飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿生長性能、營養物質表觀消化率和血清生化指標的影響

楊乾龍，魏倩倩，趙德輝，2，郭肖蘭，張鐵濤，王曉旭，鮑坤，王凱英*

（1.中國農業科學院特產研究所，吉林 長春 130112；2.河北科技師范學院動物科技學院，河北 秦皇島 066004）

梅花鹿是三寶之一，是我國畜牧業的重要組成部分，具有較高的藥用價值、食用價值及觀賞價值，其中鹿茸、鹿血、鹿鞭及鹿角等皆可入藥，鹿肉中具有豐富的蛋白質和氨基酸等營養物質，老少皆宜食用。但梅花鹿產業相對常規禽畜產業發展滯后，缺乏完善的飼養標準及產業規范。近年來，中國梅花鹿養殖量持續增長，仔鹿的氨基酸平衡和健康養殖尤為重要，限制性氨基酸賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和精氨酸被研究應用［1-3］。鹿產品的質量和品質與梅花鹿仔鹿的早期生長發育息息相關，而梅花鹿馴化時間短、野性大，仔鹿由于機體發育不完全更易受到應激刺激。尋找一種功能性氨基酸同樣是十分必要的。

半胱氨酸是一種重要的功能性氨基酸，蛋氨酸能夠在胱硫醚β-合成酶和胱硫醚γ-裂解酶的作用下合成半胱氨酸［4］，因此，半胱氨酸是一種條件性必需氨基酸。也有研究表明半胱氨酸是動物腸道的必需氨基酸，蛋氨酸充足與否均無法替代［5］。研究表明，半胱氨酸能夠促進舍飼肉羊和灘羊羔羊的生長性能［6-7］，降低獺兔血清丙二醛含量［8］；顯著提高大鼠超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活力，顯著降低丙二醛含量［9-10］；除此之外，還具有抗菌消炎、創傷修復和促進毛發生長等多種生物學功能［11-12］。前期在離乳期和越冬期梅花鹿仔鹿上的研究發現，半胱氨酸具有顯著的抗氧化，提高營養物質表觀消化率，降低血清氨基酸等作用，但過量添加又表現出生長抑制［13-14］。推測可能是幼齡梅花鹿瘤胃功能逐步健全，具備降解氨基酸的能力；同時也可能和添加劑量過高密切相關。因此，本試驗采用過瘤胃半胱氨酸，并降低有效添加劑量，探討飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿生長性能、營養物質表觀消化率和血清生化指標的影響。完善半胱氨酸在梅花鹿仔鹿上的研究，為其高效健康養殖提供完善的科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計和飼糧組成

單因素隨機區組試驗設計，將12頭育成期（7月齡）健康雄性梅花鹿［平均體重=（33.63±0.73）kg］，分為4組，每組3個重復，每個重復1只，組間初始體重差異不顯著，動物選自農業農村部長白山野生生物資源重點野外科學觀測試驗站。過瘤胃半胱氨酸的有效成分為51.70%。其中對照組（Ⅰ組）飼喂基礎飼糧，試驗組分別飼喂額外添加1.25（Ⅱ組）、2.50（Ⅲ組）和5.00 g·kg-1（Ⅳ組）過瘤胃半胱氨酸的試驗飼糧，基礎飼糧配方及添加水平參考本實驗室前期試驗［1，13］?；A飼糧配方及營養水平見表1和表2。試驗預飼期15 d，正試期112 d。

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

表2 基礎飼糧中氨基酸水平（風干基礎）Table 2 Amino acid content in basal diet（air-dry basis，%）

1.2 飼養管理

動物試驗在農業農村部長白山野生生物資源重點野外科學觀測試驗站進行。試驗前對梅花鹿進行疾病檢測。試驗日期：2021年1月4日-2021年5月11日，每天7：30和15：30定量飼喂，自由飲水。

1.3 樣品采集及處理

1.3.1 糞樣采集 試驗結束前3 d晨飼前采用部分收糞法收集糞樣［1］，每組每天收集3組新鮮糞樣，每袋大約收集100 g。去除鹿毛和沙礫，將收集的糞樣分成兩份，1份噴灑10%稀硫酸固氮，65℃烘干至恒重，粉碎后過0.425 mm篩，制成的風干基礎樣品測定粗蛋白。另1份85℃烘箱內滅菌2 h后，65℃烘干至恒重后粉碎過1.000 mm篩測定中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維。

1.3.2 血樣采集 試驗最后1 d晨飼前對梅花鹿麻醉并進行頸靜脈采血，血樣在帶有分離膠的促凝管中靜置至血清析出，3500 r·min-1離心10 min，血清分裝入1.5 mL Eppendorf管中，-80℃低溫保存，待測。

