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谷氨酰胺在动物生产中的应用研究

发布时间:2016-02-16 17:25    作者:牧通人才网    来源:    查看:
    [摘要] 谷氨酰胺( Gln)在促进动物的生长性能、维持肠道健康、改善免疫系统和抗氧化上具有十分重要的作用。本文对谷氨酰胺的结构,对动物肠道结构、免疫系统的调节作用,抗氧化作用及其在动物生产上的应用进行了综述。

    近年来,谷氨酰胺( Gln) 在动物营养中的作用日益受到关注,它是动物体内含量最丰富的氨基酸之一,是条件性必需氨基酸,可作为反映动物机体免疫功能强弱的有效指标( Xiey,2010) 。在应激条件下,动物机体对Gln的需要量大大超过了机体合成Gln的能力,这时体内Gln含量降低,蛋白质合成减少,出现小肠黏膜萎缩与免疫功能和抗氧化功能低下等现象,Gln 对维护动物肠道黏膜屏障发挥重要的作用,并可提高动物生产性能(Deabreu等,2010)。

    1 谷氨酰胺的结构及其生理作用

    1.1  谷氨酰胺的结构

    谷氨酰胺是哺乳动物血液和体组织中最丰富的一种游离氨基酸,分子量为146,含2个氨基和5个碳原子,其结构决定了它既能为其他氨基酸、蛋白质和核酸的合成提供氮源,也可以像葡萄糖一样提供碳链氧化后释放能量。

    1.2  谷氨酰胺的生理作用

    1.2.1  对肠道结构的调节作用

    Gl n作为基本能量来源存在于胃肠道管腔细胞,作为一种不可缺少的营养元素参与肠黏膜细胞的代谢过程, 并保证其上皮组织的完整性。刘巧婷等(2014) 在基础日粮中添加1.5% 谷氨酰胺能显著改善并提高杜长大保育猪小肠形态学发育程度,维持猪肠道屏障功能及其完整性,能显著降低断奶后仔猪十二指肠隐窝深度。仔猪早期断奶通常降低小肠碱性磷酸酶的表达,对肠道的消化吸收和健康产生不利影响( Geddesk 等,2008) 。最近发现,碱性磷酸酶具有清除肠道有害微生物产生的脂多糖等内毒素作用,起着保护肠道健康的作用( Lackeyram D 等,2010) 。肖英平等(2012)在试验中添加1.00% 的谷氨酰胺,显著地提高了断奶后第10天刷状缘碱性磷酸酶活性,提示谷氨酰胺能够增加刷状缘碱性磷酸酶活性,从而提高营养物质表观消化率。黄晓亮等(2009)试验结果表明,Gln 能促进肉鸡小肠的发育,小肠长度、重量和指数均不同程度提高,其中空肠和回肠受Gln 影响较大,十二指肠相对较小。

    1.2.2 对免疫系统的调节作用

    随着 Gl n 浓度的增加,淋巴细胞的增生率也会显著增加。谷氨酰胺是淋巴细胞代谢的主要产物。谷氨酰胺对淋巴细胞是较为重要的能量来源。尹兆正等(2005)对早期断奶仔猪试验结果表明,日粮中添加谷氨酰胺的试验组的空肠中段肠系膜淋巴结T 淋巴细胞的体外增殖率 用(PH A 刺激)比对照组提高 75.06 %(P<0.01)。仔猪免疫应激时,免疫器官指数会出现下降,而有研究证明,补充外源性谷氨酰胺能使其免疫器官指数提高。陈静等(2010)研究结果显示,断奶仔猪日粮中添加1.2% 的谷氨酰胺,能显著提升仔猪的脾脏指数、胸腺指数和下颌淋巴结指数(P<0.05)。陈静等(2006)试验证明谷氨酰胺能提高早期断奶仔猪淋巴细胞转化率和特异OVA抗体效价,提高仔猪的免疫性能,综合生长性能与免疫性能,谷氨酰胺的最佳添加剂量1.2%。王可可等(2015)试验证明,Gl n 能恢复肉鸭免疫应激导致的溶菌酶活性下降,提高血清免疫球蛋白水平,增强血清禽流感抗体效价。因此,日粮添加Gln,可以改善机体的免疫功能,对免疫应激有调节作用。

