回肠末端灌注VFA对断奶仔猪粪便VFA排出量的影响

冯 志， 雷 龙， 李 强， 张丹丹， 任 莹， 王立伟， 赵胜军*

（1.武汉轻工大学动物营养与饲料科学湖北省重点实验室，湖北武汉430023；2.动物营养与饲料安全湖北省协同创新中心，湖北武汉430023；3.通辽市科尔沁区畜牧工作站，内蒙古通辽028000）

科学实验研究

回肠末端灌注VFA对断奶仔猪粪便VFA排出量的影响

冯 志1，2， 雷 龙1，2， 李 强1，2， 张丹丹1，2， 任 莹1，2， 王立伟3， 赵胜军1，2*

（1.武汉轻工大学动物营养与饲料科学湖北省重点实验室，湖北武汉430023；2.动物营养与饲料安全湖北省协同创新中心，湖北武汉430023；3.通辽市科尔沁区畜牧工作站，内蒙古通辽028000）

为研究挥发性脂肪酸（VFA）产生量与粪便VFA排出量的关系，本试验选取25日龄的平均体重为（6.48±0.71）kg的三元杂交断奶仔猪(杜×长×大）20头，安装“T”型回肠瘘管，术后1周，将断奶仔猪随机分成4个处理组，每个处理组5个重复。分别从回肠瘘管处灌注不同水平（约为大肠VFA估测产生量的25%、50%、75%和100%）VFA。同时收集断奶仔猪的粪便，用于测定粪便中VFA的排出量。结果表明：灌注组丙酸、乳酸的排出量均显著高于未灌注组（P＜0.05），但不同的灌注水平对丙酸排出量无显著影响（P＞0.05）。与对照组相比，灌注水平为25%、50%、75%和100%组的丙酸排出量分别提高了85.3%、67.2%、48.6%和49.2%（P＜0.05）。灌注水平为75%时，乳酸排出量较25%、50%灌注水平组分别提高173.8%和44.9%（P＜0.05）；灌注水平为100%时，乳酸排出量较灌注水平25%组显著提高118.4%（P＜0.05）。各组间乙酸和丁酸排出量差异不显著（P＞0.05）。在本试验条件下，灌注VFA对粪中丙酸、乳酸的排出量有显著影响，对乙酸、丁酸无显著影响。

挥发性脂肪酸；排出量；断奶仔猪

碳水化合物是动物机体最重要的能量来源，其在大肠微生物的作用下可分解为挥发性脂肪酸和乳酸，其中尤以乙酸产量最大。在猪的肠道中，因盲肠和结肠能够快速有效的吸收发酵产生的挥发性脂肪酸，所以只有5%～10%的挥发性脂肪酸会随粪便排出。挥发性脂肪酸的产生可以促进肠道形成一个稳定的益于微生物繁殖和生存的酸性环境，使肠道处于一个良性循环的环境中，同时还可以提供能量。李天明（1989）研究表明，挥发性脂肪酸可以提供5%～25%维持猪生长需要的能量。

挥发性脂肪酸适宜的含量和比例是保证肠道正常和稳定的前提，Meulen等（1997）通过为猪安装门静脉，肠系膜静脉和颈动脉血管瘘，研究不同淀粉来源的饲料对猪门静脉吸收乳酸和挥发性脂肪酸的影响。Benson等（2002）通过为泌乳母牛安装血管瘘，分析血流量的差异，来比较挥发性脂肪酸的代谢。Zhuang等（2014）研究山羊挥发性脂肪酸在门静脉排流组织（PDV）中的代谢，比较了饲喂不同水平日粮后挥发性脂肪酸的净吸收量。在反刍动物的研究中，韩飞（2001）利用瘤胃启动-连续灌注丙酸的方法，研究丙酸在瘤胃的产生量及吸收率。本试验以断奶仔猪为研究对象，借鉴反刍动物的研究方法，采用回肠瘘管灌注研究不同水平的VFA对断奶仔猪粪便VFA排出量的影响，以了解VFA产生量与粪便VFA排出量的关系。

1 材料与方法

1.1 试验设计 本试验选取20头体况良好，平均体重为（6.48±0.71）kg的 25日龄杜×长×大三元杂交断奶仔猪。随机分为4个处理组，每组5个重复。安装“T”型回肠瘘管，预饲5 d，待日采食量稳定后，分别从回肠瘘管处灌注不同水平挥发性脂肪酸 （约为大肠挥发性脂肪酸估测产生量的25%、50%、75%和100%）。收集断奶仔猪粪便，用于测定粪便中挥发性脂肪酸的排出量。