1.3.3 瘤胃液采集 試驗最后1 d晨飼前對梅花鹿進行麻醉，用瘤胃管通過口咽經過消化道到達瘤胃收集瘤胃液，分裝于5 mL凍存管，并立即放入液氮中，最后轉入-80℃超低溫保存，待測。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 生長性能指標 試驗開始第1天和最后1天晨飼前麻醉空腹稱重，計算初始體重（initial body weight，IBW）、終末體重（final body weight，FBW）和平均日增重（average daily gain，ADG）；每天記錄采食量，用于計算平均日采食量（average daily feed intake，ADFI）和料重比（feed/gain，F/G）。

1.4.2 營養物質含量的測定 干物質、有機物、粗蛋白質、粗脂肪、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、鈣、磷和氨基酸（Lys、Met和Cys等）含量測定方法參考黃健［1］。其中CP使用全自動定氮儀（kjeltec8420，瑞典），酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維使用纖維素分析系統（ANKON A2000i，美國），粗脂肪使用脂肪提取儀（B-811，瑞士），氨基酸使用氨基酸分析儀（L8900，日本）鈉柱測定。以酸不溶灰分法測定營養物質表觀消化率，各營養物質表觀消化率（%）=100-（100×A/A1×B1/B），其中A為飼糧中2 mol·L-1鹽酸不溶灰分百分含量，A1為糞中2 mol·L-1鹽酸不溶灰分百分含量，B1為糞中某營養物質百分含量，B為飼糧中某營養物質百分含量［13］。

1.4.3 血清生化指標的測定 高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL，貨號：100020238）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL，貨 號：100020248）、膽 固 醇（cholesterol，CHO，貨 號：100020080）、甘 油 三 酯（triglyceride，TG，貨號：100020090）、谷草轉氨酶（aspartate aminotransferase，AST，貨號：100020010）、谷丙轉氨酶（alanine aminotransferase，ALT，貨號：100020000）、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP，貨號：100020020）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH，貨號：100020050）、葡萄糖（glucose，GLU，貨號：100020106）、尿素（貨號：100020070）、白蛋白（albumin，ALB，貨號：100020150）和總蛋白（total protein，TP，貨號：100020140）測定使用中生北控生物科技有限公司試劑盒，全自動生化分析儀（Selectra-E，荷蘭）測定；過氧化氫酶（catalase，CAT，貨號：A007-1-1）、丙二醛（malondialdehyde，MDA，貨號：A003-1-2）、總超氧化物歧化酶（total-superoxide dismutase，TSOD，貨號：A001-1-2）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px，貨號：A005-1-2）試劑盒購自南京建成科技有限公司，按說明書測定；血清游離氨基酸及其代謝產物使用氨基酸分析儀（L8900，日本）鋰柱測定。

1.5 數據分析

采用Excel 2016軟件整理數據，采用統計軟件SAS 9.4進行one-way ANOVA方差分析，并且采用Duncan法進行多重比較，所得到的結果采用平均值±標準誤表示，并且以P＜0.05表示差異顯著，P＞0.05表示差異不顯著。

2 結果與分析

2.1 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿生長性能的影響

由表3可知，添加適量過瘤胃半胱氨酸后，Ⅲ組總增重和平均日增重顯著高于其余各組（P＜0.05）；Ⅲ組料重比顯著低于其余各組（P＜0.05）；各組間初重、末重和平均日采食量差異不顯著（P＞0.05）。

表3 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿生長性能的影響Table 3 Effect of rumen-protected cysteine on growth performance of sika deer in growing period

2.2 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿營養物質表觀消化率的影響

由表4可知，添加過瘤胃半胱氨酸后，Ⅰ組粗蛋白質、鈣和磷表觀消化率顯著低于其他各組（P＜0.05）；Ⅲ組干物質和有機物表觀消化率顯著高于Ⅰ組（P＜0.05）；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維表觀消化率Ⅲ組最高，分別比Ⅰ組提高8.80%和5.92%。

表4 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿營養物質表觀消化率的影響Table 4 Effect of rumen-protected cysteine on nutrient apparent digestibility in sika deer growing period（%）

