飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和血清生化指標(biāo)的影響

董 冠 楊維仁* 楊在賓 姜淑貞 張桂國(guó) 郭 凱

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，泰安 271018;2.山東省濟(jì)寧市南陽(yáng)湖農(nóng)場(chǎng)，濟(jì)寧 272000)

甜菜堿又稱三甲基甘氨酸，其最普遍的形式是無水甜菜堿、硫酸甜菜堿和甜菜堿鹽酸鹽。甜菜堿作為甲基供體，不僅與體內(nèi)活性物質(zhì)的合成和代謝有關(guān)，也可以降低其他甲基供體的需求量［1－2］。具有調(diào)節(jié)機(jī)體滲透壓［3］、改善飼料適口性［4］、提高畜禽生長(zhǎng)［5－6］、降低脂肪［7］、改善肉質(zhì)［8］等生物學(xué)功能。許梓榮等［9］研究表明，在飼糧中添加甜菜堿(600和800 mg/kg)顯著提高了斷奶仔豬的生長(zhǎng)速度和飼料利用率。Huang等［10］和Young等［11］研究也發(fā)現(xiàn)甜菜堿可以促進(jìn)豬不同階段的生長(zhǎng)發(fā)育。但國(guó)內(nèi)外關(guān)于甜菜堿的研究也有不一致的結(jié)論，Martins等［12］和 Matthews等［13］研究表明甜菜堿對(duì)仔豬的生長(zhǎng)性能無顯著影響。國(guó)內(nèi)外關(guān)于甜菜堿的報(bào)道已較多，但關(guān)于仔豬飼糧中添加甜菜堿對(duì)血清代謝的研究報(bào)道較少。因此，本試驗(yàn)擬研究飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬的作用效果及其對(duì)血清蛋白質(zhì)和脂肪代謝的影響，旨在為甜菜堿的生產(chǎn)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

飼料級(jí)95%鹽酸甜菜堿，由山東省濰坊祥維斯化學(xué)品有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及飼糧

選用體重(7.12±0.11)kg、斷奶后 1周的“杜×長(zhǎng)×大”仔豬，基礎(chǔ)飼糧參照NRC(1998)仔豬營(yíng)養(yǎng)需要量配制，基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理

將160頭斷奶仔豬隨機(jī)分為4組，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10頭。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧上添加600、900、1 200 mg/kg甜菜堿的試驗(yàn)飼糧。試驗(yàn)期28 d。

試驗(yàn)選擇標(biāo)準(zhǔn)化豬場(chǎng)進(jìn)行，試驗(yàn)豬飼養(yǎng)在標(biāo)準(zhǔn)保育豬舍內(nèi)進(jìn)行。料槽自由采食及飲水，保持圈舍干凈和干燥，每天記錄采食量及死亡豬數(shù)，觀察豬的毛色、采食、活動(dòng)狀況、腹瀉疾病情況等。試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)稱取每組總重量，計(jì)算平均日采食量(average daily feed intake，ADFI)、平均日增重(average daily gain，ADG)和料重比(feed/gain，F(xiàn)/G)。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.4 樣品的采集與制備

試驗(yàn)結(jié)束后空腹12 h稱重，從每個(gè)重復(fù)中選擇體重相近的仔豬2頭，前腔靜脈采血，分離血清，進(jìn)行激素和生化指標(biāo)的測(cè)定。

1.5 指標(biāo)測(cè)定

1.5.1 激素含量的測(cè)定

采用DFM－96型10管放射免疫γ計(jì)數(shù)器(日立H－7500)測(cè)定血清中生長(zhǎng)激素(growth hormone，GH)和胰島素樣生長(zhǎng)因子Ⅰ(insulin and insulin-like growth factorⅠ，IGF-Ⅰ)的含量，試劑盒由天津九鼎醫(yī)學(xué)生物工程有限公司提供。

1.5.2 血清生化指標(biāo)的測(cè)定

采用全自動(dòng)生化分析儀(日立HITACHI 7600－020)測(cè)定血清中總蛋白(total protein，TP)、白蛋白(albumin，ALB)、球蛋白(globulin，GLB)、尿素氮(urea nitrogen，UN)、膽固醇(cholesterol，CHOL)、甘油三酯(riglyeride，TG)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)、極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein，VLDL)含量以及谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic oxalacetic transaminase，GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamic-pyruvic transaminase，GPT)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)和肌酸激酶(creatine kinase，CK)活性。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SAS 8.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，方差分析使用one-way ANOVA，多重比較采用Duncan氏法，P＜0.05為差異顯著。一次和二次效應(yīng)分析采用SAS 8.0中正交多項(xiàng)式比較甜菜堿添加量的影響。

