淀粉糊化尿素对生长育肥牛生长性能和血浆生化指标的影响

马 威 任丽萍 王黎文 丁 健 赵金维 孟庆翔*

(1.中国农业大学动物营养学重点实验室，北京 100193;2.中国饲料工业协会，北京 100026;3.北京金维福仁清真食品有限公司，北京 102611)

淀粉糊化尿素对生长育肥牛生长性能和血浆生化指标的影响

马 威1任丽萍1王黎文2丁 健2赵金维3孟庆翔1*

(1.中国农业大学动物营养学重点实验室，北京 100193;2.中国饲料工业协会，北京 100026;3.北京金维福仁清真食品有限公司，北京 102611)

利用60头生长期利木赞杂交牛［(393.7±15.6)kg］进行饲养试验，以研究淀粉糊化尿素添加水平对肉牛生长性能以及血浆生化指标的影响，为生产中安全利用淀粉糊化尿素(gelatinized starch-urea，GSU)提供科学依据。动物随机分为6组，每组1个重复，每个重复10头牛。对照组饲粮中不添加GSU，处理饲粮以GSU来源氮分别占饲粮总氮的8%、16%、24%、32%和40%。试验期14周，其中预试期1周，正试期13周。结果表明，各处理间干物质采食量(7.93 ～8.34 kg/d)、平均日增重(1.13 ～1.27 kg/d)及饲料转化效率(0.140 ～0.157)均无显著差异(P＞0.10)。随饲粮GSU添加水平的提高，血浆尿素氮线性升高(L;P＜0.01)，而血氨和血浆总蛋白含量呈二次曲线规律升高(Q;P＜0.001)。添加GSU对血浆谷丙转氨酶活性未见显著影响(P＞0.05)，但导致谷草转氨酶活性线性升高(L;P＜0.01)。本试验结论:生长育肥牛饲粮中GSU占饲粮总氮25%，或来源于GSU的尿素占饲粮干物质比例在1.27%以内，可以认为是安全的添加水平。

淀粉糊化尿素;肉牛;生长性能;血浆生化指标

尿素等非蛋白氮(NPN)饲料的开发，对于利用廉价的NPN饲料资源发展反刍动物生产，具有重要的实际意义。其中，研究尿素等NPN饲料在反刍动物饲养中的应用效果以及安全添加水平问题，一直是人们关注的重点。早在1891年，Zum ts发现尿素可以部分替代饲粮中的天然蛋白质，随后Armsby于1911年揭示了饲用NPN的利用机理，即尿素进入瘤胃后在微生物分泌的脲酶的作用下水解为氨，氨再被微生物利用合成菌体蛋白作为宿主动物的蛋白质来源［1－2］。由于尿素进入瘤胃后很快被水解，这导致尿素进食后瘤胃很快出现一个氨的峰值［3－4］。如果氨没有及时利用而累积在瘤胃中，就会被吸收入血造成动物的氨中毒。瘤胃中碳水化合物分解供能的速度较尿素分解产氨而后被微生物利用的速度慢。如果这2个过程同步化，就可以提高NPN转化为微生物蛋白质的效率。为了实现瘤胃尿素水解产氨速度与微生物利用氨速度的同步化，人们尝试了脲酶抑制剂、包被尿素缓释技术以及淀粉糊化尿素等多种技术。但一些研究者发现，脲酶抑制剂抑制尿素分解的作用在瘤胃中只能持续很短时间［5－7］，这促使人们将重点转向减缓尿素在瘤胃内释放速度的研究。淀粉糊化尿素(GSU)产品最早由美国堪萨斯州立大学于20世纪70年代研究成功［8］，它是将淀粉或谷物与尿素均匀混合后经挤压膨化处理，使淀粉的糖醛基与尿素的氨基发生反应形成复合物，从而达到减慢尿素中氨释放速度的目的。有关肉牛饲喂GSU对瘤胃氨氮释放及生长性能影响的结果前人已有报道［9－13］。但关于 GSU在饲粮中不同添加水平对肉牛生长性能、血浆生化指标的影响结果尚不清楚。本试验以利木赞杂交牛为对象，研究相同蛋白质水平下不同GSU添加水平对肉牛生长性能以及血浆生化指标的影响，从而确定GSU在肉牛饲粮中的安全添加水平。

