飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬生長性能和血清生化指標的影響

董 冠 楊維仁* 楊在賓 姜淑貞 張桂國 郭 凱

(1.山東農業大學動物科技學院，泰安 271018;2.山東省濟寧市南陽湖農場，濟寧 272000)

甜菜堿又稱三甲基甘氨酸，其最普遍的形式是無水甜菜堿、硫酸甜菜堿和甜菜堿鹽酸鹽。甜菜堿作為甲基供體，不僅與體內活性物質的合成和代謝有關，也可以降低其他甲基供體的需求量［1－2］。具有調節機體滲透壓［3］、改善飼料適口性［4］、提高畜禽生長［5－6］、降低脂肪［7］、改善肉質［8］等生物學功能。許梓榮等［9］研究表明，在飼糧中添加甜菜堿(600和800 mg/kg)顯著提高了斷奶仔豬的生長速度和飼料利用率。Huang等［10］和Young等［11］研究也發現甜菜堿可以促進豬不同階段的生長發育。但國內外關于甜菜堿的研究也有不一致的結論，Martins等［12］和 Matthews等［13］研究表明甜菜堿對仔豬的生長性能無顯著影響。國內外關于甜菜堿的報道已較多，但關于仔豬飼糧中添加甜菜堿對血清代謝的研究報道較少。因此，本試驗擬研究飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬的作用效果及其對血清蛋白質和脂肪代謝的影響，旨在為甜菜堿的生產應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

飼料級95%鹽酸甜菜堿，由山東省濰坊祥維斯化學品有限公司提供。

1.2 試驗動物及飼糧

選用體重(7.12±0.11)kg、斷奶后 1周的“杜×長×大”仔豬，基礎飼糧參照NRC(1998)仔豬營養需要量配制，基礎飼糧組成及營養水平見表1。

1.3 試驗設計與飼養管理

將160頭斷奶仔豬隨機分為4組，每組4個重復，每個重復10頭。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組分別飼喂在基礎飼糧上添加600、900、1 200 mg/kg甜菜堿的試驗飼糧。試驗期28 d。

試驗選擇標準化豬場進行，試驗豬飼養在標準保育豬舍內進行。料槽自由采食及飲水，保持圈舍干凈和干燥，每天記錄采食量及死亡豬數，觀察豬的毛色、采食、活動狀況、腹瀉疾病情況等。試驗開始和結束時稱取每組總重量，計算平均日采食量(average daily feed intake，ADFI)、平均日增重(average daily gain，ADG)和料重比(feed/gain，F/G)。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.4 樣品的采集與制備

試驗結束后空腹12 h稱重，從每個重復中選擇體重相近的仔豬2頭，前腔靜脈采血，分離血清，進行激素和生化指標的測定。

1.5 指標測定

1.5.1 激素含量的測定

采用DFM－96型10管放射免疫γ計數器(日立H－7500)測定血清中生長激素(growth hormone，GH)和胰島素樣生長因子Ⅰ(insulin and insulin-like growth factorⅠ，IGF-Ⅰ)的含量，試劑盒由天津九鼎醫學生物工程有限公司提供。

1.5.2 血清生化指標的測定

采用全自動生化分析儀(日立HITACHI 7600－020)測定血清中總蛋白(total protein，TP)、白蛋白(albumin，ALB)、球蛋白(globulin，GLB)、尿素氮(urea nitrogen，UN)、膽固醇(cholesterol，CHOL)、甘油三酯(riglyeride，TG)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)、極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein，VLDL)含量以及谷草轉氨酶(glutamic oxalacetic transaminase，GOT)、谷丙轉氨酶(glutamic-pyruvic transaminase，GPT)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)和肌酸激酶(creatine kinase，CK)活性。

1.6 數據處理

數據采用SAS 8.0軟件進行統計學處理，方差分析使用one-way ANOVA，多重比較采用Duncan氏法，P＜0.05為差異顯著。一次和二次效應分析采用SAS 8.0中正交多項式比較甜菜堿添加量的影響。

