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生肉和整个猎物饮食的营养评估适用于家猫和外来猫

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2024-08-21 10:10

DISSERTATION Submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Nutritional Sciences in the Graduate College of the University of Illinois at Urbana-Champaign, 2012 Urbana, Illinois Doctoral Committee: Professor Emeritus George C. Fahey, Jr., Chair Associate Professor Kelly S. Swanson, Director of Research Professor Carl M. Parsons Assistant Professor Yuan-Xiang Pan Doctor Cheryl Lee Dikeman, Adjunct Faculty

第 7 章：结论

在过去的几十年里，猫科动物的营养学取得了巨大的进展，包括营养需求和通过膳食干预进行疾病管理。猫科动物是食肉动物，其纯粹食肉的饮食习性在演化过程中形成了专门的代谢途径和营养需求。动物猎物在蛋白质含量高、碳水化合物含量低，提供了高质量、能量密集的饮食（Morris等，2006年）。

对于圈养的野生短毛的猫科动物，主要采用的饮食类型是基于生肉和整个猎物的饮食。这些饮食类型不是喂养家猫时最常见的，但在“自然”和替代饮食类型的喂养中，包括生肉和整个猎物的饮食，有一种逐渐增加的趋势。然而，尽管它们很受欢迎，但这些饮食在家猫或猫科动物中并未得到充分研究。具体而言，在猫科动物中，关于基于生肉和整个猎物饮食的营养成分、明显的总消化道大量营养素消化度和生物利用度的同行评审文献相对缺乏。另一个挑战是关于猫科动物的营养需求缺乏足够的知识，尤其是对于圈养的野生短毛的猫科动物。通常情况下，家猫的营养需求被用作圈养的野生短毛猫科动物的指南。

在圈养或家庭环境中，动物园工作人员或宠物主人会为猫科动物提供饮食。因此，他们有责任提供所有细胞修复、生长和健康管理所需的营养。如果没有对基于生肉和整体猎物饮食进行充分的测试和了解，包括它们是否能够满足家猫的需求，这可能是不可能的。

这项研究的总体目标是评估生肉和整体猎物饮食在家猫和圈养野生猫科饮食中的应用，包括饮食成分分析以及对血液代谢物、营养物质可消化性、氮代谢、微生物组成和发酵产物的影响。对商业上可获得的替代品的检查，包括生肉来源、整体猎物项目和纤维来源，在了解它们之间的相互作用以及对饮食成分、大量营养素可消化性和生物利用度的影响方面提供了重要的数据。

我们的第一个目标，见于第3章，是评估用于圈养野生猫科和家猫的生肉饮食的传统蛋白质来源（牛肉；马肉）和替代品（野牛肉；麋鹿肉）。对饮食进行了营养成分分析，包括氨基酸和脂肪酸浓度，并使用盲肠切除公鸡实验评估了蛋白质质量。在家猫中检查了氮代谢和粪便发酵产物浓度，并在家猫和三种圈养野生猫科物种中确定了表观总消化道大量营养素的可消化性。

我们的第二个目标，见于第4章，是评估用于圈养野生猫科的生肉饮食中常见的纤维类型和浓度。我们评估了纤维来源，包括纤维和甜菜渣，每种都在饮食中占2%或4%。我我们检查了四种圈养外来猫科动物的表观全消化道宏量营养素消化率和粪便发酵终产物。

我们的第三个目标，见于第5和第6章，是确定供给圈养野生猫科的常见整个喂食的食物的营养成分和可消化性。首先，我们比较了非洲野猫和家猫对整块小鸡、整块鸡肉、以鸡为基础的罐头饮食和以鸡为基础的挤压饮食的明显总消化道大量营养素的可消化性。除了在家猫中进行的营养消化度测量外，我们还测量了血液代谢物和粪便发酵产物。我们的最后一项研究确定了20种商业上可获得的用于生肉和整个喂食的饮食的猎物的营养成分。这些饮食的营养成分包括大量营养素、氨基酸和矿物质浓度的分析。