1 材料与方法

1.1 动物和分组

本试验在北京市大兴区中国农业大学肉牛教学和试验示范基地(北京金维畜牧有限公司)饲养场内完成。选择20月龄利木赞杂交公牛60头，平均初始体重(393.7 ±15.6)kg，随机分为 6 组，每组1个重复，每个重复10头，随机接受1种饲粮处理。

1.2 饲粮处理与试验期

本试验所用的GSU产品为河北某饲料企业利用膨化法生产，原料包括粉碎玉米、尿素、膨润土，膨化温度135～145 ℃，压力2.5～3.5 MPa。产品中尿素含量为30%，粗蛋白质含量为92%。

采用单因子完全随机化试验设计，饲粮处理为GSU来源氮(GSU-N)分别替代原有饲粮总氮水平的0、8%、16%、24%、32%和40%，折合饲粮中GSU占饲粮干物质比例分别为 0、1.3%、2.6%、4.0%、5.3% 和6.6%;或尿素添加比例分别为 0、0.4% 、0.8%、1.2%、1.6%、2.0% 。根据美国NRC(1996)肉牛营养需要［14］制订满足肉牛育肥期日增重1.2 kg所需营养需要的饲粮配方。饲粮中粗蛋白质含量为14%左右。饲粮组成及营养水平见表1。

表1 饲粮组成及营养水平(干物质基础)Table 1 Composition and nutrient levels of diets(DM basis) %

试验期14周，其中预试期1周，正试期13周。在预试期内，给试验牛进行驱虫、打耳标、熟悉槽位等处理，并且逐步增加饲粮中GSU的量以使其适应。正试期进行体重和采食量等数据的采集。

1.3 饲养管理

将各种饲料原料按干物质基础折成鲜样比例后进行全混合日粮配制。按照不同处理饲粮给量的不同，每日晨饲前配制好全天所用的饲粮量，装袋备用。采用单栏拴系方式饲喂，将混合饲粮添加到特制的单个塑料食槽中，日喂2次(06:00和18:00)，每次持续3 h，饲粮给量以剩余5% ～10%为度。某些不足需要的牛只则单独补加饲粮，以保证动物自由采食。动物全天供水。

1.4 称重和采样

在正试期开始和结束时，连续2 d晨饲前称量试验牛体重，取其平均值作为初始和结束体重的度量值。采用阶段记录方法测定饲粮采食量，即正试期每周一、二、三、四连续4 d称量每天的给料量和剩料量，每4周1次取饲粮和剩料测定水分、粗蛋白质、钙、磷、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)等指标。在试验结束当日晨饲后2 h，对试验牛进行颈静脉采血10 m L，置含有肝素钠的真空采血管中，3 000 r/min离心10 m in后取上清液－20℃下保存，用于测定血浆尿素氮(PUN)、血浆总蛋白、血氨以及血浆谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)等指标。

1.5 化学分析

饲料样本水分含量采用105℃烘箱法测定［15］;粗蛋白质采用杜马斯燃烧法［16］测定;NDF和ADF参照Van Soest等［17］的方法测定。采用全自动生化分析仪测定PUN(脲酶连续检测法)、血浆总蛋白(双缩脲法)、血氨(酶动力学法)以及血浆ALT和AST(连续检测法)含量。

1.6 统计分析

采用GLM模型对试验结果进行统计学分析(SAS，V 9.0)，差异显著性采用 Duncan氏法多重比较。当饲粮GSU添加水平导致肉牛生长性能、血浆生化指标出现显著差异时，进行直线反应(L)和二次曲线(Q)反应的趋势分析。

2 结果

试验期间观察发现，各处理牛只采食行为正常，未见腹泻、粪便黏稠度、氨中毒等异常情况发生。

2.1 饲粮GSU添加水平对肉牛生长性能的影响

肉牛平均日增重、干物质采食量、饲料转化效率结果见表2。13周饲养试验结束后，饲粮GSUN占总氮比例不同的处理间平均日增重、干物质采食量和饲料转化效率均无显著性差异(P＞0.10)，表明 GSU-N占饲粮总氮比例即使达到40%也不会影响肉牛生长性能。

表2 饲粮不同淀粉糊化尿素添加水平对生长育肥牛生长性能的影响Table 2 Effect of different GSU supplemental levels on growth performance of grow ing-finishing beef cattle

