作者:高艳霞,王加启,叶纪梅,卜登攀,魏宏阳,周凌云,张祥,赵国琦,王治国
摘要:本试验旨在研究饲喂含有不同加工处理大豆蛋白的代乳粉对犊牛消化道结构和消化酶活性的影响。试验选用新生公犊牛18只,随机分为3组,每组6只,分别饲喂含有全脂大豆粉(A组)?脱脂大豆粉(B组)或膨化大豆粉(C组)的代乳粉,预饲期7d,试验期42d。
结果表明,代乳粉中不同加工处理的大豆蛋白对犊牛肠道消化酶活性和小肠形态结构具有显著的影响。与膨化大豆粉组和全脂大豆粉犊牛相比,B组犊牛小肠食糜中胰蛋白酶活性和糜蛋白酶活性最低。
各组绒毛高度在空肠近端无显著差异,在小肠其它各段,A组和C组都显著高于B组(P0.05)。各组犊牛十二指肠和空肠近端隐窝深度无显著差异(P0.05)。A组和C组的小肠绒毛高度与隐窝深度比值均显著高于B组(P0.05)。十二指肠和空肠近端?中部的黏膜厚度接近(P0.05),但在空肠远端A组与C组无显著差异(P0.05),显著高于B组(P0.05)。综上所述,加热全脂大豆蛋白粉和膨化大豆蛋白粉能够作为蛋白质来源在代乳粉中添加。
关键词:犊牛;代乳粉;蛋白质;消化酶
为了降低疾病的传播,降低犊牛培育费用,不少规模牛场采用早期断奶技术,减少犊牛培育牛奶用量,限制了犊牛的早期生长发育,影响了后继生产性能的发挥。
大豆蛋白粉蛋白质含量高,氨基酸组成合理,来源广?价格低成为现代代乳粉配方中主要的蛋白质来源(Aschaffenburg等,;Dawson等,;Abdelgadir等,),但含有多种抗营养因子如抗原蛋白,尤其是大豆球蛋白,β-球蛋白(Sissons等,)及胰蛋白酶抑制因子(Lalles等,)?植物凝集素(Liener,)?芬芳类复合物(Gardner等,)等,会降低营养物质的消化率,对犊牛肠道产生致敏性,造成生产性能下降(Sissons等,;Seegraber等,;Drackley等,)。通过加工处理可以钝化或消除其中的抗营养因子(Guilloteau等,)。
本试验旨在采用不同加工处理大豆蛋白粉配合犊牛代乳粉,研究犊牛对其的消化能力及小肠形态结构的影响,选择出适宜在犊牛代乳粉中利用适宜的加工方式。
1材料与方法
1.1试验动物及饲养管理
对预产期接近的奶牛进行统一的饲养管理,选择新生犊牛18头,随机分成3组,每组6头,采用单笼饲养。犊牛出生后2h内饲喂初乳,连续饲喂3d,每日3次,每次饲喂量为犊牛出生体重的4.5%。7日龄开始更换代乳粉,预试期1周,正试期6周。3日龄始供给饮水。7日龄始补充开食料,4周龄始补充羊草和苜蓿干草(表1)。
表1代乳粉中营养物质含量
注:1%预混料中微量元素和维生素含量:VA万IU/kg;VD40万IU/kg;VE10g/kg;Mn,mg/kg;Zn,mg/kg;Cu,mg/kg;Fe,0mg/kg;Se,45mg/kg;I,75mg/kg;Mg,mg/kg;Co,16.5mg/kg;VB1,mg/kg;核黄素,mg/kg;吡多醇,mg/kg;泛酸,mg/kg;尼克酸,0mg/kg;生物素,15mg/kg;叶酸,75mg/kg;VK3,mg/kg;钴胺素,10.5mg/kg;新霉素,00mg/kg;土霉素mg/kg;甜味剂2g/kg。
代乳粉饲喂方式为对照组牛奶的饲喂量为犊牛体重的12%。试验组犊牛代乳粉饲喂量(干物质基础)均为犊牛体重的1.25%。代乳粉的饲喂方法为将代乳粉用70℃左右的水溶解,调整比例约为1:7(代乳品:水)混匀,温度在38℃左右时饲喂给犊牛。每日饲喂3次,分别在08:00,15:00和21:00。
