動物營養學國家重點實驗室科研人員在演示仿生消化儀使用方式。 常 理攝

動物營養學國家重點實驗室努力當好“營養師”

動物吃得好，肉蛋奶更安全

與人類一樣，動物的健康也與食物密切相關。動物營養學國家重點實驗室深入研究動物營養代謝與調控、飼料安全與生物學效價評定、營養環境學、營養免疫學、營養遺傳學等方向，保障動物擁有豐富的營養和合理的膳食搭配，為養殖業提質增效、綠色發展提供原創性科技支撐

隨著人們生活水平的提高，高品質肉蛋奶在百姓日常飲食中扮演著越來越重要的角色。從營養學角度看，動物飼料的營養成分越豐富、越平衡，動物的身體就越健康，所產出的產品也就越適合人類吸收。

為了滿足人民日益增長的美好生活需要，由中國農科院北京畜牧獸醫研究所和中國農業大學聯合共建的動物營養學國家重點實驗室定位于應用基礎研究，設立動物營養代謝與調控、飼料安全與生物學效價評定、營養環境學、營養免疫學、營養遺傳學5個研究方向，保障動物飼料安全可靠、動物生產水平不斷提高。

日前，經濟日報記者走進位于北京海淀區的動物營養學國家重點實驗室，看看科學家們是如何研究給動物調理飲食的。

改善產品品質

“人類要想吃得好，首先要保證動物吃得好，這是一個能量與物質轉化的自然規律。”動物營養學國家重點實驗室常務副主任張宏福說，動物營養學就是一門研究動物攝食飼料養分進行消化、吸收、代謝，并轉化成為動物產品規律的科學，是現代養殖業和飼料工業的支柱性學科。

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

針對這一問題，動物營養學國家重點實驗室立足我國典型飼料資源和奶牛生產實際，運用整合生理學和營養基因組學等理論與方法，從組織器官、細胞和分子等方面剖析牛奶重要營養品質形成過程中的關鍵物質代謝和信號轉導通路，研究揭示乳脂肪和乳蛋白合成的代謝調控機理，提出了牛奶品質品鑒的方法，提高牛奶乳脂肪、乳蛋白含量和組成的營養調控技術。

科研人員發現，牛奶中乳蛋白偏低主要是由于我國的粗飼料是以秸稈為主。在我國，苜蓿等優質粗飼料供應不足，大量依靠進口并且價格較高，而秸稈粗飼料被農戶和小規模牛場廣泛使用，以減少生產成本。秸稈粗飼料中所含蛋白質含量遠低于苜蓿，因此導致了乳品中的蛋白質率下降。

為此，實驗室研究團隊以優化瘤胃乳成分前體物微生物蛋白質合成為目標，以微生物蛋白質合成所需的能量水平和能量釋放速率為切入點，通過調控能量水平和降解速率提高瘤胃微生物蛋白質的合成，進而提高乳蛋白的合成量，最終實現乳蛋白率提高。

提高營養轉化率

動物營養學在現代動物生產中起著重要的作用，營養是決定生產效率高低和生產潛力發揮的關鍵因素。提高動物生產效率，除合理選用品種外，在很大程度上依賴于營養物質利用效率的提高，這取決于動物營養研究成果的應用。

隨著動物營養、動物營養學邊緣學科等領域的研究不斷深入，動物生產水平顯著提高。

張宏福坦言，給動物調節營養，從某種程度上講，比人類還要精細，因為人類可以根據自己需要和喜好去選擇食物，但是動物只能吃人類提供的飼料，必須要補充各種微量元素。

“幾十種營養元素，哪個添加多少，什么時候添加，都是有科學依據的。”家禽營養與調控創新團隊負責人陳亮告訴記者，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養成分。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%。

挖掘營養素新功能、探究動物對營養的需要量也是動物營養學研究的主題。“纖維是動物必備的養分之一。”陳亮告訴記者，“通過實驗我們發現，豬飼料中添加苜蓿纖維水平應該低于5%，才能取得較好的營養保健功能”。

此外，動物營養學國家重點實驗室研究的一個重要領域是環境與營養的關系。陳亮告訴記者，動物在適宜的環境下，生長得會更健康。比如現在國內的許多養殖場都是根據動物各個生長階段，保持適宜的舍溫、濕度，有害氣體含量都控制在很低水平。許多養殖場舍內環境非常舒適，有的養牛場給牛聽音樂，夏季還給牛吹電扇和冷風機等。這些都有助于提高動物環境舒適度，讓動物更健康。

保障食品安全

近年來，食品安全成為社會廣泛關注的熱點問題。作為各種動物產品的源頭，動物飼料也越來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物安全生產，而且還會通過動物的攝入和代謝，殘留甚至累積在肉蛋奶中。”張宏福說，這些危害來源有的是人為添加進去的，比如動物生病了，要給動物服用抗生素等藥物。還有一些毒素是飼料本身就攜帶的，這些物質被稱為抗營養因子（ANFs）。

大多數生物體內都有抗營養因子甚至毒素。以大豆為例，雖然其在動物飼料中被廣泛應用，但其實大豆中含有幾十種抗營養因子，有的抗營養因子食用過量會破壞畜禽的消化道黏膜結構，造成動物消化機能紊亂，發生腹瀉、死亡。

張宏福表示，長期以來，我國動物飼料生產中因缺乏大豆抗營養因子活性的檢測方法，無法有效地評價大豆抗營養因子。動物營養學國家重點實驗室利用單克隆抗體制備技術，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，解決了大豆抗營養因子快速準確檢測的關鍵技術難題，創建了大豆抗營養因子檢測技術體系。鼠抗β-伴大豆球蛋白單克隆抗體被許多國際、國內公司用于評價大豆抗營養因子活性水平。

大豆蛋白源抗營養因子危害控制相關研究推動了飼料、畜禽養殖業和大豆深加工業的技術進步與發展。相關成果每年實現直接經濟效益10多億元，節約豆粕150萬噸以上，減少氮排放9.6萬噸以上，創造社會效益上百億元。

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合兩種形態存在，現有國標的霉菌毒素測定方法只能測定游離狀態的霉菌毒素。為此，實驗室分別開發了模擬豬、雞消化過程的“三步酶法”（唾液淀粉酶—胃酸性淀粉酶—小腸復合酶）和“二步酶法”（胃蛋白酶—小腸復合酶）作為霉菌毒素測定的預處理方法，可以準確測定飼料中結合霉菌毒素和總霉菌毒素的含量。

陳亮介紹，傳統的霉菌毒素脫毒方法因無法降解霉菌毒素、干擾飼料中維生素和微量元素的吸收或降低飼料營養價值，無法廣泛使用。實驗室以黃曲霉毒素B1復篩分離得到9株高效降解細菌；篩選優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，并在胃腸道內抵抗胃酸和膽鹽。

張宏福表示，動物營養學國家重點實驗室將繼續瞄準國際學術前沿、聚焦國家重大產業發展需求科學問題，服務國家糧食安全、動物食品安全和生態安全等重大戰略需求，為我國社會經濟與畜牧業可持續發展提供強有力的技術支撐。