蔣竹英，李麗立，張 彬，唐利華，劉志強(qiáng)，段杰林，，印遇龍，李鐵軍

(1 中國科學(xué)院 亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所/中國科學(xué)院 亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙410125;2 永州市畜牧水產(chǎn)局，湖南 永州425000;3 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科技學(xué)院，湖南 長沙410128)

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)，又稱嘔吐毒素，是最常見的一種污染糧食、飼料和食品的霉菌毒素之一［1-2］，廣泛存在于自然界受霉菌污染的小麥、大麥、玉米等谷類作物中［3］，而且自然污染飼料中，幾種霉菌毒素往往會同時存在于飼料原料和配合飼料中，資料顯示，霉菌毒素間的協(xié)同作用對動物健康和生產(chǎn)性能的危害作用比任何一種霉菌毒素單獨(dú)作用的危害都要大［4］．因此，為更好地解決上述問題，研究開發(fā)新型安全綠色吸附劑對畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展非常必要．

竹炭是竹材熱解產(chǎn)物，有研究表明，竹炭的比表面積可達(dá)360 m2/g，是普通木材的2～5 倍，可開發(fā)為優(yōu)良吸附材料［5］．竹醋液是在竹炭生產(chǎn)過程中獲得的液體產(chǎn)品，它是一種組成成分相當(dāng)復(fù)雜的深紅褐色液體混合物，其主要成分是水、有機(jī)酸、酚類、酮類、醇類等物質(zhì)，pH 在2.5～3.0，醋酸體積分?jǐn)?shù)在2.00%～6.10%，可用于土壤消毒、殺菌防病、飼料添加劑以及作為農(nóng)藥增效劑［6-8］．本試驗(yàn)在DON 污染飼糧中添加竹炭和竹醋液，探討其對斷奶仔豬血清游離氨基酸含量的影響，更進(jìn)一步研究DON 的毒害作用及機(jī)理，旨在為實(shí)際生產(chǎn)中吸附劑的選擇與應(yīng)用提供參考．

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料

竹炭和竹醋液由南京林業(yè)大學(xué)生物質(zhì)能源工程研究室提供．禾谷鐮刀菌Fusarium graminearum R6576菌種由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)提供．DON 的ELASA 檢測試劑盒為武漢華美生物工程有限公司產(chǎn)品．禾谷鐮刀菌培養(yǎng)及DON 污染飼糧制備按文獻(xiàn)［9］方法進(jìn)行．

1．2 試驗(yàn)動物及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)按文獻(xiàn)［9］方法，選用28 頭35日齡、平均體質(zhì)量為(12.10 ±1.12)kg 的“杜×長×大”三元雜交斷奶仔豬，隨機(jī)分為4 個組，分別為對照組(基礎(chǔ)飼糧)、DON 組(基礎(chǔ)飼糧+DON)、竹炭組(基礎(chǔ)飼糧+DON+2%竹炭)、竹醋液組(基礎(chǔ)飼糧+DON +1%竹醋液)，每組7 個重復(fù)，每個重復(fù)1 頭豬．試驗(yàn)期37 d．基礎(chǔ)飼糧參照NRC(1998)斷奶仔豬營養(yǎng)需要配制，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1．測定對照組、DON 組、竹炭組和竹醋液組飼糧粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:17.39%、17.54%、18.06%、17.12%;粗灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:6.77%、5.83%、5.81%、5.70%;賴氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:1.31%、0.87%、0.99%、0.93%;蛋氨酸+胱氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:0.37%、0.41%、0.38%、0.45%;蘇氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:0.81%、0.63%、0.66%、0.68%;色氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:0.22%、0.21%、0.21%、0.22%．

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Tab．1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis)

1．3 飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)試驗(yàn)在中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所動物房進(jìn)行，欄舍為封閉式、漏縫地板，單欄飼養(yǎng)．每日飼喂3 次，飼喂時間分別為每天08:00、12:00 和18:00，自動飲水器供水，自由采食，免疫消毒程序按豬場常規(guī)方法進(jìn)行．每天清掃圈舍，以保持圈內(nèi)清潔．采取自然通風(fēng)，所有圈舍定期消毒，觀察豬只的食欲、精神狀況、糞便等情況．