总体而言，所有野生猫科和家猫都能够很好地利用所有类型的饮食，无论是蛋白质来源、纤维类型和浓度，还是加工方法。所有动物在摄食这些生肉或整个食物饮食的同时都能够保持良好的体况。此外，当摄食生肉、整个食物或传统的罐头或挤压饮食时，家猫能够保持体重、氮平衡，并且大多数血液代谢物的浓度保持在参考范围内（第3和第5章）。这些饮食的可消化能量范围在83%到95%之间。代谢能量摄入量（67到120千卡/每千克体重^0.75每天；第4和第5章）在NRC（2006）为圈养野生猫科提供的范围内（55到250千卡/每千克体重^0.75每天）。考虑到为圈养野生猫科提供的代谢能量摄入量建议的广泛性和一般性，目前这在实际环境中的适用性有限。我们的数据可能有助于未来定义物种特异性的建议。

在第3章中，我们确定了传统（牛肉副产品；马肉副产品）和替代（麋肉；野牛肉副产品）蛋白质来源在含有纤维素的生肉饮食中具有高的总体外消化有机物和粗蛋白消化率（分别>85%和>95%），在家猫和圈养野生猫科中，标准化氨基酸在公鸡（总必需氨基酸消化率>90%）中的消化率，以及氨基酸得分（81到95）。在第4章中，我们证明通过增加纤维素（2%与4%）的含量，即非可发酵纤维源代替牛肉副产品，总体外消化有机物的消化率在没有影响总体外消化粗蛋白（95%）的情况下降低了（86% vs. 80%），而含有可发酵纤维的甜菜渣的添加却没有影响总体外消化有机物的消化率（85% to 87%），但相比喂食纤维素的猫，降低了总体外消化粗蛋白的消化率（93%）。总体外消化粗蛋白的降低可能是由于发酵增加，导致大肠中细菌蛋白的产生增加，从而低估了总体外粗蛋白的消化率。此外，无论纤维类型如何，总体外干物质、有机物、脂肪和榖精消化率都呈线性下降趋势。当圈养野生猫科喂食甜菜渣时，总体外粗蛋白消化率随体重呈线性下降趋势，而喂食纤维素时则没有。这些数据表明，较大的猫对可发酵纤维更为敏感。

整体而言，家猫和非洲野猫对整体外消化的整饮食消化率并不是那么清晰（第6章）。当比较传统罐头（86%到87%）和挤压（86%到88%）饮食的整体外消化有机物的消化率时，整体1到3天龄的小鸡的消化率较低（83%到85%），而整体磨碎的鸡肉（不包括羽毛）的消化率很高（94%）。整饮食类型之间的差异可能归因于许多因素，包括猎物的年龄和处理方式（例如，磨碎与整体）。未来的研究应着重于确定这些因素在整饮食中的重要性。

整体而言，整体磨碎的鸡肉饮食的高消化率，再加上低纤维浓度或增塑材料（即羽毛），将导致了在食用这种饮食的家猫和非洲野猫产生干硬的粪便样本。食用1到3天龄的小鸡、罐装食品和挤压饮食的猫的粪便评分接近理想范围（2.6到3.6；3 = 理想）。我们在食用基于生肉的饮食的猫中也观察到类似的结果。当美洲虎（第4章）食用含有2%纤维素的生食时，粪便样本比理想情况下更加干硬。然而，当甜菜根纤维被包含在美洲虎的饮食中时，粪便评分得到了改善。这些数据表明，在小型到中型猫科动物中，包含纤维或类似纤维的材料是维持粪便质量的必要条件。

另一方面，较大的猫（如马来亚虎和西伯利亚虎）在食用含有纤维素的生食时具有理想的粪便评分（第3和第4章），但在食用含有甜菜根纤维的生食时粪便较松散（第4章）。在狗中也报道了粪便质量差与较大体型之间的正相关关系[小型与大型以及巨型犬品种（Weber等，2004；Hernot等，2004；2005；2006）]。有人认为，在狗中报告的这些差异可能与大型犬品种的肠道通过时间较长、肠道通透性增加或大肠发酵活性增加有关。然而，关于在猫科动物中研究这些差异的研究有限。

饮食和物种对于粪便短链脂肪酸（SCFA）和腐败物浓度也很重要。在人类和宠物中，SCFA（特别是丁酸）的生成被认为是有益的，而腐败物的生成被认为是负面的。与食用含有纤维素的饮食的猫相比，食用含有甜菜根纤维的饮食的异国猫的粪便pH降低，而且粪便中SCFA、支链脂肪酸（BCFA）和氨的浓度升高（第4章）。这些变化可能是由于甜菜根纤维的更高发酵能力和保水能力，以及纤维素的粪便增大/稀释效应的结合结果。此外，对于西伯利亚虎而言，较高的纤维含量（4%）似乎对调节蛋白质发酵和减少粪便腐败物质（如酚和BCFA）很重要。有关纤维类型、纤维浓度和物种之间相互作用以及它们如何影响粪便特征的更深入了解是必要的。这些数据将有助于制定物种特定的饮食配方，优化动物的健康和动物园中猫科动物的管理。

