α-酮戊二酸在制備豬飼料添加劑方面的應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于飼料添加劑技術領域。更具體地，涉及α -酮戊二酸在制備豬飼料添 加劑方面的應用以及含α-酮戊二酸的豬飼料。
【背景技術】
[0002] 我國養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展關乎國計民生，但蛋白質(zhì)飼料資源緊缺和氮排放污染問 題是制約我國養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在當前我國養(yǎng)豬生產(chǎn)中，一方面由于成本因素不 得不降低優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)原料的使用，造成動物生長受限；另一方面為滿足日糧蛋白水平，大量 使用劣質(zhì)飼料蛋白原料，導致豬對蛋白利用效率降低，氨氮排泄增加，反而造成蛋白質(zhì)資源 浪費和環(huán)境污染加重。因此，開發(fā)研究新的飼料添加劑非常重要，以保證實現(xiàn)在降低飼料蛋 白水平的同時有效改善動物的生長性能，提高飼料蛋白利用效率和降低氨氮排放顯得尤為 重要。
[0003] α -酮戊二酸（a -Ketoglutaric acid，a -KG)亦稱 2-氧代-1，5 酮戊二酸，是帶 有兩個酮基的戊二酸衍生物。已有大量研究表明，α -酮戊二酸在免疫、組織損傷修復和抗 氧化方面均具有重要的作用。Hou等研究表明，α-酮戊二酸臨床應用和實驗營養(yǎng)上，尤其 是對小腸的生長和完整性方面，有著很好的保護作用。日糧中添加1%的α-KG對內(nèi)毒素誘 導的仔豬具有改善小腸粘膜損傷和增加小腸的吸收的功能。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，α-KG結合 中草藥可增加小腸上皮淋巴集結面積和腸道IgA的分泌，從而能夠快速而有效的改善腸道 的生長和發(fā)育及粘膜免疫功能。此外，劉堅等研究表明，日糧中添加 α-KG可提高斷奶仔豬 血漿中S0D活性，降低MDA含量，說明日糧添加 a -KG可提高機體清除自由基的能力，從而 改善仔豬的機體抗氧化的能力。綜合看來，目前的研究均顯示，α-KG主要是對仔豬小腸等 腸道環(huán)境的改善和消化系統(tǒng)具有很好的作用，主要應用于斷奶仔豬的飼料添加劑，目的是 降低斷奶仔豬的腹瀉率，增強斷奶仔豬抵抗力，促進斷奶仔豬的生長，對于養(yǎng)豬業(yè)中存在的 仔豬易生病、存活率低這一問題具有很好的積極意義。
[0004] 但是，對于豬養(yǎng)殖業(yè)中存在的另一大問題：即豬飼料中大量使用劣質(zhì)飼料蛋白原 料以及蛋白利用效率低，從而造成蛋白質(zhì)資源浪費和環(huán)境污染的問題，目前還沒有很好的 解決辦法。而有關α-酮戊二酸對豬的生長性能、飼料蛋白利用效率及氮排放方面的研究 尚屬空白，無相關技術報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有豬飼料添加劑的缺陷和α -酮戊二酸的利 用不足，提供α-酮戊二酸的一種新應用，拓寬α-酮戊二酸的應用范圍；具體是應用于制 備提高豬飼料蛋白利用效率和豬生產(chǎn)性能的飼料添加劑。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)將α-酮戊二酸加入 豬飼料中，可顯著提高蛋白利用效率，并提高豬的生產(chǎn)性能，降低氨氮排放，從而在保證豬 飼養(yǎng)過程中蛋白供應的前提下，實現(xiàn)低蛋白含量豬飼料的制備，降低了豬飼料的成本，為豬 飼料中添加優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)原料提供了技術和成本支持，另一方面也解決了蛋白質(zhì)資源浪費和 環(huán)境污染加重的問題。
[0006] 本發(fā)明的目的是提供α -酮戊二酸在制備豬飼料添加劑方面的應用。
[0007] 本發(fā)明另一目的是提供含有α -酮戊二酸的豬飼料。
