動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員在演示仿生消化儀使用方式。 常 理攝

動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室努力當(dāng)好“營(yíng)養(yǎng)師”

動(dòng)物吃得好，肉蛋奶更安全

與人類一樣，動(dòng)物的健康也與食物密切相關(guān)。動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室深入研究動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)代謝與調(diào)控、飼料安全與生物學(xué)效價(jià)評(píng)定、營(yíng)養(yǎng)環(huán)境學(xué)、營(yíng)養(yǎng)免疫學(xué)、營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)等方向，保障動(dòng)物擁有豐富的營(yíng)養(yǎng)和合理的膳食搭配，為養(yǎng)殖業(yè)提質(zhì)增效、綠色發(fā)展提供原創(chuàng)性科技支撐

隨著人們生活水平的提高，高品質(zhì)肉蛋奶在百姓日常飲食中扮演著越來(lái)越重要的角色。從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度看，動(dòng)物飼料的營(yíng)養(yǎng)成分越豐富、越平衡，動(dòng)物的身體就越健康，所產(chǎn)出的產(chǎn)品也就越適合人類吸收。

為了滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要，由中國(guó)農(nóng)科院北京畜牧獸醫(yī)研究所和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合共建的動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室定位于應(yīng)用基礎(chǔ)研究，設(shè)立動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)代謝與調(diào)控、飼料安全與生物學(xué)效價(jià)評(píng)定、營(yíng)養(yǎng)環(huán)境學(xué)、營(yíng)養(yǎng)免疫學(xué)、營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)5個(gè)研究方向，保障動(dòng)物飼料安全可靠、動(dòng)物生產(chǎn)水平不斷提高。

日前，經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者走進(jìn)位于北京海淀區(qū)的動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，看看科學(xué)家們是如何研究給動(dòng)物調(diào)理飲食的。

改善產(chǎn)品品質(zhì)

“人類要想吃得好，首先要保證動(dòng)物吃得好，這是一個(gè)能量與物質(zhì)轉(zhuǎn)化的自然規(guī)律。”動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任張宏福說(shuō)，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)就是一門研究動(dòng)物攝食飼料養(yǎng)分進(jìn)行消化、吸收、代謝，并轉(zhuǎn)化成為動(dòng)物產(chǎn)品規(guī)律的科學(xué)，是現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)的支柱性學(xué)科。

以牛奶為例，乳脂肪和乳蛋白是兩條衡量奶品質(zhì)量的重要指標(biāo)。但是，我國(guó)牛奶中乳脂肪和乳蛋白的含量偏低。

針對(duì)這一問(wèn)題，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室立足我國(guó)典型飼料資源和奶牛生產(chǎn)實(shí)際，運(yùn)用整合生理學(xué)和營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)等理論與方法，從組織器官、細(xì)胞和分子等方面剖析牛奶重要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)形成過(guò)程中的關(guān)鍵物質(zhì)代謝和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，研究揭示乳脂肪和乳蛋白合成的代謝調(diào)控機(jī)理，提出了牛奶品質(zhì)品鑒的方法，提高牛奶乳脂肪、乳蛋白含量和組成的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)。

科研人員發(fā)現(xiàn)，牛奶中乳蛋白偏低主要是由于我國(guó)的粗飼料是以秸稈為主。在我國(guó)，苜蓿等優(yōu)質(zhì)粗飼料供應(yīng)不足，大量依靠進(jìn)口并且價(jià)格較高，而秸稈粗飼料被農(nóng)戶和小規(guī)模牛場(chǎng)廣泛使用，以減少生產(chǎn)成本。秸稈粗飼料中所含蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)低于苜蓿，因此導(dǎo)致了乳品中的蛋白質(zhì)率下降。

為此，實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)以優(yōu)化瘤胃乳成分前體物微生物蛋白質(zhì)合成為目標(biāo)，以微生物蛋白質(zhì)合成所需的能量水平和能量釋放速率為切入點(diǎn)，通過(guò)調(diào)控能量水平和降解速率提高瘤胃微生物蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)而提高乳蛋白的合成量，最終實(shí)現(xiàn)乳蛋白率提高。

提高營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化率

動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)在現(xiàn)代動(dòng)物生產(chǎn)中起著重要的作用，營(yíng)養(yǎng)是決定生產(chǎn)效率高低和生產(chǎn)潛力發(fā)揮的關(guān)鍵因素。提高動(dòng)物生產(chǎn)效率，除合理選用品種外，在很大程度上依賴于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用效率的提高，這取決于動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究成果的應(yīng)用。

隨著動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)邊緣學(xué)科等領(lǐng)域的研究不斷深入，動(dòng)物生產(chǎn)水平顯著提高。

張宏福坦言，給動(dòng)物調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)，從某種程度上講，比人類還要精細(xì)，因?yàn)槿祟惪梢愿鶕?jù)自己需要和喜好去選擇食物，但是動(dòng)物只能吃人類提供的飼料，必須要補(bǔ)充各種微量元素。

“幾十種營(yíng)養(yǎng)元素，哪個(gè)添加多少，什么時(shí)候添加，都是有科學(xué)依據(jù)的。”家禽營(yíng)養(yǎng)與調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人陳亮告訴記者，比如，雞的飼料中，玉米和豆粕等能量、蛋白飼料的比重占90%以上，其他常量礦物元素、微量元素、維生素、氨基酸等占比不到10%，但都是不可或缺的營(yíng)養(yǎng)成分。而牛的飼料中，谷物、餅粕及各種礦物元素、維生素組成的精飼料占30%至50%，飼草、秸稈占50%至70%。

