發(fā)酵白酒糟對(duì)育肥豬血漿生化參數(shù)和抗氧化指標(biāo)的影響

張旺宏 李華偉 祝 倩 黎智華 程潤(rùn)喜 孔祥峰*

(1.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物營養(yǎng)生理與代謝過程實(shí)驗(yàn)室，畜禽養(yǎng)殖污染控制與資源化技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410125；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049；3.路德生物環(huán)保技術(shù)(古藺)有限公司，瀘州646509)

開發(fā)新型飼料資源、提高現(xiàn)有飼料資源的利用效率是解決我國飼料資源短缺的有效途徑。白酒糟是我國豐富的糟渣類飼料資源之一，每年約產(chǎn)生600萬t的干酒糟[1]。白酒糟中含有大量的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、鈣和磷等營養(yǎng)成分，以及豐富的微生物發(fā)酵產(chǎn)物[2-3]?？茖W(xué)合理地利用這些糟渣類飼料資源對(duì)緩解我國飼料資源短缺和減少環(huán)境污染具有重要意義。但由于水分含量高、容易腐敗變質(zhì)、不便于運(yùn)輸以及營養(yǎng)組成不平衡等因素，鮮酒糟直接飼喂難以被畜禽消化吸收，其營養(yǎng)物質(zhì)利用率低[4]。近年來研究證實(shí)，微生物能夠利用酒糟中的淀粉、糖類、纖維素等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身代謝產(chǎn)物，如寡糖、短鏈脂肪酸和維生素等，同時(shí)產(chǎn)生脂肪酶、蛋白酶及纖維素酶等，從而提高酒糟的消化利用率[5-6]。例如，利用混合菌種發(fā)酵酒糟，可使其粗蛋白質(zhì)含量提高65.75%，粗纖維和單寧含量分別降低49.87%和72.00%[7]；利用酵母菌發(fā)酵白酒糟可提高其總能、粗蛋白質(zhì)和多種氨基酸的含量[3]。茅臺(tái)酒是世界著名的白酒之一，其酒糟的年產(chǎn)量約為11萬t[8]。有關(guān)發(fā)酵白酒糟的營養(yǎng)價(jià)值及其對(duì)畜禽的飼喂效果等方面的研究較多，但未見有關(guān)發(fā)酵茅臺(tái)酒糟(FML)用作豬飼料原料的報(bào)道。筆者前期研究表明， 用FML部分替代基礎(chǔ)飼糧對(duì)育肥豬的生長(zhǎng)性能、胴體性狀和肉品質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生不利影響，其中添加5%的FML可顯著增加育肥豬平均日增重，顯著降低料重比(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。為了進(jìn)一步探討其作用機(jī)制，本文研究了FML替代不同比例的基礎(chǔ)飼糧對(duì)育肥豬血漿生化參數(shù)和抗氧化指標(biāo)的影響，為其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 FML的制備

FML由路德生物環(huán)保技術(shù)(古藺)有限公司提供。其生產(chǎn)工藝如下：以茅臺(tái)酒糟為培養(yǎng)基，接種高活性酵母菌種，采用三段式純固態(tài)發(fā)酵工藝制備FML。第1階段優(yōu)化培養(yǎng)條件促進(jìn)酵母菌增殖；第2階段在厭氧條件下保證酵母的充分代謝，分泌代謝產(chǎn)物；第3階段在高溫高濕的條件下促使酵母細(xì)胞破壁自溶水解。經(jīng)測(cè)定，F(xiàn)ML中以干物質(zhì)(含量為92.97%)為基礎(chǔ)的養(yǎng)分水平如下：粗灰分9.28%、粗蛋白質(zhì)23.96%、粗脂肪5.39%、粗纖維17.67%、酸性洗滌纖維38.0%、中性洗滌纖維47.28%、鈣0.53%、磷0.55%和總能18.29 MJ/kg。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物分組與飼養(yǎng)管理