2.2 饲粮GSU添加水平对肉牛血浆生化指标的影响

由表3可知，随GSU添加水平的提高，PUN线性升高(L;P＜0.01)，而血氨和血浆总蛋白含量呈二次曲线规律升高(Q;P＜0.001)，其中血氨和血浆总蛋白的拐点范围均在GSU-N占饲粮总氮比例24%～32%。经数学计算，血氨和血浆总蛋白的二次曲线拐点分别为GSU-N占饲粮总氮比例28.9%(R2=0. 97;n=6)和 25.4%(R2=0. 69;n=6)。随GSU添加比例的提高，血浆ALT活性未见显著变化(P＞0.05)，但 AST活性呈线性升高(L;P＜0.01)。

表3 饲粮不同淀粉糊化尿素添加水平对生长育肥牛血浆生化指标的影响Table 3 Effect of different GSU supplemental levels on plasma biochem ical indices in grow ing-finishing beef cattle

3 讨论

3.1 饲粮GSU添加水平对肉牛生长性能的影响

由表2可以看出，生长育肥牛饲粮中添加GSU对于其生长性能没有显著影响，即使饲粮GSU-N占饲粮总氮40%，也未见对肉牛日增重、采食量以及饲料转化效率产生不利影响，这与Thompson等［10］的研究结果相一致。Taylor-Edwards［18］的研究也表明，当缓释尿素添加量占肉牛饲粮0.8%和1.2%时，试验牛日增重和饲料转化效率均没有显著差异。Tedeschi等［19］在生长育肥肉牛饲粮中添加1.2%缓释尿素，也未发现与对照组相比有显著差异。melmer等［8］的体外试验结果也表明，GSU处理的尿素较直接添加尿素可以明显减慢氨氮释放速度，提高氨氮转化为微生物氨基酸的数量。而不同GSU添加水平对肉牛生长性能影响的结果报道很少。本试验结果证明，饲粮GSU-N中尿素来源氮占饲粮总氮40%对肉牛日增重、采食量以及饲料转化效率没有不利影响。是否在更高添加水平上GSU作为一种NPN来源饲喂育肥牛仍然有效，目前还不清楚，仍需通过进一步的动物试验来验证。

3.2 饲粮GSU添加水平对肉牛血浆生化指标的影响

血浆生化指标可以反映饲喂GSU的试验牛的代谢状况。在正常状态下，进入瘤胃的NPN分解为氨，大部分氨会被瘤胃微生物所利用，少部分氨通过瘤胃壁进入血液［20－21］。进入血液的游离氨可随血流进入肝脏，通过鸟氨酸循环转化成毒性比氨小40倍的尿素［22］。因此，血浆游离氨和PUN浓度可以作为动物体内氮代谢状况的表征。随GSU添加水平的增加，PUN浓度线性上升(表3)，但即使GSU-N占饲粮总氮40%的处理与对照组相比，其 PUN浓度也仅仅提高19.3%，说明GSU来源尿素可以被瘤胃微生物有效利用。提高饲粮GSU添加水平，血氨和血浆总蛋白含量呈二次曲线规律提高，其中GSU-N占总氮24%的处理血氨浓度显著高于其他组，为60.74μmol/L。Bartley等［20］也发现，成年牛瘤胃中投放尿素(0.5 g/kg体 重)2 h后，血 氨 浓 度 可 达 到541.18μmol/L。在本试验中，牛的血氨浓度远远低于前人的观察结果。Chalmers等［23］证明，每100 g肝组织可以使150 mg氨解毒，相当于门脉中血 氨 浓 度 达 到6～7 mg/dL(或 3.5～4.1 mmol/L)。看来，本试验各处理动物的血氨浓度远远低于牛的肝脏解毒能力。结合本试验较低的PUN浓度，说明以GSU形式饲喂尿素，在合适范围内可以有效地减缓尿素释放氨的速度并避免瘤胃氨中毒的发生。GSU-N占总氮24%的处理血氨浓度高于32%处理和40%处理，原因可能与后2个处理饲粮中玉米淀粉作为碳源较玉米更易被瘤胃微生物降解利用有关。ALT和AST是牛体内重要的转氨酶。本研究发现，随GSU添加水平的提高，ALT活性未见显著变化，但AST活性线性升高，说明饲粮GSU添加影响牛体蛋白质合成的转氨基作用主要与AST有关。

