Carly M. Rundle,1† Valeria Artuso-Ponte,‡ and Hans H. Stein†,2

　　†美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校營養科學系，厄巴納61801，伊利諾伊州；

　　‡德國仹犇泰公司， 65343 埃爾特維爾， 德國；

　　摘要

　　　　此研究目的是驗證以下假設：從玉米-豆粕日糧中添加異喹啉生物堿（IQ）可提高幼豬體內氨基酸（氨基酸）、粗蛋白（蛋白質）、淀粉和酸水解醚（AEE）的標準回腸消化率（AID）。將32頭幼豬進行回腸清空（初始體重= 12.19±1.38 kg）并分配到隨機完全區組設計，每種日糧4頭，8頭重復豬。飼料中添加0、90、180或360mg / kg異喹啉類生物堿IQA和0.40%氧化鉻。飼喂日糧27 d，在第13天和第14天（階段1）以及第26天和第27天（階段2）收集回腸消化物。使用多元方差分析異喹啉類生物堿IQA添加劑的影響，并使用單因素重復測量方差分析階段之間的差異。在階段1觀察到蘇氨酸蘇氨酸Thr，色氨酸Trp，纈氨酸Val，脯氨酸脯氨酸Pro和酪氨酸Tyr的的標準回腸消化率 （AID）平方增加（P < 0.05），因為異喹啉類生物堿IQA添加在飼料中，蛋白質，精氨酸Arg，組氨酸His，異亮氨酸Ile，亮氨酸Leu，蛋氨酸Met，苯丙氨酸Phe，蘇氨酸Thr，色氨酸Trp，纈氨酸Val，脯氨酸脯氨酸Pro和酪氨酸Tyr的的標準回腸消化率 （AID）在階段2大于階段1（P < 0.05）。在階段1，隨著飼料中異喹啉類生物堿IQA的增加，淀粉的的標準回腸消化率 （AID）呈平方增加（P < 0.05），但階段2淀粉的的標準回腸消化率 （AID）比階段1少（P < 0.05）。在酸水解醚（AEE）和標準回腸消化率 （AID） 的治療或階段之間沒有觀察到差異。結果表明，在斷奶仔豬的日糧中加入約90mg / kg的異喹啉類生物堿IQA可能會增加淀粉和一些氨基酸的的標準回腸消化率 （AID）。

　　關鍵詞 ： 氨基酸， 回腸標準消化率， 粗蛋白， 異喹啉， 生物堿， 豬， 淀粉

　　介紹

　　斷奶應激對仔豬形成較大挑戰，因為斷奶應激會導致生長性能下降和胃腸道健康不良（Lalles，2004）。因此，斷奶后日糧中通常包括抗生素生長促進劑以低于治療水平使用，從而控制腹瀉并提高生長性能。最近，在喂養牲畜的日糧中使用抗生素作為生長促進劑已被停止或限制。人們越來越有興趣使用飼料添加劑，如植物提取物，作為改善生長和腸道健康的替代策略（Gallois，2009年； de Lange，2010年；Thacker， 2013）。異喹啉生物堿（IQ）是從博落回植物Macleaya cordata中提取的生物堿。這些異喹啉類生物堿IQA具有抗炎（Agarwal，1991），免疫調節（Chaturvedi，1997）和抗菌作用（Walker，1990）。因此，已經表明，異喹啉類生物堿IQA作為仔豬日糧添加劑可減少腸道炎癥并改善腸道屏障功能（Robbins，2013；Liu，2016b），從而可能減少必需營養物質的吸收。然而，關于異喹啉類生物堿IQA對豬營養物質消化率的影響，發表的數據有限（Goodarzi Boroojeni，2018）。因此，該實驗的目的是測試以下假設：如果喂給生長中的幼豬，在玉米-豆粕日糧中加入異喹啉類生物堿IQA將增加淀粉、氨基酸 （氨基酸）、粗蛋白 （蛋白質） 酸水解醚 （AEE） 的標準回腸消化率 （AID）。

　　方法與材料

　　伊利諾伊大學機構動物護理和使用委員會審查并批準了該實驗的方案。 實驗中使用的仔豬是Camborough母豬交配的359系列公豬的后代（田納西州亨德森維爾豬改良公司）。 實驗日糧中蛋白質和氨基酸的主要來源是玉米，豆粕和魚粉，這些來源是從伊利諾伊大學飼料廠（伊利諾伊州香檳）獲得的，并且使用這些成分的相同批次用于生產所有四種日糧。伊利諾伊大學機構動物護理和使用委員會審查并批準了該實驗的方案。 實驗中使用的豬是與Camborough母豬交配359系列公豬的后代（田納西州亨德森維爾豬育種改良公司）。 實驗日糧中蛋白質和氨基酸的主要來源是玉米，豆粕和魚粉，它們是從伊利諾伊大學飼料廠（伊利諾伊州香檳）獲得的，并且使用這些成分配方的相同批次的飼料用于生產所有四種日糧。

