饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪生长性能和血清生化指标的影响

董 冠 杨维仁* 杨在宾 姜淑贞 张桂国 郭 凯

(1.山东农业大学动物科技学院，泰安 271018;2.山东省济宁市南阳湖农场，济宁 272000)

甜菜碱又称三甲基甘氨酸，其最普遍的形式是无水甜菜碱、硫酸甜菜碱和甜菜碱盐酸盐。甜菜碱作为甲基供体，不仅与体内活性物质的合成和代谢有关，也可以降低其他甲基供体的需求量［1－2］。具有调节机体渗透压［3］、改善饲料适口性［4］、提高畜禽生长［5－6］、降低脂肪［7］、改善肉质［8］等生物学功能。许梓荣等［9］研究表明，在饲粮中添加甜菜碱(600和800 mg/kg)显著提高了断奶仔猪的生长速度和饲料利用率。Huang等［10］和Young等［11］研究也发现甜菜碱可以促进猪不同阶段的生长发育。但国内外关于甜菜碱的研究也有不一致的结论，Martins等［12］和 Matthews等［13］研究表明甜菜碱对仔猪的生长性能无显著影响。国内外关于甜菜碱的报道已较多，但关于仔猪饲粮中添加甜菜碱对血清代谢的研究报道较少。因此，本试验拟研究饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪的作用效果及其对血清蛋白质和脂肪代谢的影响，旨在为甜菜碱的生产应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

饲料级95%盐酸甜菜碱，由山东省潍坊祥维斯化学品有限公司提供。

1.2 试验动物及饲粮

选用体重(7.12±0.11)kg、断奶后 1周的“杜×长×大”仔猪，基础饲粮参照NRC(1998)仔猪营养需要量配制，基础饲粮组成及营养水平见表1。

1.3 试验设计与饲养管理

将160头断奶仔猪随机分为4组，每组4个重复，每个重复10头。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别饲喂在基础饲粮上添加600、900、1 200 mg/kg甜菜碱的试验饲粮。试验期28 d。

试验选择标准化猪场进行，试验猪饲养在标准保育猪舍内进行。料槽自由采食及饮水，保持圈舍干净和干燥，每天记录采食量及死亡猪数，观察猪的毛色、采食、活动状况、腹泻疾病情况等。试验开始和结束时称取每组总重量，计算平均日采食量(average daily feed intake，ADFI)、平均日增重(average daily gain，ADG)和料重比(feed/gain，F/G)。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.4 样品的采集与制备

试验结束后空腹12 h称重，从每个重复中选择体重相近的仔猪2头，前腔静脉采血，分离血清，进行激素和生化指标的测定。

1.5 指标测定

1.5.1 激素含量的测定

采用DFM－96型10管放射免疫γ计数器(日立H－7500)测定血清中生长激素(growth hormone，GH)和胰岛素样生长因子Ⅰ(insulin and insulin-like growth factorⅠ，IGF-Ⅰ)的含量，试剂盒由天津九鼎医学生物工程有限公司提供。

1.5.2 血清生化指标的测定

采用全自动生化分析仪(日立HITACHI 7600－020)测定血清中总蛋白(total protein，TP)、白蛋白(albumin，ALB)、球蛋白(globulin，GLB)、尿素氮(urea nitrogen，UN)、胆固醇(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)、极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein，VLDL)含量以及谷草转氨酶(glutamic oxalacetic transaminase，GOT)、谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase，GPT)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)和肌酸激酶(creatine kinase，CK)活性。

1.6 数据处理

数据采用SAS 8.0软件进行统计学处理，方差分析使用one-way ANOVA，多重比较采用Duncan氏法，P＜0.05为差异显著。一次和二次效应分析采用SAS 8.0中正交多项式比较甜菜碱添加量的影响。

2 结果

2.1 饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪生长性能的影响

由表2可知，添加甜菜碱显著提高了断奶仔猪的ADG(P＜0.05)，且随着甜菜碱添加水平的增加，ADG呈现二次曲线增高的效应趋势(P＜0.10)。其中以600 mg/kg试验组效果最好，与对照组相比ADFI和ADG分别提高了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试验组 ADFI最高，与对照组相比提高了7.29%(P＜0.05)。其余各组间差异不显著(P＞0.05)，且随着甜菜碱添加水平的增加，仔猪ADFI呈现一次线性增高的效应趋势(P ＜0.05)。

表2 甜菜碱对断奶仔猪生长性能的影响Table 2 Effects of betaine on growth performance of weaner piglets

