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动态程控仿真生长猪胃小肠消化吸收快速定量饲料氨基酸消化率的研究

批准号:
32102558
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王钰明
学科分类:
动物营养学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王钰明

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
我国生长猪年消耗的蛋白质高达3000万吨,精准、快速地评定生长猪对饲料蛋白质(氨基酸)的消化率是实现蛋白质资源高效利用的关键。本研究采用酶学、质谱和统计学技术和方法,重点研究:(1)饲粮组成对生长猪胃和小肠各位点消化液组成、食糜特性和停留时间的影响,解析猪体内蛋白质消化环境的变异规律,为模拟蛋白质消化提供生物学靶标;(2)动态仿真蛋白质在生长猪胃肠道消化的方法研究,阐明与体内消化条件匹配的动态仿真消化的参数及模拟消化方案,达到缩小模拟消化与体内消化程度差异的目标;(3)模拟消化法估测生长猪对饲料氨基酸标准回肠消化率的有效性研究,进一步从方法学的角度验证所建立的模拟消化法是否可以用于猪饲料氨基酸消化率的快速估测。预期结果将阐明猪胃、小肠蛋白质的代谢规律,建立动态仿真生长猪胃小肠消化吸收快速定量氨基酸消化率的方法,为国家实施的养殖业“蛋白质减量”、“豆粕替代”计划提供技术支撑。
英文摘要
The annual consumption of feed protein by growing pigs is as high as 30 million tons in China. Accurate and rapid assessment of the digestibility of feed protein or amino acids of growing pigs is critical for improving the utilization efficiency of protein resources. Using the methods of enzymology, mass spectrometry, and statistical techniques, this project focuses on the following research: (1) The effect of diet composition on the characteristics of digestive fluid and chyme, and retention time in the stomach and small intestine of growing pigs. Analyze the variation of the protein digestion environment in pigs, and provide biological targets for simulating protein digestion. (2) Study on the method of dynamically simulated protein digestion in the gastrointestinal tract of growing pigs, and clarify the parameters and simulated digestion scheme to dynamic simulate gastrointestinal digestion that matches the digestion conditions in the pig, and achieve the goal of reducing the difference between simulated and in vivo digestion. (3) The effectiveness of the simulated digestion method to estimate the standardized ileal digestibility of feed amino acids for growing pigs, which was further verified from a methodological point whether the established simulated digestion method can be used for the rapid and accurate estimation of the digestibility of feed amino acid for pigs. The expected results will clarify the protein metabolism in pig stomach and small intestine, establish a dynamic computer-controlled bionic system to quickly determine the digestibility of amino acids by simulating the digestion and absorption of the stomach and small intestine of growing pigs and provide technical support for the national implementation of the “protein reduction program” and “soybean meal replacement program” in the livestock industry.
随着饲料科学的快速发展和动物营养需求的不断提高,如何快速、精确地测定饲料中氨基酸的消化率,成为养殖业亟待解决的重要问题。传统的消化代谢试验耗时、费力,且精度不足,严重制约了该法在生产中的应用,亟需创新的技术手段。基于这一背景,本项目探究了生长猪胃小肠消化环境的变异规律,开发了动态程控仿真模拟消化技术,以实现饲料氨基酸消化率的快速、精准测定。本项目的主要研究内容包括3大部分:(1)研究不同饲粮组成对生长猪胃肠道蛋白质消化环境、食糜特性和停留时间的影响,结果表明生长猪肠段及饲粮对小肠液消化环境有显著影响且有交互作用,pH、离子浓度和消化酶活性与16种氨基酸的标准回肠消化率之间相关性较弱,但食糜通过时间会影响小麦麸饲粮蛋白质的消化,为模拟消化液的组成和消化时间的设置提供生理学依据;(2)基于内容1研究得到的消化环境参数,利用程控仿生系统开展体内外不同消化位点饲料蛋白质水解度、水解产物肽段分子量的分布及氨基酸组成的对比研究,优化体外消化参数,使其能够更好地逼近模拟猪体内蛋白质的消化过程;(3)通过生长猪代谢试验和本项目建立的仿生法测定12种饲料原料及其配制的6种试验饲粮的氨基酸消化率,体内外总氨基酸消化率测值的相关系数在0.92,相对偏差在5%以内,且测定的原料氨基酸消化率在饲粮中具有满意的可加性。本项目建立的快速评定饲料氨基酸消化率的仿生消化技术具有完全的自主知识产权,为生长猪饲料养分效价的快速评定提供了一种新的技术路径,突破了传统方法的局限性,为动物营养学及饲料科学领域的研究提供了新的思路和方法,具有重要的学术价值和实际应用前景。基于本项目研究成果建立具有自主知识产权的仿真生长猪胃小肠蛋白质消化吸收快速定量饲料氨基酸消化率的技术规程1套,发表科技论文5篇(其中SCI论文2篇,中文核心期刊2篇,会议论文1篇),申请国家发明专利1项,联合培养毕业硕士研究生2名,在四年一届的动物营养学术研讨会上做学术报告1次。
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