2 結果

2.1 飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬生長性能的影響

由表2可知，添加甜菜堿顯著提高了斷奶仔豬的ADG(P＜0.05)，且隨著甜菜堿添加水平的增加，ADG呈現二次曲線增高的效應趨勢(P＜0.10)。其中以600 mg/kg試驗組效果最好，與對照組相比ADFI和ADG分別提高了5.56%(P＞0.05)和 17.9%(P ＜ 0.05)，F/G 降低了 10.7%(P＜0.05)。1 200 mg/kg試驗組 ADFI最高，與對照組相比提高了7.29%(P＜0.05)。其余各組間差異不顯著(P＞0.05)，且隨著甜菜堿添加水平的增加，仔豬ADFI呈現一次線性增高的效應趨勢(P ＜0.05)。

表2 甜菜堿對斷奶仔豬生長性能的影響Table 2 Effects of betaine on growth performance of weaner piglets

2.2 飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬血清GH和IGF-Ⅰ含量的影響

由表3可知，飼糧中添加甜菜堿各試驗組均顯著提高了斷奶仔豬的GH和IGF-Ⅰ含量(P＜0.05)。與對照組相比，各試驗組血清GH含量分別提高了 64.1%、48.7% 和38.5%(P ＜0.05)，血清 IGF-Ⅰ含量分別提高了 68.3%、34.7% 和56.0%(P＜0.05)。且隨著甜菜堿添加水平的增加，GH含量呈現二次曲線增高的效應趨勢(P＜0.05)，IGF-Ⅰ含量呈現一次線性效應或二次曲線增高的效應趨勢(P＜0.05)。

表3 甜菜堿對斷奶仔豬血清GH和IGF-Ⅰ含量的影響Table 3 Effects of betaine on contents of GH and IGF-Ⅰin serum of weaner piglets ng/mL

2.3 飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬血清代謝酶活性的影響

由表4可知，飼糧中添加甜菜堿提高仔豬血清中GOT、GPT和ALP活性，但是各組間差異不顯著(P＞0.05)。GOT活性呈現一次線性增高的效應趨勢(P＜0.10)。飼糧中添加甜菜堿對CK的活性也無顯著影響(P＞0.05)。

表4 甜菜堿對斷奶仔豬血清代謝酶活性的影響Table 4 Effects of betaine on serum metabolic enzyme activities of weaner piglets U/L

2.4 飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬血清中蛋白質代謝的影響

由表5可知，試驗組血清UN含量顯著低于對照組(P＜0.05)，600 mg/kg試驗組血清UN含量最低，與對照組相比降低了11.86%(P＜0.05)。隨著甜菜堿添加水平的升高，血清UN含量呈現二次曲線增高的效應趨勢(P＜0.05)。各組TP、ALB和GLB含量差異不顯著(P＞0.05)，但添加甜菜堿后各項蛋白質指標均有所提高，更高的添加量并沒有產生更好的效果。

表5 甜菜堿對斷奶仔豬血清蛋白質代謝產物的影響Table 5 Effects of betaine on serum protein metabolite of weaner piglets

2.5 飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬血清脂肪代謝的影響

由表 6可知，各組間血清 CHOL、HDL和VLDL含量差異均不顯著(P＞0.05)。而600 mg/kg試驗組TG和LDL含量與對照組相比降低了24.7%(P＜0.05)，其余各組 LDL含量也有所降低，但差異不顯著(P＞0.05)。隨著甜菜堿添加水平的升高，TG和LDL含量呈現二次曲線降低的效應趨勢(P＜0.10)。

表6 甜菜堿對斷奶仔豬血清脂肪代謝的影響Table 6 Effects of betaine on serum fat metabolism of weaner piglets mmol/L

3 討論

3.1 飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬生長性能的影響

本試驗研究結果表明，添加甜菜堿可以增加仔豬的ADFI，提高ADG，降低F/G。以600 mg/kg的添加量效果最好，其ADG和F/G均有顯著改善。而1 200 mg/kg的添加量仔豬ADFI最高，這可能是因為甜菜堿屬于季胺型生物堿，具有甜味和魚蝦敏感的鮮味，能刺激動物的嗅覺和味覺。許梓榮等［9］的飼養試驗結果顯示，添加甜菜堿(600和800 mg/kg)顯著地提高了斷奶仔豬的生長速度和飼料利用率。余東游等［14］研究也表明，甜菜堿可顯著提高豬不同階段的生長速度、降低F/G。但是更高的添加量并沒有更好地改善仔豬生長性能，如本試驗中900和1 200 mg/kg 2個試驗組。其可能的作用機理如下:動物吸收的外源甜菜堿主要在肝臟中發揮甲基供體的作用，并受甜菜堿－高半胱氨酸－甲基轉移酶和胱硫醚－β－合成酶(CβS)的雙重調控。由于外源添加大量的甜菜堿，肝臟通過提高CβS活性，使大部分高半胱氨酸通過轉硫途徑形成胱硫醚，從而使機體甲基代謝途徑處于穩定的動態平衡。因此，更高的添加量并沒有更好地改善仔豬生長性能。

