单宁对断奶羔羊生长性能、血清抗氧化指标和瘤胃发酵的影响

范晶,陈锡,王晶磊,曾献存

(石河子大学动物科技学院,新疆 石河子 832000)

近年来,随着我国畜牧业的不断发展,居民牛羊肉的消费呈快速增长态势,尤其是对羊肉的消费意愿逐渐加强,为了控制良好的供求关系,不仅要生产更多数量的羊产品来满足羊肉市场需求,也应该注重羊只的健康。在畜禽养殖过程中,为达到保健和预防疾病的作用,饲料中往往会添加抗生素,导致抗生素滥用,对生态环境以及人类健康均产生了不利影响[1]。“饲料禁抗”的背景下,寻找抗生素替代品以提高羊只环境适应能力和抗病力成为关注焦点。单宁是一个多功能的天然酚类生物分子家族,其主要作用是保护植物免受昆虫和真菌的侵害[2]。单宁可作为一种天然的反刍动物饲料添加剂,调节反刍家畜生产性能和减少甲烷排放的有益影响而变得越来越重要[3-4]。最初,单宁被认为是抗营养因子,因为其会与唾液反应产生涩味,影响采食量,收敛性也会降低动物的吞咽能力[5]。单宁的营养作用一直存在争议,但有研究表明在日粮中添加适量的单宁对动物生长和发育有一定的促进作用[6]。

本试验检测了血清中与抗氧化性相关指标及瘤胃发酵情况,了解单宁对育肥羊生理状况的影响,且因动物种类不同、不同生长阶段对单宁的耐受程度不同,单宁在反刍动物中的应用需要深入研究。通过单宁在饲料中的组合效应进行研究,对以后断奶羔羊的饲养以及单宁在饲料添加剂方面的应用研究具有重要的实践意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

单宁购买自五峰赤诚生物科技公司,纯度为50%。

1.2 试验设计

采用单因子试验设计,选取三月龄,体重相近(17.55±2.11)kg的断奶湖羊公羔30只,随机分成3组,每组10个重复,每个重复1只。对照组饲喂基础日粮,试验1组和试验2组分别在基础日粮中添加0.15%和0.3%的单宁。预饲期7 d,正饲期45 d,整个试验周期为52 d。

1.3 试验日粮

饲粮组成及营养水平见表1。

表1 饲粮组成及营养水平

1.4 饲养管理

试验期间,各组饲养管理条件保持一致,羊自由饮水和自由采食。整个试验期内定期对羊圈进行消毒处理。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 生长性能测定

分别在试验开始和结束时晨饲前称量体重,每天统计并记录每组羊的饲喂量和剩料量,试验结束后计算平均日采食量(ADFI)。1)ADFI=试验期采食总量/试验天数;2)ADG=(试验末重-试验始重)/试验天数;3)料重比= ADFI/ADG。

1.5.2 血清生化指标的测定

正饲期的第45天在晨饲前用真空采血管颈静脉采血5 mL,室温下静置2 h,3 500 r·min-1离心15 min后取血清,-20 ℃冰箱中冻存。检测丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等抗氧化相关指标,严格按照试剂盒说明书进行具体操作,测定各项指标的快速反应试剂盒,均购自南京建成生物工程研究所。

1.5.3 瘤胃发酵参数的测定

晨饲前采用口腔插管方法采集瘤胃液,用注射器抽取瘤胃液50 mL,四层无菌纱布过滤于离心管中-20 ℃保存备用。用pH 211 Microprocessor pH Meter酸度计直接测量pH值;参考冯宗慈等[7]的比色法测定氨态氮浓度;参考Bradford[8]的考马斯亮蓝法测定菌体蛋白浓度;采用 COMOSIL 5C18-PAD 色谱柱(4.6 mm*250 nm)测定挥发性脂肪酸。

1.6 数据处理与分析

应用 Excel 2016整理试验数据,采用SPSS 21.0 软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),用Duncan氏法进行平均值的多重比较,进行差异显著性分析,以P<0.05 为差异显著,结果用平均值±标准差(mean±SD)表示。

