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營養的感覺測試和豬隻飼料的採食

 

顏宏達

豬隻對營養分的感覺測試

你可能會認為豬隻任食飼料採食量是根據其營養的需要。但是,還有更多的事情是需要瞭解的。營養分感覺測試和舌頭、腸道和大腦之間的串擾(cross-talk),即某區域感受量影響到其周圍區域,使其感受量也產生變化的現象,這在動物採食多少飼料量起著重要的作用。

對幼豬而言,高飼料採食量以獲得最高的生長是很重要的,從而導致養豬業者的投資能獲得更好的回報。最重要的,飼料中應該包含動物生長需要和健康維持的所有營養分。仔豬常提供碎粒/粉狀料,並有充分的高消化飼料原料。然而,在過去十年中藉由感官特性、豬隻味覺和動物喜好性的瞭解,進行許多刺激飼料採食的有關研究。本文針對這個主題進行相關的回顧。

()、從野生動物馴化為家畜     

如果我們注意到自然、野生動物對某些食物引起高度的感受性,而有些則不能。有些食物必要去吃,因其含有能量和蛋白質,或有令其愉快的氣味或味道。有些植物具有防禦的機制,防止其果實、種子和堅果(這通常是繁殖系統的一部分)被採食消耗,植物物種的首選策略之一是其具有苦味(動物不喜歡吃)。在測定採食行為,這種所謂的化學感應系統”(chemosensory system)廣泛地為野生動物物種所接受,但在家畜並沒有大幅度的使用。在豬隻方面,往往飼餵單一飼料,只要是營養均衡,豬隻就可以吃任何的東西。但是,商業化豬隻飼料最重要的是必需營養分的平衡。營養分過剩如何影響到豬隻食慾和食物選擇,則較不為人所熟知。

()、大舌和多味蕾

100多年前,研究人員即有味覺和飼料採食間相關的假說。最早可追溯的出版物(18881922)刊載豬隻味覺涉及感官系統描述性的解剖說明。多年後,在90年代初期,研究人員發現豬隻有比較大的舌頭,在哺乳動物中味蕾數量最多者之一是豬。在2000年中期,當美國養豬產業開始蓬勃發展之際,研究豬隻科學才真正的起飛。在5060年代,首次有體內(in-vivo)研究豬隻味覺和飼料採食之間的關係。其中,這導入哺乳仔豬餵飼教槽料的概念。許多研究包括蔗糖和/或人類高強度甜味劑(如糖精) 的探討。有這與人類相關營養的研究之後,豬隻即常作為一種模式進行人類相關的研究。然而,一些研究顯示,豬隻表現出人類高強度甜味劑的感覺有限。學術界的下一步是看腸道感覺測試的相關性。在70年代的研究顯示,上消化道釋放荷爾蒙,這反過來又決定短期的飼料採食。最近也發現,長期暴露於蔗糖和麥芽糊精(moltodextrins) 會減少飼料採食和增加蛋白質溶液自然的喜好。從80年代的研究探討腸道對營養分的感覺測試,發現外源施用膽囊收縮素(cholecystokininCCK)能對豬隻飼料的採食產生影響。高濃度CCK常在脊椎動物的大腦發現,已經假設,其在控制食慾產生作用。這項工作繼續與CCK、脂肪酸感覺測試和高強度甜味劑rebaudioside(無熱量的代糖)的上胃腸激素(腸泌素,incretins)的釋放,和其對食慾的影響,尚需要進行更多的研究。

()、胺基酸和整體的味道

下一步,除糖或糖代用品外,還進行包括其他成分對豬隻飼料採食影響的研究。自90年代以來,研究人員發現胺基酸(包括必需和非必需)補充對飼料採食和喜好性的相關研究,至為重要。必需胺基酸是離胺酸(Lys),甲硫胺酸(Met),羥丁胺酸(Thr)和色胺酸(Try)。此外,最近豬隻潛在的鮮味喜好也獲得更多的關注。鮮味,或芳香味覺,是五種基本味道(還有甜味,酸味,苦味和鹹味)之一種。總體而言,這些研究工作說明某些非必需胺基酸(如麩胺酸glutamine) 特別是關於大部分限制胺基酸的關聯性,提供胺基酸平衡飼料具有潛在性享樂的引誘力。然而,胺基酸和豬隻食慾間明確的關係到目前為止,尚未建立。

2009年和2014年之間,對飼料整體風味的影響需要有更加一體化的作法,在研究中建立豬隻對廣泛性使用的穀物、豆類和油脂的喜好性。亮點之一是瞭解豬隻對高度可消化澱粉、簡單碳水化合物(),還有用於特定蛋白質來源的喜好性。

()、利用基因體有更多的見解

經歷基因體(genomic)時代(利用基因結構、功能、進化和DNA圖解的知識)的來臨而顯著地提升對豬隻味覺和採食機制的瞭解。採用基因體工具導致味覺的分子機制、營養分的感覺測試,和在消化系統檢測幾個組織中受體基因(receptor genes)的發現。例如,在90年代後期發現鈣感測受體(calcium sensing receptorCaSR)在豬隻染色體上的位置。此外,豬隻甜味和鮮味的味覺受體完成核酸的編碼。在舌頭,鮮味和其他胺基酸受體以及脂肪酸的感應器已經確定。後者是重要的發現,瞭解脂肪可促進豬隻的增長。除口部外,受體也確定存在小腸和胃中。在胃腸道中營養分的感覺測試細胞已參與胃腸激素(腸泌素,incretins)和其他生理功能的分泌,但現有豬隻研究的數據尚少,以及這些機制如何影響到飼料採食,仍然未能瞭解。此外,在豬隻嗅覺系統較新的概念,尚待加以探討。嗅覺是一種化學感受(chemoreception),形成嗅覺。據瞭解,豬隻有很大的嗅聞能力,但受到大腦的影響,因此,飼料採食和喜好性還不是很清楚。

()、研究人員有更多工具

多年來進行許多的研究,早期工作主要集中在糖和人工甜味劑的作用。研究已經發展成為新興的營養化學感受科學,包括神經科學(neuroscience)。總體而言,基因體時代的來臨帶給研究人員更多的工具瞭解在細胞量上對某些飼料原料的影響,其有助於更好地瞭解為什麼某些化合物對動物飼料採食和喜好的效果。例如,現在我們知道,在離乳後期飼料蛋白質用量影響到受體pT1r1 (味覺受體基因)的表現。這可以幫助營養學家修正某些年齡層生長豬的飼料配方或原料的選擇。更多(基因體)的研究也隨之解開營養分感覺測試的全部潛力。這將包括人類和豬隻間相同的味覺受體之功能,可能也增加使用豬隻作為研究人類營養的模式。

 (詳細內容請參閱201711月號現代養豬第39