1.2试验设计
采用单因素试验设计,包括3个处理,部分乳蛋白分别采用全脂大豆粉(A组)?脱脂大豆粉(B组)和膨化大豆(C组)替代。全脂豆粉是通过清理?压碎后进行干热处理(℃,30min),将大豆进行微粉处理;脱脂豆粉,是将黄豆进行清理?压碎后,用有机溶剂(正己烷,70℃)萃取除去大豆油,蒸发有机溶剂后进行微粉处理。膨化大豆是将大豆清理?破碎后,进行高温膨化(~℃,r/min),然后进一步粉碎。
1.3样品的采集和分析
试验期末,每组选择3头犊牛采用颈静脉采血,放血屠宰。立即打开腹腔,结扎幽门瓣?回肠与盲肠接合处,取出小肠,平放在瓷盘中,瓷盘下用冰块降温,按解剖特征分十二指肠?空肠?回肠(肖传斌,1),取每段中部食糜约40g分装到9mL离心管中,迅速放入液氮冻存。取组织样用预冷的0.9%NaCl冲洗后,于10%甲醛液中固定,制作切片。
1.4测定方法
脂肪酶活性采用动力学方法,使用英国Randox公司的脂肪酶试剂盒(LI)测定。糜蛋白酶活性(EC3.4.21.1)以BTEE(SigmaB)为底物测定,在25℃,pH7.80下每分钟释放1μmol苯甲酰-L-酪氨酸所具有的活性(Reinhard,)。胰蛋白酶(EC3.4.21.4)活性以
TAME(SigmaT)为底物进行测定,在25℃,pH8.10下每分钟释放1μmol对-甲苯磺酰-L-精氨酸时所具有的活性(Reinhard等,)。
1.5数据分析和统计
采用SAS软件中的GLM模块进行统计分析,差异显著者采用LSD法进行多重比较,试验结果均以平均数±标准差表示。
2结果与分析
2.1不同加工处理大豆蛋白粉对犊牛肠道内食糜中消化酶活性的影响
由表2可知,肠道中消化酶的活性受日粮组成的影响。食糜中胰蛋白酶活性在C组犊牛小肠各位点均为最高,B组活性最低,两组间差异显著(P0.05)。糜蛋白酶活性也表现出相似的规律,C组犊牛十二指肠活性显著高于B组(P0.05)。C组脂肪酶活性在空肠各段都显著的低于A组和B组(P0.05)。
表2不同处理大豆蛋白粉对犊牛小肠各段食糜中消化酶活性的影响
注:同行数据肩标相同字母表示差异不显著(P0.05);肩标不同字母表示差异显著(P0.05)。下同。
2.2不同加工处理大豆蛋白粉对犊牛小肠形态结构的影响
由表3可知,不同加工处理大豆蛋白粉对犊牛小肠形态结构有影响。C组犊牛空肠中段的小肠绒毛高度显著高于A组与B组(P0.05),空肠远端与A组无显著差异(P0.05),显著高于B组(P0.05)。十二指肠和空肠近端的隐窝深度各组间无差异(P0.05),但在空肠中段,C组犊牛显著高于A组与B组(P0.05),空肠远端C组显著高于A组(P0.05),显著低于B组(P0.05)。小肠各段的绒毛高度和隐窝深度的比值在A组?C组间无显著差异(P0.05),均显著高于B组(P0.05)。各组黏膜厚度仅在空肠远端有显著差异(P0.05)。从图1可以看出A组和C组的黏膜绒毛较长,绒毛的完整性好,而B组绒毛异常较短且隐窝异常增生。
表3犊牛的小肠组织形态结构
图1犊牛空肠中段组织结构图
3讨论
3.1不同加工处理大豆蛋白粉对犊牛肠道内食糜中消化酶活性的影响