为了优化饮食配方，还必须研究的一个领域是营养成分。所有的饮食都含有足够的蛋白质浓度，而且大多数都有足够的氨基酸浓度；然而，整个猎物兔的牛磺酸浓度较低（第6章）。另一个关注的领域是总脂肪浓度。具体而言，在鹿的肌肉（第3章）中去除的脂肪浓度不足，这表明当肌肉用作主要的蛋白质来源时，可能需要额外的脂肪来源。在第3章中，我们还确定了尽管所有基于生肉的饮食都是α-亚麻酸的足够来源，但没有一种饮食符合NRC（2006）推荐的亚油酸浓度。EPA、DHA和花生四烯酸的浓度也存在额外的缺陷。在第6章中，我们观察到大多数整个猎物样本的矿物质（钾、钠、氯、镁、铜、锰、锌）浓度低于AAFCO（2012）对家猫的建议。长期饮食中存在营养不足将对健康产生负面影响，包括但不限于皮肤和毛发健康差、生长和繁殖差，以及骨骼和关节疾病。出于这些原因，在长期喂养之前，获取膳食成分（包括整个猎物项目）的营养成分是重要的。当发现营养不足时，需要调整成分的准备（即整个猎物饮食，包括标准）或进行补充。因此，猫应作为均衡饮食的一部分而被喂养整个猎物和生肉成分。

虽然我们的研究回答了许多关于生肉和整个猎物饮食对家猫和圈养异国猫科动物的问题，但在猫科动物营养方面仍需要进行更多研究。未来一个重要的研究领域将是进一步研究膳食纤维及其在生肉饮食中的应用。需要更好地理解小型和大型物种所需的可发酵和不可发酵纤维的适当混合。此外，应该调查膳食纤维与蛋白质的相互作用。一些关注的领域包括不同膳食蛋白质浓度，以及整个猎物中存在的膳食纤维和类似纤维材料的比较。还应努力阐明家猫和圈养异国猫科动物的营养和能量需求，以及整个猎物饮食满足这些需求的能力。还应该评估通过改变其饮食成分来修改整个猎物组成的潜力。这些数据，类似于此处报告的数据，将提供有助于改进生肉和整个猎物饮食配方的信息。

小型猫科动物主要以动物猎物为食。猫具有独特的消化和代谢适应，这被认为是由于食用猎物饮食的进化影响，包括高膳食蛋白质需求（Green等，2008年）、不能从头合成精氨酸，以及牛磺酸的内源合成较低（Pion等，1987年；1989年）。关于小猫的天然或祖先饮食的营养成分缺乏数据；然而，已经对当代野生猫的饮食进行了估算，利用了文献中的膳食习惯和成分数据（Plantinga等，2011年）。Plantinga等（2011年）回顾了27篇文章，报告称野生猫主要食用哺乳动物（78%）、鸟类（16%）、爬行动物/两栖动物（3.7%）、无脊椎动物（1.2%）和鱼类（0.3%），并极少食用植物材料。这种饮食的估计营养成分（干物质基础）为88%有机物（OM）、62.7%粗蛋白质（CP）和28%脂肪。由Plantinga等（2011年）报道的野生整齐猎物的宏量营养浓度范围较小（24%至35%干物质、55%至69%粗蛋白质、9%至31%脂肪和9%至15%灰分）比此处呈现的数据（15%至40%干物质、34%至75%粗蛋白质、10%至60%脂肪和8%至18%灰分）。此处报告的数据与对野生样本的总结之间的差异可能是由于野生整齐猎物的文献匮乏。例如，在活跃生长期间，动物的脂肪百分比通常会增加，而水分百分比会减少（Spray和Widowson，1950年）。对于野生猎物的检查数据仅包含幼年动物和成年动物（Plantinga等，2011年），而最低的干物质浓度观察值是在1到2天龄的老鼠和1到4天龄的大鼠中。此外，实验室或农场环境中饲养的动物的高能量密度和较低的能量消耗可能部分解释了与野生猎物相比，此处报告的脂肪浓度较高。先前曾报道过饲料猎物的脂肪浓度大于35%（Douglas等，1994年；Clum等，1996年）。虽然先前曾报道小型哺乳动物在冬眠前的高脂肪浓度（例如，地松鼠的41%），但野生猫科动物不会经常暴露于升高的脂肪浓度。此外，如果担心热量密度，脂肪的可消化性可能很高（96%至99%）。总体而言，此处报告的整个猎物种类超过了家猫的宏量营养需求（AAFCO，2012年）。

