淀粉结构对低蛋白日粮中包膜氨基酸在蛋鸡吸收影响的研究

《Animal Nutrition》：Effects of starch structure on the absorption of encapsulated amino acids in laying hens fed low-protein diets

　　

低蛋白(LP)日粮补充包膜结晶氨基酸(CAAs)已被证明可改善氨基酸吸收动力学和吸收后氨基酸平衡。本研究探讨了日粮淀粉结构（以直链淀粉-支链淀粉比(AAR)表示）对饲喂LP日粮蛋鸡中包膜氨基酸(EAA)利用和产蛋性能的影响。研究人员将672只34周龄京粉健康蛋鸡（1534.7±5.4 g）随机分配至7个处理，每处理8重复、每重复12只鸡，试验期10周。日粮处理包括对照组（16%粗蛋白(CP)）、补充CAA的LP日粮（13% CP）、补充EAA的LP日粮，以及补充EAA且含4个AAR（分别为0.128、0.228、0.428、0.528）的LP日粮。结果表明，与对照相比，CAA和EAA日粮维持了相当的产蛋性能（P>0.05），但降低了体重增量（P=0.041）。提高日粮AAR线性提高产蛋率和蛋重（P<0.05），降低饲料转化率(FCR)（P=0.005）。与CAA相比，EAA补充改善了蛋壳抗折强度（P=0.023）并降低血浆尿酸浓度（P=0.004），后者随AAR升高进一步线性下降（P=0.018）。AAR0.428日粮使血浆赖氨酸(Lys)、蛋氨酸(Met)和苏氨酸(Thr)浓度显著高于对照（P<0.05）。此外，与对照相比，CAA组回肠赖氨酸和苏氨酸表观消化率更高（P<0.05），而单独EAA补充无显著影响（P>0.05）；但除半胱氨酸(Cys)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、组氨酸(His)和脯氨酸(Pro)外，大多数氨基酸消化率随AAR升高线性增加（P<0.05）。空肠中CAT1和EAAT3、回肠中PepT1和y+LAT1的mRNA表达在AAR0.428和AAR0.528处理中较另两个AAR组升高（P<0.05）。综上，13% CP的LP日粮仅补CAA无法达到16% CP正常蛋白日粮的生产性能；但提高LP日粮直链淀粉比例可增强产蛋性能、蛋重和体重增量，表明葡萄糖与氨基酸同步释放可提高LP日粮效率。研究为蛋鸡LP日粮精准配方提供理论基础。

论文解读：《Animal Nutrition》发表研究探明淀粉结构调控低蛋白日粮包膜氨基酸利用机制

研究背景方面，随着工业合成氨基酸应用，低蛋白(LP)日粮（粗蛋白(CP)水平降低的日粮）在禽业中可行。补充结晶氨基酸(CAA，游离态合成氨基酸)可降低CP与氮排泄，但CAA与蛋白结合氨基酸消化吸收动力学不同，会在小肠前段快速吸收氧化，造成氨基酸吸收不同步、吸收后氨基酸失衡，损害代谢稳态与生长性能。包膜氨基酸(EAA，以棕榈硬脂和单甘酯包被、延缓释放的氨基酸)可抵抗胃酸并在肠道延释，使游离氨基酸与蛋白源氨基酸及葡萄糖更好同步。蛋鸡LP日粮中玉米占60%至70%，玉米淀粉为主要能源；淀粉消化动力学受直链淀粉-支链淀粉比(AAR，amylose-to-amylopectin ratio)影响，直链淀粉结构紧密、酶抗性强、释放葡萄糖慢，支链淀粉分支多、消化快。研究人员假设调制AAR可协调葡萄糖与氨基酸释放，优化LP日粮中EAA利用。

研究人员以672只34周龄京粉蛋鸡、初始体重1534.7±5.4 g、产蛋率90.7%±0.6%为样本队列，随机分7处理：16% CP对照、13% CP加CAA、13% CP加EAA、以及13% CP加EAA且AAR为0.128/0.228/0.428/0.528；每处理8笼列、每笼列12只、每笼4只，笼养10周。结论为仅补CAA的13% CP日粮不能媲美16% CP生产性能；提高直链淀粉比例可提升产蛋率、蛋重、体重增量与饲料转化率(FCR，采食量/蛋重)，说明能量与氨基酸同步释放提升LP日粮效率，对禽类LP日粮精准配方具理论意义。

