飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊生長性能和營養物質消化代謝的影響

楊文軍 牟春堂 劉笑梅 崔 喬 白齊昌 郝小燕 張建新

(山西農業大學動物科技學院，太谷030801)

近年來，隨著育肥羊產業的快速發展，為追求生產效率的提高，養殖方式由散養轉變為集約化飼養，育肥羊的生存空間變的單調、狹窄。此外，為了追求生長性能的提高，飼糧中的精料比例偏高，導致瘤胃pH下降，瘤胃中酶活性下降，營養物質消化代謝降低，增加了亞急性瘤胃酸中毒發生的風險。因此，研究如何在高精料、集約化飼養模式下，改善反芻動物瘤胃發酵、提高營養物質消化代謝具有重要意義。

葡萄籽原花青素(grape seed proanthocyanidins，GSPs)是具有活性功能的一類多酚化合物的總稱，在葡萄枝葉、果皮、果肉以及葡萄籽中都有存在。解玲娜等[1]研究表明，飼糧中添加葡萄籽原花青素可提高斷奶仔豬腸道胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，有利于營養物質的吸收。郭長征[2]研究表明，高精料飼糧中添加多羥基黃酮類化合物(槲皮素)可以提高山羊瘤胃pH，緩解高精料導致的瘤胃異常發酵。已有研究發現，縮合單寧的介入可使瘤胃內琥珀酸弧菌屬(特異性將琥珀酸鹽發酵成丙酸)的相對豐度增加100%，且能使作用于碳水化合物的普雷沃氏菌屬的相對豐度降低5.4%。也有研究表明，飼糧中添加縮合單寧會增加綿羊十二指腸中總氮和非氨態氮的流量[3-4]。

目前，關于葡萄籽原花青素對反芻動物營養物質消化代謝方面的內容較少。因此，本試驗以杜泊×小尾寒羊雜一代公羔為研究對象，旨在研究葡萄籽原花青素對羔羊生長性能和營養物質消化代謝的影響，以期為開發羔羊功能性飼料提供理論基礎，為育肥羊健康、高效生產提供新思路。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試驗設計

葡萄籽原花青素購自南京某生物科技有限公司，為粉狀制劑，其主要成分為原花青素(96.400%)、兒茶素(0.533%)、表兒茶素(0.239%)、兒茶素沒食子酸酯(0.225%)和表兒茶素沒食子酸酯(0.171%)。

試驗于2019年6月在山西農業大學國家肉羊體系飼料資源崗位試驗基地展開，于2019年8月結束。選取48只4月齡、體重[(22.75±1.20) kg]相近的杜泊×小尾寒羊雜交一代公羔，采用單因子完全隨機試驗設計，分為4組，每組12只羊，單欄飼養。各組飼喂精粗比為70∶30的基礎飼糧的同時分別補飼0(對照組)、10(10GSPs組)、20(20GSPs組)、40 mg/kg BW(40GSPs組)的葡萄籽原花青素，添加劑量參考牟春堂等[5]的體外發酵試驗結果。試驗全期60 d，其中預試期15 d，正試期45 d。試驗飼糧參照NRC(2007)羔羊營養需要中體重20 kg、日增重300 g/d的營養需要量設計，基礎飼糧組成及營養水平見表1。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(干物質基礎)

1.2 飼養管理

試驗開始前對羊舍進行全面的清洗、消毒。試驗羊進行羊痘、口蹄疫和小反芻獸疫疫苗免疫。試驗進行期間定期消毒打掃，確保試驗場所干凈。預試期對試驗羊進行分組、編號和驅蟲，逐漸過渡到試驗飼糧。正試期試驗羊每日飼喂2次，自由采食、飲水，每日記錄采食量。