2 結(jié)果

2.1 飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

由表2可知，添加甜菜堿顯著提高了斷奶仔豬的ADG(P＜0.05)，且隨著甜菜堿添加水平的增加，ADG呈現(xiàn)二次曲線增高的效應(yīng)趨勢(shì)(P＜0.10)。其中以600 mg/kg試驗(yàn)組效果最好，與對(duì)照組相比ADFI和ADG分別提高了5.56%(P＞0.05)和 17.9%(P ＜ 0.05)，F(xiàn)/G 降低了 10.7%(P＜0.05)。1 200 mg/kg試驗(yàn)組 ADFI最高，與對(duì)照組相比提高了7.29%(P＜0.05)。其余各組間差異不顯著(P＞0.05)，且隨著甜菜堿添加水平的增加，仔豬ADFI呈現(xiàn)一次線性增高的效應(yīng)趨勢(shì)(P ＜0.05)。

表2 甜菜堿對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響Table 2 Effects of betaine on growth performance of weaner piglets

2.2 飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬血清GH和IGF-Ⅰ含量的影響

由表3可知，飼糧中添加甜菜堿各試驗(yàn)組均顯著提高了斷奶仔豬的GH和IGF-Ⅰ含量(P＜0.05)。與對(duì)照組相比，各試驗(yàn)組血清GH含量分別提高了 64.1%、48.7% 和38.5%(P ＜0.05)，血清 IGF-Ⅰ含量分別提高了 68.3%、34.7% 和56.0%(P＜0.05)。且隨著甜菜堿添加水平的增加，GH含量呈現(xiàn)二次曲線增高的效應(yīng)趨勢(shì)(P＜0.05)，IGF-Ⅰ含量呈現(xiàn)一次線性效應(yīng)或二次曲線增高的效應(yīng)趨勢(shì)(P＜0.05)。

表3 甜菜堿對(duì)斷奶仔豬血清GH和IGF-Ⅰ含量的影響Table 3 Effects of betaine on contents of GH and IGF-Ⅰin serum of weaner piglets ng/mL

2.3 飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬血清代謝酶活性的影響

由表4可知，飼糧中添加甜菜堿提高仔豬血清中GOT、GPT和ALP活性，但是各組間差異不顯著(P＞0.05)。GOT活性呈現(xiàn)一次線性增高的效應(yīng)趨勢(shì)(P＜0.10)。飼糧中添加甜菜堿對(duì)CK的活性也無顯著影響(P＞0.05)。

表4 甜菜堿對(duì)斷奶仔豬血清代謝酶活性的影響Table 4 Effects of betaine on serum metabolic enzyme activities of weaner piglets U/L

2.4 飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬血清中蛋白質(zhì)代謝的影響

由表5可知，試驗(yàn)組血清UN含量顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)，600 mg/kg試驗(yàn)組血清UN含量最低，與對(duì)照組相比降低了11.86%(P＜0.05)。隨著甜菜堿添加水平的升高，血清UN含量呈現(xiàn)二次曲線增高的效應(yīng)趨勢(shì)(P＜0.05)。各組TP、ALB和GLB含量差異不顯著(P＞0.05)，但添加甜菜堿后各項(xiàng)蛋白質(zhì)指標(biāo)均有所提高，更高的添加量并沒有產(chǎn)生更好的效果。

表5 甜菜堿對(duì)斷奶仔豬血清蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物的影響Table 5 Effects of betaine on serum protein metabolite of weaner piglets

2.5 飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬血清脂肪代謝的影響

由表 6可知，各組間血清 CHOL、HDL和VLDL含量差異均不顯著(P＞0.05)。而600 mg/kg試驗(yàn)組TG和LDL含量與對(duì)照組相比降低了24.7%(P＜0.05)，其余各組 LDL含量也有所降低，但差異不顯著(P＞0.05)。隨著甜菜堿添加水平的升高，TG和LDL含量呈現(xiàn)二次曲線降低的效應(yīng)趨勢(shì)(P＜0.10)。

表6 甜菜堿對(duì)斷奶仔豬血清脂肪代謝的影響Table 6 Effects of betaine on serum fat metabolism of weaner piglets mmol/L

3 討論

3.1 飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，添加甜菜堿可以增加仔豬的ADFI，提高ADG，降低F/G。以600 mg/kg的添加量效果最好，其ADG和F/G均有顯著改善。而1 200 mg/kg的添加量仔豬ADFI最高，這可能是因?yàn)樘鸩藟A屬于季胺型生物堿，具有甜味和魚蝦敏感的鮮味，能刺激動(dòng)物的嗅覺和味覺。許梓榮等［9］的飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果顯示，添加甜菜堿(600和800 mg/kg)顯著地提高了斷奶仔豬的生長(zhǎng)速度和飼料利用率。余東游等［14］研究也表明，甜菜堿可顯著提高豬不同階段的生長(zhǎng)速度、降低F/G。但是更高的添加量并沒有更好地改善仔豬生長(zhǎng)性能，如本試驗(yàn)中900和1 200 mg/kg 2個(gè)試驗(yàn)組。其可能的作用機(jī)理如下:動(dòng)物吸收的外源甜菜堿主要在肝臟中發(fā)揮甲基供體的作用，并受甜菜堿－高半胱氨酸－甲基轉(zhuǎn)移酶和胱硫醚－β－合成酶(CβS)的雙重調(diào)控。由于外源添加大量的甜菜堿，肝臟通過提高CβS活性，使大部分高半胱氨酸通過轉(zhuǎn)硫途徑形成胱硫醚，從而使機(jī)體甲基代謝途徑處于穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡。因此，更高的添加量并沒有更好地改善仔豬生長(zhǎng)性能。