動(dòng)物試驗(yàn)在中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所永安動(dòng)物試驗(yàn)基地開展。試驗(yàn)選取平均體重為(39.95±2.15) kg的健康杜×長(zhǎng)×大三元雜交去勢(shì)公豬48頭，根據(jù)體重隨機(jī)分為4組，每組12個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬，飼養(yǎng)于HHIS-02型全自動(dòng)飼喂系統(tǒng)(河南河順自動(dòng)化設(shè)備有限公司)中。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組用FML分別替代5%、10%和15%的基礎(chǔ)飼糧?；A(chǔ)飼糧的營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)符合NRC(2012)推薦量，其組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗(yàn)過程中，全自動(dòng)飼喂系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄每頭試豬的日采食量和日增重等數(shù)據(jù)。飼喂、飲水、采光和免疫等飼養(yǎng)管理按養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)范操作。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 Premix provided the following per kg of diets：Cu (as copper sulfate) 10 mg，F(xiàn)e (as iron sulfate) 100 mg，Se (as sodium selenite) 0.30 mg，Zn (as zinc oxide) 100 mg，Mn (as manganese oxide) 10 mg，VD3386 IU，VA 3 086 IU，VE 15.4 IU，VK 2.3 mg，VB23.9 mg，VB1215.4 mg，泛酸鈣 calcium pantothenate 15.4 mg，煙酸 niacin acid 23 mg。

2)營養(yǎng)水平為計(jì)算值。Nutrient levels were calculated values.

1.3 樣品采集與處理

分別于試豬平均體重達(dá)60、75和110 kg時(shí)，每組隨機(jī)選取8頭試豬，清晨空腹稱重，前腔靜脈采血10 mL，肝素抗凝，3 000 r/min離心10 min，分離血漿，分裝于1.5 mL EP管中，-20 ℃保存，用于血漿生化參數(shù)和抗氧化指標(biāo)的測(cè)定。

1.4 血漿生化參數(shù)和抗氧化指標(biāo)測(cè)定

血漿樣品于4 ℃解凍后，按試劑盒(Beckman公司)說明，采用CX4型全自動(dòng)生化分析儀(美國Beckman公司)測(cè)定血漿中總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(UN)、葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(CHO)、高密度脂蛋白-膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)含量以及乳酸脫氫酶(LDH)、α-淀粉酶(α-AMY)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)活性。按照試劑盒(南京建成生物工程研究所)說明，檢測(cè)血漿中過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性以及谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，數(shù)據(jù)用Excel 2010初步整理后，利用SPSS 22.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并用Duncan氏法對(duì)各組數(shù)據(jù)平均值進(jìn)行多重比較。P<0.05表示差異顯著，0.05≤P<0.10表示有變化趨勢(shì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 FML對(duì)育肥豬血漿生化參數(shù)的影響

由表2可知，在體重60 kg時(shí)，與對(duì)照組相比，5%替代組血漿LDL-C含量和α-AMY活性顯著升高(P<0.05)，血漿ALT活性顯著降低(P<0.05)；10%替代組血漿α-AMY活性顯著升高(P<0.05)，血漿GLU含量和ALT活性顯著降低(P<0.05)，血漿HDL-C含量呈降低趨勢(shì)(P=0.059)；15%替代組血漿TG含量顯著增加(P<0.05)。與5%替代組相比，10%替代組血漿LDL-C含量顯著降低(P<0.05)，血漿CHO含量呈降低趨勢(shì)(P=0.056)；15%替代組血漿LDL-C含量呈降低趨勢(shì)(P=0.066)，血漿α-AMY活性顯著降低(P<0.05)。與10%替代組相比，15%替代組血漿GLU含量顯著增加(P<0.05)，血漿α-AMY活性顯著降低(P<0.05)。

在體重75 kg時(shí)，與對(duì)照組相比，5%替代組血漿LDL-C含量顯著增加(P<0.05)，血漿HDL-C含量顯著降低(P<0.05)；10%替代組血漿LDL-C含量顯著增加(P<0.05)，血漿AST和LDH活性顯著降低(P<0.05)；15%替代組血漿UN、HDL-C、GLU含量以及α-AMY、AST和LDH活性顯著降低(P<0.05)，血漿ALB含量呈增加趨勢(shì)(P=0.077)。與5%替代組相比，10%替代組血漿UN含量呈降低趨勢(shì)(P=0.064)，血漿AST和LDH活性顯著降低(P<0.05)；15%替代組血漿UN、LDL-C含量以及α-AMY、AST和LDH活性顯著降低(P<0.05)，血漿CHO含量呈降低趨勢(shì)(P=0.052)。與10%替代組相比，15%替代組血漿UN和CHO含量和α-AMY活性顯著降低(P<0.05)。