1．4 樣品采集及測定

試驗(yàn)在第15、30 和37 天，每天08:00 進(jìn)行空腹前腔靜脈采血，靜置30 min 后以3 000 r/min 離心15 min 分離血清，－20 ℃條件下保存，用戴安公司HPLC Ultimate3000 和AB 公司3200 Q TRAP LC-MS/MS 聯(lián)用質(zhì)譜儀檢測血清游離氨基酸含量，檢測指標(biāo)詳見表2～表4．

1．5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007 整理后，采用SPSS 17.0 軟件中的One-way ANOVA 對組間的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，Duncan’s 法進(jìn)行各組間多重比較，以P＜0.05 作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)．試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示．

2 結(jié)果與分析

2．1 試驗(yàn)開始后第15 天仔豬血清游離氨基酸含量的變化

從表2 可知，試驗(yàn)第15 天，DON 組、竹炭組和竹醋液組精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、甘氨酸、絲氨酸、?；撬?、酪氨酸、天門冬酰胺、天門冬氨酸、瓜氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、鳥氨酸、半胱氨酸、α－氨基正丁酸、丙氨酸、肌肽、羥基脯氨酸、1－甲基組氨酸、脯氨酸與對照組相比差異均不顯著(P＞0.05)，但與對照組相比，DON 組精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、?；撬?、酪氨酸、天門冬酰胺、天門冬氨酸、瓜氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、半胱氨酸、α－氨基正丁酸、丙氨酸、肌肽、羥基脯氨酸、1－甲基組氨酸、脯氨酸分別降低了40.46%、21.68%、6.86%、11.22%、44.14%、8.71%、30.96%、10.09%、25.00%、26.69%、32.13%、31.75%、17.77%、1.64%、42.59%、36.67%、12.31%、5.37%、37.78%、32.56%、18.88%、13.07%(P＞0.05);與DON 組相比，竹炭組精氨酸、組氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、甘氨酸、?；撬帷⒗野彼?、天門冬酰胺、天門冬氨酸、瓜氨酸、谷氨酸、α－氨基正丁酸、肌肽、羥基脯氨酸、脯氨酸分別升高了5.54%、9.74%、5.40%、7.59%、40.13%、4.23%、9.23%、4.06%、33.33%、17.44%、20.72%、4.65%、9.23%、4.79%、1.75%、25.00%、9.96%、7.66%(P＞0.05)，竹醋液組精氨酸、組氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、?；撬?、酪氨酸、天門冬酰胺、天門冬氨酸、瓜氨酸、谷氨酰胺、半胱氨酸、肌肽、羥基脯氨酸、脯氨酸分別升高了70.22%、10.95%、6.84%、40.44%、38.20%、13.03%、41.67%、28.61%、45.63%、16.28%、14.87%、30.46%、22.10%、35.71%、23.75%、6.52%(P＞0.05)．與對照組相比，DON 組和竹炭組3－甲基組氨酸分別顯著降低39.06%、40.62%(P＜0.05)，竹醋液組差異不顯著(P＞0.05)．

表2 試驗(yàn)開始后第15 天仔豬血清游離氨基酸含量的變化1)Tab．2 Changes of content of serum free amino acids in piglets on the 15th day after initiation of the addition μg/mL