3.2 飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬蛋白質(zhì)代謝的影響

研究表明，血清TP和UN含量是衡量機(jī)體蛋白質(zhì)合成代謝的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，添加甜菜堿使血清中TP含量升高，而UN含量顯著降低。這與許梓榮等［9］、Matthews等［13］和余東游等［14］的研究結(jié)果一致，證明豬體內(nèi)氨基酸分解作用減弱，氮貯留增加，留存時(shí)間延長(zhǎng)，意味著試驗(yàn)豬蛋白質(zhì)沉積增加［15］。同時(shí)，血清TP含量與肌肉率呈正相關(guān)，血清TP含量升高，表明蛋白質(zhì)合成代謝加強(qiáng)，使其與組織蛋白保持動(dòng)態(tài)平衡正向作用加強(qiáng)，促進(jìn)組織器官的生長(zhǎng)［16］。甜菜堿作為甲基供體可以更有效地提供機(jī)體肌酸、肉堿、核酸和蛋白質(zhì)等的合成代謝所需的甲基，從而滿足仔豬快速生長(zhǎng)的需要［17］。

本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，甜菜堿提高了仔豬血清中GH、IGF-Ⅰ的含量，此結(jié)果與 Huang 等［10］的研究結(jié)果一致。動(dòng)物體內(nèi)這2種激素的提高，都會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)合成代謝，增加蛋白質(zhì)的沉積。GH能增加細(xì)胞膜對(duì)氨基酸的通透性，促進(jìn)氨基酸進(jìn)入細(xì)胞，為蛋白質(zhì)合成提高足夠的原料，也能促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，減少氨基酸的分解，使機(jī)體氮貯留增加，呈正氮平衡［18］。血漿中IGF-Ⅰ含量與ADG之間呈顯著的正相關(guān)，能夠同時(shí)影響蛋白質(zhì)的合成和降解過程，使機(jī)體蛋白質(zhì)的降解過程減慢，使蛋白質(zhì)的沉積增加［19］。

此外，血清GOT、GPT活性是反映肝臟、心臟功能的2個(gè)重要指標(biāo)，其活性過高意味著肝臟、心臟可能有損傷。而本研究發(fā)現(xiàn)添加甜菜堿對(duì)血清GOT、GPT活性沒有顯著影響。說明甜菜堿對(duì)肝臟和心臟無有害影響，這與試驗(yàn)過程中豬只的健康狀況相符。

3.3 飼糧中添加甜菜堿對(duì)斷奶仔豬脂肪代謝的影響

血清中TG和CHOL含量是反映脂肪代謝的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，甜菜堿能夠降低血清中TG和CHOL含量，提高HDL含量。這與王敏奇等［20］、張冬梅等［21］的研究一致。甜菜堿可通過自身代謝循環(huán)，完善與脂蛋白合成有關(guān)的細(xì)胞內(nèi)膜的形成，從而使肝臟中VLDL合成增加，使TG遷移速度加快［22］。同時(shí)甜菜堿使血液游離脂肪酸含量升高，而脂肪酸主要來自機(jī)體動(dòng)員脂肪組織、乳糜微粒和VLDL中的TG，甜菜堿促進(jìn)TG向游離脂肪酸的轉(zhuǎn)化從而更有效地進(jìn)行β氧化，使血清中TG含量降低。HDL與CHOL結(jié)合形成HDL，以此運(yùn)輸脂類，說明血液輸送膽固醇的能力增加，CHOL總含量下降。表明甜菜堿可影響肝臟的脂質(zhì)代謝，從而改變脂蛋白比例，并具有一定的抗脂肪肝臟作用。以上結(jié)果顯示，甜菜堿作為有效地甲基供體能夠加強(qiáng)肝臟脂肪酸的運(yùn)載能力，起到降低或重新分配體內(nèi)脂肪的作用。

4 結(jié)論

①飼糧中添加甜菜堿可以提高仔豬ADG，降低F/G，改善仔豬的生長(zhǎng)性能。其中添加量以600 mg/kg為效果最好。

②飼糧中添加甜菜堿可以顯著增加血清中GH和IGF-Ⅰ含量，并且顯著降低UN含量，促進(jìn)機(jī)體蛋白質(zhì)的合成和沉積。

③飼糧中添加甜菜堿可以顯著降低血清中TG和LDL含量，同時(shí)有提高HDL含量的趨勢(shì)，促進(jìn)豬體的脂肪代謝。

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