　　飼料、動物和實驗設計

　　日糧配制使用含有玉米、豆粕、魚粉和乳糖的基礎配方（表1和表2），以滿足11至25公斤豬的需求估計值（NRC，2012）。仹犇威處理組在基礎飼料中分別添加 90mg/kg、180 mg/kg 或 360 mg/kg 的異喹啉類生物堿IQA來配制三種試驗組日糧。因此，除了包含異喹啉類生物堿IQA外，所有飼料配方都是相同的，所以飼料中生物堿的濃度不同。維生素和礦物質滿足提供或略微超過當前的營養需求估計（NRC，2012）。所有飼料還含有0.40%的氧化鉻作為難以消化的標志物。

　　32只年輕的生長欄（初始體重：12.19±1.38公斤）在回腸遠端配備了T型套管（Stein，1998），并分配到隨機完全區組設計，每種日糧有4頭日糧和8頭重復豬。在環境控制的房間里，將豬飼養在單獨的豬欄（1.2×1.5米）中，這些豬的側面光滑，三角地板完全板條。每個豬欄都安裝了喂食器和飲水器。

　　進料和樣品采集

　　所有豬都自由采食飼料，并且隨時自由飲水。在實驗開始時記錄豬體重。

表 1. 試驗飼料配方

　　^a 仹犇威系列博落回散，由仹犇泰Phytobiotics，德國埃爾特維爾提供。

　　^b 每公斤完整日糧提供下列數量的維生素和微量礦物質：維生素A作為視黃醇乙酸酯，11，128 IU；維生素D3作為膽鈣化醇，2，204 IU；維生素E作為DL-α生育酚乙酸酯，66 IU；維生素K作為甲萘醌煙酰胺亞硫酸氫鹽，1.42毫克；硫胺素作為一硝酸硫胺素，0.24毫克；核黃素，6.58毫克；吡哆醇作為鹽酸吡哆醇，0.24mg；維生素B12，0.03毫克；D-泛酸作為D-泛酸鈣，23.5毫克；煙酸作為煙酰胺和煙酸，44毫克；葉酸，1.58毫克；生物素，0.44毫克；銅，10毫克硫酸銅；鐵，125毫克硫酸鐵；I，1.26毫克碘酸鉀；錳，60毫克硫酸錳；硒，0.3毫克亞硒酸鈉；和鋅，100毫克氧化鋅。

　　表 2.全價日糧的營養成分分析值（以飼料為基礎）

ND, 未測出； SBM, 豆粕.

　　實驗的最初12天被認為是對飼料的適應期。在第13天和第14天，使用標準程序收集回腸消化物8小時（Stein，1998）。通過拉鏈將一個 225 mL 塑料袋連接到套管桶上，并收集流入袋子的消化物。每當袋子裝滿消化物或至少每30分鐘更換一次并儲存在-20°C以防止消化物中氨基酸的細菌降解。在第14天的收集期結束時，記錄豬體重。從第15天到第25天沒有收集樣品，但在第26天和第27天再次收集回腸消化物。在第27天記錄了最終重量。在動物工作結束時，將回腸消化樣品解凍，在動物，飼料和收集期內混合，并收集子樣品進行化學分析。在飼料混合時收集每種飼料的樣本，以及玉米、魚和豆粕的樣本。

　　分析化學

　　消化樣品在化學分析前進行凍干和精細研磨。玉米、豆粕、魚粉以及所有消化物和日糧樣品一式兩份分析干物質（方法930.15；AOAC International，2007年）和使用凱氏定氮法（Kjeltec 8400；FOSS Inc.，明尼蘇達州伊甸草原），通過量化氮并通過 6.25 的轉換因子計算 蛋白質（方法 984.13；AOAC國際，2007年）。在氨基酸分析儀（型號L8800日立氨基酸分析儀，日立高技術美國公司，加利福尼亞州普萊森頓）上分析樣品的氨基酸，使用茚三酮進行柱后衍生化，去甲亮氨酸作為內標。在氨基酸分析之前，將樣品在110°C下用6N HCl水解24小時[方法982.30E（a）；AOAC國際，2007年]。在水解前冷執行酸氧化過夜后，將蛋氨酸和胱氨酸Cys確定為蛋氨酸Met砜和半精酸[方法982.30 E（b）；AOAC國際，2007年]。在110°C下NaOH水解22小時后測定色氨酸[方法982.30 E（c）；AOAC國際，2007年]。使用電感耦合等離子體原子發射光譜法（方法990.08；AOAC國際，2007年）。樣品用硝酸-高氯酸[方法968.08 D（b）；AOAC國際，2007年]。使用葡糖淀粉酶程序（方法979.10；AOAC International，2007 年），總酸水解醚 （AEE） 通過使用 3N HCl 進行酸水解分析（AnkomHCl，Ankom Technology，馬其頓，紐約），然后使用石油醚提取粗脂肪（AnkomXT15，Ankom 技術，馬其頓，紐約）。還分別使用Ankom技術方法12和13（Ankom 2000纖維分析儀，Ankom Technology，馬其頓，紐約）分析了玉米，豆粕和日糧中的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維，并使用Ankom技術方法9分析了酸性洗滌劑木質素（Ankom DaisyII培養箱，Ankom Technology，馬其頓，紐約）。此外，還分析了這些樣品的干灰（方法942.05；AOAC國際，2007年）。還使用專有方法HPLC / LUFA SP 1012（仹犇泰Phytobiotics，德國埃爾特維爾）分析了日糧的血根堿濃度。