[0008] 本發(fā)明上述目的通過以下技術方案實現(xiàn)： α -酮戊二酸在作為或制備豬飼料添加劑方面的應用，所述豬飼料添加劑是指能夠提 高豬飼料蛋白質(zhì)利用效率和/或豬生產(chǎn)性能的豬飼料添加劑。
[0009] 進一步地，所述豬飼料添加劑是指能夠提高豬飼料蛋白質(zhì)利用效率、降低氨氮排 放和提尚豬生廣性能的豬伺料添加劑。
[0010] 更進一步地，所述豬飼料添加劑是指能夠促進動物蛋白沉積、增加骨骼肌細胞內(nèi) 總蛋白濃度和蛋白質(zhì)沉積，并能夠激活蛋白質(zhì)合成，并抑制蛋白質(zhì)降解的分子的豬飼料添 加劑。
[0011] 本發(fā)明經(jīng)過細胞培養(yǎng)和動物飼養(yǎng)試驗，發(fā)現(xiàn)在豬的基礎日糧中添加 α-酮戊二 酸，能夠顯著提高飼料的蛋白利用率，降低氨氮排放，提高豬的生產(chǎn)性能(如提高豬的平均 日增重等)，且降低耗料增重比。
[0012] -種含有α -酮戊二酸的豬飼料也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。所述豬飼料具體包 括α-酮戊二酸和常規(guī)的飼料原料。
[0013] 優(yōu)選地，所述豬飼料為低蛋白含量的豬飼料。
[0014] 更優(yōu)選地，所述低蛋白含量的豬飼料的蛋白來源為玉米、豆柏、魚粉或其它雜柏型 日糧。
[0015] 最優(yōu)選地，所述低蛋白含量的豬飼料的蛋白來源為豆柏。
[0016] 另外，優(yōu)選地，所述α -酮戊二酸在所述豬飼料中的含量為1~5kg/噸豬飼料。
[0017] 更優(yōu)選地，所述α -酮戊二酸在所述豬飼料中的含量為1~3kg/噸豬飼料。
[0018] 最優(yōu)選地，所述α -酮戊二酸在所述豬飼料中的含量為3kg/噸豬飼料。
[0019] 作為一種可實施的選擇方案，上述豬飼料的制備方法包括以下步驟： 51. 稱量α_酮戊二酸，與飼料預混原料進行混合得到預混料；或?qū)ⅵ羅酮戊二酸與載 體進行混合得到預混劑； 52. 將步驟S1的預混料或預混劑與全價飼料原料進行混合，得到含有α-酮戊二酸的 豬飼料。
[0020] 其中，步驟S1所述飼料預混原料參照常規(guī)，可優(yōu)選為維生素或礦物質(zhì)預混料等。
[0021] 步驟S1所述的載體可以是本領域常用的載體，優(yōu)選為麩皮、玉米粉或石粉等。
[0022] 步驟S2所述全價飼料原料參照常規(guī)，優(yōu)選為玉米、豆柏、魚粉或其它雜柏型日糧。
[0023] 另外，作為一種可實施的選擇方案，步驟S1中α_酮戊二酸與飼料預混原料進行 混合可采用常規(guī)的小型混合設備；步驟S2中預混料或預混劑與全價飼料原料進行混合可 采用常規(guī)的大型混合粉碎設備。
[0024] 本發(fā)明具有以下有益效果： (1)本發(fā)明提供了 α-酮戊二酸的一種重要的新應用，g卩α-酮戊二酸能夠顯著提高豬 飼料的蛋白利用效率，并提高豬的生產(chǎn)性能，從而在保證豬飼養(yǎng)過程中蛋白供應的前提下， 實現(xiàn)低蛋白含量豬飼料的制備，降低了豬飼料的成本，為豬飼料中添加優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)原料提 供了技術和成本支持，另一方面也解決了蛋白質(zhì)資源浪費和環(huán)境污染加重的問題。
[0025] (2)本發(fā)明首次提出α-酮戊二酸能夠增加骨骼肌細胞內(nèi)蛋白的濃度，促進蛋白 質(zhì)的翻譯，激活骨骼肌細胞蛋白質(zhì)合成的相關分子，并能促進動物蛋白沉積，減少氨氮排 放。
[0026] (3)本發(fā)明在研究的基礎上，首次提供了一種新的低蛋白含量的豬飼料，而且添加 的α -酮戊二酸的豬飼料是一種安全的飼料，它不僅不含有對豬群生長和豬群健康有毒有 害的物質(zhì)；而且α-酮戊二酸是一種內(nèi)源性添加劑，在動物機體內(nèi)可以通過三羧酸循環(huán)供 能，也可以通過轉(zhuǎn)氨作用參與蛋白質(zhì)的合成不會對人和周圍環(huán)境產(chǎn)生有害影響，與一般的 飼料添加劑相比，它在提高豬的生長性能的同時，也能起到提高飼料蛋白質(zhì)利用效率，降低 氮排放的作用，在降低養(yǎng)豬的成本和健康養(yǎng)豬方面有更重要的意義。
