β－胡萝卜素对肉牛生产性能、抗氧化功能、血液生理指标和肉品质的影响

毕宇霖 万发春 姜淑贞 刘晓牧 杨在宾*

β－胡萝卜素(β-carotenoid)是一类广泛存在于自然界中的有色物质，是一种黄红色素，它不仅是畜禽维生素A的主要前体物，而且在动物体内还具有重要的生物学功能［1］。近年的大量试验研究表明其在动物的基因表达、细胞增殖和分化调控、信号传导和细胞间隙连接通讯、机体抗氧化和免疫等方面均有重要作用［2］。目前关于β－胡萝卜素在反刍动物上的研究主要集中在对奶牛繁殖性能的影响。何文娟等［3］研究证实，添加300和600 mg/dβ－胡萝卜素提高了围产期奶牛的产奶量，降低了胎衣不下、子宫炎和乳房炎的发病率。边四辈等［4］研究证实，在奶牛饲粮中添加300 mg/d的β－胡萝卜素，奶牛产后胎衣不下发生率减少17%，且可提高产后70 d内的配种率和受胎率。有关肉牛饲粮中添加β－胡萝卜素的研究鲜有报道，使得β－胡萝卜素在肉牛饲粮中的添加无标准可依，β－胡萝卜素在肉牛生产中的应用受到了极大的限制。本试验旨在研究饲粮中添加不同水平的β－胡萝卜素对肉牛生产性能、抗氧化功能、血液生理指标和肉品质的影响，为β－胡萝卜素在肉牛生产中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物及试验设计

试验采用单因素随机区组设计，选用体况良好、平均体重为(381.00±26.01)kg 的西门塔尔杂交阉牛120头，随机分为4组，每组30头，对照组饲喂基础饲粮，试验组饲喂在基础饲粮中分别添加600、1 200、1 800 mg/d β－胡萝卜素的试验饲粮。经前期试验测定基础饲粮中β－胡萝卜素主要存在于全株玉米青贮中，精料和稻草中含量极小，可忽略不计，全株玉米青贮中含量为34μg/g。β－胡萝卜素由浙江巴仕曼生物科技有限公司提供，经抗氧化微囊包膜处理，有效成分含量为15%。

1.2 饲养管理

试验牛全部采用拴系饲养，试验预试期10 d，期间进行编号、驱虫、健胃、注射口蹄疫疫苗，每天06:00和16:00分2次饲喂，饲喂顺序为先精后粗，喂后自由饮水。精料的饲喂量为肉牛体重的1%，每30 d根据体重调整1次饲喂量;粗料为稻草和全株玉米青贮。正试期90 d。试验饲粮按《肉牛营养需要和饲养标准》［5］配制。精料组成及营养水平见表1。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 生产性能

正试期开始和试验结束早饲前连续2 d称重取平均值，如果2 d体重相差超过10 kg，则需加称1 d，取相近2 d平均值用于计算全期的平均日增重。记录正试期每天的采食量，计算干物质采食量。

1.3.2 抗氧化功能

正试期第90天对每头试验牛进行静脉采血并分离血清，血清在－20℃条件下保存备测血清抗氧化指标。血清抗氧化指标采用南京建成生物工程研究所生产试剂盒测定，测定指标包括血清总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽(GSH)含量、丙二醛(MDA)含量和总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性。

表1 精料组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the concentrate(air-dry basis) %

1.3.3 血液生理指标

正试期第90天静脉采血约2 mL，放入抗凝管中保存，并在4 h内完成血液生理指标的测定，测定项目包括白细胞(WBC)计数、淋巴细胞(LYM)计数和百分比、中间细胞(MID)计数和百分比、中性粒细胞(GRAN)计数和百分比、红细胞(RBC)计数、血红蛋白(HGB)浓度、红细胞积压(HCT)、红细胞平均积压(MCV)、血小板(PLT)计数、血小板比积(PCT)，以上指标均采用日本希森美康KX－21型全自血液分析仪进行测定。

1.3.4 肉品质

正试期第90天采血后每组随机选取10头试验牛进行屠宰，取西冷部位立即测定肉样肉色指标，并采集西冷部位肉样保存在－20℃条件下，按张丽英［6］的方法测定常规营养成分，指标包括粗蛋白质、粗脂肪、水分和粗灰分。