　　計算和統計分析

　　所有飼料中氨基酸的的標準回腸消化率 （AID）值使用以下公式計算（Stein，2007）：

　　其中的標準回腸消化率 （AID）氨基酸是氨基酸的的標準回腸消化率 （AID）（%），氨基酸digesta是回腸消化物中氨基酸的濃度（g / kg干物質），氨基酸飼料是飼料中氨基酸的氨基酸濃度（g / kg干物質），Crdiet是飼料中的鉻濃度（g / kg干物質），Crdigesta是回腸消化中的鉻濃度（g / kg干物質）。蛋白質、淀粉和 酸水解醚 （AEE） 的 的標準回腸消化率 （AID） 也使用此公式計算。

　　使用統計分析系統（SAS）（SAS研究所公司，北卡羅來納州卡里）的Proc MIXED 程序分析數據。固定效應為飼料，隨機變量為階段。對比語句與使用 SAS 中的 Proc 交互式矩陣語言語句生成的不等間距處理的系數一起使用，以確定 IQ 在每個收集期內對 蛋白質、氨基酸、酸水解醚 （AEE） 和淀粉的輔助的線性和平方效應。還使用重復測量分析將收集期1獲得的結果與收集期2的結果進行比較。結果在P ≤ 0.05時被認為顯著，在0.05 < P ≤ 0.10時呈趨勢。豬是作為所有分析的實驗單位。

　　結果

　　飼料或飼喂階段對酸水解醚 （AEE） 的 的標準回腸消化率 （AID） 沒有影響（表 3）。在階段1，淀粉的的標準回腸消化率 （AID）與異喹啉類生物堿IQA被添加量成正相關，然后下降，在添加90mg / kg異喹啉類生物堿IQA時觀察到最大的影響（平方，P<0.05）。在階段2，淀粉傾向于顯示增量平方效應（P < 0.10），在異喹啉類生物堿為90 mg / kg時也最大響應。此外，階段1所有日糧的淀粉的標準回腸消化率 （AID）均高于階段2（P < 0.05）。在階段1觀察到蘇氨酸Thr，色氨酸Trp，纈氨酸Val，脯氨酸脯氨酸Pro和酪氨酸Tyr的的標準回腸消化率 （AID）的平方增加（P < 0.05），通常在含有90mg / kg異喹啉類生物堿IQA的飼料中觀察到最大值。隨著異喹啉類生物堿IQA被添加到飼料中，異亮氨酸Ile和蛋氨酸Met的的標準回腸消化率 （AID）也有增加的趨勢（線性和平方，P < 0.10）。蛋白質和除賴氨酸Lys以外的所有必需氨基酸均觀察到階段差異效應（P < 0.05），階段2的的標準回腸消化率 （AID）值大于階段1。相比之下，胱氨酸Cys的的標準回腸消化率 （AID）在階段1大于階段2（P <0.05）。還觀察到所有氨基酸的階段影響（P < 0.05），階段2的平均值大于階段1。

　　討論

　　成分和飼料的營養特征

　　玉米的營養成分與預期值一致（NRC，2012；Rojas和Stein，2013）和豆粕的蛋白質、氨基酸、酸水解醚 （AEE）和灰分值與預期值一致（Cervantes-Pahm和Stein，2010年； Goebel 和 Stein，2011年；NRC，2012 年）。魚粉中蛋白質、氨基酸和灰分的濃度如報告所示（NRC，2012年；Sulabo ，2013 年），但干物質和酸水解醚 （AEE） 的值低于 NRC （2012 年）報告的值。魚粉中 酸水解醚 （AEE） 的濃度也較低，灰質的濃度也高于 Rojas 和 Stein （2013） 的研究報告。