2．2 試驗(yàn)開始后第30 天仔豬血清游離氨基酸含量的變化

從表3 可知，試驗(yàn)第30 天，DON 組、竹炭組和竹醋液組精氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、甘氨酸、絲氨酸、?；撬?、天門冬酰胺、天門冬氨酸、瓜氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、鳥氨酸、α－氨基正丁酸、丙氨酸、肌肽、1－甲基組氨酸、脯氨酸與對照組相比差異均不顯著(P＞0.05)，但與對照組相比，DON 組精氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、色氨酸、絲氨酸、?；撬?、天門冬酰胺、天門冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、鳥氨酸、α－氨基正丁酸、丙氨酸、肌肽、1－甲基組氨酸、脯氨酸分別降低了26.42%、16.42%、21.88%、29.17%、24.62%、22.62%、19.83%、20.00%、15.98%、37.08%、23.38%、32.28%、41.72%、12.98%、11.52%、52.56%、19.62%、2.61%．與DON 組相比，竹炭組精氨酸、賴氨酸、甘氨酸、絲氨酸、?；撬帷⒈奖彼?、谷氨酰胺、鳥氨酸、肌肽分別升高了8.18%、20.58%、7.61%、3.78%、25.00%、6.39%、18.35%、18.78%、13.51%(P＞0.05)，竹醋液組精氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、絲胺酸、?；撬?、谷氨酰胺、鳥氨酸、肌肽、1－甲基組氨酸分別升高了6.98%、30.64%、13.57%、0.10%、4.12%、31.25%、42.28%、11.96%、27.03%、32.08%(P＞0.05)．與對照組相比，竹炭組組氨酸顯著降低32.00%(P＜0.05)，DON 組和竹醋液組分別降低21.73%、19.14%，但差異不顯著(P＞0.05);DON 組、竹炭組和竹醋液組異亮氨酸分別顯著降低26.60%、26.19%、31.48%(P＜0.05);DON 組、竹炭組和竹醋液組纈氨酸分別顯著降低25.96%、31.79%、29.75%(P＜0.05);DON 組酪氨酸降低24.34%，但差異不顯著(P＞0.05)，竹炭組和竹醋液組分別顯著降低41.52%、37.53%(P＜0.05);DON 組、竹碳組和竹醋液組天門冬氨酸分別降低37.08%、41.57%、37.08%，但差異不顯著(P＞0.05);DON 組半胱氨酸顯著降低73.38%(P＜0.05)，竹炭組和竹醋液組差異不顯著(P＞0.05)，與DON 組相比，竹炭組和竹醋液組半胱氨酸分別升高173.17%和170.73%(P＞0.05);DON組和竹炭組羥基脯氨酸分別顯著降低44.61%、44.36%(P＜0.05)，竹醋液組差異不顯著(P＞0.05)，與DON 組相比，竹醋液組顯著升高55.96%(P＜0.05);DON 組和竹炭組3－甲基組氨酸分別顯著降低26.09%、19.57%(P＜0.05)，竹醋液組差異不顯著(P＞0.05)，與DON 組相比，竹醋液組顯著升高26.47%(P＜0.05)，竹炭組升高8.82%(P＞0.05)．

表3 試驗(yàn)開始后第30 天仔豬血清游離氨基酸含量的變化1)Tab．3 Changes of content of serum free amino acids in piglets on the 30th day after initiation of the addition μg/mL

2．3 試驗(yàn)開始后第37 天仔豬血清游離氨基酸含量的變化

從表4 可知，試驗(yàn)第37 天，與對照組相比，DON 組、竹炭組和竹醋液組精氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、甘氨酸、絲氨酸、?；撬帷⒗野彼?、天門冬酰胺、天門冬氨酸、瓜氨酸、半胱氨酸、α－氨基正丁酸、丙氨酸、肌肽、3－甲基組氨酸、脯氨酸差異均不顯著(P＞0.05);DON 組組氨酸差異不顯著(P＞0.05)，竹炭組和竹醋液組分別顯著降低了36.54%、43.14%(P＜0.05);DON 組谷氨酸顯著降低66.31%(P＜0.05)，竹炭組和竹醋液組差異均不顯著(P＞0.05);DON 組和竹炭組谷氨酰胺差異不顯著(P＞0.05)，竹醋液組顯著升高71.85%(P＜0.05);DON 組和竹炭組鳥氨酸差異不顯著(P＞0.05)，竹醋液組顯著降低34.11%(P＜0.05);竹炭組羥基脯氨酸差異不顯著(P＞0.05)，DON 組和竹醋液組顯著升高(P＜0.05);DON 組1－甲基組氨酸差異不顯著(P＞0.05)，竹炭組和竹醋液組顯著降低(P＜0.05)．

表4 試驗(yàn)開始后第37 天仔豬血清游離氨基酸含量的變化1)Tab．4 Changes of content of serum free amino acids in piglets on the 37th day after initiation of the addition μg/mL

3 討論

血液是動物機(jī)體內(nèi)環(huán)境最重要的組成部分，是機(jī)體與外環(huán)境聯(lián)系的媒介．血液能溝通體內(nèi)各組織之間的聯(lián)系，運(yùn)輸養(yǎng)分與代謝廢物，能維持組織細(xì)胞正常生命活動所需的最適宜條件．當(dāng)機(jī)體生理生化異常時，將引起血液某些成分和理化性質(zhì)的改變［10］．Tiemann 等［11］和蔣竹英等［9］研究表明，DON 可導(dǎo)致血細(xì)胞數(shù)量減少，血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性和尿素氮含量升高，總蛋白含量降低．血清中總蛋白含量反映了體液免疫的情況，并能反映機(jī)體蛋白質(zhì)的吸收和代謝情況．蛋白質(zhì)在人體生命活動中，起著重要作用，可以說沒有蛋白質(zhì)就沒有生命活動的存在，但是食物中的蛋白質(zhì)不能直接吸收，必須轉(zhuǎn)化為小分子的氨基酸或短肽才能被機(jī)體吸收和利用［12］．當(dāng)日糧氨基酸不能滿足動物需要時，血清游離氨基酸含量偏低［13］，就無法合成充分的蛋白質(zhì)供給身體各組織使用．血清游離氨基酸直接參與機(jī)體氨基酸的代謝及蛋白質(zhì)沉積，其水平反映著動物的營養(yǎng)狀況，所以確保足夠的必需氨基酸攝取是很重要的［14］．

