濃縮大麥DDGS對肉牛生長性能、瘤胃發酵和肌纖維數量的影響

易先國

(信陽農林學院,河南信陽 464000)

在飼養牲畜時，高蛋白飼料對生長很重要，其中豆粕常被用來增加飼料中的蛋白質含量，但價格較昂貴。來自谷物制造過程的副產品營養豐富，價格較低，目前已被用作飼料原料。大麥是釀酒工業中常使用的谷物，其副產品（DDGS）含有大量蛋白質（Suzuki 等，2011）。犢牛瘤胃發育及其功能改善，尤其是瘤胃上皮細胞，在營養傳遞、吸收和代謝中起關鍵作用，對犢牛健康和后續生長性能具有重要影響（Martens 等，2012）。Tsuruoka等（2017）研究發現，日糧添加濃縮大麥DDGS 可以提高日本黑牛瘤胃丁酸、丙酸和戊酸濃度和血漿β- 羥丁酸濃度。丁酸和丙酸作為瘤胃上皮的能量來源，對上皮細胞發育影響最大。丁酸通過瘤胃壁時產生β- 羥丁酸，血漿β- 羥丁酸是評估瘤胃上皮代謝活動的一個重要指標。Gotoh（2003）在日本黑馬和小母牛的生長期發現，IIB型肌纖維（快收縮糖酵解型）和IIA 型肌纖維（快收縮氧化糖酵解型）的數量減少，而I 型（慢收縮氧化型）肌纖維的數量則相反。生長發育與肌肉發育密切相關，而肌肉發育與糖酵解和氧化性肌肉代謝有關。因此，本研究旨在探討濃縮大麥DDGS 對犢牛生長速度、瘤胃發酵、血液代謝物及肌纖維數量的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與處理 試驗將24 頭體重一致的肉牛隨機分為4 組，對照組飼喂玉米- 豆粕型日糧，處理1 組在干草日糧中添加5% 濃縮大麥DDGS，處理2 組飼喂高水平豆粕，處理3 組在干草日糧中添加15% 濃縮大麥DDGS，對照組、處理1 組、處理2 組和處理3 組營養水平維持一致。試驗從3月齡開始到9月齡結束，所有犢牛均飼喂配方飼料（真可消化氮77.6%、粗蛋白質19.8%），配方飼料和干草分開飼喂。采食量按體重比例飼喂，從初始體重的2.1% 降至最終體重的1.4%。所有犢牛在5 個月大時被閹割，處理組犢牛飼喂混有干草的濃縮大麥DDGS。濃縮大麥DDGS、干草及豆粕和玉米混合物化學成分分析見表1。

1.2 采食量及瘤胃發酵性能分析 每天記錄肉牛全價料、濃縮料的飼喂量，根據配方占比及營養成分分析每天的養分攝入量。用瘤胃瘺管收集早晨飼后4 h 的瘤胃液，用4 層紗布過濾瘤胃液，除去飼料顆粒，4℃下1200×g 離心10 min。為了去除蛋白質，在上清液中以5% 的比例加入高氯酸溶液，然后將所得流體樣品保存在-20℃，參考Hosoda 等（2005）的研究方法，用氣相色譜法分析瘤胃液揮發性脂肪酸含量及組成。

表1 各種原料化學成分分析 %

1.3 血液代謝指標及肌纖維組成 分別于試驗第3、6 和9 個月結束當天用肝素鈉管收集頸靜脈的血液樣本，樣品立即以1500×g 4℃離心10 min，血漿保存于-80℃待分析。采用試劑盒法分析血液代謝產物含量（β- 羥丁酸、葡萄糖、膽固醇、尿素氮和非酯化脂肪酸）。犢牛的肌纖維類型百分比分布是根據每個組織中約300 個肌纖維中每種肌纖維類型的數量計算出來的，其中肌肉纖維的大小是通過隨機選擇的50 根纖維中每一種類型的最大寬度（垂直于長度軸）的直徑來確定的。

1.4 數據統計與分析 試驗主因素變量的數據采用SAS 軟件單因素方差模型進行分析，采用Duncan’s 法進行多重比較，P＜ 0.05 表示差異顯著，0.05 ≤P＜0.10 表示具有顯著差異的趨勢。

2 結果與分析

2.1 對采食量及生長速度的影響 由表2 可知，試驗3 組干物質、濃縮料、全價料、飼料原料的攝入量均表現為最高。

由表3 可知，處理3 組較對照組顯著提高肉牛的末重和平均日增重（P＜0.05），同時處理1 組較對照組有提高肉牛平均日增重的趨勢（P=0.08）。

表2 采食量及養分攝入量

表3 濃縮大麥DDGS 對肉牛生長性能的影響

2.2 對瘤胃揮發性脂肪酸的影響 由表4 可知，處理1 組較對照組有提高6月齡肉牛乙酸鹽濃度的趨勢（P=0.07），同時處理3 組6月齡肉牛丁酸、戊酸和總揮發性脂肪酸含量較對照組有提高趨勢（P=0.06，0.09，0.09）。處理 3 組較對照組顯著提高了9月齡肉牛乙酸比例（P＜0.05），而處理2 組較對照組有提高乙酸比例的趨勢（P=0.09）。處理1 組較對照組有降低6月齡肉牛丙酸比例的趨勢（P=0.06）。

表4 濃縮大麥DDGS 對肉牛瘤胃揮發性脂肪酸含量的影響

2.3 對血漿代謝指標的影響 由表5 可知，處理1 組和處理3 組較對照組顯著提高了6月齡肉牛β- 羥丁酸的含量（P＜0.05）。處理2 組較對照組顯著降低了3月齡肉牛血漿尿素氮含量（P＜0.05），而處理3 組提高了9月齡肉牛血漿尿素氮含量（P=0.09）。對照組與各處理組對血漿葡萄糖、膽固醇、非酯化脂肪酸含量的影響均無顯著差異（P＞ 0.05）。