在體重110 kg時(shí)，與對(duì)照組相比，5%替代組血漿UN含量顯著降低(P<0.05)，血漿α-AMY活性顯著升高(P<0.05)，血漿ALT活性顯著降低(P<0.05)；10%替代組血漿UN含量和ALT活性均顯著降低(P<0.05)，血漿AST活性呈降低趨勢(shì)(P=0.054)，血漿TP含量顯著增加(P<0.05)；15%替代組血漿UN含量以及AST和ALT活性顯著降低(P<0.05)，血漿TP和ALB含量顯著增加(P<0.05)。與5%替代組相比，10%替代組血漿UN含量和α-AMY活性顯著降低(P<0.05)，血漿TG含量呈降低趨勢(shì)(P=0.057)；15%替代組血漿UN含量和α-AMY活性顯著降低(P<0.05)，血漿GLU(P=0.083)含量以及AST(P=0.080)和ALT(P=0.094)活性呈降低趨勢(shì)，血漿TP和ALB含量顯著增加(P<0.05)。與10%替代組相比，15%替代組血漿ALB含量呈增加趨勢(shì)(P=0.091)。

2.2 FML對(duì)育肥豬血漿抗氧化指標(biāo)的影響

由表3可知，在體重60 kg時(shí)，與對(duì)照組和5%替代組相比，15%替代組血漿GSH-Px活性顯著升高(P<0.05)，血漿MDA含量顯著降低(P<0.05)；15%替代組血漿GSH含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。在體重75 kg時(shí)，與對(duì)照組相比，各替代組血漿CAT活性均顯著升高(P<0.05)；與對(duì)照組和5%替代組相比，10%替代組和15%替代組血漿GSH-Px活性顯著升高(P<0.05)，15%替代組血漿SOD活性顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。在體重110 kg時(shí)，與對(duì)照組相比，15%替代組血漿MDA含量呈降低趨勢(shì)(P=0.092)。

表2 FML對(duì)育肥豬血漿生化參數(shù)的影響

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

Values in the same row with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

3 討 論

血漿TP和ALB含量可反映機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)的吸收和代謝狀況，同時(shí)也可反映機(jī)體的免疫狀況[9]。血漿TP含量升高，提示機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)的消化利用增加，有利于機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育[10]。本試驗(yàn)中，用FML替代10%和15%的基礎(chǔ)飼糧可顯著增加110 kg育肥豬血漿TP含量，且15%替代組血漿TP含量顯著高于10%替代組，提示FML可增加育肥豬對(duì)飼糧蛋白質(zhì)的利用，這與王倫學(xué)等[11]研究結(jié)果一致。UN作為蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)物，其含量高低可作為評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)代謝和飼糧氨基酸平衡的重要指標(biāo)[12]。血漿UN含量降低，說明機(jī)體蛋白質(zhì)合成增加、飼糧蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率升高[13]。本試驗(yàn)中，用FML替代15%的基礎(chǔ)飼糧顯著降低了75 kg育肥豬血漿UN含量，替代10%和15%的基礎(chǔ)飼糧可顯著降低110 kg育肥豬血漿UN含量，說明FML可增加機(jī)體蛋白質(zhì)合成，其作用效果與豬的生長(zhǎng)階段和添加量有關(guān)。原因可能是其中含有豐富的氨基酸和菌體蛋白，這增加了飼糧蛋白質(zhì)的利用率，從而改善了機(jī)體氨基酸平衡。

表3 FML對(duì)育肥豬血漿抗氧化指標(biāo)的影響

血漿TG、CHO、HDL-C和LDL-C含量是衡量機(jī)體脂質(zhì)代謝強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。血漿TG含量降低提示脂肪沉積能力減弱；血漿CHO含量可反映機(jī)體對(duì)脂類的吸收代謝能力；LDL-C將肝臟合成的CHO轉(zhuǎn)運(yùn)到肝外組織，而HDL-C則把CHO運(yùn)回肝臟代謝轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，從而維持機(jī)體內(nèi)CHO含量的穩(wěn)定[14]。本試驗(yàn)中，用FML部分替代基礎(chǔ)飼糧尤其是15%替代可顯著增加60 kg育肥豬血漿TG含量，5%替代可顯著增加60 kg育肥豬血漿LDL-C含量；5%和15%替代均可顯著降低75 kg育肥豬血漿HDL-C含量，5%和10%替代均可顯著增加75 kg育肥豬血漿LDL-C含量；與10%替代相比，15%替代顯著降低了75 kg育肥豬血漿CHO含量。這提示FML可改變育肥豬體脂代謝，且作用效果與添加量和添加階段有關(guān)。但上述血漿脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)的改變對(duì)動(dòng)物機(jī)體是不利的，肌肉中上述脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)如何發(fā)生變化尚需要進(jìn)一步研究。