挖掘營(yíng)養(yǎng)素新功能、探究動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要量也是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的主題。“纖維是動(dòng)物必備的養(yǎng)分之一。”陳亮告訴記者，“通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，豬飼料中添加苜蓿纖維水平應(yīng)該低于5%，才能取得較好的營(yíng)養(yǎng)保健功能”。

此外，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究的一個(gè)重要領(lǐng)域是環(huán)境與營(yíng)養(yǎng)的關(guān)系。陳亮告訴記者，動(dòng)物在適宜的環(huán)境下，生長(zhǎng)得會(huì)更健康。比如現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的許多養(yǎng)殖場(chǎng)都是根據(jù)動(dòng)物各個(gè)生長(zhǎng)階段，保持適宜的舍溫、濕度，有害氣體含量都控制在很低水平。許多養(yǎng)殖場(chǎng)舍內(nèi)環(huán)境非常舒適，有的養(yǎng)牛場(chǎng)給牛聽音樂(lè)，夏季還給牛吹電扇和冷風(fēng)機(jī)等。這些都有助于提高動(dòng)物環(huán)境舒適度，讓動(dòng)物更健康。

保障食品安全

近年來(lái)，食品安全成為社會(huì)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。作為各種動(dòng)物產(chǎn)品的源頭，動(dòng)物飼料也越來(lái)越受到科研人員的重視。

“飼料中的有毒、有害成分不僅影響著動(dòng)物安全生產(chǎn)，而且還會(huì)通過(guò)動(dòng)物的攝入和代謝，殘留甚至累積在肉蛋奶中。”張宏福說(shuō)，這些危害來(lái)源有的是人為添加進(jìn)去的，比如動(dòng)物生病了，要給動(dòng)物服用抗生素等藥物。還有一些毒素是飼料本身就攜帶的，這些物質(zhì)被稱為抗?fàn)I養(yǎng)因子（ANFs）。

大多數(shù)生物體內(nèi)都有抗?fàn)I養(yǎng)因子甚至毒素。以大豆為例，雖然其在動(dòng)物飼料中被廣泛應(yīng)用，但其實(shí)大豆中含有幾十種抗?fàn)I養(yǎng)因子，有的抗?fàn)I養(yǎng)因子食用過(guò)量會(huì)破壞畜禽的消化道黏膜結(jié)構(gòu)，造成動(dòng)物消化機(jī)能紊亂，發(fā)生腹瀉、死亡。

張宏福表示，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)動(dòng)物飼料生產(chǎn)中因缺乏大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子活性的檢測(cè)方法，無(wú)法有效地評(píng)價(jià)大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子。動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用單克隆抗體制備技術(shù)，制備了鼠抗β-伴大豆球蛋白單克隆抗體和兔抗β-伴大豆球蛋白多克隆抗體，解決了大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子快速準(zhǔn)確檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)難題，創(chuàng)建了大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子檢測(cè)技術(shù)體系。鼠抗β-伴大豆球蛋白單克隆抗體被許多國(guó)際、國(guó)內(nèi)公司用于評(píng)價(jià)大豆抗?fàn)I養(yǎng)因子活性水平。

大豆蛋白源抗?fàn)I養(yǎng)因子危害控制相關(guān)研究推動(dòng)了飼料、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和大豆深加工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展。相關(guān)成果每年實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益10多億元，節(jié)約豆粕150萬(wàn)噸以上，減少氮排放9.6萬(wàn)噸以上，創(chuàng)造社會(huì)效益上百億元。

霉菌毒素也是飼料中的一種重要毒素。飼料中的霉菌毒素通常以游離和結(jié)合兩種形態(tài)存在，現(xiàn)有國(guó)標(biāo)的霉菌毒素測(cè)定方法只能測(cè)定游離狀態(tài)的霉菌毒素。為此，實(shí)驗(yàn)室分別開發(fā)了模擬豬、雞消化過(guò)程的“三步酶法”（唾液淀粉酶—胃酸性淀粉酶—小腸復(fù)合酶）和“二步酶法”（胃蛋白酶—小腸復(fù)合酶）作為霉菌毒素測(cè)定的預(yù)處理方法，可以準(zhǔn)確測(cè)定飼料中結(jié)合霉菌毒素和總霉菌毒素的含量。

陳亮介紹，傳統(tǒng)的霉菌毒素脫毒方法因無(wú)法降解霉菌毒素、干擾飼料中維生素和微量元素的吸收或降低飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，無(wú)法廣泛使用。實(shí)驗(yàn)室以黃曲霉毒素B1復(fù)篩分離得到9株高效降解細(xì)菌；篩選優(yōu)化的枯草芽孢桿菌可降解黃曲霉毒素B180%、黃曲霉毒素G186%、黃曲霉毒素M152%；其發(fā)酵液還能顯著抑制大腸桿菌、沙門氏菌以及金黃色葡萄球菌，并在胃腸道內(nèi)抵抗胃酸和膽鹽。

張宏福表示，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室將繼續(xù)瞄準(zhǔn)國(guó)際學(xué)術(shù)前沿、聚焦國(guó)家重大產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求科學(xué)問(wèn)題，服務(wù)國(guó)家糧食安全、動(dòng)物食品安全和生態(tài)安全等重大戰(zhàn)略需求，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。