2.4 對肌纖維類型及直徑的影響 由表6 可知，濃縮大麥DDGS 組較對照組顯著降低了9月齡肉牛Ⅰ型肌纖維比例（P＜0.05），而處理1 組較對照組有提高6月齡肉牛ⅡB 型肌纖維比例的趨勢（P=0.09），但處理1 組較對照組顯著提高了9月齡肉牛ⅡB 型肌纖維比例（P＜0.05）。對照組和處理2 組9月齡肉牛Ⅰ型肌纖維比例顯著高于6月齡（P＜ 0.05），而處理 3 組 9月齡肉牛Ⅱ A 型肌纖維比例顯著高于6月齡（P＜0.05），而對照組、處理1 組和處理2 組9月齡肉牛ⅡB 型肌纖維比例顯著低于6月齡（P＜0.05）。

表5 濃縮大麥DDGS 對肉牛血漿代謝指標的影響

表6 濃縮大麥DDGS 對肉牛肌纖維類型及直徑的影響

3 討論

無論濃縮大麥DDGS 添加量是多少，15% 濃縮大麥DDGS 組最終體重均顯著增大，采食濃縮大麥DDGS 的犢牛生長速度提高。同時無論豆粕或玉米飼喂量多少，對犢牛生長均無影響。在本研究中，由于每個籠子關了3 只犢牛，我們無法統計每頭牛的采食量。因此，我們沒有對飼料攝入量進行統計分析，但對照組、5% 濃縮大麥DDGS組、高豆粕組和15% 濃縮大麥DDGS 組的平均每千克體重粗蛋白質、非纖維碳水化合物和總可消化養分攝入量分別為粗蛋白質0.43、0.42、0.47、0.45，非纖維碳水化合物 1.07、1.06、1.10、1.07，總可消化養分 1.70、1.67、1.78、1.69。雖然高大豆組總可消化養分攝入量在數值上較高，但對照組與高大豆組的日增重差異不顯著。另一方面，5%濃縮大麥DDGS 組的粗蛋白質、非纖維碳水化合物和總可消化養分攝入量較低，但其日增重高于對照組，這些結果表明，飼喂濃縮大麥DDGS 可以促進犢牛生長的原因除了營養攝入外還有其他原因。

本研究中，15% 濃縮大麥DDGS 組6月齡犢牛瘤胃中丁酸和戊酸濃度較高，血漿β- 羥丁酸濃度明顯高于對照組。對照組和5% 濃縮大麥DDGS 組瘤胃中丁酸和戊酸濃度無顯著差異，但5% 濃縮大麥DDGS 組6月齡時血漿β- 羥丁酸濃度明顯高于對照組。固體飼料的攝入對犢牛從前胃動物向反芻動物過渡至關重要（Coverdale等，2004）。瘤胃早期發育與晚期發育相比提高了飼料利用率，可能有利于真胃健康（Berends 等，2012）。因此，濃縮大麥DDGS 對斷奶后瘤胃發育可能是一種有利的飼料原料，其提高了斷奶至6個月后瘤胃的早期發育。Tsuruoka 等（2017）認為，濃縮大麥DDGS 比豆粕含有更多的乳酸和甘油，在瘤胃中注入乳酸可以增加丙酸和丁酸的濃度，同時添加甘油還可以增加瘤胃中總揮發性脂肪酸、丙酸和丁酸含量（Wang 等，2009）。因此，作者認為，與豆粕相比，濃縮大麥DDGS 中乳酸和甘油含量越高，瘤胃中丙酸和丁酸的生成能力越強。但由于飼喂少量濃縮大麥DDGS 會增加血漿β- 羥丁酸濃度，因此，濃縮大麥DDGS 可能含有其他增加丁酸鹽產量的成分。

肌纖維可根據其收縮特性進行分類，這種分類導致3 種主要的肌纖維類型，也可以根據其主要代謝特征來區分，如I 型及纖維（慢收縮氧化型），IIB 型肌纖維（快收縮糖酵解型）和IIA 型肌纖維（快收縮氧化糖酵解型）（Gotoh，2003）。紅色慢收縮肌纖維含有大量線粒體，并以氧化代謝為主要能量來源，而白色快收縮肌纖維含有更多的糖原，主要利用糖酵解代謝（Schiaffino 和Reggiani，2011）。β- 羥丁酸可以通過線粒體內膜的氧化磷酸化轉化為大量的能量。在本研究中，濃縮大麥DDGS 組6 個月時I 型肌纖維直徑明顯大于對照組，這一結果與血漿β- 羥丁酸濃度一致。但IIB 型肌纖維直徑在對照組和處理組之間無顯著差異，這表明日糧添加濃縮大麥DDGS 可能引起氧化性肌纖維肥大，因為增加了幼齡犢牛血漿β- 羥丁酸濃度，而I 型肌纖維的較高尺寸一直維持到9月齡，但此時血漿β- 羥丁酸濃度無明顯差異。

4 結論

綜上所述，日糧添加濃縮大麥DDGS 可激活斷奶后肉牛瘤胃上皮的代謝，且添加水平越高，對犢牛的生長越有促進作用。但濃縮大麥DDGS 會引起氧化性肌肉肥大，導致血漿β- 羥丁酸濃度升高，I 型肌纖維在6月齡時隨血漿β- 羥丁酸含量增加而發育加強，而骨骼肌在9月齡時氧化性肌纖維較少。