由表5可知，隨著過瘤胃半胱氨酸添加量增加，半胱氨酸表觀消化率呈上升趨勢且各組間差異顯著（P＜0.05）；蛋氨酸表觀消化率呈現先上升后下降的趨勢，Ⅰ組顯著低于其余各組（P＜0.05）；甘氨酸表觀消化率Ⅱ組和Ⅲ組顯著高于Ⅰ組和Ⅳ組（P＜0.05）；絲氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、精氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸表觀消化率呈現先上升后下降的趨勢，Ⅱ組和Ⅲ組顯著高于Ⅰ組和Ⅳ組（P＜0.05），Ⅳ組顯著高于Ⅰ組（P＜0.05）；異亮氨酸、丙氨酸和脯氨酸表觀消化率呈現先上升后下降的趨勢，Ⅰ組顯著低于其余各組（P＜0.05），Ⅲ組顯著高于Ⅳ組（P＜0.05）。

表5 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿氨基酸營養物質表觀消化率的影響Table 5 Effect of rumen-protected cysteine on nutrient apparent digestibility of amino acid in sika deer growing period（%）

2.3 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿血清生化指標的影響

由表6可知，Ⅳ組低密度脂蛋白和膽固醇含量顯著高于Ⅰ組（P＜0.05）；各組間高密度脂蛋白、甘油三酯含量無顯著差異（P＞0.05）；Ⅳ組乳酸脫氫酶活力顯著高于其余各組（P＜0.05）；各組間谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶和堿性磷酸酶活力差異不顯著（P＞0.05）；Ⅲ組總蛋白含量顯著高于其余各組（P＜0.05）；各組間白蛋白、葡萄糖和尿素氮含量差異不顯著（P＞0.05）。

表6 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿血清生化指標的影響Table 6 Effect of rumen-protected cysteine on serum biochemical indexes of sika deer in growing period

由表7可知，Ⅲ組過氧化氫酶活力顯著高于其余各組（P＜0.05）；Ⅰ組丙二醛濃度顯著高于其余各組（P＜0.05）；各組間總超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活力差異不顯著（P＞0.05）。

表7 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿血清抗氧化功能的影響Table 7 Effect of rumen-protected cysteine on serum antioxidant function of sika deer in growing period

由表8可知，Ⅲ組血清半胱氨酸含量顯著低于Ⅰ組和Ⅳ組（P＜0.05）；Ⅲ組血清絲氨酸、磷酸絲氨酸和天冬氨酸含量顯著高于其余各組（P＜0.05）；Ⅲ組和Ⅳ組血清牛磺酸含量顯著高于Ⅰ組（P＜0.05）；Ⅲ組血清谷氨酸含量顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組（P＜0.05）；Ⅱ組和Ⅲ組血清1-甲基組氨酸含量顯著低于Ⅰ組（P＜0.05）；Ⅳ組肌肽含量顯著高于Ⅱ組和Ⅲ組（P＜0.05）；各組間蛋氨酸、甘氨酸、胱硫醚、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、組氨酸、酪氨酸、丙氨酸、脯氨酸、α-氨基乙二酸、α-氨基正丁酸、β-丙氨酸、γ-氨基正丁酸、乙醇胺、鳥氨酸、3-甲基組氨酸和羥脯氨酸含量差異不顯著（P＞0.05）。

表8 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿血清游離氨基酸及其衍生物含量的影響Table 8 Effect of rumen cysteine on serum free amino acids and its derivatives of sika deer in growing period（nmol·mL-1）

3 討論

3.1 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿生長性能的影響

反芻動物瘤胃能夠降解氨基酸，將氨基酸合成菌體蛋白等，飼糧中添加的晶體氨基酸僅有極少部分通過瘤胃到達腸道發揮作用，造成氨基酸的浪費和生產成本的提高，而過瘤胃保護是通過物理或者化學的方法將氨基酸進行保護，順利通過瘤胃而在腸道發揮作用，實現氨基酸的有效利用。增重、平均日增重能夠直觀反映動物生長狀況和健康狀態；采食量能夠反映飼糧的適口性；料重比，綜合反映飼糧的有效利用效率和飼養經濟效益。半胱氨酸作為一種功能性氨基酸，王麗慧［6］研究發現瘤胃保護型半胱氨酸能夠提高舍飼肉羊日增重，有效促進肉羊的生長；陳來祥等［7］研究發現瘤胃保護型半胱氨酸能夠顯著提高灘羊羔羊的末重和平均日增重，顯著降低料重比。本試驗結果與之相同，飼糧添加2.50 g·kg-1過瘤胃半胱氨酸時總增重和平均日增重顯著高于對照組，可能是半胱氨酸在體內脫羧產生半胱胺發揮作用，并且有研究表明，半胱胺能降低育成期梅花鹿料重比，提高平均日增重［15］；并且可能是通過降低生長抑素的分泌和促進生長激素的分泌，促進梅花鹿的生長發育［15-16］。先前的研究中離乳期和越冬期添加晶體半胱氨酸對提升梅花鹿生長性能結果不顯著［13-14］，本試驗與以上結果不同，可能與半胱氨酸包被有關，晶體半胱氨酸包被后減少了氨基酸的苦澀味道，改變了適口性；或者梅花鹿斷奶時，瘤胃就初步具備相應的功能，晶體氨基酸效果降低。本試驗總結試驗前期的結果，降低了半胱氨酸的有效添加劑量。也可能是因為育成期梅花鹿無斷奶分群應激，無寒冷應激，主要在春季進行身體的快速生長。采食量無顯著變化則可能和飼喂方式相關。

