濃縮大麥DDGS對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能、瘤胃發(fā)酵和肌纖維數(shù)量的影響

易先國(guó)

(信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院,河南信陽(yáng) 464000)

在飼養(yǎng)牲畜時(shí)，高蛋白飼料對(duì)生長(zhǎng)很重要，其中豆粕常被用來(lái)增加飼料中的蛋白質(zhì)含量，但價(jià)格較昂貴。來(lái)自谷物制造過(guò)程的副產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)豐富，價(jià)格較低，目前已被用作飼料原料。大麥?zhǔn)轻劸乒I(yè)中常使用的谷物，其副產(chǎn)品（DDGS）含有大量蛋白質(zhì)（Suzuki 等，2011）。犢牛瘤胃發(fā)育及其功能改善，尤其是瘤胃上皮細(xì)胞，在營(yíng)養(yǎng)傳遞、吸收和代謝中起關(guān)鍵作用，對(duì)犢牛健康和后續(xù)生長(zhǎng)性能具有重要影響（Martens 等，2012）。Tsuruoka等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加濃縮大麥DDGS 可以提高日本黑牛瘤胃丁酸、丙酸和戊酸濃度和血漿β- 羥丁酸濃度。丁酸和丙酸作為瘤胃上皮的能量來(lái)源，對(duì)上皮細(xì)胞發(fā)育影響最大。丁酸通過(guò)瘤胃壁時(shí)產(chǎn)生β- 羥丁酸，血漿β- 羥丁酸是評(píng)估瘤胃上皮代謝活動(dòng)的一個(gè)重要指標(biāo)。Gotoh（2003）在日本黑馬和小母牛的生長(zhǎng)期發(fā)現(xiàn)，IIB型肌纖維（快收縮糖酵解型）和IIA 型肌纖維（快收縮氧化糖酵解型）的數(shù)量減少，而I 型（慢收縮氧化型）肌纖維的數(shù)量則相反。生長(zhǎng)發(fā)育與肌肉發(fā)育密切相關(guān)，而肌肉發(fā)育與糖酵解和氧化性肌肉代謝有關(guān)。因此，本研究旨在探討濃縮大麥DDGS 對(duì)犢牛生長(zhǎng)速度、瘤胃發(fā)酵、血液代謝物及肌纖維數(shù)量的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與處理 試驗(yàn)將24 頭體重一致的肉牛隨機(jī)分為4 組，對(duì)照組飼喂玉米- 豆粕型日糧，處理1 組在干草日糧中添加5% 濃縮大麥DDGS，處理2 組飼喂高水平豆粕，處理3 組在干草日糧中添加15% 濃縮大麥DDGS，對(duì)照組、處理1 組、處理2 組和處理3 組營(yíng)養(yǎng)水平維持一致。試驗(yàn)從3月齡開(kāi)始到9月齡結(jié)束，所有犢牛均飼喂配方飼料（真可消化氮77.6%、粗蛋白質(zhì)19.8%），配方飼料和干草分開(kāi)飼喂。采食量按體重比例飼喂，從初始體重的2.1% 降至最終體重的1.4%。所有犢牛在5 個(gè)月大時(shí)被閹割，處理組犢牛飼喂混有干草的濃縮大麥DDGS。濃縮大麥DDGS、干草及豆粕和玉米混合物化學(xué)成分分析見(jiàn)表1。

1.2 采食量及瘤胃發(fā)酵性能分析 每天記錄肉牛全價(jià)料、濃縮料的飼喂量，根據(jù)配方占比及營(yíng)養(yǎng)成分分析每天的養(yǎng)分?jǐn)z入量。用瘤胃瘺管收集早晨飼后4 h 的瘤胃液，用4 層紗布過(guò)濾瘤胃液，除去飼料顆粒，4℃下1200×g 離心10 min。為了去除蛋白質(zhì)，在上清液中以5% 的比例加入高氯酸溶液，然后將所得流體樣品保存在-20℃，參考Hosoda 等（2005）的研究方法，用氣相色譜法分析瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸含量及組成。

