膨化犬粮中全豆粉添加对标准回肠氨基酸消化率非叠加性影响的研究

本研究针对宠物食品行业基于粗蛋白(CP)和总氨基酸(AA)浓度配方的局限性，通过去盲肠公鸡模型评估了含玉米/玉米蛋白粉(Corn45)与梯度全豆粉(Pulse15/30/45)的膨化犬粮中标准回肠消化率(SID)的叠加性。研究发现仅5种AA在Corn45中呈现叠加性，而豆粉添加显著降低AA消化率预测准确性，揭示了膨化工艺中原料互作对AA生物利用度的关键影响，为精准宠物食品配方提供了新见解。

　　

研究背景与意义

宠物食品行业长期依赖粗蛋白(CP)和总氨基酸(AA)含量进行配方设计，而猪禽养殖业已广泛采用标准回肠消化率(SID)体系。这种差异的核心矛盾在于：膨化工艺是否会影响原料AA消化率的叠加性？随着全球65%的宠物食品采用膨化工艺，且超50%为无谷物配方（以豆类替代谷物），理解豆类原料与加工过程的互作机制至关重要。豆类虽富含蛋白质(17-30%)和膳食纤维，但存在植酸、单宁等抗营养因子(ANFs)，而挤压膨化可能通过破坏ANFs或形成美拉德产物改变AA生物利用度。这一科学问题直接关系到宠物食品能否像猪禽饲料一样实现精准AA营养供给。

关键技术方法

研究采用去盲肠公鸡模型（28只，每组4重复）评估4种膨化犬粮（含0-45%全豆粉）及原料（鸡肉粉、斑豆粉、鹰嘴豆粉）的SID。通过48小时空腹公鸡校正内源性AA损失，使用高效液相色谱(HPLC)分析AA组成。通过比较实测SID与基于原料SID的预测值（文献数据+实测数据），采用SAS 9.4进行单样本t检验评估叠加性。

研究结果

1. 化学组成与AA消化率差异

含45%玉米的Corn45中必需AA SID普遍高于豆粉组（P<0.05），如异亮氨酸(80.9% vs 77.8-83.5%)、亮氨酸(88.0% vs 79.0-82.4%)。豆粉组中仅精氨酸(86.2-90.0%)、色氨酸(77.3-86.4%)表现优异。值得注意的是，半胱氨酸在Pulse15/45的实测SID仅58%，显著低于预测值（差值达-13.5%）。

2. AA叠加性验证

Corn45中仅色氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸5种AA呈现叠加性（P>0.05），而豆粉组叠加性进一步恶化：Pulse15仅色氨酸叠加，Pulse30/Pulse45分别仅2种和1种AA叠加。绝大多数AA的预测SID高于实测值（负差值），如Pulse15中异亮氨酸(-11.9%)、亮氨酸(-11.1%)差异显著。

3. 关键影响因素

• 纤维互作：豆粉组总膳食纤维(6.65-8.31%)显著高于Corn45(5.50%)，可能通过增加粘蛋白分泌提高内源性AA损失

• 抗性淀粉：豆类淀粉的高直链淀粉比例（Pulse15淀粉糊化度95%）可能降低AA消化率

• 加工效应：膨化虽降低ANFs（如胰蛋白酶抑制剂活性可忽略），但可能引发AA交联（如半胱氨酸-脱氢丙氨酸形成羊毛硫氨酸）

结论与讨论

该研究首次证实膨化犬粮中AA消化率不具备原料水平的叠加性，这一发现挑战了现行宠物食品配方的基本假设。豆类原料的引入通过纤维-淀粉-蛋白质三元互作加剧了预测偏差，尤其在含24.2%豌豆淀粉的Pulse15中表现最显著。尽管膨化能有效破坏ANFs（如Reilly等2021年证实膨化豆类胰蛋白酶抑制剂活性可忽略），但美拉德反应和AA交联等副反应可能抵消其益处。

研究启示在于：

1. 1.

   直接使用原料SID数据会高估膨化犬粮AA利用率（平均偏差达-8%），可能导致低蛋白日粮的AA缺乏风险；

2. 2.

   豆类原料中半胱氨酸的生物利用度需特别关注，尽管本研究中32%的高蛋白水平缓冲了其对牛磺酸合成的影响；

3. 3.

   未来需建立"原料组合-膨化参数-AA消化率"数据库，而非孤立评估单一原料。

该成果发表于《Journal of Animal Science》，为开发基于真实消化率的宠物食品精准配方系统奠定理论基础，同时揭示了膨化工艺中营养互作这一"黑箱"的科学价值。