1.2 试验日粮 选择玉米豆粕型日粮，参照NRC（2012）饲养标准配制，每千克饲料中添加1 g二氧化钛作外源指示剂。日粮组成和营养水平见表1。

1.3 饲养管理 对试验猪进行常规免疫，试验前3 d进行驱虫，试验猪单笼饲养。每天喂食4次（8∶00、12∶00、16∶00、20∶00），每次饲喂时记录饲喂量，每天称量剩料量，计算采食量。自由饮水。

1.4 试验灌注方案

1.4.1 预备试验 预饲5 d，待日采食量稳定后，采集试验仔猪的新鲜粪便，样品在-20℃条件下冷冻保存，用于测定未灌注条件下粪便中VFA排出量。

1.4.2 动物分组及灌注水平 Canibe等（2001）报道，盲肠每千克干物质中乳酸含量为3 mmoL，乙酸、丙酸、丁酸混合含量为105 mmoL，可知乳酸和VFA的含量比值为 1∶35。在 Imoto和 Namioka（1978）研究中，按体外法24 h计，每克干物质产生乙酸、丙酸、丁酸的速率分别为126.5、45.4、14.9 μmol/h，Pluske 等（2003）报道，盲肠内容物的含量为124 g，可知乙酸、丙酸、丁酸的日产生量为0.376、0.135、0.044 moL，根据比值可得出乳酸日产生量为0.017 moL。按产生量的25%、50%、75%、100%设定灌注水平，进行启动连续灌注。启动灌注10 mL，连续灌注配制为350 mL。灌注液的具体配制见表2。

表1 日粮组成和营养水平

表2 不同处理组灌注液中VFA的含量

1.4.3 灌注方法 断奶仔猪于消化代谢笼内饲喂，在试验期内饲喂量和饲养程序均保持不变。试验仔猪每日灌注的混合溶液溶解于生理盐水中制成350 mL溶液。灌注时水浴加热至37℃。将每只试验猪的灌注液装入输液瓶内，悬挂于代谢笼上方，输液滴管与回肠瘘管相连，通过输液滴管阀门调节流速，输液滴管处加保温装置。每日连续灌注12 h，连续灌注3 d。

1.5 样品采集 在启动和连续灌注过程中收集新鲜粪便于自封袋中，加苯甲酸钠和苯甲基磺酰氟（为了阻止细菌活动，降低发酵对VFA浓度的影响）（O’Doherty等，2010），-20 ℃保存， 留待测定VFA浓度。

1.6 测定指标 粪样中乙酸、丙酸、丁酸和乳酸浓度的测定由农业部饲料效价与安全监督检测中心采用离子色谱法检测；

饲料和食糜中TiO2含量参照邓雪娟等（2008）分光光度计法测定。

1.7 计算公式

VFA 排出量 Pi=FI×（TiO21/TiO22）× C。

式中：C为粪便中VFA（乳酸）浓度；FI为采食量；TiO21为饲料中二氧化钛的浓度；TiO22为粪便中二氧化钛的浓度。

假设VFA的产生量为X，吸收量为A，排出量为 Y，所以：X=A+Y。

设U为吸收率，在U不变的情况下，可得到：X=XU+Y=＞Y=X（1-U）。

由此，可以得出VFA的产生量X和排出量Y之间的线性关系。

1.8 数据处理 数据用SPSS 17.0统计软件进行单因素方差分析，差异显著再进行Duncan’s多重比较，数据采用“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

由表3可知，灌注水平为75%时，粪中乙酸排出量最高，但各组间无显著差异（P＞0.05）。断奶仔猪粪中丙酸排出量表现为先增加后降低的趋势，灌注水平为25%、50%、75%和100%组，与对照组相比，丙酸排出量分别提高85.3%、67.2%、48.6%和49.2%（P＜0.05），但不同灌注水平组之间丙酸排出量无显著差异 （P＞0.05）。乳酸排出量也随灌注水平的增加呈先增加后降低的趋势，灌注水平为75%时最高，各灌注组均显著高于对照组 （P＜0.05）。与对照组相比，灌注水平为25%、50%、75%和100%组的丙酸排出量分别提高 85.3%、67.2%、48.6%和49.2%（P＜0.05）。灌注水平为75%组乳酸排出量较25%、50%灌注水平组提高173.8%和44.9%（P＜0.05）；灌注水平为100%组乳酸排出量较灌注水平25%组提高118.4%（P＜0.05）。在灌注水平为25%时，丁酸排出量最高，但不同灌注组间差异不显著（P＞0.05）。