1.3 樣品采集

正試期結束后，每組隨機挑選6只試驗羊置于代謝籠中，采用全收糞收尿法進行消化代謝試驗。預試期4 d，正試期3 d。

糞樣的采集與處理：待晨飼前所有羊排糞完畢后，進行稱重，記錄數據。按排糞量的10%收集取樣，連續收集3 d，并記錄重量。一部分糞樣中加入10%的硫酸(每100 g糞樣加10 mL 10%的硫酸)固氮，充分混合后置于-20 ℃保存，用以測定粗蛋白質含量；另一部分不做處理直接置于-20 ℃保存，用以測定粗灰分、水分等常規營養成分含量和糞能。

尿樣的采集與處理：每次采樣的前1天加入100 mL 10%的硫酸于收尿桶中進行固氮，于晨飼前收集尿樣，連續收集3 d。收集時使用量筒量取尿液體積，記錄數據。將尿樣搖勻后，經過4層紗布過濾，取一部分進行分裝，置于-20 ℃保存，用以測定尿酸、尿囊素、黃嘌呤、次黃嘌呤含量和尿能。

1.4 指標測定

1.4.1 生長性能測定

于正試期第1天08:00對所有試驗羊進行空腹稱重，作為初始體重，之后每隔15 d進行1次稱重，記錄數據。正試期結束當天08:00空腹稱重，作為終末體重。飼喂期間記錄每只羊的日采食量、剩料量，于正試期結束后計算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、料重比(F/G)。

1.4.2 飼糧常規營養成分的測定

按照《飼料分析及飼料質量檢測技術》[6]方法測定飼糧中的粗脂肪、粗蛋白質、粗灰分含量。參考Van Soest等[7]的方法測定飼糧中的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量。代謝能按照以下公式計算：

代謝能=0.046+0.820×(19.509-0.170×中性 洗滌纖維-0.006×有機物-0.097×粗蛋白質)

(R2=0.972，P<0.001)。

1.4.3 營養物質表觀消化率的測定

糞樣中的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、水分、粗灰分、粗蛋白質含量測定方法同1.4.2。營養物質表觀消化率、氮的表觀消化率、沉積氮和氮沉積率的計算公式如下：

營養物質表觀消化率(%)=100×(食入 該營養物質含量-糞中該營養物質含量)/ 食入該營養物質含量； 氮表觀消化率(%)=100×(攝入氮- 糞氮)/攝入氮； 沉積氮(g/d)=攝入氮-糞氮-尿氮； 氮沉積率(%)=100×沉積氮/攝入氮。

1.4.4 能量的測定

使用絕熱式量熱儀(IKA-c200，Staufen公司，德國)測定飼糧、糞樣和尿樣的能量。使用聚碳酸酯頭箱測量氣體交換，通過MA-10甲烷分析儀(Sable Systems International公司，美國)測定甲烷(CH4)含量。

總能(GE，MJ/d)=食入飼料的總能量； 表觀消化能(ADE，MJ/d)=總能-糞能(FE)； 表觀代謝能(AME，MJ/d)=表觀消化能- 尿能(UE)-甲烷能(Eg)； 總能表觀消化率(%)=100×表觀消化能/總能； 消化能代謝率(%)=100×表觀代謝能/ 表觀消化能。

1.4.5 微生物蛋白(microbial crude protein，MCP)含量測定

使用尿酸檢測試劑盒(購自南京建成生物工程研究所)通過酶比色法測定尿中尿酸含量。使用分光光度計(UV-1800PC，上海美譜達儀器有限公司)測定尿中黃嘌呤+次黃嘌呤和尿囊素含量。根據尿嘌呤衍生物(urinary purine derivatives，PD)(黃嘌呤、次黃嘌呤、尿囊素和尿酸)含量計算MCP含量。

MCP(g/d)=(尿囊素+尿酸+黃嘌呤+次黃嘌呤)× 70×6.25/(0.116×0.83×1 000)。

1.5 數據統計分析

利用Excel 2013軟件進行數據初步整理，應用SPSS 23.0統計軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)。結果以平均值±標準差表示，P≤0.05為差異顯著，0.05