血漿GLU含量以及α-AMY和LDH活性是反映機(jī)體糖代謝的相關(guān)指標(biāo)。血漿GLU含量受胰島素和胰高血糖素的調(diào)節(jié)，與動(dòng)物采食量、機(jī)體營養(yǎng)狀況和應(yīng)激水平也呈強(qiáng)相關(guān)[15]。血漿α-AMY活性是反映機(jī)體消化吸收狀況的一個(gè)重要指標(biāo)，提高血漿α-AMY活性可提高機(jī)體的消化吸收能力和抗病力[16]。LDH是與組織能量代謝密切相關(guān)的酶，動(dòng)物采食量降低、腸道或肌肉供能不足、細(xì)胞萎縮或凋亡，均可引起血漿LDH活性的升高[17]。本試驗(yàn)中，用FML替代10%和15%基礎(chǔ)飼糧分別顯著降低了60和75 kg育肥豬血漿GLU含量；5%和10%替代基礎(chǔ)飼糧顯著提高了60 kg育肥豬血漿α-AMY活性，15%替代顯著降低了75 kg育肥豬血漿α-AMY活性，5%替代顯著提高了110 kg育肥豬血漿α-AMY活性。此外，與5%替代相比，10%和15%替代顯著降低了110 kg育肥豬血漿α-AMY活性；10%和15%替代顯著降低了75 kg育肥豬血漿LDH活性。這提示飼糧添加FML能提高育肥豬的消化吸收能力，促進(jìn)機(jī)體的能量代謝。這可能是FML中含有的各種活性成分促進(jìn)了育肥豬腸道益生菌的增殖，進(jìn)而改善了飼糧中的能量利用效率[18]。而筆者前期研究用FML替代部分基礎(chǔ)飼糧并不影響育肥豬的生長(zhǎng)性能，且添加5%的FML可顯著增加平均日增重，顯著降低料重比(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。

AST主要存在肝細(xì)胞胞漿和線粒體中，其活性的高低直接與肝細(xì)胞或線粒體的損傷程度相關(guān)。ALT是機(jī)體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶，在氨基酸代謝以及蛋白質(zhì)、脂肪和糖的代謝轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著重要作用[19]。本試驗(yàn)中，用FML部分替代基礎(chǔ)飼糧尤其是15%替代顯著降低了75和110 kg育肥豬血漿AST活性，10%替代顯著降低了75 kg育肥豬血漿AST活性；5%和10%替代顯著降低了60和100 kg育肥豬血漿ALT活性，15%替代顯著降低了75和100 kg育肥豬血漿ALT活性，這與前述FML可增加機(jī)體蛋白質(zhì)合成和改善機(jī)體能量代謝這一結(jié)果相符。這提示FML替代部分基礎(chǔ)飼糧可對(duì)育肥豬肝功能產(chǎn)生有利影響，且其作用效果與替代量有關(guān)，這可能與發(fā)酵酒糟中含有的多種功能性多肽和未知生長(zhǎng)因子有關(guān)[6]。

動(dòng)物機(jī)體中存在的清除氧自由基的酶系統(tǒng)主要包括SOD、GSH-Px和CAT，其活性高低反映了機(jī)體抗氧化能力的強(qiáng)弱[20]；GSH可清除自由基、去除氫和脂質(zhì)過氧化物，防止生物分子的氧化[21]；MDA是自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)的終產(chǎn)物，其含量增加與自由基生成異?；驒C(jī)體抗氧化能力降低有關(guān)，因此其含量高低能直接反映細(xì)胞膜被氧化的程度[22]。本試驗(yàn)中，用FML替代15%基礎(chǔ)飼糧可顯著提高75 kg育肥豬血漿CAT、SOD和GSH-Px活性，顯著提高60 kg育肥豬血漿GSH-Px活性和GSH含量，并顯著降低60 kg育肥豬血漿MDA含量，表明FML可增強(qiáng)機(jī)體抗氧化功能并減少氧化損傷。這可能與其中含有GSH、維生素B2、維生素C、維生素E、硒和鋅等多種生物活性物質(zhì)有關(guān)[23]。肌肉中的脂質(zhì)氧化會(huì)影響肉品質(zhì)，增強(qiáng)育肥豬機(jī)體抗氧化能力有助于減少肌肉中的脂質(zhì)氧化和細(xì)胞膜的損傷，這可能是飼糧添加FML改善肉品質(zhì)的機(jī)制之一。

4 結(jié) 論

用FML部分替代基礎(chǔ)飼糧可影響育肥豬的機(jī)體代謝和抗氧化能力，其作用效果與替代量有關(guān)。其中，15%的替代量可顯著改善75和110 kg育肥豬的機(jī)體氮代謝能力，增強(qiáng)60 kg育肥豬的機(jī)體抗氧化能力。