饲粮2-羟基-4-(甲硫基)丁酸异丙酯添加水平对山羊生长性能、营养物质表观消化率及血清生化指标和激素水平的影响

陈 东 李四元* 陈美庆 张佩华* 李新化 米 慧 沈维军 张 倩 李四文

(1.湖南农业大学动物科学技术学院，长沙 410123；2.安迪苏生命科学制品(上海)有限公司，上海 200127；3.茶陵汇旺农牧发展有限公司，株洲 412000)

反刍动物饲粮中蛋白质或氨基酸在瘤胃内部分被降解，过瘤胃的氨基酸和微生物蛋白在小肠内被吸收和转化，小肠吸收的氨基酸对于反刍动物维持生长、育肥、繁殖等生命活动极为重要。目前，研究已证实蛋氨酸(methionine，Met)作为反刍动物重要的限制性氨基酸对充分发挥动物生产潜能、缓解蛋白质饲料资源紧缺现状起着巨大作用[1-3]。在动物生长发育和新陈代谢过程中有大量蛋氨酸参与，而其又是大豆饼(粕)等饲料原料中最易缺乏的一种氨基酸[4]。饲粮中直接添加蛋氨酸会被瘤胃微生物部分或完全降解，最终到达小肠可被吸收利用的量较少[5]。因此，如何提高反刍动物过瘤胃蛋氨酸的含量和蛋氨酸在小肠中的吸收率，在反刍动物营养中尤为重要。研究发现，在饲料中添加过瘤胃保护性蛋氨酸可以增加小肠中蛋氨酸的含量，提高吸收率，从而克服必需氨基酸短缺带来的氨基酸之间的不平衡，提高反刍动物的生产性能[6]。目前氨基酸过瘤胃保护方法主要有物理包被和化学保护方法，在羊的研究中，蛋氨酸主要为物理包被的过瘤胃蛋氨酸。

2-羟基-4-(甲硫基)丁酸[2-hydroxy-4-(methylthio) butyri acid，HMB]是一种蛋氨酸羟基类似物，在反刍动物瘤胃中易被降解，其降解率为50%～99%[7-8]，因此，HMB在反刍动物生产上不是理想的蛋氨酸添加剂。2-羟基-4-(甲硫基)丁酸异丙酯[2-hydroxy-4-(methylthio) butanoic acid isopropyl ester，HMBi]是用异丙醇与HMB发生酯化反应后生成的，在反刍动物体内先被瘤胃壁迅速吸收，之后分解为HMB，然后经转氨基反应生成蛋氨酸，可以弥补HMB较易被瘤胃微生物降解的缺点[9]，是一种具有较高生物学价值的蛋氨酸添加剂[10]。目前，对HMBi在反刍动物上的研究与应用主要集中在奶牛上。一般认为饲粮中添加HMBi能够提高奶牛产奶量、乳蛋白率和乳脂率[11-12]。HMBi鲜见在羊上的研究报道，因此，本试验通过研究饲粮HMBi添加水平对山羊生长性能、营养物质表观消化率及血清生化指标和激素水平的影响，以确定山羊饲粮中HMBi的最佳添加水平，旨在为HMBi作为一种饲料添加剂应用于生长阶段山羊提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物与饲粮

在长沙市浏阳淳丰养殖合作社选择36只2.5月龄左右健康浏阳黑山羊作为试验动物，平均体重为(13.33±1.71) kg。采用单因素试验设计，将试验羊随机分为4组，每组3个重复，每个重复3只羊(公阉羊1只，母羊2只)。参考NRC(2007)和我国《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)中15 kg体重、日增重为110 g/d的育肥羊营养需要量，配制满足试验期山羊育肥阶段营养需要的试验饲粮，试验饲粮组成及营养水平见表1。各组试验羊分别饲喂HMBi添加水平为0(对照组)、0.05%、0.10%、0.20%[干物质(dry matter，DM)基础]的试验饲粮，试验饲粮均制备成全混合颗粒饲料(颗粒直径为8 mm，长度为10 mm)饲喂。上述试验饲粮成本依次为1 901.1、1 938.6、1 976.1和2 051.1元/t，活羊价格为25元/kg。

表1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)

