李書杰 謝 穎 朱 靖 韓兆玉
(南京農業大學動物科技學院,乳牛科學研究所,南京210095)
蛋氨酸對反芻動物的維持、生長、繁殖等生命活動都起到非常重要的作用,是反芻動物的主要限制性氨基酸,在動物生長過程中自身無法合成或合成的量無法滿足動物生長需要。一般來說蛋氨酸在飼糧中含量較低,并且在飼糧加工過程中易被破壞,需要在飼糧中添加一定量的蛋氨酸以滿足動物生長維持需要。李雪玲等[1]研究表明,在飼糧中添加適量的蛋氨酸會顯著影響羔羊氮利用效率和氮的生物學價值。反芻動物有其特殊的瘤胃結構,蛋氨酸進入瘤胃后,一般在瘤胃中只能穩定3~4 h[2],在瘤胃微生物的作用下會被大量降解,導致能夠到達小腸吸收的蛋氨酸較少。目前常用蛋氨酸源有DL-蛋氨酸(DLM)、蛋氨酸羥基類似物(HMTBA)、蛋氨酸羥基類似物鈣鹽(HMTBA-Ca)[3]。以往的研究發現,與DLM相比,蛋氨酸鈣鹽可顯著提高肉雞日增重,增加骨骼長度和重量,提高骨骼指數[4],同時能更好地維持腸道氧化還原穩態,降低活性氧(ROS)含量,提高抗氧化能力[5]。蛋氨酸羥基類似物異丙酯[2-hydroxy-4-(methylthio) butanoic acid isopropyl ester,HMBi]則是一種較成熟的過瘤胃蛋氨酸產品,在市場已被應用推廣多年,HMBi因其特殊的化學結構在瘤胃中較穩定,微生物降解緩慢,可以穩定地為反芻動物提供蛋氨酸,在奶牛上已被大范圍使用[6],在肉羊養殖過程中未見大量報道。
隨著羊肉需求量日趨旺盛,湖羊也因其屠宰率較高、肉質鮮嫩多汁、膻味較輕[7]等優勢在肉羊生產中飼養量逐漸增大。湖羊是我國皮肉兼用的優良地方品種,具有生長發育快、繁殖能力強等優良特點,同時能夠適應南方高溫、潮濕環境,在南方肉羊生產中發揮了巨大的作用[8],主要于浙江、江蘇等省大量養殖。鑒于此,本試驗在基礎飼糧相同的情況下,通過研究在全混合顆粒料中添加不同類型蛋氨酸對湖羊生長性能及血清生化指標的影響,為實際生產中湖羊飼糧的配制提供理論據。
試驗所用HMBi以及蛋氨酸鈣鹽均由上海某公司提供。HMBi是一種流動性好的白色至米黃色粉末狀物質。蛋氨酸鈣鹽成品為淺褐色粉末或顆粒。
試驗選取60~70日齡健康湖羊72只,體重為(19.99±2.04) kg,隨機分為3組:對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組,每組6個重復(欄),每個重復4只(公母各占1/2),分欄飼養。參考《肉羊飼養標準》(NY/T 816—2004)配制基礎飼糧,其組成及營養水平見表1,預混料組成見表2。基礎飼糧蛋氨酸本底值為1.2 g/kg,對照組飼喂基礎飼糧,試驗Ⅰ組飼喂在基礎飼糧中添加1.5 kg/t蛋氨酸鈣鹽的試驗飼糧,試驗Ⅱ組飼喂在基礎飼糧中添加1.5 kg/t HMBi的試驗飼糧。
于徐州某反芻飼料加工廠采用制粒機在溫度75 ℃下將基礎飼糧和試驗飼糧制成全混合顆粒料。肉羊全混合顆粒料按照體重5%左右飼喂,每3 d增加1次飼喂量,自由飲水,其他飼養管理按養殖場規定執行。預試期7 d,正試期80 d,于2018年10月至2019年1月在江蘇某肉羊養殖場進行。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(干物質基礎)