　　所有日糧的營養成分均與配方值一致。豬在整個實驗過程中很容易食用他們提供的飼料，表明日糧的適口性沒有問題；然而，在消化物樣品收集之前，由于與實驗無關的健康并發癥原因，有一頭360毫克/千克日糧組的豬被排除在研究之外。本實驗中使用的異喹啉生物堿制劑，其中血根堿是主要成分，來源于博落回植物，一種原產于中國和日本的草本多年生植物，也生長在北美和歐洲。實驗日糧中異喹啉生物堿的濃度符合預期（表2）。

　　淀粉的回腸消化率

　　兩個階段淀粉的標準回腸消化率 （AID）的平方增加表明，在本實驗條件下，90 mg/kg 異喹啉類生物堿是最大化淀粉消化的最佳選擇。據我們所知，以前沒有關于異喹啉類生物堿IQA對豬淀粉輔助的影響的數據；但是，喂養轉向的飼料的異喹啉類生物堿IQA補充劑對淀粉的標準總消化率沒有影響（Aguilar-Hernandez，2016）。然而，未在瘤胃中發酵或在小腸中消化的淀粉很可能在大腸中發酵，從而防止淀粉的小腸消化可能存在的差異被識別。因為沒有測量α-淀粉酶活性

　　在這個實驗中，不知道異喹啉類生物堿IQA是否發生了變化這種酶的活性。

　　酸水解醚 （AEE） 的回腸消化率

　　與本研究的觀察結果類似，當從切除的回腸死后收集消化物時，觀察到異喹啉類生物堿IQA柔軟對斷奶后豬飼喂日糧中乙醚提取物的回腸消化率沒有影響（Goodarzi Boroojeni，2018）。血根堿和白屈黃堿，以及其他生物堿，可能抑制念珠菌魯戈薩脂肪酶（Grippa，1999），血根堿具有最強的作用，白屈黃素的抑制明顯較少。然而，異喹啉類生物堿IQA對 酸水解醚 （AEE） 的 的標準回腸消化率 （AID） 缺乏影響表明，需要比本實驗中使用的更高的異喹啉類生物堿IQA濃度才能在豬中表現出這種效應。

表 3.異喹啉生物堿對斷奶仔豬日糧中酸水解醚、粗蛋白、淀粉和氨基酸的標準回腸消化率的影響

　　蛋白質和氨基酸的回腸消化率

　　氨基酸的平方增加關系表明，在本實驗條件下，90 mg/kg是異喹啉類生物堿IQA的最佳劑量。觀察到階段2不可或缺的氨基酸的的標準回腸消化率 （AID）高于階段1（P < 0.05），這可能表明長時間接觸異喹啉類生物堿補充劑會增加氨基酸的的標準回腸消化率 （AID）。然而，對照日糧中一些氨基酸的的標準回腸消化率 （AID）似乎也略有增加，這可能是豬隨著年齡的增長而增加氨基酸的的標準回腸消化率 （AID）的結果（Pedersen，2016）。因此，從階段1到階段2氨基酸的的標準回腸消化率 （AID）增加可能部分是由于隨著豬年齡的增長，的標準回腸消化率 （AID）的正常增加，同時伴隨部分由于異喹啉類生物堿IQA效應導致的增加。

　　氨基酸和氮的消化率增加以及血清氨基酸水平升高可能是由于異喹啉類生物堿IQA的抗炎特性。潛在的作用機制包括抑制中性粒細胞吞噬和脫顆粒（Agarwal，1991），抑制B細胞Nf-kappa 輕鏈的活化（Chaturvedi，1997），腫瘤壞死因子α和一氧化氮的產生，以及抑制腹膜巨噬菌體中的蛋白激酶和細胞外信號調節激酶/2磷酸化的激活（Niu，2012）。異喹啉生物堿也增加緊密連接蛋白的表達（Robbins，2013；Liu，2016b），從而增強了腸道屏障功能，這可能有助于改善本實驗中觀察到的營養吸收。然而，目前的實驗并不是為了確定異喹啉類生物堿IQA對豬免疫反應的影響，因此需要進一步的研究來驗證這一假設。

　　結論

　　結果表明，在本實驗使用的添加率中，飼喂玉米-豆粕日糧中90 mg/kg異喹啉類生物堿能夠在幼豬中體現最大化淀粉和氨基酸吸收和的最佳的標準空腸消化率AID，長期添加異喹啉類生物堿IQ會增加蛋白CP和氨基酸AA的標準回腸消化率 （AID）。然而，需要進行進一步的研究來證明其他量的異喹啉類生物堿是否會體現與90mg / kg類似或更好的效果。然而，異喹啉類生物堿可以作為植物類添加劑替代品來提升斷奶仔豬的營養消化率，但需要進一步的研究來確定異喹啉類生物堿對生長性能參數和異喹啉類生物堿可能的免疫保護特性的影響。異喹啉類生物堿IQ類添加劑對淀粉的消化率影響有待進一步研究實證。

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