表3 灌注不同水平的VFA对粪中VFA排出量的影响

以挥发性脂肪酸灌注量（mol）为X，粪便中挥发性脂肪酸排出量（mg）为Y建立回归公式：

乙酸：Y=-7.67X+150.00，（R2=0.0047，sig.=0.913）；

丙酸：Y=3.22X+2.44，（R2=0.0936，sig.=0.617）；

丁酸：Y=-159.53X+55.44，（R2=0.0825，sig.=0.639）；

乳酸：Y=42.77X+2.46，（R2=0.8055，sig.=0.039）。

结果显示，挥发性脂肪酸的灌注量与粪中的排出量没有明显的线性关系。

3 讨论

挥发性脂肪酸（VFA）是指碳链为1～6的具有较强挥发性的有机脂肪酸。VFA可在结肠上皮细胞和肌肉组织中转化为酮体、二氧化碳来供能；VFA适宜的含量和比例构成是保证肠道正常和稳定的前提之一；VFA还可以作为信号分子，来参与介导肥胖的过程。碳水化合物在盲肠和结肠内经微生物发酵产生大量挥发性脂肪酸和乳酸，其中尤以乙酸产量最大。但挥发性脂肪酸的产量会因大肠微生物种类和数量的不同有差异，而微生物的种类和数量又受发酵底物的影响（Mathew等，1996）。猪的盲肠和结肠可以快速的吸收挥发性脂肪酸，所以只有5%～10%的挥发性脂肪酸会随粪便排出。 Imoto和Namioka（1978）通过体外培养研究挥发性脂肪酸的产生量和吸收率，结果表明，丙酸平均每天产生量为0.21 mol，吸收量为0.18 mol，吸收率为0.86。

本试验从回肠瘘管灌注不同梯度水平的挥发性脂肪酸，研究其对粪中挥发性脂肪酸排出量的影响，结果表明，灌注挥发性脂肪酸对丙酸、乳酸排出量有显著的影响（P＜0.05），但对乙酸、丁酸无显著影响（P＞0.05）。这个差异可能是与挥发性脂肪酸的吸收机制有关。挥发性脂肪酸吸收的有关动力学机制是质子化的扩散和阴离子的交换（任傲等，2015）。单胃动物经消化道吸收进入门静脉血流的丙酸、乳酸几乎全部为肝脏代谢（李伟忠和单安山，2003），而乙酸和丁酸较多在肠壁代谢。挥发性脂肪酸的灌注量与粪中的排出量没有明显的线性关系，所建立的回归公式无意义。这个结果与试验假设产生量与排出量之间呈线性关系有差异。其原因可能为：（1）在试验操作过程中不能保证所有的脂肪酸都无损失的从瘘管处灌入；（2)瘘管手术一定程度上会影响断奶仔猪肠道健康，从而影响挥发性脂肪酸的吸收；（3）大量挥发性脂肪酸的灌注导致盲肠微生态区系发生改变，使得挥发性脂肪酸的产生量和比例也发生了较大的改变。

从本试验结果来看，目前还不能用回肠灌注挥发性脂肪酸的方法来测定断奶仔猪大肠挥发性脂肪酸的产生量，也不能根据粪便中挥发性脂肪酸的排出量得出其吸收率和吸收量。在以后的研究中，可适当降低回肠挥发性脂肪酸灌注水平，然后再研究其对粪中挥发性脂肪酸排出量的影响。

4 结论

本试验结果表明，灌注挥发性脂肪酸对断奶仔猪粪中丙酸、乳酸排出量有显著的影响，但对粪中乙酸、丁酸的排出量没有显著影响。

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The study was performed to examine the effects of the endogenous metabolizable glucose in vivo determination method，a total of 20-day-old weaned piglets with （6.48±0.71）kg body weight were randomly divided into four treatment groups，with five piglets allocated to each treatment.The piglets were implanted with T-Cannula in terminal ileum，and were respectively infused into T-Cannula with different levels of volatile fatty acids （25%，50%，75%，100%of the volatile fatty acids yield in the large intestine）.After the weaned piglets survived and delayed one week.The faces were collected，and used for determining the concentration of volatile fatty acid.The results showed that the emissions of propionic acid and lactic acid in infusion groups were significant higher than that in no infusion group（P ＜ 0.05），but the different infusion levels had no significant effect on propionic acid emissions （P ＞ 0.05）.Compared to the control group，propionic acid emissions increased by 85.3%，67.2%，48.6%and 49.2%with levels of infusion in 25%，50%，75%，100%（P ＜0.05）.Lactic acid emissions increased by 173.8%and 44.9%with levels of infusion in 75%than the levels of infusion in 25%and 50%（P ＜ 0.05），and lactic acid emissions increased by 118.4%with levels of infusion in 100%than the levels of infusion in 25% （P ＜ 0.05），but there was no difference in the emissions of acetic acid and butyric acid between each groups.In conclusion，the infusion of volatile fatty could significantly effect the emissions of propionic acid and lactic acid，but have no significant effect on the emissions of acetic acid and butyric acid.

volatile fatty acids；emissions；weaned piglets

S816.7

A

1004-3314（2017）17-0014-04

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171703

国家自然科学基金项目（31201833）*通讯作者