表2 預混料組成

續表2原料 Ingredients對照組Control group試驗Ⅰ組Experimental group Ⅰ試驗Ⅱ組Experimental group Ⅱ石粉 Stone powder242424食鹽 NaCl101010小蘇打 NaHCO3101010蛋氨酸鈣鹽 HMBi-Ca3蛋氨酸羥基類似物異丙酯 HMBi3載體 Carrier393636合計 Total100100100
1.3.1 生長性能指標測定
試驗第1天空腹個體稱重,屠宰前24 h斷食,2 h斷水,屠宰前稱重記錄屠宰活重。記錄每組試驗羊采食量;以重復為單位計算平均日增重;根據平均日采食量和平均日增重計算料重比。
1.3.2 血清生化指標測定
屠宰前頸靜脈采血5 mL,置于離心管中,1 980×g、4 ℃條件下離心15 min,分離血清,置于-20 ℃冰箱保存。采用日本全自動生化分析儀(TBA-40FR)測定血清總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、總蛋白、尿素氮、甘油三酯含量;采用放射免疫法測定血清甲狀腺素、胰高血糖素、胰島素含量;血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)以及過氧化氫酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量采用尤尼柯分光光度計(UNICO-7200)測定,檢測試劑盒購自南京建成生物工程研究所。
采用SPSS 25.0統計軟件對試驗數據進行單因素方差分析(one-way ANOVA),采用Duncan氏法進行多重比,結果用平均值±標準差表示,以P<0.05為差異顯著。
由表3可知,各組間試驗羊初重無顯著差異(P>0.05),與對照組相比,試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組總增重、平均日增重均有上升的趨勢,其中試驗Ⅰ組總增重提高了12.8%(P>0.05),試驗Ⅱ組總增重提高了3.1%(P>0.05);料重比方面,試驗I組、試驗Ⅱ組均有下降的趨勢,其中試驗Ⅰ組下降了12.2%(P>0.05),試驗Ⅱ組下降了3.6%(P>0.05);3組試驗羊均表現出公羊總增重、平均日增重高于母羊,公羊料重比低于母羊。這表明肉羊飼糧中添加一定量蛋氨酸鈣鹽和HMBi有提高肉羊增重速度、降低料重比的趨勢。
由表4可知,試驗Ⅱ組血清甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇含量均顯著高于對照組和試驗Ⅰ組,(P<0.05);試驗Ⅱ組血清總蛋白含量顯著高于對照組和試驗Ⅰ組(P<0.05);對照組與試驗組在血清尿素氮以及高密度脂蛋白膽固醇含量方面無顯著差異(P>0.05)。
由表5可知,試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組血清中丙二醛含量、谷胱甘肽過氧化物酶活性相比于對照組均有上升的趨勢,但差異不顯著(P>0.05);試驗Ⅱ組血清過氧化氫酶活性相比于對照組提高了8.8%(P>0.05),試驗Ⅰ組血清超氧化物歧化酶活性相比于對照組提高了14.1%(P>0.05)。
由表6可知,試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組血清甲狀腺素、胰島素、胰高血糖素含量相比于對照組均有下降的趨勢,其中試驗Ⅰ組血清甲狀腺素含量下降了15.6%(P>0.05),胰島素含量下降了30.1%(P>0.05),胰高血糖素含量下降了11.1%(P>0.05);試驗Ⅱ組血清甲狀腺素含量下降了12.5%(P>0.05),胰島素含量下降了2.1%(P>0.05),胰高血糖素含量下降了8.7%(P>0.05)。