续表1项目ItemsHMBi添加水平HMBisupplementallevel/%00.050.100.20营养水平Nutrientlevels2)代谢能ME/(MJ/kg)10.3310.3310.3310.33粗蛋白质CP11.1311.3011.1411.60粗脂肪EE1.541.811.551.85中性洗涤纤维NDF35.8237.4435.0934.36酸性洗涤纤维ADF23.4025.5724.4223.31钙Ca0.600.810.680.68磷P0.370.340.330.32

1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kg of diets：I 0.15 mg，Co 0.15 mg，Cu 15.00 mg，Fe 35.00 mg，Zn 60.00 mg，Mn 80.00 mg，Se 0.05 mg，VA 11 000.00 IU，生物素 biotin 0.06 mg，VE 28.94 IU，VD 33 327.50 IU，烟酰胺 nicotinic acid 4.34 mg，瘤胃素 rumensin 18.80 mg。

2)代谢能为计算值，其余为实测值。ME was a calculated value, while the others were measured values.

1.2 饲养管理

本试验在长沙市浏阳淳丰养殖合作社进行，预饲10 d后开始正式试验，试验期30 d。试验羊在购买时打好耳标，预饲前免疫注射三连四防疫苗，并灌服伊维菌素溶液(2.5 mL/只)进行驱虫处理。试验羊每3只为1圈饲养，每圈占地12 m2，饲喂时间分别为每天的08:00和17:00，每天根据前1天料槽内剩余料重调整饲喂量，确保料槽每天有10%左右的剩料，自由饮水。饲养试验结束后，各组分别选取6只体况相近的羊只(3只公阉羊，3只母羊)，置于消化代谢笼内，可自由饮水，连续进行5 d的消化试验，每天准确记录羊只的采食量，用全收粪法记录粪量并采样，消化试验饲粮组成及饲喂方法与饲养试验相同。

1.3 指标测定

1.3.1 生长性能测定

试验开始和结束日分别于晨饲前空腹称重作为初重和末重，计算平均日增重(average daily gain，ADG)；每日饲喂前清理料槽并称重剩料，计算平均日采食量(average daily feed intake，ADFI)，并根据ADFI和ADG计算料重比(F/G)。以每天增重收益减去每天饲粮成本所获得的毛收益作为经济效益的度量指标。

ADG(g/d)=[(末重-始重)/
试验天数]×1 000；ADFI(g/d)=(正试期总采食量/
试验天数)×1 000；F/G=ADFI/ADG；毛收益[元/(只·d)]=增重收益-饲粮成本。

1.3.2 营养物质表观消化率测定

消化试验期间每天08:00和17:00对代谢笼中的粪便收集并称重记录，每日饲喂前从饲粮中随机取样，将5 d的样品混匀后备测。将消化试验中采集的饲粮、粪便样品进行总能(gross energy，GE)、DM、粗蛋白质(crude protein，CP)、粗脂肪(ether extract，EE)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber，ADF)、钙(Ca)和磷(P)含量测定，测定方法参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[13]。饲粮中各营养物质表观消化率计算公式如下：

饲粮中某养分的表观消化率(%)=[(食入
饲粮中该养分含量-粪便中该养分
含量)/食入饲粮中该养分含量]×100。

1.3.3 血清生化指标和激素水平的测定

试验开始第1天和第31天每组随机选择3只母羊，于晨饲前颈静脉抽血10 mL，静置15 min，3 000 r/min离心10 min，分离血清，于-20 ℃冰箱保存，待测血清生化指标及激素水平。血清生化指标包括尿素氮(urea nitrogen，UN)、葡萄糖(glucose,GLU)、甘油三酯(triglycerides,TG)、总胆固醇(total cholesterin,TC)、游离脂肪酸(non-esterified fatty acid,NEFA)、总氨基酸(total amino acid,TAA)含量，血清激素指标包括生长激素(growth hormone,GH)和类胰岛素生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor-Ⅰ,IGF-Ⅰ)水平。上述指标均按照相应试剂盒说明书测定，试剂盒由北京安迪华泰生物科技有限公司提供。

1.4 数据统计分析

试验数据利用Excel 2007进行初步整理，以平均值±标准差表示，采用SAS 9.0软件进行统计分析，并采用ANOVA程序进行单因素方差分析，Duncan氏法进行多重比较，分别以P<0.05和P<0.01作为差异显著和极显著的判断标准。