2 結 果

2.1 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊生長性能的影響

由表2可知，各組初始體重差異不顯著(P>0.05)。10GSPs、20GSPs和40GSPs組的終末體重均高于對照組，分別提高了5.48%、4.67%和2.57%，其中10GSPs和20GSPs組的終末體重與對照組差異顯著(P≤0.05)。10GSPs和20GSPs組的平均日增重和平均日采食量均顯著高于對照組和40GSPs組(P≤0.05)；10GSPs和20GSPs組的平均日增重較對照組分別提高了12.01%和12.67%，平均日采食量較對照組分別提高了6.66%和5.77%；40GSPs組的平均日增重和平均日采食量與對照組差異不顯著(P>0.05)。飼糧中添加葡萄籽原花青素對料重比無顯著影響(P>0.05)。

表2 飼料中添加葡萄籽原花青素對羔羊生長性能的影響

2.2 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊營養物質表觀消化率的影響

由表3可知，飼糧中添加葡萄籽原花青素對酸性洗滌纖維表觀消化率無顯著影響(P>0.05)。20GSPs組的粗蛋白質表觀消化率顯著高于對照組(P≤0.05)，提高了8.94%。40GSPs組的中性洗滌纖維表觀消化率顯著低于對照組和10GSPs、20GSPs組(P≤0.05)，分別下降了12.60%、13.43%和14.19%。20GSPs組的干物質和有機物表觀消化率顯著高于對照組和40GSPs組(P≤0.05)；其中，20GSPs組的干物質表觀消化率較對照組和40GSPs組分別提高了11.47%和10.33%，有機物表觀消化率較對照組和40GSPs組分別提高了10.12%和11.46%。

表3 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊營養物質表觀消化率的影響

2.3 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊氮消化代謝的影響

由表4可知，飼糧中添加葡萄籽原花青素對糞氮、尿氮無顯著影響(P>0.05)。20GSPs組的攝入氮和氮沉積率顯著高于對照組和40GSPs組(P≤0.05)，攝入氮分別提高了9.84%和15.43%，氮沉積率分別提高了18.24%和21.77%。20GSPs組的氮表觀消化率顯著高于對照組(P≤0.05)，提高了8.94%。20GSPs組的沉積氮顯著高于10GSPs組(P≤0.05)，提高了15.84%；10GSPs組的沉積氮顯著高于40GSPs組(P≤0.05)，提高了21.08%。

表4 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊氮消化代謝的影響

2.4 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊尿中嘌呤衍生物和MCP含量的影響

由表5可知，飼糧中添加葡萄籽原花青素對尿中尿酸、黃嘌呤+次黃嘌呤含量無顯著影響(P>0.05)。40GSPs組的尿中尿囊素、總嘌呤衍生物和MCP含量顯著低于對照組和10GSPs、20GSPs組(P≤0.05)；其中，40GSPs組的尿中尿囊素含量較對照組和10GSPs、20GSPs組分別下降了11.39%、15.87%和15.57%，尿中總嘌呤衍生物含量分別下降了11.42%、15.59%和14.83%，尿中MCP含量分別下降了13.44%、18.97%和17.41%。10GSPs和20GSPs組尿中MCP含量與對照組無顯著差異(P>0.05)。

