饲粮中添加N-氨甲酰谷氨酸（NCG）与两种不同粗蛋白水平（低和高）对育肥猪生长、氮保留、胴体氨基酸、血液健康、肠道细菌和肉品质的影响

《Animals》：Effects of Dietary N-Carbamylglutamate Addition with Two Different Levels of Crude Protein (Low and High) on the Growth, Nitrogen Retention, Amino Acids in the Carcass, Blood Health, Gut Bacteria, and Meat Quality of Finishing Pigs

　　

本实验旨在研究两种不同粗蛋白（CP）水平，添加或不添加NCG，对育肥猪生产性能和肉品质的影响。研究人员共使用200头猪（[约克夏×长白]×杜洛克），初始平均体重为50.06 ± 1.34 kg，随机分配到四个处理组，持续70天。四个处理组各有10个重复，每个重复5头猪（3公2母）。日粮处理包括：低蛋白NCG?，13% CP（LP NCG?）；低蛋白NCG+，13% CP + NCG 0.1%（1 kg/吨）（LP NCG+）；高蛋白NCG?，15% CP（HP NCG?）；高蛋白NCG+，15% CP + NCG 0.1%（1 kg/吨）（HP NCG+）。在CP效应实验6周后，饲喂LP NCG?日粮的猪血液尿素氮（BUN）、总蛋白、葡萄糖和白蛋白水平显著降低（p < 0.05），而在NCG对肌酐水平的影响方面，HP NCG+日粮组的肌酐水平显著低于LP NCG+组。HP NCG?日粮的干物质采食量和氮摄入量显著高于LP NCG?。LP NCG+日粮的腰肌面积（LMA）和烹饪损失显著高于HP NCG+。异亮氨酸、组氨酸、赖氨酸、丙氨酸和酪氨酸在HP NCG?日粮中显示出比LP NCG?更高的值。LP NCG+日粮提高了厚壁菌门（Firmicutes）的物种多样性和丰度，LP NCG?提高了乳杆菌属（Lactobacillus）的丰度，HP NCG+提高了芽孢杆菌纲（Bacilli）的丰度。因此，低蛋白日粮有利于氮保留、血液指标和胴体氨基酸，而0.1%的NCG补充有利于肠道健康和肉品质。

**论文解读文章**

**研究背景与问题**
当前，关于日粮粗蛋白（CP）水平对育肥猪生产性能的影响，相关研究存在分歧，缺乏统一共识。蛋白质是维持猪只健康、促进肌肉沉积和保障经济生产的关键营养素，尤其在育肥阶段，猪只体重增长迅速且主要构建肌肉组织，通常需要12%至14%的CP。然而，日粮蛋白质摄入量若超过猪只需求，多余部分会通过粪便或尿液排出，不仅降低经济效益，还会增加氮排泄对环境造成的压力。精氨酸（Arginine）作为组织蛋白中含量最丰富的氮载体，具有广泛的代谢调节功能，但直接补充成本高昂，且可能影响其他氨基酸的吸收与代谢。N-氨甲酰谷氨酸（NCG）作为N-乙酰谷氨酸（NAG）的代谢稳定类似物，可通过激活氨甲酰磷酸合成酶-1和吡咯啉-5-羧酸合成酶，促进内源性精氨酸合成，提高血浆精氨酸水平。已有研究表明，NCG在蛋白质减少日粮中能提高背最长肌面积、减少背脂积累，并改善肉品质。然而，NCG在育肥猪中的应用研究尚不充分，其最佳补充剂量与安全性评估信息有限。因此，研究人员开展本研究，旨在探究两种不同CP密度（低与高）及日粮NCG补充对育肥猪生长性能、血液指标、肠道健康及肉品质的影响。

**研究内容与结论**
研究人员以200头育肥猪（[约克夏×长白]×杜洛克，初始平均体重50.06 ± 1.34 kg）为研究对象，随机分为4个处理组，每组10个重复，每重复5头猪（3公2母），进行为期70天的饲养试验。处理组包括：低蛋白无NCG（13% CP，LP NCG?）、低蛋白添加0.1% NCG（13% CP + 0.1% NCG，LP NCG+）、高蛋白无NCG（15% CP，HP NCG?）和高蛋白添加0.1% NCG（15% CP + 0.1% NCG，HP NCG+）。研究结果表明，低蛋白日粮（13% CP）未影响生长性能，但显著改善了氮保留、血液尿素氮等血液参数及胴体氨基酸组成；添加0.1% NCG则进一步改善了肠道健康和肉品质，特别是提高了腰肌面积（LMA）和烹饪损失，并增加了厚壁菌门（Firmicutes）的物种多样性。该研究发表于《Animals》期刊，其重要意义在于揭示了低蛋白日粮与NCG联合使用可作为一种有效策略，在不影响生产性能的前提下，提升胴体特性、血液健康、肠道微生物群落和氮利用效率，同时减少氮排泄带来的环境负担。