对于大多数样本，氨基酸浓度高于AAFCO对家猫的推荐值，且除兔子外，所有物种的氨基酸评分值都大于88。整齐猎物的限制性氨基酸包括半胱氨酸+蛋氨酸、蛋氨酸、牛磺酸和色氨酸。对于30至45天龄的兔子，牛磺酸浓度低于AAFCO的推荐值，对于整个65天龄以上的兔子，无论是否去皮，都处于边缘状态。低血浆牛磺酸与圈养异国短毛猫和家猫的扩张型心肌病和视网膜病变有关（Burton等，1988年；Markwell和Earle，1995年；Ofri等，1996年；Pion等，1987年）。母猫怀孕期间牛磺酸缺乏导致胎儿吸收、流产、死胎和出生体重较低（Sturman等，1986年）。Glasgow等人（2002年）报道了因牛磺酸缺乏而导致的扩张型心肌病，该猫是由于食用了磨碎的整只兔子饮食（牛磺酸= 0.13% DM），其余70%的猫出现了与牛磺酸缺乏一致的心肌变化。此处报告的整只兔子的牛磺酸浓度（≤0.10%）与Glasgow的报告相似。Depauw等人（2012年）报道，在为期26天的时间内以整只兔子（牛磺酸= 0.6% DM，即高于家猫的推荐值）喂食时，猎豹维持了血清牛磺酸水平。在喂食整只兔子时，应特别注意确保牛磺酸浓度高于家猫的推荐值.

大多数整只猎物样本的矿物质浓度低于AAFCO的推荐值（K、Na、Cl、Mg、Cu、Mn、Zn）。总体而言，矿物质的主要作用包括骨骼成分、电解质和体液平衡，以及酶反应的辅因子或催化剂。矿物质不平衡通常导致生长和繁殖不良、骨骼和关节疾病，以及肾脏和泌尿道疾病（NRC，2006）。

所有鸟类样本中至少有一种矿物质低于家猫的推荐水平，而有一半的哺乳动物物种存在缺乏。这可能是因为食肉鸟类和蛇类以哺乳动物为食物的普遍性。尽管存在对整个鸟类猎物的成分评估，但对啮齿动物物种的数据更为丰富。

先前的研究曾报告过整个猎物物种中存在矿物质缺乏（低Cu、Mn和K浓度），包括老鼠、大鼠和鹌鹑（第5章；Dierenfeld等，2002；Clum等，1996；1997）。然而，并非所有猎物物种都被报告为低于AAFCO的推荐水平。尽管多种因素可能影响营养成分（例如，生命周期、品系、性别），但可以控制的一个因素是饮食（Clum等，1997）。鉴于在整个猎物中存在的缺陷，尚不清楚是否可以为所有物种和年龄段生产出始终满足家猫营养需求的整个猎物。需要进行研究以确定每个物种和年龄段猎物的最佳饮食。无论属于哪个类别，所有年幼的动物（1至2天和10至13天大的老鼠、1至4天和10至13天大的大鼠、死胎的兔子以及1至3天大的小鸡和鹌鹑）都与家猫的推荐水平相比存在矿物质缺乏，这表明在考虑家猫的需求时，母体营养也可能需要优化。

总的来说，研究结果强调了在将整个猎物纳入长期饮食计划之前获取其营养物质配置的重要性。发现营养不足应促使调整饮食方案或添加营养补充剂。需要注意的是，美国国家研究委员会（NRC）（2006年）和美国饲料控制官员协会（AAFCO）（2012年）为家猫提供的营养建议是基于商业饮食中常见营养物质的生物利用度。鉴于在整个猎物和自制饮食中矿物质的生物利用度可能存在显著差异，因此需要在这一特定领域进行进一步研究。此外，必须认识到本研究中的整个猎物样本来自单一来源，突显了未来研究需要在多个来源中验证这些发现的重要性。