3.2 飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬蛋白質代謝的影響

研究表明，血清TP和UN含量是衡量機體蛋白質合成代謝的重要指標。本試驗結果顯示，添加甜菜堿使血清中TP含量升高，而UN含量顯著降低。這與許梓榮等［9］、Matthews等［13］和余東游等［14］的研究結果一致，證明豬體內氨基酸分解作用減弱，氮貯留增加，留存時間延長，意味著試驗豬蛋白質沉積增加［15］。同時，血清TP含量與肌肉率呈正相關，血清TP含量升高，表明蛋白質合成代謝加強，使其與組織蛋白保持動態平衡正向作用加強，促進組織器官的生長［16］。甜菜堿作為甲基供體可以更有效地提供機體肌酸、肉堿、核酸和蛋白質等的合成代謝所需的甲基，從而滿足仔豬快速生長的需要［17］。

本試驗還發現，甜菜堿提高了仔豬血清中GH、IGF-Ⅰ的含量，此結果與 Huang 等［10］的研究結果一致。動物體內這2種激素的提高，都會促進蛋白質合成代謝，增加蛋白質的沉積。GH能增加細胞膜對氨基酸的通透性，促進氨基酸進入細胞，為蛋白質合成提高足夠的原料，也能促進蛋白質合成，減少氨基酸的分解，使機體氮貯留增加，呈正氮平衡［18］。血漿中IGF-Ⅰ含量與ADG之間呈顯著的正相關，能夠同時影響蛋白質的合成和降解過程，使機體蛋白質的降解過程減慢，使蛋白質的沉積增加［19］。

此外，血清GOT、GPT活性是反映肝臟、心臟功能的2個重要指標，其活性過高意味著肝臟、心臟可能有損傷。而本研究發現添加甜菜堿對血清GOT、GPT活性沒有顯著影響。說明甜菜堿對肝臟和心臟無有害影響，這與試驗過程中豬只的健康狀況相符。

3.3 飼糧中添加甜菜堿對斷奶仔豬脂肪代謝的影響

血清中TG和CHOL含量是反映脂肪代謝的重要指標。本試驗結果顯示，甜菜堿能夠降低血清中TG和CHOL含量，提高HDL含量。這與王敏奇等［20］、張冬梅等［21］的研究一致。甜菜堿可通過自身代謝循環，完善與脂蛋白合成有關的細胞內膜的形成，從而使肝臟中VLDL合成增加，使TG遷移速度加快［22］。同時甜菜堿使血液游離脂肪酸含量升高，而脂肪酸主要來自機體動員脂肪組織、乳糜微粒和VLDL中的TG，甜菜堿促進TG向游離脂肪酸的轉化從而更有效地進行β氧化，使血清中TG含量降低。HDL與CHOL結合形成HDL，以此運輸脂類，說明血液輸送膽固醇的能力增加，CHOL總含量下降。表明甜菜堿可影響肝臟的脂質代謝，從而改變脂蛋白比例，并具有一定的抗脂肪肝臟作用。以上結果顯示，甜菜堿作為有效地甲基供體能夠加強肝臟脂肪酸的運載能力，起到降低或重新分配體內脂肪的作用。

4 結論

①飼糧中添加甜菜堿可以提高仔豬ADG，降低F/G，改善仔豬的生長性能。其中添加量以600 mg/kg為效果最好。

②飼糧中添加甜菜堿可以顯著增加血清中GH和IGF-Ⅰ含量，并且顯著降低UN含量，促進機體蛋白質的合成和沉積。

③飼糧中添加甜菜堿可以顯著降低血清中TG和LDL含量，同時有提高HDL含量的趨勢，促進豬體的脂肪代謝。

［1］ EKLUND M，BAUER E，WAMATU J，et al.Potential nutritional and physiological functions of betaine in livestock［J］.Nutrition Research Reviews，2005，18(1):31－48.