表3 不同類型蛋氨酸對湖羊生長性能的影響

表4 不同類型蛋氨酸對湖羊血清生化指標的影響

表5 不同類型蛋氨酸對湖羊血清抗氧化指標的影響

表6 不同類型蛋氨酸對湖羊血清激素含量的影響
研究表明,提高飼糧蛋氨酸水平可刺激瘤胃微生物的生長繁殖,加強瘤胃發酵作用,從而促進反芻動物對飼糧養分的消化率[9-10],進而提高肉羊的生長性能。但直接在反芻動物飼糧中添加蛋氨酸效果不佳,蛋氨酸在進入瘤胃后,在瘤胃中被瘤胃微生物大量降解,導致能夠被吸收利用的蛋氨酸較少,大大限制了機體對蛋氨酸的利用。本試驗發現,試驗Ⅰ組總增重以及平均日增重均高于試驗Ⅱ組,有可能是因為試驗動物年齡較小,瘤胃尚未發育完全,瘤胃微生物種類較少,導致蛋氨酸直接在瘤胃中分解進入小腸吸收,反而添加蛋氨酸鈣鹽效果更好。王杰等[11]研究發現,飼糧蛋氨酸不足時會降低羔羊日增重,顯著影響羔羊生長性能。密士恒等[12]研究發現,在飼糧中添加瘤胃保護性蛋氨酸能夠提高肉羊日增重,但差異不顯著,本試驗結果與此相符。
血清尿素氮是反映機體氮代謝的重要標志,其含量可在一定程度上反映動物體內蛋白質代謝狀況及飼糧氨基酸的平衡狀況[13]。牛雪佳等[14]發現,血清尿素氮為蛋白質代謝后的產物,可作為動物限制性氨基酸研究的一個間接指標。本試驗中,飼糧添加HMBi導致血清尿素氮含量有升高的趨勢。燕磊[15]在飼糧中添加過瘤胃蛋氨酸,發現小尾寒羊血清尿素氮含量降低。楊維仁等[16]給安裝有瘤胃瘺管的肉牛飼喂不同形式的蛋氨酸發現,飼喂瘤胃保護性蛋氨酸能顯著增加體內可消化氮和沉積氮的含量,降低血清尿素氮的含量。這與本試驗結果不相符,有可能是因為試驗動物基礎飼糧營養水平不同或者飼糧中氨基酸不平衡,導致機體氮代謝失常,反而增加了血清中尿素氮的含量。
血清甘油三酯為脂肪代謝的產物,其含量越低,表明機體脂肪利用率越高[17],一定程度上可以反映機體脂肪消化吸收狀況;血清膽固醇含量可反映機體的脂質代謝狀況,膽固醇可分為低密度脂蛋白膽固醇和高密度脂蛋白膽固醇。低密度脂蛋白膽固醇含量過高時會引起血管狹窄或阻塞,導致動脈粥樣硬化。高密度脂蛋白膽固醇作用與低密度脂蛋白膽固醇相反,能夠抵抗動脈粥樣硬化,保護血管。本試驗中,試驗Ⅱ組血清甘油三酯、總蛋白、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇含量顯著高于對照組和試驗Ⅰ組,表明機體脂肪利用率降低。郝薪云等[18]研究發現,在飼糧中添加蛋氨酸能夠降低羊駝血清尿素氮含量,但對總蛋白、甘油三酯、葡萄糖含量無顯著影響,與Pinotti等[19]的研究結果一致,但與本試驗結果不相符,原因可能是試驗飼糧組成或者動物生理階段不同。
機體的氧化還原系統一般處于動態平衡中,含硫氨基酸通過影響相關物質活性,從而調節機體多種生理活動[20]。通常來說谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活性及丙二醛含量可以衡量動物機體抗氧化能力。谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶主要作用為清除體內自由基,是動物機體內主要的消除自由基酶。過氧化氫酶是過氧化物酶體的標志酶,催化細胞內過氧化氫分解,防止過氧化[21]。丙二醛是脂質過氧化的產物之一,它能交聯蛋白質、脂類、核酸和糖類,破壞組織細胞完整性,細胞組分外流,代謝紊亂,導致細胞死亡[22]。當機體內谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活性升高,血清丙二醛含量降低時,機體的抗氧化能力越強。本試驗中,各組血清谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活性以及丙二醛含量無顯著差異,表明飼糧中添加不同類型蛋氨酸對機體抗氧化系統無顯著影響。周國波[23]報道,熱應激奶牛飼糧中每天添加13 g HMBi能顯著提高血清中谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性,降低丙二醛含量。韓兆玉[24]等研究發現,在夏季奶牛飼糧中添加過瘤胃蛋氨酸,奶牛血清丙二醛含量降低,血清中谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增強。這與本試驗結果不相符,可能是因為肉羊與奶牛雖然都是反芻動物,但機體氨基酸代謝過程以及抗氧化系統有所不同,具體原因還需進一步試驗探究。
胰島素能夠促進機體的合成代謝,調節機體糖代謝、脂代謝以及蛋白質代謝。胰島素不僅能夠促進血液中葡萄糖進入肌肉、肝臟和脂肪等組織細胞合成糖原或轉變成其他營養物質貯存起來,還可以直接分解葡萄糖為機體正常生命活動提供能量。研究發現,在飼糧中添加適量的蛋氨酸會影響血清中胰島素的含量,從而促進糖原的合成,提高糖的利用率和蛋白質的合成[25];與胰島素的作用相反,胰高血糖素能夠促進糖原分解和糖異生,使血糖含量明顯升高。甲狀腺激素為氨基酸衍生物,能夠促進機體新陳代謝以及維持神經系統興奮,具有降低膽固醇含量和改善血脂的作用。其在生物體內以三碘甲狀腺原氨酸和四碘甲狀腺原氨酸2種形式存在[26]。血液中甘油三酯和膽固醇含量越高,甲狀腺素含量越低[27];本試驗中,試驗組血清胰島素、甲狀腺素、胰高血糖素含量雖均低于對照組,但差異不顯著,表明添加不同類型蛋氨酸對血液激素無明顯作用。王群等[28]發現,在飼糧中添加2-羥基-4-(甲硫基)丁酸異丙酯對血清胰島素樣生長因子-1(IGF-1)、催乳素(PRL)、胰島素和甲狀腺素的含量無顯著影響,這與本試驗有相同結果。
全混合飼糧顆粒料中添加不同類型蛋氨酸對湖羊生長性能產生一定影響,具有促進其生長的潛力,其中蛋氨酸鈣鹽效果略好于HMBi,同時影響機體部分血清生化指標,但對其血清激素含量及抗氧化指標無顯著影響。