2.2 饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪血清GH和IGF-Ⅰ含量的影响

由表3可知，饲粮中添加甜菜碱各试验组均显著提高了断奶仔猪的GH和IGF-Ⅰ含量(P＜0.05)。与对照组相比，各试验组血清GH含量分别提高了 64.1%、48.7% 和38.5%(P ＜0.05)，血清 IGF-Ⅰ含量分别提高了 68.3%、34.7% 和56.0%(P＜0.05)。且随着甜菜碱添加水平的增加，GH含量呈现二次曲线增高的效应趋势(P＜0.05)，IGF-Ⅰ含量呈现一次线性效应或二次曲线增高的效应趋势(P＜0.05)。

表3 甜菜碱对断奶仔猪血清GH和IGF-Ⅰ含量的影响Table 3 Effects of betaine on contents of GH and IGF-Ⅰin serum of weaner piglets ng/mL

2.3 饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪血清代谢酶活性的影响

由表4可知，饲粮中添加甜菜碱提高仔猪血清中GOT、GPT和ALP活性，但是各组间差异不显著(P＞0.05)。GOT活性呈现一次线性增高的效应趋势(P＜0.10)。饲粮中添加甜菜碱对CK的活性也无显著影响(P＞0.05)。

表4 甜菜碱对断奶仔猪血清代谢酶活性的影响Table 4 Effects of betaine on serum metabolic enzyme activities of weaner piglets U/L

2.4 饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪血清中蛋白质代谢的影响

由表5可知，试验组血清UN含量显著低于对照组(P＜0.05)，600 mg/kg试验组血清UN含量最低，与对照组相比降低了11.86%(P＜0.05)。随着甜菜碱添加水平的升高，血清UN含量呈现二次曲线增高的效应趋势(P＜0.05)。各组TP、ALB和GLB含量差异不显著(P＞0.05)，但添加甜菜碱后各项蛋白质指标均有所提高，更高的添加量并没有产生更好的效果。

表5 甜菜碱对断奶仔猪血清蛋白质代谢产物的影响Table 5 Effects of betaine on serum protein metabolite of weaner piglets

2.5 饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪血清脂肪代谢的影响

由表 6可知，各组间血清 CHOL、HDL和VLDL含量差异均不显著(P＞0.05)。而600 mg/kg试验组TG和LDL含量与对照组相比降低了24.7%(P＜0.05)，其余各组 LDL含量也有所降低，但差异不显著(P＞0.05)。随着甜菜碱添加水平的升高，TG和LDL含量呈现二次曲线降低的效应趋势(P＜0.10)。

表6 甜菜碱对断奶仔猪血清脂肪代谢的影响Table 6 Effects of betaine on serum fat metabolism of weaner piglets mmol/L

3 讨论

3.1 饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪生长性能的影响

本试验研究结果表明，添加甜菜碱可以增加仔猪的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均有显著改善。而1 200 mg/kg的添加量仔猪ADFI最高，这可能是因为甜菜碱属于季胺型生物碱，具有甜味和鱼虾敏感的鲜味，能刺激动物的嗅觉和味觉。许梓荣等［9］的饲养试验结果显示，添加甜菜碱(600和800 mg/kg)显著地提高了断奶仔猪的生长速度和饲料利用率。余东游等［14］研究也表明，甜菜碱可显著提高猪不同阶段的生长速度、降低F/G。但是更高的添加量并没有更好地改善仔猪生长性能，如本试验中900和1 200 mg/kg 2个试验组。其可能的作用机理如下:动物吸收的外源甜菜碱主要在肝脏中发挥甲基供体的作用，并受甜菜碱－高半胱氨酸－甲基转移酶和胱硫醚－β－合成酶(CβS)的双重调控。由于外源添加大量的甜菜碱，肝脏通过提高CβS活性，使大部分高半胱氨酸通过转硫途径形成胱硫醚，从而使机体甲基代谢途径处于稳定的动态平衡。因此，更高的添加量并没有更好地改善仔猪生长性能。

3.2 饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪蛋白质代谢的影响

研究表明，血清TP和UN含量是衡量机体蛋白质合成代谢的重要指标。本试验结果显示，添加甜菜碱使血清中TP含量升高，而UN含量显著降低。这与许梓荣等［9］、Matthews等［13］和余东游等［14］的研究结果一致，证明猪体内氨基酸分解作用减弱，氮贮留增加，留存时间延长，意味着试验猪蛋白质沉积增加［15］。同时，血清TP含量与肌肉率呈正相关，血清TP含量升高，表明蛋白质合成代谢加强，使其与组织蛋白保持动态平衡正向作用加强，促进组织器官的生长［16］。甜菜碱作为甲基供体可以更有效地提供机体肌酸、肉碱、核酸和蛋白质等的合成代谢所需的甲基，从而满足仔猪快速生长的需要［17］。