2 结果

2.1 单宁对断奶羔羊生长性能的影响

由表2可知:单宁对断奶羔羊初始重、末重、日增重、日采食量、料重比各组间差异均不显著(P>0.05)。

表2 单宁对断奶羔羊生长性能的影响

2.2 单宁对断奶羔羊血清抗氧化指标的影响

由表3可看出,对照组和0.3%单宁组的丙二醛含量显著高于0.15%单宁组(P<0.05),对照组和试验2组相比较,差异不显著(P>0.05);0.15%单宁组和0.3%单宁组的总超氧化物歧化酶含量显著高于对照组(P<0.05),0.15%单宁组和0.3%单宁组相比较,差异不显著(P>0.05);0.15%单宁组的总抗氧化能力显著高于对照组(P<0.05),与0.3%单宁组相比较,差异不显著(P>0.05)。

表3 单宁对断奶羔羊血清抗氧化指标的影响

硫氧还蛋白氧化还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的含量,三组间差异不显著(P>0.05)。

2.3 单宁对断奶羔羊瘤胃发酵的影响

由表4可知,0.15%单宁组和0.3%单宁组的NH3-N浓度都显著低于对照组(P<0.05);0.15%单宁组和0.3%单宁组的MCP浓度显著高于对照组(P<0.05);丙酸、乙酸、丁酸和总挥发性脂酸差异均不显著(P>0.05)。

表4 单宁对断奶羔羊瘤胃发酵参数的影响

3 讨论

3.1 单宁对断奶羔羊生长性能的影响

大量研究表明,单宁是抗营养因子,一方面是单宁能与唾液中的蛋白在口腔中相互作用,引起粗糙不适的感觉,并且使口腔组织产生收敛感和干燥感,从而产生苦涩的味道,使饲粮适口性下降,从而影响反刍动物的进食量;另一方面是单宁会影响反刍动物对饲粮中营养物质的消化率[5]。近年来,也有研究证明在反刍动物饲喂过程中添加适量的单宁,不会对反刍动物产生不良影响[9]。Al-dobaib等[10]研究发现,在苜蓿干草中添加不同水平的单宁,当单宁浓度为2%时可保护苜蓿氮不受瘤胃降解,提高了羔羊的生长性能,但当单宁浓度大于2%时会产生负面影响。齐明江等[11]研究发现,饲喂添加4 000 mg·kg-1的栗木单宁可显著提高平均日增重和平均日采食量。也有研究表明,饲粮中添加不同比例的单宁(0.2 %、0.4 %、0.6 %)对育肥期的荷斯坦奶牛的日增重和试验始末的体重变化没有显著影响[12]。在李志威等[13]的研究中,将饲粮中的粗饲料换为含有单宁的百脉根并没有对生长性能产生影响。本试验结果发现,羔羊的日增重受单宁的影响较小,料重比呈下降趋势,差异均不显著。他们的研究结果与本试验结果有差异,产生这个结果的原因,一方面是本试验组间单宁水平差异过小,导致得出的数据差异不显著;另一方面是断奶应激对羔羊产生的影响,羔羊的消化系统尚未发育完全,且本试验饲喂时间较短,对生长性能产生的影响较小。

3.2 单宁对断奶羔羊血清抗氧化指标的影响

机体内,细胞本身就具有阻碍自由基产生的非酶系统和清除氧化自由基的酶促系统,通过减少体内自由基,使机体内自由基处于一种动态平衡状态,在一些稳态过程中发挥着关键的调节作用[14]。如果这个平衡被扰乱,过量的自由基会对机体造成氧化损伤,而抗氧化是生物体的一种保护自身免受自由基损害的机制。MDA的含量及其变化能间接过氧化反应对机体的损伤大小。T-SOD和T-AOC具有抗氧化和抗衰老的作用。GSH-PX可以保护细胞膜结构和功能的完整性。解湧芳[15]的试验表明,在饲粮中添加不同水平的单宁,绵羊血清中 CAT、T-SOD、GSH-PX 和 TrxR 的浓度都显著高于对照组,MDA浓度显著低于对照组。Peng等[16]的试验结果表明含单宁的紫色草原三叶草可改善羊的抗氧化能力,本试验T- SOD含量变化与Peng一致,CAT变化虽然变化不显著,但较对照组来说有所升高。Hassan等[17]发现,羔羊日粮中添加6%石榴皮单宁、6%芒果叶单宁以及3%石榴皮和3%芒果叶单宁均能提高血清中SOD 和 CAT 浓度,降低MDA浓度,与本试验的结果一致。因此,添加适宜浓度的单宁可改善酶抗氧化系统,减少自由基对机体组织的损伤,对提高断奶羔羊的抗氧化能力有一定作用。