[0027] (4)本發(fā)明α -酮戊二酸添加量較少，可以直接加入預混料中，添加過程方便快 捷，制備方法簡單，沒有特殊設備要求，具有很好的推廣應用前景。
【附圖說明】
[0028] 圖1是α _酮戊二酸對骨豁肌細胞總蛋白濃度的影響。
[0029] 圖2是α -酉同戊二酸對骨骼肌細胞蛋白質(zhì)沉積的影響I。
[0030] 圖3是α -酉同戊二酸對蛋白質(zhì)合成的分子影響I。
[0031] 圖4是α -酮戊二酸對蛋白質(zhì)降解的分子影響。
[0032] 圖5是α -酉同戊二酸對小鼠腓腸肌蛋白質(zhì)沉積的影響I。
[0033] 圖6是α -酮戊二酸對小鼠腓腸肌蛋白質(zhì)合成相關分子的影響。
[0034] 圖7是α -酉同戊二酸對小鼠腓腸肌蛋白質(zhì)合成相關分子的影響I。
【具體實施方式】
[0035] 以下結合說明書附圖和具體實施例來進一步說明本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明 做任何形式的限定。除非特別說明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設備為本技術領域常規(guī)試 劑、方法和設備。
[0036] 除非特別說明，以下實施例所用試劑和材料均為市購。
[0037] 實施例1 α -酮戊二酸對骨骼肌細胞蛋白質(zhì)沉積的影響 1、為研究α -酮戊二酸對蛋白質(zhì)沉積的影響，試驗以骨骼肌細胞C2C12為研究對象，骨 骼肌細胞被接種在3塊6孔板中，分為3個組(對照組和兩個處理組)，經(jīng)2%馬血清誘導分 化成肌管后分別使用0. 5和2mM α -酮戊二酸進行處理48 h。
[0038] 2、測定α -酮戊二酸對骨骼肌細胞總蛋白濃度的影響 (1)具體的測定方法為： 收集細胞，使用RIPA裂解液裂解20min后，將裂解破碎后的細胞平均分成2份，一份用 于DNA檢測，另一份離心收集上清蛋白用于蛋白濃度測定。DNA的檢測方法是使用Magen公 司DNA試劑盒檢測，蛋白濃度則使用Thermo scientific公司的BCA試劑盒檢測，具體操作 步驟參考相應說明書完成。
[0039] (2)結果如附圖1所示，圖1是α -酮戊二酸對骨骼肌細胞總蛋白濃度的影響。分 別使用〇. 5和2 mM的α-酮戊二酸處理C2C12細胞48 h，可顯著（Ρ〈0. 05)增加單位細胞內(nèi) 蛋白濃度，并呈現(xiàn)劑量依賴性的增加，說明α -酮戊二酸能夠提高骨骼肌細胞總蛋白濃度。
[0040] 2、測定α -酮戊二酸對蛋白質(zhì)沉積的影響 (1)具體的測定方法為：C2C12細胞內(nèi)蛋白質(zhì)沉積使用一種非同位素標記方法檢測，即 分別使用〇. 5和2 mM α-酮戊二酸處理C2C12細胞48 h后，向細胞內(nèi)添加10 yg/ mL的 嘌呤霉素，試驗結束后收集細胞，并使用Western blot的方法檢測嘌呤霉素的表達。
[0041] (2)結果如附圖2所示，圖2是α -酮戊二酸蛋白質(zhì)沉積的影響。
[0042] 試驗結果表明，與對照組比，0. 5和2 mM α -酮戊二酸組的嘌呤霉素的表達量增 加，并在2 mM組達到顯著（Κ0. 05)，說明α-酮戊二酸能夠促進骨骼肌細胞內(nèi)蛋白質(zhì)沉積。
[0043] 3、測定α -酮戊二酸對對蛋白質(zhì)合成和降解相關分子的影響 (1)具體的測定方法為： C2C12細胞誘導分化成肌管后，分別使用0.5和2 mM α-酮戊二酸處理細胞48 h，試驗 結束后收集細胞，并提取細胞蛋白用于Western blot檢測，分別CST公司的p-mT0R、p-S6、 p-4E-BPl、mT0R、S6和4E-BP1檢測蛋白質(zhì)合成與降解的相關標志性分子。
[0044] (2)結果如附圖圖3和4所示，圖3和4分別是α -酮戊二酸對蛋白質(zhì)合成和降解 相關分子的影響。
[0045] 由圖3和4可知，0. 5和2 mM α -酮戊二酸均能促進C2C12細胞蛋白質(zhì)合成關鍵 分子mTOR、S6及蛋白質(zhì)降解的關鍵分子4Ε-ΒΡ1的磷酸化水平說明α-酮戊二酸在激活促 進蛋白質(zhì)合成分子的同時，也抑制了蛋白質(zhì)降解的