犊牛在胰蛋白酶和糜蛋白酶的作用下将大分子的蛋白质分解为容易吸收的小肽等,获得营养物质。靠小肠上皮细胞和胰腺分泌的消化酶实现对营养物质的消化,且犊牛小肠中蛋白酶及脂肪酶主要来自于胰腺分泌液(Montagne等,3)。
Liener等()报道当日粮中有未经处理或生的大豆粉时,胰液中淀粉酶?脂肪酶和胰蛋白酶的相对活性降低,和本研究结果相似。但Zabielski等(2)研究结果认为,影响胰腺分泌功能发育的主要因素是日粮类型(液体或固体),而日龄的影响次之。
Nakai等()研究结果发现,当日粮中采用生大豆粉替代加热大豆粉时,小鼠胰腺分泌的胰蛋白酶?糜蛋白酶?酯酶和淀粉酶的数量显著增加,认为CCK和胰蛋白酶对于胰腺外分泌功能具有负反馈作用。本试验中添加脱脂大豆粉组犊牛小肠各段消化酶活性均较低,可能和该处理方式不能有效的去除其中的抗营养因子含量,降低了胰腺外分泌功能有关。
3.2不同加工处理大豆蛋白粉对犊牛小肠形态结构的影响
幼龄犊牛瘤胃尚未发育完善,小肠是犊牛营养物质消化吸收的主要部位。小肠组织形态结构正常与否是保证犊牛消化吸收功能的关键,小肠黏膜绒毛状况与消化酶的合成和分泌直接相关。绒毛高度和隐窝深度的比值是反映犊牛肠道组织形态结构最科学的指标。
目前大豆产品引起幼龄仔畜肠道损伤的详细机制还没有研究清楚。未经加工的大豆粉中抗营养因子过多,犊牛肠道产生严重的过敏反应。加热及膨化处理可以去除一部分抗营养因子,从而减小其对肠道的损伤。有研究者认为大豆抗原是引起小肠组织形态结构损伤的主要物质。
Sissons等()首次发现了小肠黏膜柱状细胞对大豆抗原敏感。Ouedraogo等()将全脂大豆在℃加工10min,抗胰蛋白酶活性?大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白免疫活性分别是生大豆的40%?17%?5%,当对全脂大豆蛋白烘烤30min后,三者抗胰蛋白酶活性?大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白免疫活性分别为生大豆的20%?6%?3%。
本试验中不同处理的大豆粉对小肠的组织形态结构的损伤程度不同,这一结果和Lalles等()所获得的结果一致,其原因可能是各组中所代用的大豆粉虽然经过一定的加工处理,但存在一定数量的抗营养因子,大豆蛋白的抗原性引起小肠黏膜绒毛萎缩。
本试验中,脱脂大豆粉是经过有机溶剂浸提后进行粉碎处理的,未经过高温处理,该豆粉中的抗胰蛋白酶抑制剂和大豆凝集素等热敏感抗营养因子并未消除或钝化,因此对犊牛的肠道损伤最严重,并且该组犊牛小肠伴随绒毛明显萎缩甚至有轻微的脱落症状,隐窝增生现象。
Sissons等()研究报道犊牛对大豆蛋白中抗营养因子尤其是抗原蛋白敏感,常常会导致消化道的超敏反应,主要包括肠黏膜绒毛萎缩,同时还可能伴随有隐窝增生,吸收消化障碍,小肠排空加速,胃运动过强及腹泻,和本试验结果一致。
加热大豆粉和膨化大豆粉两组犊牛的绒毛较长,并且绒毛高度与隐窝深度的比值低,表明大豆中抗营养因子与其对肠道的损伤成正相关。因此大豆蛋白对犊牛肠道都有损伤,实际生产中需在犊牛代乳粉中加入一些肠道保护剂(张军民等,3)。
4结论
利用全脂大豆蛋白粉和膨化大豆蛋白粉作为乳蛋白替代物,其犊牛消化酶活性和小肠形态结构均优于脱脂大豆蛋白,能够作为蛋白来源在代乳粉中添加。
责任编辑:小镖
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