2 结果与分析

2.1 饲粮HMBi添加水平对山羊生长性能和经济效益的影响

由表2可知，4组山羊的始重、末重和ADFI均无显著差异(P>0.05)，0.10%组山羊ADG显著高于对照组(P<0.05)，其中0.10%组ADG为158.89 g/d，对照组为119.44 g/d；0.10%组山羊F/G显著低于对照组(P<0.05)，其中0.10%组F/G为4.82，对照组为6.61；0.05%和0.20%组的ADG、F/G与对照组均无显著差异(P>0.05)。

由表3可知，山羊饲粮中添加HMBi后，各组之间饲粮成本差异不显著(P>0.05)，经过饲喂试验，0.10%组增重收益和毛收益最高，均显著高于对照组(P<0.05)，0.10%组增重收益为3.97元/(只·d)，比对照组高出0.98元/(只·d)；0.10%组毛收益为2.35元/(只·d)，比对照组高出0.79元/(只·d)，0.05%和0.20%组的增重收益和毛收益次之，对照组最低。

表2 饲粮HMBi添加水平对山羊生长性能的影响

同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同。

In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01). The same as below.

表3 饲粮HMBi添加水平对山羊经济效益的影响

2.2 饲粮HMBi添加水平对山羊营养物质表观消化率的影响

由表4可知，饲粮DM、NDF、ADF和GE表观消化率各组间无显著差异(P>0.05)。0.10%组的CP表观消化率最高，为75.86%，显著高于对照组(P<0.05)，0.05%和0.20%组的CP表观消化率次之，分别为72.76%和71.59%，对照组的CP表观消化率最低，为69.68%。

表4 饲粮HMBi添加水平对山羊营养物质表观消化率的影响

2.3 饲粮HMBi添加水平对山羊血清生化指标的影响

由表5可知，试验第1天，血清UN、GLU、TG、TC、NEFA和TAA含量各组之间均无显著差异(P>0.05)。试验第31天，0.05%、0.10%和0.20%组山羊血清TAA含量显著高于对照组(P<0.05)，3个试验组之间无显著差异(P>0.05)，表明饲粮添加HMBi能显著提高山羊血清TAA含量。试验第31天，0.20%组山羊血清TG含量为0.93 mmol/L，极显著高于0.10%组(P<0.01)，显著高于其他3组(P<0.05)，0.10%组山羊血清TG含量最低，为0.77 mmol/L。试验第31天，0.20%组山羊血清TC含量为2.47mmol/L，显著低于对照组(P<0.05)，其余各组之间差异不显著(P>0.05)。试验第31天，0.20%组山羊血清NEFA含量为0.39 mmol/L，极显著高于对照组(P<0.01)，显著高于0.05%组(P<0.05)，其余各组之间差异不显著(P>0.05)。

表5 饲粮HMBi添加水平对山羊血清生化指标的影响

2.4 饲粮HMBi添加水平对山羊血清激素水平的影响

由表6可知，试验第1天，血清GH和IGF-Ⅰ水平各组之间差异不显著(P>0.05)；试验第31天，0.05%和0.10%组血清GH水平显著高于对照组(P<0.05)，0.20%组与对照组相比有增加的趋势(P=0.084)，表明饲粮中添加HMBi能提高山羊血清GH水平。试验第1天和第31天，血清IGF-Ⅰ水平各组之间均无显著差异(P>0.05)。