3.2 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿營養物質表觀消化率的影響

營養物質表觀消化率能夠在一定程度上反映腸道對營養物質的消化吸收利用程度。過瘤胃半胱氨酸對營養物質表觀消化率的研究鮮有報道，但前期試驗結果表明，L-半胱氨酸單體能夠提高粗蛋白質、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、鈣、磷、有機物和干物質的表觀消化率［13］，本試驗結果與之相同。半胱氨酸促進營養物質表觀消化率的提高可能與其代謝產物半胱胺及牛磺酸密切相關，并且赫俊峰等［17］驗證了半胱胺可顯著提高泌乳期梅花鹿各營養物質表觀消化率；因此，推測可能是半胱氨酸在動物體內代謝產生半胱胺，發揮相同的生理功能，其作用機制是半胱胺有益于消化道微生物活動，延長食糜在消化道的時間并促進消化酶的分泌［18-19］。本團隊在離乳期試驗中發現粗脂肪表觀消化率降低［13］，本試驗結果與之不同，添加2.50 g·kg-1過瘤胃半胱氨酸時，粗脂肪表觀消化率較對照組有所提高。通過對各時期的血清代謝物分析［14］，可能是因為?；撬岷坎煌瑢е碌慕Y果差異。作用機制可能是牛磺酸結合膽汁酸乳化脂肪，增大脂肪和脂肪酶接觸面積，提高胰脂肪酶活性，促進脂肪的消化吸收［20-21］。氨基酸是蛋白質的基本組成單位，氨基酸的表觀消化率能夠避免非蛋白氮的影響，可反映真蛋白的利用。添加L-半胱氨酸能夠提高越冬期梅花鹿氨基酸表觀消化率［14］，本試驗結果與之相同，且氨基酸表觀消化率變化趨勢和

粗蛋白質一致?？赡芘c促進粗蛋白質消化率提高的作用機制相同。半胱氨酸是腸道上皮細胞的必需氨基酸，可通過調節機體氧化還原狀態介導小腸上皮細胞的增殖，對小腸上皮細胞的抗氧化功能起著重要作用［5，22］；也可能是通過?；撬岽龠M幼齡動物腸道發育，修復腸道損傷，提高蛋白酶活性，從而增強腸道對營養物質的消化吸收［23］。最近的一項研究表明，飼糧添加半胱氨酸后可上調一些與蛋白質消化和氨基酸代謝相關的代謝物，如L-同型半胱氨酸磺酸、O-磷酸酪氨酸和甲硫氨酰組氨酸，影響氨基酸代謝［24］。在本試驗采食量基本相同的情況下，消化率的升高從一定程度上反映出增重的變化，兩類指標相互佐證。

3.3 飼糧添加過瘤胃半胱氨酸對育成期梅花鹿血清生化指標的影響

血清生化指標一定程度上可反映動物生長、營養物質代謝和健康狀況。甘油三酯是脂肪代謝的產物，含量越高，表明脂肪利用率越低［25］；高密度脂蛋白和低密度脂蛋白反映機體對膽固醇的運輸作用，其中高密度脂蛋白運輸外周組織中的膽固醇至肝臟，低密度脂蛋白運輸途徑相反［26］。大多數研究表明，半胱氨酸能夠降低或不改變血清甘油三酯、總膽固醇，高密度脂蛋白、低密度脂蛋白含量［5，9，27］，本試驗結果與之不完全相同，添加1.25和2.50 g·kg-1過瘤胃半胱氨酸無顯著影響，但添加5.00 g·kg-1后膽固醇和低密度脂蛋白含量顯著升高?？赡苁歉邉┝刻砑舆^瘤胃半胱氨酸對該生理階段梅花鹿脂肪代謝和沉積產生了巨大影響，但具體原因有待于進一步研究。谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶反映肝功能狀況，本試驗中兩者無顯著變化，可能是該時期梅花鹿未受到外源性應激處于健康生長狀態。本研究中添加適量的半胱氨酸可一定程度提高堿性磷酸酶的活性，而堿性磷酸酶是機體鈣、磷代謝的標志之一，能夠促進鈣和磷形成骨鹽［28］，本試驗中仔鹿處于骨骼生長發育關鍵時期，可能是加入適量半胱氨酸后促進鈣、磷的代謝，表現為動物骨骼生長發育情況［29］，與生長指標和鈣、磷的表觀消化率相符。曹寶紅等［8］研究發現，半胱氨酸對獺兔白蛋白和葡萄糖含量無顯著影響。王麗慧［6］研究發現，半胱氨酸能夠提高灘寒雜交羊總蛋白含量。本研究結果與以上相同，可能是添加適量過瘤胃半胱氨酸后可促進腸道的健康發育［5］，促進蛋白質的消化利用，提高血清中總蛋白含量，表現出蛋白質合成率高，促進動物生長性能的提高。具體的變化原因還有待于進一步研究。