表5 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊尿中嘌呤衍生物和MCP含量的影響

2.5 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊能量代謝的影響

由表6可知，飼糧中添加葡萄籽原花青素對糞能無顯著影響(P>0.05)。10GSPs和20GSPs組的攝入總能、表觀消化能和表觀代謝能顯著高于對照組和40GSPs組(P≤0.05)；其中，10GSPs組的攝入總能、表觀消化能和表觀代謝能較對照組分別升高了6.64%、18.93%和29.84%，10GSPs組的攝入總能、表觀消化能和表觀代謝能較40GSPs組分別升高了7.26%、17.89%和24.98%，20GSPs組的攝入總能、表觀消化能和表觀代謝能較對照組分別升高了6.25%、12.53%和20.57%，20GSPs組的攝入總能、表觀消化能和表觀代謝能較40GSPs組分別升高了6.87%、11.54%和16.05%。10GSPs和20GSPs組的尿能顯著低于對照組和40GSPs組(P≤0.05)；其中，10GSPs組的尿能較對照組和40GSPs組分別下降了20.00%和23.23%，20GSPs組的尿能較對照組和40GSPs組分別下降了17.89%和21.21%。20GSPs和40GSPs組的甲烷能顯著低于對照組(P≤0.05)，均下降了10.26%。10GSPs組的總能表觀消化率顯著高于20GSPs和40GSPs組(P≤0.05)，分別提高了5.38%和9.87%。20GSPs組的總能表觀消化率顯著高于對照組(P≤0.05)，提高了5.83%。10GSPs組的消化能代謝率顯著高于對照組和40GSPs組(P≤0.05)，分別提高了21.84%和16.51%。20GSPs組的消化能代謝率顯著高于對照組(P≤0.05)，提高了13.42%。

表6 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊能量代謝的影響

續表6項目Items組別 Groups對照 Control10GSPs20GSPs40GSPsP值P-value甲烷能 Eg/(MJ/d)3.80±0.29a3.50±0.18ab3.41±0.36b3.41±0.14b0.046表觀消化能 ADE/(MJ/d)18.12±1.13b21.55±1.00a20.39±1.40a18.28±1.06b<0.001表觀代謝能 AME/(MJ/d)13.37±1.15b17.36±1.10a16.12±1.45a13.89±1.24b<0.001總能表觀消化率Apparent digestibility of GE/%58.10±1.94c64.80±2.03a61.49±2.90b58.98±3.39bc0.001消化能代謝率Metabolizability of DE/%42.85±2.74c52.21±2.95a48.60±3.34ab44.81±3.93bc<0.001

3 討 論

3.1 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊生長性能的影響

酚類物質作為天然植物提取物添加劑的一種，在提高動物生長性能、免疫功能、抗氧化能力等方面發揮著重要作用，但高濃度的植物多酚可能會抑制動物采食量，擾亂消化生理，抑制營養消化和生長。徐坤等[8]研究發現，與對照組相比，飼糧中添加茶多酚復合添加劑能顯著提高生長育肥豬的平均日增重。王凱等[9]等研究發現，在飼糧中分別添加苜蓿和紅車軸草黃酮提取物均能顯著提高肉羊的平均日增重，降低料重比。金亞倩等[10]在綿羊飼糧中添加10%葡萄渣，結果表明10%葡萄渣添加組的肉羊平均日增重較對照組顯著提高，可能是葡萄皮渣中的主要活性物質——葡萄籽原花青素發揮了主要作用，這與本試驗得到的結果一致。張鵬等[11]研究發現，利用葡萄籽粉替代一定比例的玉米能提高成年母羊的總增重和平均日增重。此外，何英霞等[12]以歐洲鰻鱺為研究對象，結果發現飼料中添加600 mg/kg的葡萄籽原花青素可顯著提高歐洲鰻鱺增重率和特定生長率。本試驗中，10GSPs和20GSPs組平均日增重和平均日采食量均顯著高于對照組，一方面原因可能是葡萄籽原花青素作為天然的抗氧化物質能清除體內自由基，降低羔羊飼養過程中受到的應激反應，提高生長性能；另一方面原因可能是因為單寧類物質可以降低飼糧蛋白質在瘤胃中的降解比例，增加小腸中可吸收飼糧蛋白質的比例[13]，從而提高了代謝蛋白質的供應量和氮的利用率。研究表明，高濃度的植物多酚會抑制瘤胃微生物尤其是纖維分解菌的生長，降低飼料消化率[14-15]。此外，繆冰旋[16]通過葡萄酒對不同細菌的抗性研究發現，葡萄酒酚類物質對四聯球菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性菌表現出較強抗性。付麗等[17]從番荔枝提取到酚類物質，通過抗菌研究發現其對金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌和白色念珠菌等革蘭氏陽性菌有抑菌作用。因此，本試驗中，40GSPs組的平均日增重較10GSPs和20GSPs組低的原因可能是葡萄籽原花青素影響了羔羊瘤胃微生物區系、降低了飼料消化率所致，葡萄籽原花青素對羔羊瘤胃發酵及微生物區系的影響還需進一步研究。