［2］ BUDAVARI S.The merck lndex［M］.11th ed.Rahway，N J:Merck and Co.，Inc.，1989:1201 －1202.

［3］ RATRIYANTO A，MOSENTHIN R，BAUER E，et al.Metabolic，osmoregulatory and nutritional functions of betaine in monogastric animals［J］.Asian-Australasian Journal of Animal Sciences，2009，22:1461 －1476.

［4］ 尹海富，韓英，范兆廷，等.水產飼料誘食劑的應用［J］.水產學雜志，2003，16(2):72 －76.

［5］ 占秀安，許梓榮.甜菜堿在肉雞體內供甲基代謝及其節約蛋氨酸效應機制［M］.中國糧油學報，2004，19(3):78－81.

［6］ 汪以真，占秀安.甜菜堿對肉雛雞作用效果的研究［J］.動物營養學報，1998，10(2):45 －51.

［7］ 王昕陟，劉家勝.甜菜堿對肥育豬生長性能及胴體品質的影響［J］.養豬，2006(1):33－34.

［8］ 邊連全，安磊旭，張東梅，等.甜菜堿和膽堿對育肥豬胴體品質及肉品質的影響［J］.飼料工業，2009，30(4):6－8.

［9］ 許梓榮，余東游.甜菜堿對斷奶仔豬的作用效果及其機理探討［J］.浙江大學學報:農業與生命科學版，1999，25(5):543 －546.

［10］ HUANG Q C，XU Z R，HAN X Y，et al.Effect of betaine on growth hormone pulsatile secretion and serum metabolites in finishing pigs［J］.Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition，2007，91:85 －90.

［11］ YOUNG H，SUN J H，GU B P，et al.Effects of dietary glycine betaine on blood characteristics and pork quality［J］.Journal of Muscle Foods，2010，21:87 －101.

［12］ MARTINS J M，NEVES J A，FREITAS A，et al.Betaine supplementation affects the cholesterol but not the lipid profile of pigs［J］.European Journal of Lipid Science Technology，2010，112:295 －303.

［13］ MATTHEWS J O，SOUTHERN L L，BIDNER T D.Estimation of the total sulfur amino acid requirement and the effect of betaine in diets deficient in total sulfur amino acids for the weanling pig［J］.Animal Science，2001，79:1557 －1565.

［14］ 余東游，馮杰，許梓榮.甜菜堿對豬不同階段脂肪和蛋白質代謝的影響［J］.中國獸醫學報，2001，21(2):200－203.

［15］ COMA J，CARRION D，ZIMMERMAN D R.Use of plasma urea nitrogen as a rapid response criterion to determined the lysine requirement of pigs［J］.Animal Science，1995，73:472 －481.

［16］ 黃其春.甜菜堿對育肥豬脂肪代謝及其關鍵酶基因表達的影響與機理研究［D］.博士學位論文.杭州:浙江大學，2006.

［17］ 余東游，許梓榮.甲基供體促仔豬生長的內分泌機制的探討［J］.中國畜牧雜志，2000，36(5):8 －10.

［18］ 王明運.激素化學［M］.北京:人民衛生出版社，1987.

［20］ PETER K，ELISABETH J，TOM O N，et al.The role of growth hormone in growth，lipid homeostasis，energy utilization and partitioning in rainbow trout:interactions with leptin，ghrelin and insulin-like growth factorⅠ［J］.General and Comparative Endocrinology，2011，11:1 －10.

［20］ 王敏奇，許梓榮.甜菜堿對生長豬脂肪代謝的影響［J］.浙江農業學報，2001，13(6):339 －342.

［21］ 張冬梅，邊連全，安磊旭，等.肉堿與甜菜堿對育肥豬生長性能及脂肪代謝的影響［J］.河南農業科學，2009(4):111－114.

［22］ 陳劍杰.甜菜堿對豬生長性能，體脂含量的影響及其機理探討［J］.山地農業生物學報，2003，22(5):452－455.