主要关键技术方法概括：研究以京粉蛋鸡为样本队列开展10周饲养试验；以二氧化钛(TiO₂)为惰性标记物测表观回肠消化率(AID)与全肠表观消化率(ATTD)；采用氨基酸自动分析仪做回肠食糜与血浆游离氨基酸谱；用商业试剂盒测回肠食糜总淀粉、直链淀粉、支链淀粉及肠黏膜双糖酶活性；以RT-qPCR（逆转录定量聚合酶链反应）用2^-ΔΔCt法测十二指肠、空肠、回肠葡萄糖与氨基酸转运蛋白基因表达；血浆代谢物由生化分析仪测定。

研究结果如下。3.1 产蛋性能：经处理间GLM与正交多项式对比，研究人员发现CAA与EAA组体重增量低于对照；AAR0.428与AAR0.528组产蛋率、蛋重、体重增量高于CAA组，AAR升高使产蛋率与蛋重线性增加、FCR线性降低。3.2 蛋品质：EAA组蛋壳抗折强度高于CAA组；其余蛋形指数、蛋壳厚、哈夫单位等不受AAR与氨基酸形式显著影响。3.3 血浆代谢物与游离氨基酸：AAR0.428血浆葡萄糖较低；EAA降低尿酸(UA，禽类主要氮废物)；AAR0.428血浆Lys、Met、Thr升高；EAA改变Ser、Glu、Val、Ile、Leu等浓度。3.4 回肠氨基酸与淀粉消化率：CAA组多数氨基酸AID高于对照，AAR0.128最低；AAR升高使多数氨基酸AID线性增加（Cys、Tyr、Phe、His、Pro除外）；支链淀粉、直链淀粉与总淀粉AID随AAR升高线性下降。3.5 肠内容物双糖酶活性：EAA提高十二指肠麦芽糖酶与蔗糖酶；AAR升高使十二指肠麦芽糖酶、回肠蔗糖酶线性升高，空肠乳糖酶与蔗糖酶下降。3.6 粗蛋白全肠消化率与肌肉蛋质：AAR升高使CP的ATTD线性增加；胸肌(PM)与股二头肌(BF)蛋白含量随AAR线性升高，AAR0.428和AAR0.528分别达胸肌与腿肌最高。3.7 肠氨基酸与葡萄糖转运蛋白mRNA：AAR0.528使十二指肠SGLT1（钠-葡萄糖共转运蛋白1）与GLUT2（葡萄糖转运蛋白2）表达低于AAR0.128、回肠更高；空肠AAR0.428/0.528组CAT1（阳离子氨基酸转运蛋白1）与EAAT3（兴奋性氨基酸转运蛋白3）高于低AAR组；回肠PepT1（小肽转运蛋白1）与y⁺LAT1（阳离子的中性氨基酸转运蛋白1）同趋势上调。

讨论部分总结：研究人员指出淀粉结构决定单胃动物养分利用效率。CAA早释导致葡萄糖-氨基酸不同步、氮滞留下降；较高直链淀粉通过中后段肠道缓释葡萄糖，减少黏膜氨基酸氧化供能，使AAR0.428附近性能与正常蛋白日粮相当。血浆UA随AAR升高而降，支持中等等AAR优化氨基酸利用与氮滞留。EAA延释使氨基酸与蛋白源氨基酸同步，改善胸腿肌蛋白沉积；AAR升高使葡萄糖吸收位点在肠段间重分布，空肠b^0,+AT与rBAT表达变化反映局部中性/阳离子氨基酸转运受氨基酸形式影响。高直链淀粉在盲肠发酵供能、促进微生物蛋白合成，也是CP全肠消化率提升的可能机制。研究也提示AAR处理为维持代谢能而提高大豆油用量，油效应不能完全排除。

结论部分翻译：综上，本研究结果显示，13% CP的LP日粮仅补充CAA无法达到饲喂16% CP正常蛋白日粮蛋鸡的相当生产性能。然而，补充EAA增强了胸肌(PM)与股二头肌(BF)的蛋白沉积。提高LP日粮直链淀粉含量可线性改善产蛋率、蛋重和体重增量，表明淀粉结构显著影响氨基酸吸收与代谢。这些结果说明，同步释放氨基酸与葡萄糖可提高LP日粮利用效率。因此，本研究为蛋鸡LP日粮精准配方提供理论支撑。仍需进一步研究阐明日粮蛋白与淀粉在肠道消化中的时空互作及其对蛋白质利用的意义。