本试验还发现，甜菜碱提高了仔猪血清中GH、IGF-Ⅰ的含量，此结果与 Huang 等［10］的研究结果一致。动物体内这2种激素的提高，都会促进蛋白质合成代谢，增加蛋白质的沉积。GH能增加细胞膜对氨基酸的通透性，促进氨基酸进入细胞，为蛋白质合成提高足够的原料，也能促进蛋白质合成，减少氨基酸的分解，使机体氮贮留增加，呈正氮平衡［18］。血浆中IGF-Ⅰ含量与ADG之间呈显著的正相关，能够同时影响蛋白质的合成和降解过程，使机体蛋白质的降解过程减慢，使蛋白质的沉积增加［19］。

此外，血清GOT、GPT活性是反映肝脏、心脏功能的2个重要指标，其活性过高意味着肝脏、心脏可能有损伤。而本研究发现添加甜菜碱对血清GOT、GPT活性没有显著影响。说明甜菜碱对肝脏和心脏无有害影响，这与试验过程中猪只的健康状况相符。

3.3 饲粮中添加甜菜碱对断奶仔猪脂肪代谢的影响

血清中TG和CHOL含量是反映脂肪代谢的重要指标。本试验结果显示，甜菜碱能够降低血清中TG和CHOL含量，提高HDL含量。这与王敏奇等［20］、张冬梅等［21］的研究一致。甜菜碱可通过自身代谢循环，完善与脂蛋白合成有关的细胞内膜的形成，从而使肝脏中VLDL合成增加，使TG迁移速度加快［22］。同时甜菜碱使血液游离脂肪酸含量升高，而脂肪酸主要来自机体动员脂肪组织、乳糜微粒和VLDL中的TG，甜菜碱促进TG向游离脂肪酸的转化从而更有效地进行β氧化，使血清中TG含量降低。HDL与CHOL结合形成HDL，以此运输脂类，说明血液输送胆固醇的能力增加，CHOL总含量下降。表明甜菜碱可影响肝脏的脂质代谢，从而改变脂蛋白比例，并具有一定的抗脂肪肝脏作用。以上结果显示，甜菜碱作为有效地甲基供体能够加强肝脏脂肪酸的运载能力，起到降低或重新分配体内脂肪的作用。

4 结论

①饲粮中添加甜菜碱可以提高仔猪ADG，降低F/G，改善仔猪的生长性能。其中添加量以600 mg/kg为效果最好。

②饲粮中添加甜菜碱可以显著增加血清中GH和IGF-Ⅰ含量，并且显著降低UN含量，促进机体蛋白质的合成和沉积。

③饲粮中添加甜菜碱可以显著降低血清中TG和LDL含量，同时有提高HDL含量的趋势，促进猪体的脂肪代谢。

［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，韩英，范兆廷，等.水产饲料诱食剂的应用［J］.水产学杂志，2003，16(2):72 －76.

［5］ 占秀安，许梓荣.甜菜碱在肉鸡体内供甲基代谢及其节约蛋氨酸效应机制［M］.中国粮油学报，2004，19(3):78－81.

［6］ 汪以真，占秀安.甜菜碱对肉雏鸡作用效果的研究［J］.动物营养学报，1998，10(2):45 －51.

［7］ 王昕陟，刘家胜.甜菜碱对肥育猪生长性能及胴体品质的影响［J］.养猪，2006(1):33－34.

［8］ 边连全，安磊旭，张东梅，等.甜菜碱和胆碱对育肥猪胴体品质及肉品质的影响［J］.饲料工业，2009，30(4):6－8.

［9］ 许梓荣，余东游.甜菜碱对断奶仔猪的作用效果及其机理探讨［J］.浙江大学学报:农业与生命科学版，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］ 余东游，冯杰，许梓荣.甜菜碱对猪不同阶段脂肪和蛋白质代谢的影响［J］.中国兽医学报，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］ 黄其春.甜菜碱对育肥猪脂肪代谢及其关键酶基因表达的影响与机理研究［D］.博士学位论文.杭州:浙江大学，2006.

［17］ 余东游，许梓荣.甲基供体促仔猪生长的内分泌机制的探讨［J］.中国畜牧杂志，2000，36(5):8 －10.

［18］ 王明运.激素化学［M］.北京:人民卫生出版社，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，许梓荣.甜菜碱对生长猪脂肪代谢的影响［J］.浙江农业学报，2001，13(6):339 －342.

［21］ 张冬梅，边连全，安磊旭，等.肉碱与甜菜碱对育肥猪生长性能及脂肪代谢的影响［J］.河南农业科学，2009(4):111－114.

［22］ 陈剑杰.甜菜碱对猪生长性能，体脂含量的影响及其机理探讨［J］.山地农业生物学报，2003，22(5):452－455.