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在反刍动物营养研究中,传统 21 - 24 h 水解法分析氨基酸(AA)存在缺陷。研究人员开展 “利用多时间点水解和非线性回归测定生物标准品、奶牛牛奶、组织、瘤胃微生物及各种饲料的氨基酸谱和 21 小时校正因子” 的研究。结果表明该方法可提高 AA 回收率,不同蛋白底物校正因子有差异。这对优化反刍动物营养模型意义重大。
在反刍动物的营养世界里,氮(N)就像是一把关键的钥匙,掌控着动物生长和代谢的诸多进程。蛋白质作为氮的重要来源,被水解成氨基酸(AA)后,在动物体内发挥着不可或缺的作用。然而,长期以来,用于分析氨基酸含量的传统方法 —— 标准 21 - 24 小时水解法,却存在着不少问题。一些氨基酸,像丝氨酸(Ser)和苏氨酸(Thr),在水解早期就容易降解;而另一些,如支链氨基酸(BCAA),则需要更长时间的水解才能完全释放。这就导致在确定氨基酸谱时,使用这种传统方法会降低氨基酸的回收率,进而低估某些氨基酸的含量,使得反刍动物底物中氨基酸浓度的评估不够准确。这种不准确在实际应用中影响很大,比如在利用营养模型(如康奈尔净碳水化合物和蛋白质系统 CNCPS、美国国家科学院工程院和医学院 NASEM 模型)计算动物营养需求和制定饲料配方时,可能导致饲料供应与动物实际需求不匹配,影响奶牛的生产性能和健康。
为了解决这些问题,来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。研究人员收集了包括饲料、组织、牛奶、瘤胃微生物等在内的多种样本,涵盖了反刍动物营养相关的多个方面。通过多时间点水解(MTH)结合非线性回归的方法,对这些样本进行深入分析,旨在确定更准确的氨基酸组成和谱图,并为单一时间点水解开发校正因子(CF)。该研究成果发表在《Animal Feed Science and Technology》上。
研究人员用到的主要关键技术方法包括:首先是样本处理,从多个不同来源收集样本并进行处理和成分分析;然后采用酸水解、碱性水解和过甲酸(PA)氧化等多种水解方法来分析 18 种氨基酸;接着使用高效液相色谱 - 紫外检测(HPLC - UV)和两性离子亲水相互作用液相色谱 - 串联三重四极杆质谱(HILIC - TQMS)两种分析方法;最后通过非线性回归分析来确定氨基酸的真实浓度等。
在研究结果部分:
- 模型系数分析:通过对模型系数 A0、h 和 l 的研究发现,不同氨基酸在不同蛋白质类型中的水解动态存在差异。例如,一些氨基酸(如 BCAA、Ser 和 Thr)的损失率较为稳定,而另一些则因样本而异。这表明化学水解法在分析氨基酸组成方面存在一定的局限性。
- 氨基酸谱构建:利用 A0构建了基于干物质(DM)和氮(N)含量的两种氨基酸谱。结果显示,基于 N 的谱图中,Arg、His、Gly 和 Lys 的百分比更高,而 Met、Phe 和 Tyr 的百分比更低。这种差异对于精确模拟胃肠道中氮的流动具有重要意义。
- 校正因子计算:计算得到了各样本的校正因子,发现大多数氨基酸的校正因子大于 1,且蛋白质类型对 Ala、Arg、Asp、Glu、Trp 和 Val 这 6 种氨基酸的校正因子有显著影响。这意味着在进行氨基酸分析时,需要考虑蛋白质类型对校正因子的影响,以提高分析的准确性。
在结论和讨论部分,该研究表明多时间点水解结合非线性回归的方法能够提高所有样本中氨基酸的回收率。BCAA 需要更长的水解时间,而 Ser 和 Thr 在水解过程中容易早期降解,同时该方法能更准确地测定 Trp 的含量。考虑每个氨基酸的氮含量和样本的总氮量,可以得到更优化的氨基酸谱,这有助于在制定奶牛日粮时更好地模拟氨基酸和氮的流动。此外,开发的样本特异性校正因子可以在标准 21 - 24 小时水解时更精确地估计氨基酸组成,从而为反刍动物的营养配方提供更准确的依据,对提高反刍动物的营养管理水平、优化饲料配方、提升动物生产性能和健康状况具有重要意义。同时,研究也指出了该方法存在的一些局限性,如水解时间长、成本高、存在安全隐患以及分析方法的标准化问题等,为后续研究指明了方向。