1.4 数据处理与分析

试验数据的统计用SAS 9.1软件进行单因素方差分析，Duncan氏法进行多重比较，P＜0.05为差异显著。

2 结果

2.1 β－胡萝卜素对肉牛生产性能的影响

由表2可见，饲粮添加不同水平的β－胡萝卜素对末重、平均日增重和干物质采食量的影响均不显著(P＞0.05)。

表2 β－胡萝卜素添加水平对肉牛生产性能的影响Table 2 Effects ofβ-carotene supplemental level on performance of beef cattle

2.2 β－胡萝卜素对肉牛抗氧化性功能的影响

由表3可见，与对照组相比，饲粮添加β－胡萝卜素可显著提高血清 GSH含量(P＜0.05);β－胡萝卜素添加水平达到1 200 mg/d及以上可显著提高血清 T-SOD 活性(P＜0.05);1 800 mg/d β－胡萝卜素试验组显著提高了血清T-AOC(P＜0.05);1 200和1 800 mg/dβ－胡萝卜素试验组血清MDA含量显著降低(P＜0.05)。随着β－胡萝卜素添加水平的升高，血清T-AOC、GSH含量和T-SOD活性均呈显著的线性和二次升高(P＜0.05)，MDA含量则呈显著的线性和二次降低(P＜0.05)。

表3 β－胡萝卜素添加水平对肉牛抗氧化功能的影响Table 3 Effects ofβ-carotene supplemental level on antioxidant function of beef cattle

2.3 β－胡萝卜素对肉牛血液生理指标的影响

由表4可见，饲粮添加600 mg/d及以上的β－胡萝卜素可显著降低血液MID计数和百分比(P＜0.05);1 800 mg/dβ－胡萝卜素试验组的 GRAN百分比显著升高(P＜0.05)。饲粮不同添加水平的β－胡萝卜素对血液中WBC计数、LYM计数和百分比、GRAN计数、RBC计数、HGB浓度、HCT、MCV、PLT 计数、PCT 的影响均不显著(P＞0.05)。随着饲粮β－胡萝卜素添加水平的提高，血液MID计数和百分比呈显著的线性和二次降低(P＜0.05)，血液WBC和LYM计数呈显著的线性降低(P＜0.05)，而血液GRAN百分比呈显著的线性增加(P＜0.05)。

表4 β－胡萝卜素添加水平对肉牛血液生理指标的影响Table 4 Effects ofβ-carotene supplemental level on blood physiological indices of beef cattle

2.4 β－胡萝卜素对肉牛肉品质的影响

由表5可见，与对照组相比，1 200 mg/dβ－胡萝卜素试验组显著降低了肉色黄度(b*)(P＜0.05);不同β－胡萝卜素添加水平对肉中粗蛋白质、粗脂肪、水分、粗灰分含量以及肉色亮度(L*)和红度(a*)影响均不显著(P＞0.05)。随饲粮β－胡萝卜素添加水平的提高，肉色L*有线性降低的趋势(P=0.079)。

表5 β－胡萝卜素添加水平对肉牛肉品质的影响Table 5 Effects ofβ-carotene supplemental level on meat quality of beef cattle

3 讨 论

3.1 β－胡萝卜素对肉牛生产性能的影响

目前，饲粮中添加β－胡萝卜素在禽类和奶牛上的研究比较多，但肉牛上研究较少。贾福昌等［7］研究证明，在兔的饲粮中添加40 mg/kg的β－胡萝卜素可以显著降低兔料肉比，提高平均日增重，即使基础饲粮中含有足量的维生素A也表现出来这种影响。任延利等［8］研究发现，与对照组相比，添加600 mg/kg的β－胡萝卜素便能提高肉仔鸡的平均日增重、降低平均日采食量和料重比。沈军达等［9］在绍兴鸭饲粮中添加50 mg/kgβ－胡萝卜素，产蛋率比对照组提高了 7.1%。Coffey［10］发现β－胡萝卜素可提高初产母猪的繁殖力，不影响经产母猪的繁殖力，但其活仔数提高。本试验β－胡萝卜素对肉牛的生产性能并无显著的影响，其原因可能是所采用的添加水平的β－胡萝卜素的在肉牛体内主要发挥维生素A前体和抗氧化等功能，但机理还有待于进一步研究。