    1.2.3  抗氧化作用

    肉品的脂质氧化与肉品质量有密切的关系。脂类氧化是使肉质变坏的主要原因之一。董金格等(2009)在日粮中添加1.0% Gln有降低肌肉中M DA含量的趋势, 提高肌肉中SOD活力,显著提高血清中GSH -Px 和 SOD 的活力,因此添加 Gln 后,有助于提高鸡肉的抗氧化性能,延长肉的货架期。黄冠庆等(2006)研究表明,33±2)℃条件下饲粮中添加0.5%、8%Gln可显著提高28和35日龄黄羽肉鸡血液 GSH -Px活性, 显著降低血液中MDA含量,但对血液SOD活性无显著影响。李文立等(2011)试验表明,热应激条件下,饲粮中添加1.6% Gl n 能显著提高28和42日龄肉鸡血清和肠道的T-AOC及MDA含量,说明饲料中添加Gln有利于提高肉鸡血清和肠道的抗氧化性能。此外,研究表明 Gl n能改善肉品质,提高鸡肉的鲜味(董金格,2009)。

    2  谷氨酰胺在动物生产中的应用

    2.1  在猪生产中的应用

    仔猪断奶后母源性的谷氨酰胺消失,此时仔猪肠上皮中来自血浆和肌肉中的内源性的谷氨酰胺不足以维持上皮的完整性。在日粮中添加谷氨酰胺可明显降低由于断奶应激所造成的损害,维持肠道正常的形态结构。由于谷氨酰胺能够改善断奶仔猪的胃肠道功能,肖英平等(2012)试验研究表明,饲粮添加1.00% 谷氨酰胺能够改善21日龄断奶仔猪的平均日增重、料重比和饲粮干物质、粗蛋白质、氨基酸表观消化率及表观代谢能。冯俊等(2008)研究发现,在28日龄断奶仔猪饲粮中添加1.0% 谷氨酰胺对提高仔猪生长性能效果最佳,当谷氨酰胺添加量达到1.5% 时,影响仔猪采食量。刘婷婷等(2011)试验表明,在饲粮中添加1%gGl n可显著提高仔猪断奶后0~21d 平均日增重,显著提高断奶仔猪血清C3、C4水平和溶菌酶活性和抗氧化能力,也显著提高仔猪断奶后小肠绒毛高度,降低隐窝深度。随着谷氨酰胺添加量的增加,谷氨酰胺可提高早期断奶仔猪的日增重、采食量,降低料肉比(陈静,2006)。总的来说,添加Gln有助于改善仔猪消化道的功能和代谢,尤其是在应激状态下,从而提高仔猪的增重。

    2.2  在家禽生产中的应用

    日粮添加 Gl n 可极显著增加肉鸭日增重和采食量,降低料重比,其中添加0.4% ~0.8% 的Gln可以降低免疫应激对肉鸭日增重和采食量的影响(王可可,2015)。周联高等(2008)在日粮添加0.2%、0.4% Gln 对肉仔鸡生长、屠宰性能有较好的促进作用,并能加快胸腺和脾脏发育,延缓法氏囊退化;可提高新城疫HI滴度,其中0.2%的添加剂量提高最为显P<0.05 );Gln 促进肉仔鸡外周血T淋巴细胞的分裂增殖, 以0.2%的添加剂量提高最为显著(P<0.05),说明Gln能够提高肉仔鸡生产性能、增强免疫功能,其中0.2%的添加量较好。Fasina等(2010)报道,饲粮添加Gln明显改善感染沙门氏菌肉仔鸡的体增重, 但改善肉仔鸡沙门氏菌定植情况的最适添加量还没有确定。

    2.3  在反刍动物生产中的应用

    近年来研究发现,补充外源性Gln可增强应激状态下多种细胞或组织HSFP70的表达。张响英等(2015)试验表明,Gln能促进奶牛乳腺上皮细胞生长增殖,并通过启动HSF-1m RNA的转录活性诱导基础状态乳腺上皮细胞高表达HSP70m RNA。

    3 小结

    随着畜禽生产集约化程度的不断提高,对饲料营养的要求也越来越高,营养调控将是以后主要的发展方向。生产过程中,添加外源Gln可以提高动物的生产性能,尤其是在预防仔猪肠道绒毛的萎缩、免疫系统紊乱,导致生产性能下降的方面已经逐步得到了应用。许多的研究结果,表明维持机体谷氨酰胺的浓度可缓解畜禽应激,提高畜禽生产性能、改善肉品质以及提高机体免疫功能,谷氨酰胺在畜禽生产中有较好的应用前景,但是也存在着稳定性不高、最适添加量不能确定、用量大、成本高等问题。随着科技的不断发展,谷氨酰胺在动物生产中应用将会得到更好的推广。

    (杨淑芬、方热军   湖南农业大学动物科技学院)

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