賴氨酸能參與蛋白質(zhì)合成和能量代謝，而且能夠增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能．大量研究顯示，賴氨酸可提高機(jī)體抗氧化能力，降低血中氧自由基，有利于肌肉組織維持正常的生理功能，是蛋白質(zhì)必不可少的組成部分［15-16］．甲硫氨酸是機(jī)體的一種必需氨基酸，如果缺乏就會導(dǎo)致體內(nèi)蛋白質(zhì)合成受阻，造成機(jī)體損害．蘇氨酸是必需氨基酸之一，可調(diào)整飼料中氨基酸平衡，促進(jìn)生長，是動物免疫球蛋白分子中的一種主要氨基酸，缺少蘇氨酸會抑制免疫球蛋白和T 細(xì)胞、B 細(xì)胞及其抗體的產(chǎn)生．3－甲基組氨酸是多肽鏈上組氨酸甲基化的產(chǎn)物，體內(nèi)3－甲基組氨酸全部存在于骨骼肌的肌動蛋白和肌球蛋白中，在肌肉分解時和其他氨基酸一同釋放出來，就不再參加蛋白質(zhì)的合成，全部從尿中排出，臨床上把它作為評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀態(tài)及肌肉蛋白分解代謝情況的指標(biāo)［17］．本試驗(yàn)第15 天，DON 組和竹炭組3－甲基組氨酸分別顯著降低39.06%、40.62%(P＜0.05)，竹醋液組與對照組差異不顯著(P＞0.05)．因此，3－甲基組氨酸的下降說明肌蛋白分解作用已受到DON 的抑制．除3－甲基組氨酸外，各試驗(yàn)組其他游離氨基酸含量與對照組差異均不顯著(P＞0.05)，但DON 組有降低部分血清游離氨基酸的趨勢，而在DON 的基礎(chǔ)上，添加竹炭或竹醋液有升高血清游離氨基酸的趨勢，說明DON 有破壞機(jī)體氨基酸的平衡趨勢，不利于蛋白質(zhì)的沉積，對仔豬生長性能的提高具有抑制作用，添加竹炭或竹醋液有一定的改善作用．

L－組氨酸是豬的一種必需氨基酸，在體內(nèi)肌肽合成酶下參與合成肌肽而發(fā)揮抗氧化作用，能夠保護(hù)細(xì)胞膜，阻止豬細(xì)胞膜的過氧化反應(yīng)［18］．支鏈氨基酸(Branched-chain amino acid，BCAA)是唯一的主要在肝外組織氧化的必需氨基酸，包括亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸，具有氧化供能、促進(jìn)蛋白質(zhì)合成和抑制蛋白質(zhì)降解、促進(jìn)糖的異生、增強(qiáng)免疫力和調(diào)節(jié)激素代謝等生理功能［19］．天門冬氨酸和谷氨酸是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的興奮性遞質(zhì)，參與控制垂體功能．羥基脯氨酸具有獨(dú)特的生理功能和生物活性，為膠原蛋白的主要成分．本試驗(yàn)第30 天，DON 導(dǎo)致部分血清游離氨基酸含量降低或顯著降低，竹炭和竹醋液可使部分游離氨基酸升高，結(jié)果表明DON 可能導(dǎo)致過氧化反應(yīng)，膠原蛋白降解，細(xì)胞膜受到破壞，抑制蛋白質(zhì)合成，降低免疫力，這與眾所周知的，DON 是RNA、DNA 和蛋白質(zhì)合成的潛在抑制劑結(jié)果相一致．在DON 污染的基礎(chǔ)上，添加竹炭或竹醋液有緩解效果，并且竹醋液的緩解作用效果要優(yōu)于竹炭．本試驗(yàn)第37 天，盡管大部分血清游離氨基酸仍然有降低的趨勢，但DON 組羥基脯氨酸顯著升高(P＜0.05);而竹炭組組氨酸、1－甲基組氨酸顯著降低(P＜0.05);竹醋液組組氨酸、鳥氨酸、1－甲基組氨酸顯著降低(P＜0.05)，相反羥基脯氨酸、谷氨酰胺顯著升高(P＜0.05)．結(jié)果表明在后期DON 對仔豬的影響較少，竹炭和竹醋液的添加量應(yīng)該給予適當(dāng)?shù)恼{(diào)整．

