含提取油脂的日糧相比,含結(jié)合油脂的日糧因纖維濃度較高而具有更多的ELF。Zhou等[12]在基礎(chǔ)日糧中分別添加4個(gè)水平的菜籽油(1.5%、3%、4.5%、6%)和菜籽餅(10%、20%、30%、40%),回歸得出的菜籽油和菜籽餅全腸道ELF分別為23.0 g/kg DM和23.9g/kg DM,回腸末端ELF分別為9.3 g/kg DM和9.5g/kg DM,添加菜籽油或菜籽餅對(duì)回腸和全腸道的ELF沒(méi)有影響,也就是說(shuō)油脂形態(tài)對(duì)于ELF沒(méi)有影響,作者認(rèn)為基礎(chǔ)日糧中含有菜籽粕,使得不同處理的NDF含量比較接近。此外,部分研究支持不管油脂形態(tài)如何ELF全腸道大于回腸末端的結(jié)論[4,12]。
內(nèi)源脂肪和脂肪酸損失的測(cè)定對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估油脂真消化率和確定脂肪酸需要量至關(guān)重要。目前最常用的確定ELF的方法是回歸法,但各種研究結(jié)果存在較大差異,造成這種現(xiàn)象的原因可能是基礎(chǔ)日糧類型和纖維源的不同,而不僅僅由油脂本身引起。因此,在今后的研究中,如果能統(tǒng)一基礎(chǔ)日糧和纖維源,在此基礎(chǔ)上研究不同來(lái)源油脂對(duì)ELF的影響可能更為準(zhǔn)確,提供的ELF基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更加具有可比性和代表性。此外,關(guān)于腸道微生物對(duì)于ELF的影響還需要通過(guò)檢測(cè)糞便中的短鏈脂肪酸和糞便微生物來(lái)進(jìn)一步確定??傊钊胂到y(tǒng)地研究ELF對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐中合理運(yùn)用油脂具有重要的指導(dǎo)意義。