蛋氨酸与苯丙氛酸均是动物体内必需氨基酸之一,其在参与机体蛋白质合成以及维持机体免疫功能等方面发挥重要作用。营养学新观点认为,日粮中的大量氨基酸并没被吸收进入门静脉,而在肠道内被代谢利用。其中,蛋氨酸到达猪门静脉的净平衡约69%,苯丙氨酸则约63%。氨基酸在肠道中可被肠黏膜细胞代谢利用,也可能会被肠道中数量繁多、复杂多样的微生物菌群所代谢。研究表明,猪小肠微生物可少量代谢蛋氨酸与苯丙氨酸;有意思的是,从十二指肠、空肠到回肠肠段,越靠近后肠肠段的微生物对这两种氨基酸的代谢利用率越高。随着肠段向后到大肠,大肠微生物对进入到该肠段的蛋氨酸与苯丙氨酸是否代谢尚不清楚,探明大肠微生物对蛋氨酸与苯丙氨酸的代谢有助于丰富氨基酸营养理论。本研究采用微生物体外发酵技术以猪回肠微生物为参照,研究了盲肠、结肠微生物对蛋氨酸和苯丙氨酸的代谢特性,并分析比较了可能参与蛋氨酸、苯丙氨酸代谢的细菌区系丰度。本研究共分为三部分:1.猪大肠微生物对蛋氨酸的代谢特性研究本试验利用体外发酵技术比较研究了猪回肠、盲肠、结肠对于单一氨基酸—蛋氨酸的代谢效率。试验采集杜×长×大杂交猪的回肠、盲肠、结肠食糜作为接种物,接种于10 mmol/L蛋氨酸的培养基中,在37 ℃条件下进行体外培养,培养24 h。用体外培养24 h的培养物作为接种物,继续进行继代培养,继代培养6代。分别采集原代体外培养0 h、24 h的发酵样品,继代培养第4代和第6代的0h、24h样品。测定样品游离蛋氨酸浓度,计算蛋氨酸消失率。同时,测定原代体外培养Oh、24h样品的产气量、pH值、SCFA、NH3-N和MCP浓度以及原代和继代2代蛋氨酸脱羧酶活。结果显示:原代培养时盲肠组蛋氨酸消失率(21.9%)显著高于回肠组(16.3%)与结肠组(16.7%)(P<0.05),蛋氨酸消失率在回肠与结肠无显著差异。在继代培养第4代、第6代,三肠段蛋氨酸消失率差异不显著;原代培养、继代培养第4代、继代培养第6代蛋氨酸消失率依次降低。盲肠组总SCFA量显著高于回肠与结肠组(P<0,05),伴随着pH值下降程度最高;盲肠组MCP水平也显著高于回肠与结肠组(P<0.05);在产气量与NH3-N浓度上,盲肠组与结肠组显著低于回肠组(P<0.05)。2.猪大肠微生物对苯丙氨酸的代谢特性研究本试验以回肠、盲肠与结肠微生物为接种物,苯丙氨酸为底物进行体外培养,测定发酵4 h、8 h、12 h、16 h、24 h产气量以及发酵24 h后发酵液中pH、NH3-N、MCP和SCFA含量、原代和继代2代苯丙氨酸脱羧酶活,并通过高效液相色谱法检测原代培养Oh、24 h和继代培养4代、6代Oh、24 h发酵液中苯丙氨酸含量,计算消失率。结果显示:盲肠组与结肠组的累积产气量、SCFA、MCP产量和苯丙氨酸消失率均显著高于回肠组(P<0.05);盲肠组与结肠组NH3-N产量显著高于回肠组(P<0.05);继代培养中盲肠组与结肠组苯丙氨酸消失率同样显著高于回肠组(P<0.05)。3.猪大肠中与蛋氨酸与苯丙氨酸代谢相关的微生物菌群试验采用荧光定量PCR方法对原代培养Oh、24 h以及继代4代、6代培养24h发酵液进行微生物菌群定量分析。检测了原代培养下,总菌、厚壁菌门、拟杆菌门、双歧杆菌属、大肠杆菌属、柔嫩梭菌属、梭菌XIV属含量。同时,还测定了继代培养第4代、第6代的总菌与厚壁菌门、拟杆菌门含量。结果显示:门水平上,蛋氨酸试验组总菌、厚壁菌门含量在各肠段间无显著差异,拟杆菌门含量在盲肠有高于回肠与结肠的趋势;苯丙氨酸试验组总菌、厚壁菌门、拟杆菌门含量在盲肠与结肠均显著高于回肠(P<0.05);继代培养后大肠细菌数量下降较回肠更加明显。属水平上,蛋氨酸试验组和苯丙氨酸试验组大肠内大肠杆菌数量显著低于回肠内大肠杆菌数量(P<0.05);蛋氨酸试验组各肠段双歧杆菌数量无显著差异,苯丙氨酸试验组结肠内双歧杆菌数量显著低于回肠与盲肠内双歧杆菌数量(P<0.05);两试验组大肠内柔嫩梭菌属和梭菌XIV属数量均高于回肠内两种细菌数量。