3 讨 论

3.1 饲粮HMBi添加水平对山羊生长性能的影响

已有研究显示，在饲粮中添加不同形式的蛋氨酸可在一定程度上提高动物的增重效益和经济效益。例如：唐波等[14]在犊牛精补料中添加HMBi，发现添加组犊牛的总增重和日增重分别比对照组提高14.82%和14.93%，但差异均不显著。王萌等[15]在舍饲育肥滩羊羔羊饲粮中添加包被蛋氨酸(包被物为棕榈油，蛋氨酸含量约为40%)，发现添加包被蛋氨酸能显著提高滩羊羔羊的全期总增重，对滩羊的生产性能具有促进作用。燕磊等[16]在9月龄小尾寒羊饲粮中添加包被蛋氨酸(包被物为动物油，蛋氨酸含量约为70%)能显著提高小尾寒羊的ADG，其中0.485%添加组(基础饲粮基础上添加)的ADG极显著高于对照组。Han等[17]在生长阶段荷斯坦公牛饲粮中添加HMBi[添加量分别为15、25 g/(d·头)]，发现试验组能极显著提高荷斯坦公牛的末重、总增重、ADG。郗伟斌等[18]在奶牛饲粮中添加HMBi[围产前期5 g/(d·头)，泌乳高峰期10 g/(d·头)]，发现HMBi能显著提高奶牛的产奶性能及牛奶品质，从而提高奶牛的经济效益。本试验结果表明，饲粮添加HMBi能促进山羊的生长，且在添加水平为

0.10%时ADG和F/G显著高于对照组，而当添加水平增加到0.20%时，山羊的增重速度与添加水平为0.10%时相比有所下降。这主要是因为饲粮中大部分蛋白质被瘤胃微生物降解，只有小部分被小肠吸收利用，饲粮中补充过瘤胃氨基酸是一种有效提高反刍动物饲粮蛋白质水平的方式。本研究结果也表明在山羊饲粮中添加HMBi促进了山羊的生长，这与以往的研究结果一致。但当HMBi的添加水平超过一定量时，山羊的生长速度放缓，这可能是因为：一方面，当超出动物单位代谢体重对蛋氨酸的需要量时，动物机体需动用自身能量来消耗多余氨基酸；另一方面，机体多余氨基酸会造成蛋白质代谢紊乱，进而影响动物的生长发育。欧阳佩珍等[19]研究表明，高剂量的蛋氨酸会引起大鼠甘氨酸甲基转移酶活性显著提高，从而大量消耗甘氨酸，最终引起机体氨基酸失衡。

表6 饲粮HMBi添加水平对山羊血清激素水平的影响

3.2 饲粮HMBi添加水平对山羊营养物质表观消化率的影响

Eltahawy等[20]研究发现，在羔羊每千克精料中添加3.30 g过瘤胃蛋氨酸能显著提高羔羊的增重，试验羊的DM、有机物质(OM)、CP、EE和无氮浸出物(NFE)表观消化率均显著高于对照组。王慧媛等[21]研究发现，与对照组相比，在肉羊饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸(蛋氨酸含量大于84%)后DM、CP、EE、NDF和ADF表观消化率无显著变化。Baghbanzadeh-Nobari等[22]研究发现，在母羊饲粮中添加HMBi(添加量为1.8 g/kg DM)能显著提高OM、CP和NDF表观消化率，有提高DM和ADF表观消化率的趋势。本研究结果显示，对照组相比，0.10%组CP表观消化率显著高于对照组，说明饲粮中添加0.10%的HMBi能增加CP的表观消化率，故其相应的增重效果最好；饲粮中HMBi添加水平达0.20%时，各营养物质的表观消化率与对照组相比均差异不显著，可见HMBi添加水平在0.20%以内时对山羊的营养物质表观消化率并无不利影响。

3.3 饲粮HMBi添加水平对山羊血清生化指标的影响

血清UN是蛋白质代谢后的产物，血清UN含量可在一定程度上反映动物体内蛋白质代谢和饲粮氨基酸的平衡状况[23]。蛋白质利用率的高低以及体内氨基酸平衡与否，决定血清UN含量的高低，当蛋白质利用率高或体内氨基酸平衡时，血清UN含量降低，反之则升高，此外，血清UN含量还与体内氮沉积有密切相关性[24]。肝脏是氨基酸代谢的主要器官，血清TAA含量在一定程度上能够反映蛋白质及氨基酸的代谢状况，以及肝脏的健康状况。McCollum等[25]在绵羊饲粮中添加液体HMB，发现绵羊对氮的吸收能力增强。Oke等[26]在绵羊饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸，随着添加水平的提高，绵羊机体的氮沉积水平提高。Baghbanzadeh-Nobari等[22]在母羊饲粮中添加HMBi(添加量为1.8 g/kg DM)，发现添加HMBi能显著降低血清UN含量。Feng等[27]在6月龄辽宁绒山羊饲粮中添加HMBi(添加量为1.27%)，发现添加HMBi能显著降低血浆中UN含量。夏科等[28]研究发现在干奶后期奶牛饲粮中添加HMBi对血清TAA含量无显著影响。本研究结果表明，饲粮添加HMBi对山羊血清UN含量的降低效果不显著，可能与添加水平、试验所采用的基础饲粮以及动物自身情况的差异有关。但从试验结果来看，随着饲粮中HMBi添加水平的增加，表现为血清UN含量不断降低，说明添加HMBi可能存在降低血清UN含量的效果。与对照组相比，3个试验组山羊血清TAA含量均显著增加。本研究中血清UN和TAA含量的变化进一步佐证了添加HMBi能促进山羊的生长。