過氧化氫酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活力能夠反映機體抗氧化防御系統的能力，并且超氧化物歧化酶能夠將超氧陰離子通過歧化反應產生過氧化氫和氧氣，隨后通過過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶將其分解［30］；丙二醛是脂質過氧化的終產物，其含量能直接反映細胞膜被氧化的程度［31］。研究表明，飼糧添加半胱氨酸可以防止高蔗糖誘導大鼠的氧化應激［32］；降低獺兔血清丙二醛含量［8］；顯著提高大鼠超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活力，顯著降低丙二醛含量［9-10］，本試驗結果與之相同，過氧化氫酶活力顯著提高，丙二醛含量顯著降低，高添加組總超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活力雖差異不顯著，但有所提升。半胱氨酸是一種含有巰基的抗氧化劑，能提高肝臟和血清谷胱甘肽含量，可以作為自由基的清除劑，干擾自由基的形成［10，33-36］；且巰基能和體內自由基結合轉化成容易代謝的酸類物質，從而加速自由基的清除，防止巰基自氧化而導致蛋白質變性［37］。可能是半胱氨酸刺激抗氧化酶Gpx-1的表達免受過氧化氫的傷害［38］；或通過下調NOX1、NOX2、NOX3和NOX4和上調HO-1、HCN2和HCN4基因的表達，清除氧化損傷組織內部多余的活性氧發揮作用［39-40］。

動物的健康狀況、營養水平和生長速度均能夠影響血液中氨基酸的組成，血清氨基酸作為機體氨基酸代謝庫，通常用來研究動物體內氨基酸代謝狀況［41］。研究結果表明，半胱氨酸可提高大鼠血液中半胱氨酸的濃度［36］。本試驗結果與之不同，但與前期越冬期［14］試驗結果相同，可能是一定水平的半胱氨酸促進谷胱甘肽和?；撬岬暮铣桑糜谔岣呖寡趸芰Γ?2-43］。添加過瘤胃氨基酸后血清?；撬岬臐舛蕊@著提高，與上述結果可互相解釋。大量的研究結果表明，牛磺酸具有抗氧化、緩解應激和促進營養物質消化吸收等至關重要的作用［20-21，44］。因此，半胱氨酸的添加對育成期梅花鹿的生長發育是有益的。研究表明，飼糧中添加含硫氨基酸時血清中必需氨基酸、非必需氨基酸及支鏈氨基酸的含量顯著降低［45-46］；根據Bai等［47］的研究結果，仔豬飼糧中半胱氨酸占含硫氨基酸的比例升高，大多數血清氨基酸濃度呈現下降趨勢。本試驗結果與以上結果不同，飼糧加入適量過瘤胃半胱氨酸后，除含硫氨基酸外，梅花鹿血清氨基酸濃度均有一定程度提高。綜合本試驗生長性能、粗蛋白質及氨基酸表觀消化率等指標，推測可能是半胱氨酸通過促進腸道的健康發育［5］，促進營養物質表觀消化率的提高，進一步提高了血清氨基酸的濃度，從而促進動物生長性能的提高。

4 結論

飼糧中添加過瘤胃半胱氨酸可顯著提高育成期梅花鹿生長性能，營養物質表觀消化率，血清總蛋白含量和機體抗氧化功能；顯著提高血清?；撬?、絲氨酸、天冬氨酸和谷氨酸濃度，降低血清半胱氨酸濃度。本試驗條件下過瘤胃半胱氨酸適宜添加量為2.50 g·kg-1，有效添加量為1.29 g·kg-1。