表1 各種原料化學(xué)成分分析 %

1.3 血液代謝指標(biāo)及肌纖維組成 分別于試驗(yàn)第3、6 和9 個(gè)月結(jié)束當(dāng)天用肝素鈉管收集頸靜脈的血液樣本，樣品立即以1500×g 4℃離心10 min，血漿保存于-80℃待分析。采用試劑盒法分析血液代謝產(chǎn)物含量（β- 羥丁酸、葡萄糖、膽固醇、尿素氮和非酯化脂肪酸）。犢牛的肌纖維類(lèi)型百分比分布是根據(jù)每個(gè)組織中約300 個(gè)肌纖維中每種肌纖維類(lèi)型的數(shù)量計(jì)算出來(lái)的，其中肌肉纖維的大小是通過(guò)隨機(jī)選擇的50 根纖維中每一種類(lèi)型的最大寬度（垂直于長(zhǎng)度軸）的直徑來(lái)確定的。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 試驗(yàn)主因素變量的數(shù)據(jù)采用SAS 軟件單因素方差模型進(jìn)行分析，采用Duncan’s 法進(jìn)行多重比較，P＜ 0.05 表示差異顯著，0.05 ≤P＜0.10 表示具有顯著差異的趨勢(shì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)采食量及生長(zhǎng)速度的影響 由表2 可知，試驗(yàn)3 組干物質(zhì)、濃縮料、全價(jià)料、飼料原料的攝入量均表現(xiàn)為最高。

由表3 可知，處理3 組較對(duì)照組顯著提高肉牛的末重和平均日增重（P＜0.05），同時(shí)處理1 組較對(duì)照組有提高肉牛平均日增重的趨勢(shì)（P=0.08）。

表2 采食量及養(yǎng)分?jǐn)z入量

表3 濃縮大麥DDGS 對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能的影響

2.2 對(duì)瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的影響 由表4 可知，處理1 組較對(duì)照組有提高6月齡肉牛乙酸鹽濃度的趨勢(shì)（P=0.07），同時(shí)處理3 組6月齡肉牛丁酸、戊酸和總揮發(fā)性脂肪酸含量較對(duì)照組有提高趨勢(shì)（P=0.06，0.09，0.09）。處理 3 組較對(duì)照組顯著提高了9月齡肉牛乙酸比例（P＜0.05），而處理2 組較對(duì)照組有提高乙酸比例的趨勢(shì)（P=0.09）。處理1 組較對(duì)照組有降低6月齡肉牛丙酸比例的趨勢(shì)（P=0.06）。

表4 濃縮大麥DDGS 對(duì)肉牛瘤胃揮發(fā)性脂肪酸含量的影響

2.3 對(duì)血漿代謝指標(biāo)的影響 由表5 可知，處理1 組和處理3 組較對(duì)照組顯著提高了6月齡肉牛β- 羥丁酸的含量（P＜0.05）。處理2 組較對(duì)照組顯著降低了3月齡肉牛血漿尿素氮含量（P＜0.05），而處理3 組提高了9月齡肉牛血漿尿素氮含量（P=0.09）。對(duì)照組與各處理組對(duì)血漿葡萄糖、膽固醇、非酯化脂肪酸含量的影響均無(wú)顯著差異（P＞ 0.05）。

2.4 對(duì)肌纖維類(lèi)型及直徑的影響 由表6 可知，濃縮大麥DDGS 組較對(duì)照組顯著降低了9月齡肉牛Ⅰ型肌纖維比例（P＜0.05），而處理1 組較對(duì)照組有提高6月齡肉牛ⅡB 型肌纖維比例的趨勢(shì)（P=0.09），但處理1 組較對(duì)照組顯著提高了9月齡肉牛ⅡB 型肌纖維比例（P＜0.05）。對(duì)照組和處理2 組9月齡肉牛Ⅰ型肌纖維比例顯著高于6月齡（P＜ 0.05），而處理 3 組 9月齡肉牛Ⅱ A 型肌纖維比例顯著高于6月齡（P＜0.05），而對(duì)照組、處理1 組和處理2 組9月齡肉牛ⅡB 型肌纖維比例顯著低于6月齡（P＜0.05）。