血清GLU、TG、TC和NEFA是动物机体糖脂代谢相关的重要指标，反映机体能量的动态平衡。血清GLU含量在一定程度上和生长速度呈正相关。血清TC含量反映机体脂质代谢状况，血清TG是脂肪代谢的产物，是反映脂肪消化吸收状态的直接指标，其含量越高，表明机体脂肪利用率越低[29]，NEFA是脂肪水解的产物，其含量越高，表明脂肪分解越强。脂肪分解过程中会产生大量的NEFA，产生的NEFA进入血液及肝脏，肝脏是合成脂肪的主要部位，肝脏可以利用脂肪酸合成TG。Baghbanzadeh-Nobari等[22]研究发现，在母羊饲粮中添加HMBi(添加量为1.8 g/kg DM)能显著提高血清GLU含量，显著降低血清TG含量。唐波等[14]和王群等[30]研究均发现，添加HMBi组血清TG含量在试验后期极显著低于对照组，表明HMBi有利于山羊的脂肪沉积。郗伟斌等[18]通过在奶牛饲粮中补充HMBi发现，与对照组相比，试验组血清NEFA、TC和TG含量无显著变化，但奶牛血清NEFA和TC含量有降低趋势。本研究发现，饲粮中添加HMBi对山羊血清GLU含量无显著影响，这与郗伟斌等[18]得出的在奶牛干奶期饲粮中添加HMBi对奶牛血清GLU含量影响较小的结果相一致。本研究发现，试验第1天，各组山羊血清NEFA、TG、TC含量无显著差异；试验第31天，0.20%组山羊血清TG含量显著高于其他3组，0.20%组山羊血清TC含量显著低于对照组，0.20%组山羊血清NEFA含量极显著高于对照组，显著高于0.05%组，表明饲粮添加HMBi能显著或极显著提高山羊血清NEFA含量，显著提高山羊血清TG含量，显著降低山羊血清TC含量，该结果与生长性能的结果是相一致的。

3.4 饲粮HMBi添加水平对山羊血清激素水平的影响

GH的促生长作用是通过IGF-Ⅰ介导的，而IGF-Ⅰ可以扩大GH的促生长作用[31]。Rausch等[32]研究表明，通过外源方式给肉牛注射GH，可以提髙肉牛生长速度，改善饲料转化率，提高血清中IGF-Ⅰ水平。耿忠诚等[33]在辽宁绒山羊饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸，发现添加试验组可显著提高绒山羊血液GH水平，且添加水平为10 g/d时对绒山羊的血液激素水平的影响较大。Han等[17]在生长阶段荷斯坦公牛饲粮中添加HMBi，发现HMBi添加水平为15 g/(d·头)时能极显著提高血清GH水平。本研究发现，试验第1天，各组之间血清GH和IGF-Ⅰ水平差异不显著；试验第31天，0.05%和0.10%组血清GH水平显著高于对照组，这与Han等[17]的研究结果一致，说明饲粮中添加HMBi对山羊的生长具有促进作用，但本试验中添加HMBi后对山羊血清IGF-Ⅰ水平无显著影响，这与Rausch等[32]的研究结果不一致，关于HMBi对山羊血清激素水平产生影响的机理目前尚不清楚，有待进一步研究。

4 结 论

① 与对照组相比，饲粮中添加0.10%的HMBi能显著提高山羊的ADG，可获得较好的经济效益。

② 与对照组相比，饲粮中添加0.10%的HMBi能显著提高山羊CP表观消化率，显著升高血清TAA含量和GH水平。

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