［1］OHTANI N，ZEBEDEE A，HUOT T J，et al．Opposing effects of Ets and Id proteins on p16INK4aexpression during cellular senescence［J］．Nature，2001，409(6823):1067-1070．

［2］ZHANG Xianghong，XIE Tongxin，LI Shaosen，et al．Contamination of fungi and mycotoxins in food stuffs in high risk area of esophageal cancer［J］．Biomed Environ Sci，1998，11(2):140-146．

［3］TUTELYAN V A．Deoxynivalenol in cereals in Russia［J］．Toxicol Lett，2004，153(1):173-179．

［4］SWAMY H V T N，SMITH T K，MacDONALD E J，et al．Effects of feeding a blends of grains naturally contaminated with Fusariun mycotoxins on growth and immunological measurements of starter pigs，and the efficacy of a polymeric gluconannan mycotoxin adsorbent［J］．J Anim Sci，2003，81(11):2792-2803．

［5］王高偉，胡光洲，孔倩．竹炭性能的研究進(jìn)展［J］．世界竹藤通訊，2006，4(4):5-7．

［6］馬良進(jìn)，張盺．竹醋液與殺菌劑混配的抑菌效果［J］．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，36(8):29-42．

［7］歐敏銳，李忠琴，周訓(xùn)勝，等．福建產(chǎn)竹醋液(竹瀝)的組分分析［J］．福州大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2003，31(3):360-363．

［8］王衛(wèi)平，薛智勇，朱鳳香，等．竹醋液及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用［J］．中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2005，7(6):53-55．

［9］蔣竹英，范覺鑫，陳明洪，等．脫氧雪腐鐮刀菌烯醇污染飼糧對斷奶仔豬血液生理生化指標(biāo)的影響及竹炭和竹醋液的干預(yù)作用［J］．動物營養(yǎng)學(xué)報，2012，24(12):2459-2468．

［10］楊秀平．動物生理學(xué)［M］．北京:高等教育出版社，2002:61-62．

［11］TIEMANN U，VIERGUTZ T，JONAS L，et al．Influence of the mycotoxins alpha-and beta-zearalenol and deoxynivalenol on the cell cycle of cultured porcine endometrial cells［J］．Reprodt Toxicol，2003，17(2):209-218．

［12］王墨清．普氏野馬血液氨基酸測定與分析［J］．甘肅畜牧獸醫(yī)，1996，26(3):10-11．

［13］管武太．理想氨基酸模式提高豬生產(chǎn)性能的機(jī)理［D］．北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，1997．

［14］LONGENECKER J B，HAUSE N L．Relationship between plasma amino acids and composition of ingested protein［J］．Arch Bioch Bioph，1959，84(1):46-59．

［15］陸志范，周保全．賴氨酸的藥用功能［J］．藥學(xué)實(shí)踐雜志，1996，14(4):255-256．

［16］張英，王樹英，丁霄霖．羥化賴氨酸清除活性氧自由基能力的研究［J］．無錫輕工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1998，17(3):58-6l．

［17］王靜．運(yùn)動性損傷后大鼠骨骼肌及血清游離氨基酸的變化［D］．上海:上海體育學(xué)院，2011:33-34．

［18］張春勇，陳克嶙，黃金昌，等．谷氧還蛋白1 和硫氧還蛋白1 基因在云南烏金豬不同組織中的表達(dá)特點(diǎn)及L－組氨酸對其在氧化應(yīng)激細(xì)胞中表達(dá)的影響［J］．動物營養(yǎng)學(xué)報，2012，24(12):2415-2423．

［19］劉春生，張大鵬，劉文寬．支鏈氨基酸在泌乳母豬營養(yǎng)中的研究現(xiàn)狀［J］．飼料研究，2006(2):31-35．