15 动物采食生理及采食量调控技术 --- 金立志

金立志,Ph.D.西班牙乐达(广州)公司四川农业大学客座教授中国科学院/中国农业科学院客座研究员动物采食生理及采食量调控技术2004年动物营养与饲料科技创新学术与技术研讨会,2004年10月22-23日,四川雅安,中国2004诺贝尔医学奖获得者RichardAxelHowardHughesMedicalInstitute,ColumbiaUniversityLindaB.BuckFredHutchinsonCancerResearchCenter人类味觉/嗅觉受体研究中所作出的杰出贡献他们发现大约1万个不同的基因组成的群组（占人类的3%），构成了人类的嗅觉感应系统，而该系统决定人类所嗅到的气味。2004诺贝尔医学奖获得者受体的分离与鉴定方法学金立志等(2000)AppliedMicrobiology&Biotechnology(德国应用微生物与细菌学),54卷:311-318页金立志等(2000)FEMSImmunology&MedicalMicrobiology(欧盟免疫与医学微生物学)27卷:17-22.页Matarazzoetal(1998)NeuroscienceLett87-90猪嗅觉受体的分离与鉴定PigORReceptors内容提要动物采食生理新进展味觉受体嗅觉受体猪与人类的味觉异同采食量调控应用技术研究饲料适口性/喜好度的研究方法采食前气味对适口性的影响利用调味剂标记提高采食量香味剂提高饮水量动物采食生理新进展资料来源:Forbes(1999)CNS时间采食消化代谢食物食糜营养素STORES观感气味味道结构消化道机械型受体化学受体血液-borne肝脏后脑身体脂肪肌肉猪采食调节机制嗅觉味觉触觉影响猪采食量的感觉舌尖及两边舌后面味觉:在那里?味觉感觉:受体TASTEPERCEPTION:receptorfamily(TR)Estimatednumberoftastebudsandgustatorygenes,byspecies.AnimalSpeciesGustatorygenesestimated*NumberoftastebudsinanimaltonguesReferencesCatfish11001000001Dryer,2001FruitFly2,36270sensilla3Kim&Carlson,2002,4Robertson,2001Chick20316GanchrowandGanchrow,1985Dog451706Leibetseder,1978Cat4452755RobinsonandWinkles,1990Man306974MillerandBartoshuk,1991Pig44519904Chamorroetal.,1993Cow45~20000Daviesetal.,1979味觉感觉:味觉基因TASTEPERCEPTIONHumanESTsequencehomologyatthenucleotideleveltochicken(Gallusgallus)andmouse(Musmusculus)umamireceptor(T1R1)%HomologytohumanT1R11Gallusgallusa80%Musmusculus(mouse)278%aSource:UniversityofDelawarechickenESTdatabase.1GenBanknúmerodeaccesoBK000153.2GenBanknúmerodeaccesoAF337040.味觉受体基因比较TASTEPERCEPTION:umami(TR1-TR3)嗅觉受体(OR)Differencesintheolfactoryepitheliuminseveralanimalspecies.AnimalSpeciesArea(cm2)Nr.Cells106OlfactorygenesestimatedReferences(onolfactorygenes)AQUATICSP.(cetaceans…)000Dryer,2000INSECTS(fruitfly)1120Sensillas0.00461Robertson,2001AVES(chicken)510–20~20Nefetal.,1997MAMMALS(non-primate)75-100125-2251000Dryer,2000MAMMALS(humans)510–20~500Dryer,2000嗅觉感觉:嗅觉受体OLFACTORYPERCEPTION:olfactoryreceptors(OR)猪与人类的味觉异同味觉:猪比人类更敏感吗?种类味蕾数量鸡24鸭200猫473狗1.706人9.000猪15,000-45,000山羊15.000兔17.000牛25.0000.3M1.6mM0.5mM(Danilovaetal.,1999)仔猪对不同甜源的神经反应几种甜味剂对鼓索神经的刺激反应人工唾液蔗糖糖精NHDC仔猪对蔗糖溶液有明显的偏好KennedyandBaldwin,1972糖精浓度,Log喜好度,%糖精对仔猪采食的影响(KennedyandBaldwin,1972)糖精浓度,Log喜好度,%猪与人对不同甜源的甜感特点名称相对甜度对人对猪味感蔗糖11优良葡萄糖0.250.125良乳糖糖精钠0.332150.1463.34良含苦味及金属余味阿斯巴甜（甜蜜素）155--近蔗糖NHDC3600--水果似甜味索马甜100,000---以甘草,甜感时间长Glaser,et.al,2000没反映没反映没反映采食量调控应用技术研究研究方法学饲料A饲料B饲料适口性/气味喜好度的测定方法-双向选择法(McLaughlinetal.,1983).ResponseofnewbornpigletstoolfactorystimuliOlfactorystimulitested:A=TapwaterB=Sow’smilkC=BirthfluidsABC三饮水槽偏嗜实验(Rhode&Gonyou,1991)采食前气味对适口性的影响对从未接触过开食料的动物(断奶应激)对接触过饲料的动物饲料转换应激适口性差的原料应激采食前气味对适口性的影响对从未接触过开食料的动物(断奶应激)对接触过饲料的动物饲料转换应激适口性差的原料应激050100150200250300350400-21-14-70714212835Age(d)kcalME/kg0.75/dWeanedNotweanedPluske,(1997)断奶母奶干饲料仔猪断奶应激/采食量低（Dayetal1999)母鼠饲料无香料采食量无差别加香料组采食时间长、量高无香料幼鼠开食料+香料幼鼠开食料+香料幼鼠开食料无香料幼鼠开食料母鼠饲料+香料母鼠幼鼠断奶后饲料香味剂缓解断奶应激Campbell(1976)采食量(kg/天)日增重（kg）0.8180.4500.7250.3590.7510.3660.7290.363FFF__F__仔猪断奶后3周内的采食量和日增重泌乳母猪料乳猪料调味剂调味剂调味剂无无调味剂无无FFF__F__香味剂缓解断奶应激采食前气味对适口性的影响对从未接触过开食料的动物(断奶应激)对接触过饲料的动物饲料转换应激适口性差的原料应激0.00.10.20.30.40.50.60510152025DaysPost-WeaningFeedIntake,kgControl日粮改变仔猪在断奶后日粮改变导致采食量下降(vanHeugthenetal.,2002)758085909510010502468101214161820菜籽粕含量(%)饲料采食量(对照组的百分比)StarterGrowerFinisher菜籽粕日粮对猪的采食量的负面影响(Baidooetal.,1987)调味剂阻止饲料改变时采食量的下降(vanHeugthenetal.,2002)0,00,20,40,60,81,0051015202530断奶后天数饲料采食量,kg对照调味剂2总计第二组加香日粮与空白日粮采食量的差异(P0.05)aaaaabbb日粮改变第二组加香日粮与空白日粮采食量的差异(P0.10)调味剂加快动物对新饲料的适应实验动物:羊新饲料:米糠风味(青草味)--熟悉的风味风味(狗屎味)--厌恶的风味实验目的VanTienetal(1999)调味剂加快动物对新饲料的适应02天4天6天8天10天12天14天16天添加青草味0天2天4天6天8天10天12天14天16天对照0天2天4天6天8天10天12天14天16天添加狗屎味开始采食的时间及采食量VanTienetal(1999)利用调味剂标记提高采食量Villalba&Provenza(1997)第1天第2天第3天第4天第5天第6天第7天第8天牛至味秸杆洋葱味秸杆+瘤胃淀粉灌流牛至味秸杆洋葱味秸杆+瘤胃淀粉灌流牛至味秸杆洋葱味秸杆+瘤胃淀粉灌流牛至味秸杆洋葱味秸杆+瘤胃淀粉灌流第一组羊(10头)第二组羊(10头)洋葱味秸杆牛至味秸杆+瘤胃淀粉灌流洋葱味秸杆牛至味秸杆+瘤胃淀粉灌流洋葱味秸杆牛至味秸杆+瘤胃淀粉灌流洋葱味秸杆牛至味秸杆+瘤胃淀粉灌流调教期试验期牛至味秸杆洋葱味秸杆牛至味秸杆洋葱味秸杆每周一天连续8周高消化率=高的采食可能性采食或避开爱好或排斥？(经验、生理)消化后生理反应•营养含量•营养平衡•毒素提示食物巩固或修改提示与食物的关联高消化率=高的采食可能性-机制香味剂提高饮水量Waterintakeinpigletsduringfirstdayspost-weaning1.21.82.53.78.616.017.216.616.08.64.32.451.220.02.04.06.08.010.012.014.016.018.0Piglets(%)12510152025303540455055HoursDistributionofweanlingpigletsoverelapsedtimetofirstdrink(VarleyandStockill,2001)断奶仔猪的饮水应激Waterconsumptioninweanlingpigs0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%12345dayspost-weaningWaterIntakeImprovement(%)Strawberryflavorat420ppmWaterintake%improvementwithawatersolublestrawberry+saccharin(80ppm)flavorvs.control香味剂提高饮水量(Bertrametal.,2002)4.505.005.506.006.507.007.508.00kg/pigStart5days14daysdayspost-weaningControl140ppm280ppm420ppmNSP=0.07P=0.02Meanpigletb.w.at0,5&14dayspostweaning.香味剂提高饮水量/体增重(Bertrametal.,2002)32.0032.5033.0033.5034.0034.5035.00Kgbodyweight/pigControl140ppm280ppm420ppmStrawberryflavorinclusionrateP=0.001Meanpigletb.w.at61dayspostweaning.香味剂提高饮水量/体增重(Bertrametal.,2002)总结与展望-调味剂的研究与选用应该“以猪为本”-添加合适的调味剂促进采食;防止饲料转换引起的采食量下降;及掩盖异味-调味剂的三大重要功能,诱食,掩盖,标记-猪和人对不同甜味物质的甜度感觉不同-碳水化合物类的甜味剂对人和猪效果相同-非碳水化合物类的甜味剂对人甜度很高;对猪则较低或无反应-猪味觉/嗅觉受体研究应该启动-饲料的气