**关键技术方法**
研究人员采用以下关键技术方法：动物饲养试验（200头育肥猪，[Yorkshire×Landrace]×Duroc，初始体重50.06±1.34 kg，4个处理组，10个重复/处理，5头/重复，70天）；血液生化分析（使用HITACHI 747生化分析仪测定BUN、肌酐、总蛋白、白蛋白、葡萄糖等）；养分消化率测定（铬指示剂法，0.5% Cr₂O₃，7天收集粪便）；氮保留计算（基于日氮摄入与粪便、尿液氮损失）；有害气体排放分析（使用MultiRAE Lite气体计测定NH₃、H₂S、甲基硫醇、乙酸、CO₂）；背膘厚与瘦肉率测量（Piglog 105，P2点）；肉品质评估（色度、pH、烹饪损失、滴水损失等）；胴体氨基酸分析（iTRAQ标记LC-MS/MS）；粪便微生物菌群分析（16S rRNA基因V3-V4区扩增，Illumina MiSeq PE300/NovaSeq PE250测序，UPARSE聚类，RDP Classifier分类）。统计方法采用2×2因子设计，SAS GLM过程，Tukey HSD事后检验，LEfSe差异丰度分析，FDR校正。

**研究结果**
**3.1 生长性能**：日粮CP水平与NCG补充对育肥猪的平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和饲料转化率（FCR）均无显著交互作用，但FCR在无NCG补充的日粮中于第5周显示出下降趋势（p=0.0547），表明低蛋白日粮未损害生长性能，且NCG无额外影响。

**3.2 血液指标**：CP水平显著影响血液尿素氮（BUN）、总蛋白、葡萄糖和白蛋白，HP NCG?组这些指标均显著高于LP NCG?组（p<0.05）；NCG补充仅影响肌酐水平，HP NCG+组肌酐显著低于LP NCG+组（p<0.05）。

**3.3 养分消化率**：干物质、氮和能量的消化率在各处理组间无显著差异（p>0.05），表明CP水平与NCG均未改变养分利用效率。

**3.4 氮保留**：HP NCG?组的干物质采食量和氮摄入量显著高于LP NCG?组（p=0.0410，p=0.0310），但氮保留率无显著差异（p>0.05）。

**3.5 有害气体排放**：粪便中NH₃、H₂S、甲基硫醇、乙酸和CO₂排放量在各组间无显著差异（p>0.05）。

**3.6 背膘厚与瘦肉率**：背膘厚度和瘦肉率（LMP）在各处理组间无显著差异（p>0.05）。

**3.7 肉品质**：LP NCG+组的腰肌面积（LMA）和烹饪损失显著高于HP NCG+组（p=0.0004），表明NCG在低蛋白条件下促进了肌肉发育并改变了水分保持能力。

**3.8 胴体等级与背膘厚**：胴体等级和背膘厚度在各处理组间无显著差异（p>0.05）。

**3.9 胴体氨基酸**：HP NCG?组中异亮氨酸、组氨酸、赖氨酸、丙氨酸和酪氨酸的含量显著高于LP NCG?组（p<0.05），表明CP水平是胴体氨基酸谱的主要决定因素，NCG无显著影响。

**3.10 粪便微生物菌群**：Alpha多样性分析显示，NCG补充组（Group 2和Group 4）的Chao1、Shannon等指数中位数更高，其中HP NCG+组整体多样性最高。Beta多样性分析（Bray-Curtis）显示，HP NCG?组（Group 3）的菌群结构与其他组显著分离。门水平上，厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidota）为优势菌门，LP NCG+组厚壁菌门相对丰度最高，HP NCG?组拟杆菌门最高。属水平上，乳杆菌属（Lactobacillus）为优势菌属，LP NCG?组乳杆菌属丰度最高。纲水平上，芽孢杆菌纲（Bacilli）在低蛋白组中丰度较高，高蛋白组中降低，而HP NCG+组芽孢杆菌纲进一步减少，梭菌纲（Clostridia）和拟杆菌纲（Bacteroidia）增加。

**讨论与结论**
讨论部分指出，高蛋白日粮导致更多不可消化蛋白进入大肠，改变微生物群落结构，而低蛋白日粮可通过减少蛋白质发酵产物（如氨和胺）来改善肠道环境。本研究中，低蛋白日粮（13% CP）未影响生长性能，但降低了血液BUN、总蛋白等指标，改善了氮保留。NCG补充（0.1%）在低蛋白条件下显著提高了腰肌面积和烹饪损失，并增强了肠道微生物多样性，特别是厚壁菌门的丰度，这有利于维持肠道健康。研究结论为：在育肥猪中，添加0.1% N-氨甲酰谷氨酸（NCG）的低蛋白日粮（13% CP）维持了生长性能，同时改善了氮保留、血液指标、胴体氨基酸组成、肉品质和肠道微生物群。重要的是，将日粮蛋白质降至13%并未损害消化率或胴体产量，突显了NCG在蛋白质受限条件下作为补偿性添加剂的作用。这些发现支持使用NCG来提高代谢效率和猪肉品质，同时通过减少氮排泄来应对环境问题。未来的研究应探讨NCG与限制性氨基酸（如精氨酸）之间的相互作用，以优化低蛋白饲喂策略。