3.2 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊營養物質表觀消化率的影響

飼糧中各營養成分的消化率可作為評定其營養價值的重要指標。飼糧中營養成分缺乏是限制動物生長性能發揮的重要因素，但營養成分過多又造成資源浪費。有機物和干物質表觀消化率是直接反映飼糧利用程度的關鍵指標，汪水平等[18]在葡萄籽提取物原花青素對肉兔消化代謝的研究中發現，400 mg/kg葡萄籽提取物原花青素組試驗兔飼糧干物質、有機物、粗纖維表觀消化率均顯著高于對照組。本試驗中，20GSPs組的有機物表觀消化率顯著高于對照組，說明飼糧中添加葡萄籽原花青素可改善羔羊的消化道功能，提高消化能力，進而提高飼糧的利用程度。中性洗滌纖維表觀消化率是評估動物粗纖維利用能力的重要指標。反芻動物通過瘤胃微生物將粗纖維發酵為揮發性脂肪酸(VFA)從而為機體提供能量。瘤胃中纖維分解菌對pH變化比較敏感，適宜的pH為6.2～6.8，pH低于6.2將抑制纖維分解菌的活性，降低纖維素的降解率[19]。前人研究表明，多酚類物質可以提高瘤胃pH，抑制瘤胃液中牛鏈球菌的生長和繁殖[1-2]。本試驗中，各組采食3 h后的瘤胃pH分別為5.80±0.12、5.79±0.10、5.93±0.14、5.94±0.08，說明飼糧中葡萄籽原花青素的添加對瘤胃pH有改善作用。周華等[20]研究發現，在35～44日齡的青腳麻雞飼糧基礎上補飼50 mg/kg的花青素能提高粗纖維的代謝率。本試驗中，40GSPs組的中性洗滌纖維表觀消化率顯著低于對照組，可能是多酚物質抑制微生物對纖維物質的黏附而導致的結果。另外，高劑量的多酚類物質對瘤胃中溶纖維丁酸弧菌和黃色瘤胃球菌有明顯抑制作用，所以40GSPs組中性洗滌纖維表觀消化率降低可能與瘤胃纖維分解菌活性受到抑制有直接關系。本試驗中，與對照組相比，20GSPs組的粗蛋白質表觀消化率顯著升高，表明葡萄籽原花青素可以提高羔羊氮的利用率，改善氮代謝狀況，且進一步解釋了平均日增重的提高。適量的葡萄籽原花青素可能降低飼糧蛋白質在瘤胃中的降解率，提高小腸中瘤胃非降解蛋白質流通量，進一步提高蛋白質的利用率。然而，過高水平的單寧會抑制瘤胃微生物生長和繁殖，降低飼料消化率，不利于動物生長[21]。