3.3 GSU在肉牛饲粮中安全添加量的建议

生长育肥牛生长性能结果(表2)表明，在饲粮粗蛋白质水平14%(干物质基础)下，提高GSU添加水平对肉牛日增重、采食量以及饲料转化效率等生长性能指标无显著影响。看来，以生长性能指标作为确定GSU安全添加量的指标是不敏感的。但是，提高饲粮GSU添加水平导致PUN浓度线性升高，而血氨和血浆总蛋白含量呈二次曲线规律升高(表3)，其中血氨和血浆总蛋白的拐点范围均在GSU-N占总氮比例24%～32%之间。这说明，血氨和血浆总蛋白浓度变化可以作为确定饲粮GSU安全添加量的重要依据。前已述及，根据计算，血氨和血浆总蛋白的二次曲线拐点分别为GSU-N占总氮比例28.9%和25.4%。因此，综合生长性能和血浆生化指标的试验结果，生长育肥牛饲粮GSU的安全添加水平为尿素氮占饲粮总氮25%，或来源于GSU的尿素占饲粮干物质比例在1.27%以内，可以认为是安全的添加水平。本结果低于关于尿素氮占饲粮总氮比例1/3的经验推荐值［24］。我们认为，在我国粗饲料质量差、以低能量高蛋白质副产品为主的生长育肥牛饲粮结构下，推荐GSU-N占饲粮总氮1/4的添加水平，对于安全和有效利用尿素这一NPN资源来提高肉牛饲养效率，是切合实际的。

4 结论

①用GSU饲喂生长育肥牛，在尿素氮占饲粮总氮比例从0～40%范围内，肉牛生长性能未见显著差异。但随GSU添加水平的提高，PUN线性升高，而血氨和血浆总蛋白含量呈二次曲线规律升高的变化。

②生长育肥牛饲粮中GSU-N占饲粮总氮25%，或来源于GSU中的尿素占饲粮干物质比例在1.27%以内，可以认为是安全的添加水平。

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［24］王九峰，李同洲，译.动物营养［M］.北京:中国农业大学出版社，2007.

*Corresponding author，professor，E-mail:qxmeng@cau.edu.cn

(编辑 赵天章)

Effect of Supp lem ental Levels of Gelatinized Starch-urea on G row th Perform ance and Plasm a Biochem ical Indices of Grow ing-Finishing Beef Cattle

MA Wei1REN Liping1WANG Liwen2DING Jian2ZHAO Jinwei3MENG Qingxiang1*
(1.State Key Laboratory of Animal Nutrition，China Agricultural University，Beijing100193，China;2.China Feed Industry Association，Beijing100026，China;3.Beijing Jinweffuren Halal Food Co.Ltd.，Beijing102611，China)

A feeding trialwas conducted to investigate the effect of supplemental levels of gelatinized starch-urea(GSU)on growth performance and plasma biochem ical indices of grow ing-finishing beef cattle.Sixty Limousin crossbred bulls［(393.7 ±15.6)kg］were random ly allotted into six groups with 1 replicate each and 10 bulls in each replicate.The bulls in the six groups were fed diets with no supplemental GSU(control)or supplemented with nitrogen from GSU(GSU-N)at8%，16%，24%，32%or 40%of total dietary nitrogen，respectively.Results showed that dry matter intake(7.93 to 8.34 kg/d)，average daily gain(1.13 to 1.27 kg/d)and feed conversion ratio(0.140 to 0.157)had no significant difference among all the treatments(P＞0.10).Increasing supplemental level of GSU linearly increased plasma urea nitrogen concentration(L;P＜0.01)and quadratically increased plasma total protein and plasma ammonia concentrations(Q;P＜0.001).In addition，the plasma aspartate am inotransferase(AST)activity increased linearly with increasing GSU levels(L;P＜0.01)，whereas the GSU level had no significant effect on plasma alanine am inatransferaie(ALT)activity(P＞0.05).In conclusion，it is considered that 25%GSU-N to diet total N ratio or less than 1.27%GSU-urea to diet dry matter ratio is a safe additive level for grow ing-finishing beef cattle.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2011，23(10):1710-1715］

gelatinized starch-urea;beef cattle;growth performance;plasma biochemical indices

S 823;S816.15

A

1006-267X(2011)10-1710-06

10.3969/j.issn.1006-267x.2011.10.010

2011－04－29

中国饲料工业协会饲料添加剂有效性评价项目和国家肉牛牦牛产业技术体系(CARS-38)资助项目

马 威(1988—)，女，天津人，硕士研究生，从事反刍动物营养研究。E-mail:congcong54143@126.com

*通讯作者:孟庆翔，教授，博士生导师，E-mail:qxmeng@cau.edu.cn