近几年来,动物生理生化技术、免疫学技术、酶工程及动力学技术和计算机信息技术等的应用,使动物营养学研究的深度和广度不断拓展,以下就近几年来该领域的研究热点作一综述。
1 仔猪营养研究
仔猪从胚胎到出生再到断奶的整个过程,经历了营养、心理及环境的3种应激,因此人们从营养学、免疫学和消化生理学等多方面进行探讨,以便通过透视仔猪消化生理结构及功能的发育规律,分析饲养和环境因素对仔猪消化功能发育的影响,从而探讨不同饲喂体系下仔猪的营养对策。
1.1 仔猪消化生理及断奶应激 仔猪消化器官发育主要经历了细胞数量的增加(hyperplasia)、细胞数量和体积的增加、细胞体积的增大(hypertrophy)3个阶段,从妊娠1个月到出生,仔猪消化器官发育明显增强。同时,尽管断奶对大多数消化酶的增加有抑制作用(Jensen等1997),但随日龄增长,消化酶的活性在增强。Smith(1965)提出,大肠杆菌、韦氏梭菌、链球菌、乳杆菌和拟杆菌是仔猪胃肠道的主要菌群。仔猪断奶胃肠道内pH上升,使乳杆菌数量减少,大肠杆菌数量增加(Hampson,1985),微生物区系平衡遭到破坏,引起断奶仔猪腹泻及其他不健康状况发生。
1.2 断奶仔猪部分营养的研究
1.2.1 能量 仔猪出生后β-氧化作用发展迅速,可能对乳中脂肪酸的利用有重要作用,严重的蛋白能量营养不良使仔猪小肠粘膜的脂类成分改变很大。小肠粘膜中类脂成分、磷脂分布及脂肪酸构成的改变,会引起细胞膜的流动性及组织结构改变,这些改变会影响部分水解酶的活性 (Prince 1999)。
能量对仔猪的作用,主要研究了脂肪酸的来源、能量代谢及免疫功能的互作等。能量来源方面蔗糖和乳糖的利用较好,而一些发酵性的碳水化合物则会造成仔猪痢疾的发生。非淀粉多糖(NSP)不易直接被仔猪消化,但可作为肠道内益生菌株的能量来源,利于维持肠道微生物区系的平衡(Taylov,1991)。
仔猪对油脂的消化率与脂肪酸碳链长短及不饱合程度有关。一般富含短链饱合脂肪酸和长链不饱合脂肪酸的脂肪消化率,高于富含长链饱合脂肪酸的消化率(Cera,1989)。
1.2.2 蛋白质及氨基酸 随着研究的不断深入,评定饲料蛋白质品质和确定氨基酸需要量的指标,逐渐由传统的氨基酸化学分析值发展为可消化值。估测生长猪氨基酸需要模型是NRC(1998)的中心内容,与传统的模拟模型不同,它不是从基因型、环境和养分摄入量的资料,来预测猪的生产性能,而是利用猪的性能资料,估测支持该生产性能的氨基酸量,其生产性能水平则是以胴体瘦肉组织沉积率来表示。因此克服了以往各版猪氨基酸需要量标准滞后的问题。其需要量表中所列各种类型猪对氨基酸需要量仅是1个例子,生产者可以根据实际情况(猪瘦肉生长速度、采食量、饲粮能量浓度、环境温度和饲养密度等),用生长模型确定适合当地条件的氨基酸需要量。
1.2.3 矿物元素 乳猪矿物质元素的研究,近几年多集中于营养与免疫的关系研究。除高铜研究外,螯合锌及高锌(氧化锌)使用可降低仔猪腹泻,但高锌作用效果的理论基础,还有待进一步研究。
2 雏鸡卵黄囊营养研究
大部分研究表明,肉用仔鸡1~3日龄的营养主要来自卵黄囊,4~7日龄是卵黄囊营养转换为饲料营养的过渡期,8~14日龄以后营养完全来自饲料。对0~7日龄卵黄囊营养阶段的研究,揭示了雏鸡在采食前能量、脂肪、蛋白质、氨基酸、矿物元素和维生素等营养物质的消化吸收和代谢规律。依据上述研究参照美国NRC第八版(1984)标准,我国学者提出了0~2周龄肉用仔鸡15个营养参数(表1),奠定了我国在卵黄囊营养研究中的领先地位。
表1 0~2周龄肉用仔鸡营养水平
|
含量 |
|
含量 |
代谢能 (MJ/kg) |
12.96 |
维生素E(IU/kg) |
30 |
粗蛋白质(%) |
22.5 |
VB2(mg/kg) |
40 |
赖氨酸(%) |
1.23 |
烟酸(mg/kg) |
60 |
蛋氨酸(%) |
0.67 |
钙(%) |
1.06 |
色氨酸(%) |
0.26 |
磷(%) |
0.51 |
胱氨酸 |
|
锌(mg/kg) |
120 |
维生素A (IU/kg) |
10000 |
锰(mg/kg) |
120 |
VD3 (IU/kg) |
1250 |
|
|
3 植酸酶的研究
植酸酶是1种能把正磷酸根基团从植酸或植酸盐中降解出来的水解酶,随着发酵工程技术及DNA重组技术的发展,植酸酶现已工业化生产。植酸酶的研制和应用,已成为近几年来营养研究的热点问题。植酸酶研究的焦点为:1)DNA重组技术及单片克隆技术在植酸酶生产上的应用;2)通过基因表达技术研究低植酸植物;3)植酸酶包被技术的研究,以提高其热稳定性;4)适应pH及其他影响植酸酶使用因素的研究。
4 寡糖(又称低聚糖、寡聚糖)的研究
目前这类寡糖归为微生态制剂,主要因为该类物质由于单糖分子结合位置及结合类型的特殊性不能被人和其他单胃动物自身分泌的酶分解,但到达肠道后,能被其中的有益微生物利用,从而促进肠道有益菌群的繁殖。研究表明,寡糖作为机体营养调节型饲料添加剂,主要表现于三个方面:1)寡糖作为肠道内有益寄生菌的营养基质,能改变消化道内微生物菌相,促进机体肠道内健康微生物菌相的形成;2)结合吸收外源性病原菌;3)寡糖不仅能连结到细菌上,而且还能与某些毒素、病毒、真核细胞的表面结合,结合后寡糖作为这些外源抗原的助剂,能减缓抗原的吸收,增加抗原的效价,进而起到调节机体免疫功能的作用。
研究发现,活菌制剂和寡糖都具有调节消化道微生物区系的作用,但同活菌制剂相比,寡糖具有更大的优越性,寡糖是结构稳定的化学物质,不存在贮藏加工过程中的失活问题。不同寡糖作用特异性等的研究,将使寡糖有广阔的应用前景。