3.2 β－胡萝卜素对肉牛抗氧化功能的影响

机体的抗氧化系统主要由链式反应阻断剂和抗氧化酶组成，这2类物质协同维持体内自由基生成与清除的平衡。T-AOC的高低代表整个机体的抗氧化能力的高低，是体内各种抗氧化酶共同作用的结果。超氧化物歧化酶(SOD)和GSH是机体内非常重要的2种抗氧化酶，主要作用是抑制自由基的生成与清除机体内的自由基，防止自由基对生物膜和细胞质造成损伤。MDA是脂质过氧化作用的分解产物，它通过生物膜中多不饱和脂肪酸的过氧化作用引起细胞损伤，所以血清MDA含量能反映机体脂质过氧化的程度，从而间接地反映出细胞损伤的程度［11］。β－胡萝卜素分子结构含有多个具有捕捉、淬灭自由基和单线态氧功能的共轭双键，能够减少自由基对细胞膜和细胞遗传物质的损伤［12－13］。β－胡萝卜素是有效的抗氧化剂，可阻止光氧化和脂质氧化，显著提高动物机体的抗氧化能力［14］。本试验中，β－胡萝卜素显著提高了肉牛血清 T-AOC、GSH含量和T-SOD活性，MDA含量则显著降低，且以1 200和1 800 mg/d 2个试验组效果较好，这一结果与阳冠明等［15］与韩瑞丽等［16］的研究结果一致。同时 β－胡萝卜素作为重要的维生素A前体，可以在体内生成维生素A［17］，而维生素A可以提高动物机体的抗氧化能力，提高血清中T-SOD活性和GSH含量，而降低 MDA 的含量［18－19］，进一步证实了本试验的结果的正确。本试验条件下，以1 200 mg/d β－胡萝卜素的添加水平效果最好。

3.3 β－胡萝卜素对肉牛血液生理指标的影响

血液生理指标的变化可以反映机体的健康状况，血液中任何有形成分发生变化，都会影响到机体组织器官。在机体的免疫应答过程中，LYM是发挥主要作用的免疫细胞，反映机体免疫功能水平的高低，单核细胞和GRAN具有趋化、吞噬和消化作用，参与机体的炎症反应和免疫防御机制［20］。类胡萝卜素可增强机体体液免疫、细胞免疫和非特异性免疫反应，提高动物的抵抗力。在饲粮中添加β－胡萝卜素可以使血浆溶菌酶的浓度增加［21］。本试验发现，β－胡萝卜素显著提高了血液GRAN的百分比，而且各试验组的各类WBC(LYM、GRAN、MID)计数均低于对照组。这可能与β－胡萝卜素有效地提高了机体的抗氧化性，平衡了机体各项功能，从而提高了了肉牛对外界的应激能力有关。同时β－胡萝卜素显著提高了血液LYM百分比，从而提高了机体的免疫性能，这一结果与 Chew 等［22］和何文娟等［23］的研究结果一致。

3.4 β－胡萝卜素对肉牛肉品质的影响

本试验发现，1 200 mg/dβ－胡萝卜素试验组显著降低了肉色b*;随饲粮β－胡萝卜素添加水平的提高，肉色L*有线性降低的趋势。肉样的表面液体渗出量、颜色饱和度和测定环境光线等都会影响肉色L*。肉色a*反映肌肉的新鲜度，受肌红蛋白的状态影响。随贮存时间的延长，肌肉表面的寄生菌代谢产生硫化氢、氧，与肌红蛋白结合形成硫化肌红蛋白，硫化肌红蛋白会使肌肉的肉色b*升高，肌肉品质下降［24］。本试验结果中值得一提的是，肉色 L*、a*和 b*都是1 200 mg/dβ－胡萝卜素试验组的最小。β－胡萝卜素可以提高肉牛的抗氧化性能和自身具有的抗氧化能力，改善了肉样颜色饱和度，从而较好解释了β－胡萝卜素通过其抗氧化作用抑制脂质氧化来改善肉色的机制，这与洪平等［24］研究结果相一致。

4 结论

肉牛饲粮添加β－胡萝卜素能够显著影响抗氧化功能、血液生理指标和肉品质，本试验条件下，最佳添加水平为1 200 mg/d。

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