3.3 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊MCP合成和氮代謝的影響

氮沉積和氮的表觀消化反映了機體氮的代謝狀況，其中氮沉積可反映反芻動物蛋白質的吸收。飼糧中的含氮營養物質經采食后在體內進行消化代謝，其中一部分被機體利用合成體蛋白，另一部分未被瘤胃微生物降解進入小腸，與MCP共同構成機體的代謝蛋白[22]。金亞倩等[23]在釀酒葡萄皮渣對綿羊瘤胃發酵的研究中發現，飼糧中添加釀酒葡萄皮渣后，瘤胃氨態氮含量降低，導致肝臟合成的尿素含量減少，從而導致進入瘤胃的尿素含量下降，瘤胃尿素氮含量隨之降低。田華勤[24]研究發現，與對照組相比，在湖羊羔羊飼糧中添加0.36%的葡萄提取物顯著提高糧氮的沉積量和沉積率。本試驗中，20GSPs組的攝入氮顯著高于對照組。這是因為適量的葡萄籽原花青素能提高動物的采食量，提高氮的攝入。20GSPs組氮的表觀消化率、沉積氮和氮沉積率顯著高于對照組，原因可能是進入小腸的代謝蛋白質供應量提高，機體對代謝蛋白質的利用率提高，進而使氮沉積量和沉積率增加。

MCP含量與瘤胃中氨態氮含量密切相關，氨態氮含量降低可能會導致MCP合成減少。此外，飼糧中的縮合單寧也會減低MCP的合成。Ahnert等[25]報道，單寧類物質可以降低碳水化合物在瘤胃中的降解，導致供給瘤胃微生物的能量水平降低，十二指腸MCP流量相應減少。彭婉婉等[26]研究發現，添加過高比例的葡萄籽抑制瘤胃菌群活性，間接降低了瘤胃微生物利用氨態氮合成瘤胃MCP的速率，最終降低了瘤胃MCP含量。本試驗中，10GSPs和20GSPs組的MCP含量與對照組差異不顯著，然而40GSPs組的MCP含量減少，可能是由于過高水平的葡萄籽原花青素降低瘤胃中氨態氮含量的同時抑制了微生物活性，抑制纖維性物質降解提供碳源，瘤胃MCP合成效率降低。

3.4 飼糧中添加葡萄籽原花青素對羔羊能量代謝的影響

能量是動物機體生長和生產的重要因素，其中大部分用于保證動物機體的營養需求、繁殖、妊娠和生產等活動，另一部分以糞、尿和CH4等形式排出。損失的能量中糞能約占33%，甲烷能占2%～15%[27-28]。本試驗中，各組的糞能無顯著差異，10GSPs和20GSPs組的尿能顯著低于對照組，說明飼糧中添加葡萄籽原花青素可以減少動物機體的能量損耗。

童津津等[29]研究發現，奶牛飼糧中添加葡萄籽原花青素能影響產甲烷菌的生長環境，抑制產甲烷菌的生長，并降低產甲烷菌對其生長代謝原料的利用能力，從而降低各產甲烷菌的相對豐度。Bueno等[30]研究發現，隨著單寧的分子質量增大，其抑制發酵過程降低CH4產量的效果越明顯。這種抑制作用與原蟲數量的減少密切相關，因為原蟲與產甲烷菌是互利共生關系，附著在原蟲表面的甲烷菌隨原蟲數量的降低而降低，因此CH4產量顯著降低[31]。本試驗中，隨著飼糧中添加葡萄籽原花青素的增加，甲烷能降低，無論在提高動物的生長性能和降低溫室效應等方面都起到積極作用。推測甲烷能降低的原因可能是葡萄籽原花青素的添加降低了產甲烷菌的相對豐度和原蟲數量。也有研究報道，原花青素可以通過抗組胺作用來降低氧化應激引起的胃腸道黏膜損傷，對動物腸道有一定的保護作用[32]，長期食用原花青素能夠緩解內毒素對腸道屏障完整性的損傷[33]。本試驗中，添加適量的葡萄籽原花青素可以提高攝入總能、表觀消化能、表觀代謝能、總能表觀消化率和消化能代謝率，推測原因可能是葡萄籽原花青素通過保護羔羊腸道健康提高羔羊對營養物質的利用率。

4 結 論

飼糧中添加葡萄籽原花青素可以改善高精料育肥模式下羔羊的生長性能，提高營養物質表觀消化率，提高攝入總能、表觀消化能、表觀代謝能、總能表觀消化率和消化能代謝率，以20 mg/kg BW添加量為宜。