表5 濃縮大麥DDGS 對(duì)肉牛血漿代謝指標(biāo)的影響

表6 濃縮大麥DDGS 對(duì)肉牛肌纖維類(lèi)型及直徑的影響

3 討論

無(wú)論濃縮大麥DDGS 添加量是多少，15% 濃縮大麥DDGS 組最終體重均顯著增大，采食濃縮大麥DDGS 的犢牛生長(zhǎng)速度提高。同時(shí)無(wú)論豆粕或玉米飼喂量多少，對(duì)犢牛生長(zhǎng)均無(wú)影響。在本研究中，由于每個(gè)籠子關(guān)了3 只犢牛，我們無(wú)法統(tǒng)計(jì)每頭牛的采食量。因此，我們沒(méi)有對(duì)飼料攝入量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，但對(duì)照組、5% 濃縮大麥DDGS組、高豆粕組和15% 濃縮大麥DDGS 組的平均每千克體重粗蛋白質(zhì)、非纖維碳水化合物和總可消化養(yǎng)分?jǐn)z入量分別為粗蛋白質(zhì)0.43、0.42、0.47、0.45，非纖維碳水化合物 1.07、1.06、1.10、1.07，總可消化養(yǎng)分 1.70、1.67、1.78、1.69。雖然高大豆組總可消化養(yǎng)分?jǐn)z入量在數(shù)值上較高，但對(duì)照組與高大豆組的日增重差異不顯著。另一方面，5%濃縮大麥DDGS 組的粗蛋白質(zhì)、非纖維碳水化合物和總可消化養(yǎng)分?jǐn)z入量較低，但其日增重高于對(duì)照組，這些結(jié)果表明，飼喂?jié)饪s大麥DDGS 可以促進(jìn)犢牛生長(zhǎng)的原因除了營(yíng)養(yǎng)攝入外還有其他原因。

本研究中，15% 濃縮大麥DDGS 組6月齡犢牛瘤胃中丁酸和戊酸濃度較高，血漿β- 羥丁酸濃度明顯高于對(duì)照組。對(duì)照組和5% 濃縮大麥DDGS 組瘤胃中丁酸和戊酸濃度無(wú)顯著差異，但5% 濃縮大麥DDGS 組6月齡時(shí)血漿β- 羥丁酸濃度明顯高于對(duì)照組。固體飼料的攝入對(duì)犢牛從前胃動(dòng)物向反芻動(dòng)物過(guò)渡至關(guān)重要（Coverdale等，2004）。瘤胃早期發(fā)育與晚期發(fā)育相比提高了飼料利用率，可能有利于真胃健康（Berends 等，2012）。因此，濃縮大麥DDGS 對(duì)斷奶后瘤胃發(fā)育可能是一種有利的飼料原料，其提高了斷奶至6個(gè)月后瘤胃的早期發(fā)育。Tsuruoka 等（2017）認(rèn)為，濃縮大麥DDGS 比豆粕含有更多的乳酸和甘油，在瘤胃中注入乳酸可以增加丙酸和丁酸的濃度，同時(shí)添加甘油還可以增加瘤胃中總揮發(fā)性脂肪酸、丙酸和丁酸含量（Wang 等，2009）。因此，作者認(rèn)為，與豆粕相比，濃縮大麥DDGS 中乳酸和甘油含量越高，瘤胃中丙酸和丁酸的生成能力越強(qiáng)。但由于飼喂少量濃縮大麥DDGS 會(huì)增加血漿β- 羥丁酸濃度，因此，濃縮大麥DDGS 可能含有其他增加丁酸鹽產(chǎn)量的成分。

肌纖維可根據(jù)其收縮特性進(jìn)行分類(lèi)，這種分類(lèi)導(dǎo)致3 種主要的肌纖維類(lèi)型，也可以根據(jù)其主要代謝特征來(lái)區(qū)分，如I 型及纖維（慢收縮氧化型），IIB 型肌纖維（快收縮糖酵解型）和IIA 型肌纖維（快收縮氧化糖酵解型）（Gotoh，2003）。紅色慢收縮肌纖維含有大量線(xiàn)粒體，并以氧化代謝為主要能量來(lái)源，而白色快收縮肌纖維含有更多的糖原，主要利用糖酵解代謝（Schiaffino 和Reggiani，2011）。β- 羥丁酸可以通過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜的氧化磷酸化轉(zhuǎn)化為大量的能量。在本研究中，濃縮大麥DDGS 組6 個(gè)月時(shí)I 型肌纖維直徑明顯大于對(duì)照組，這一結(jié)果與血漿β- 羥丁酸濃度一致。但I(xiàn)IB 型肌纖維直徑在對(duì)照組和處理組之間無(wú)顯著差異，這表明日糧添加濃縮大麥DDGS 可能引起氧化性肌纖維肥大，因?yàn)樵黾恿擞g犢牛血漿β- 羥丁酸濃度，而I 型肌纖維的較高尺寸一直維持到9月齡，但此時(shí)血漿β- 羥丁酸濃度無(wú)明顯差異。

4 結(jié)論

綜上所述，日糧添加濃縮大麥DDGS 可激活斷奶后肉牛瘤胃上皮的代謝，且添加水平越高，對(duì)犢牛的生長(zhǎng)越有促進(jìn)作用。但濃縮大麥DDGS 會(huì)引起氧化性肌肉肥大，導(dǎo)致血漿β- 羥丁酸濃度升高，I 型肌纖維在6月齡時(shí)隨血漿β- 羥丁酸含量增加而發(fā)育加強(qiáng)，而骨骼肌在9月齡時(shí)氧化性肌纖維較少。