3.3 不同浓度单宁添加剂对瘤胃发酵的影响

pH值是评价瘤胃发酵情况是一个重要的指标。瘤胃内容物pH值是食糜中挥发性脂肪酸与唾液中缓冲盐相互作用、以及瘤胃上皮对挥发性脂肪酸吸收随食糜流出等因素综合作用的结果,pH值范围一般为6～7。Liu等[18]研究发现,日粮中添加板栗单宁对瘤胃液pH无显著影响。本试验中试验组pH值较对照组高,变化不显著,变化范围均在瘤胃适宜的pH值内。瘤胃液中NH3-N浓度会影响瘤胃微生物的生长和繁殖,过高或过低均会产生不利的影响。大量试验表明,不同类型和剂量的单宁均能降低NH3-N的浓度[19]。Orlandi等[20]的试验研究了不同水平的黑荆树单宁对瘤胃发酵参数的影响,在他设置的几个水平下,随着单宁浓度的增加氨态氮的含量明显降低。本试验0.15%单宁组和0.3%单宁组NH3-N的浓度显著低于对照组。NH3-N浓度的降低由多种原因造成,许多研究表明单宁抑制瘤胃微生物的活性,增加过瘤胃蛋白的数量,进而导致NH3-N浓度的下降;或者是由于瘤胃中NH3-N含量具有动态而复杂的变化,需要动态的去观测、检测NH3-N的含量。对反刍动物而言,菌体蛋白是反刍动物主要蛋白来源之一。菌体蛋白的稳定生成,只能够维持中、低产反刍动物蛋白质的营养需要,对于高产反刍动物,瘤胃菌体蛋白提供的氨基酸不能满足其需要,必须增加过瘤胃蛋白的数量。本试验MCP的浓度随单宁量的增加显著增加,这与王敬尧[21]的试验结果一致。说明本试验中添加0.15%和0.3%的单宁可以增加反刍动物对蛋白质的营养需要。本试验的结果显示,对照组的丙酸浓度高于0.15%单宁组和0.3%单宁组,0.3%单宁组的乙酸浓度高于对照组和0.15%单宁组,差异均不显著。Jolazadeh等[22]从开心果中提取不同量的单宁处理饲粮,研究其对荷斯坦公牛的生产性能、瘤胃发酵、养分消化率等的影响,结果显示,乙酸和丙酸的比值增加,丁酸的含量则呈现下降趋势,差异均不显著。瘤胃中的VFA主要是由瘤胃微生物和各种酶作用于饲粮中的碳水化合物的代谢产物,再经过一系列的降解和转化产生。瘤胃中的VFA可以提供的能量占反刍动物总能量的70%～80%,足以维持反刍动物正常的生长、繁殖等生理活动。Aguerre等[23]在饲粮粗蛋白中添加板栗单宁提取物,试验组中总VFA的量变化不显著,与本试验结果一致。但Dschaak等[24]发现,当日粮中添加小麦浓缩单宁后,总VFA浓度降低。VFA浓度可能受到许多因素的影响,如单宁来源、单宁添加量、单宁与饮食组成之间的互作以及单宁对瘤胃微生物的影响。

4 结论

(1)饲粮中添加0.15%和0.3%的单宁对断奶羔羊生长性能没有显著影响。(2)饲粮中添加单宁显著提高了断奶羔羊血清抗氧化能力,显著降低了血清中MDA含量。(3)饲粮中添加单宁显著降低了瘤胃发酵参数中的NH3-N浓度,MCP浓度有显著的提高;对VFA没有显著的影响。(4)其中添加0.15%单宁组效果较0.3%单宁组好。