过量蛋氨酸对7～28日龄北京鸭生长性能和血液指标的影响

2018-08-15薛佳佳侯水生卢连水

动物营养学报 2018年8期

薛佳佳谢明唐静黄苇张琪侯水生* 卢连水

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193；2.重庆市畜牧科学院，重庆 402460；3.河北省肃宁县农业局，沧州 062350)

蛋氨酸是肉鸭生长发育所必需的氨基酸，在机体内参与蛋白质合成、甲基代谢、生物抗氧化等重要生理生化过程[1-5]。同时，因肉鸭配合饲料多以蛋氨酸含量较低的玉米、豆粕、杂粕等植物性饲料原料为主，蛋氨酸是肉鸭饲粮的第1限制性氨基酸。因此，生产中需要将晶体蛋氨酸添加到肉鸭饲粮中以满足肉鸭生长需要。饲粮中添加适宜水平的蛋氨酸可促进肉鸭生长、改善胴体品质、促进羽毛生长[6-8]。然而，蛋氨酸是一种毒性很强的氨基酸。在蛋氨酸水平正常(0.38%)的饲粮中添加1%晶体蛋氨酸可显著降低21～42日龄北京鸭平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)[9]。目前，肉鸭饲粮蛋氨酸安全限量的研究未见相关报道，而现已发表蛋氨酸毒性的研究报道受饲粮蛋氨酸水平的限制尚少，无法准确地预测出其安全限量。目前，折线模型已经成功应用于家禽饲料原料最大安全限量的预测[10]。这为蛋氨酸最大安全限量的研究提供了新的统计方法。同时，天然存在的蛋氨酸以L构型蛋氨酸为主。因此，本试验以晶体L-蛋氨酸为蛋氨酸来源，在蛋氨酸水平满足肉鸭营养需要的基础上添加不同水平的晶体L-蛋氨酸，研究饲粮中添加过量蛋氨酸对7～28日龄北京鸭生长性能和血液指标的影响，并通过折线模型预测肉鸭饲粮中蛋氨酸最大安全限量，为肉鸭饲粮中晶体蛋氨酸的合理安全使用提供技术参数和理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计及饲粮组成

试验采用单因子完全随机试验设计，设6个饲粮蛋氨酸水平(0.48%、0.73%、0.98%、1.23%、1.48%和1.73%)。基础饲粮主要参考我国《肉鸭饲养标准》(NY/T 2122—2012)配制而成，且蛋氨酸水平(0.48%)满足育雏期北京鸭正常生长需要，基础饲粮组成及营养水平见表1。通过在基础饲粮中添加不同水平(0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%和1.25%)的蛋氨酸,配制成6种不同蛋氨酸水平(0.48%、0.73%、0.98%、1.23%、1.48%和1.73%)的试验饲粮。其中，蛋氨酸添加形式为晶体L-蛋氨酸(纯度99%)，试验饲粮均制成颗粒饲料。依据每组每重复试验鸭初始体重基本一致的原则，将252只7日龄健康雄性北京鸭随机分为6个组，每组7个重复，每个重复6只鸭。试验期21 d。

1.2 饲养管理

试验鸭网上平养，自由采食与饮水，24 h光照。7～28日龄按试验饲粮分组饲养，其他按常规饲养管理进行。

1.3 生长性能测定

于29日龄早晨，分别称取各组各重复鸭只空腹体重和剩余饲料重，计算7～28日龄鸭平均日增重、平均日采食量和料重比(F/G)。

1.4 血液指标测定

于29日龄早晨，从每组的每个重复随机挑选试验鸭2只，颈静脉采血6 mL。其中，3 mL置于乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)抗凝管中，用于血液常规指标测定。另外3 mL置于肝素钠抗凝管中，3 500 r/min离心15 min，分离血浆，用于血浆生化指标的测定。

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)预混料为每千克饲粮提供 Premix provided the following per kilogram of the diet：Cu 10 mg，Fe 60 mg，Zn 60 mg，Mn 80 mg，Se 0.3 mg，I 0.2 mg，氯化胆碱 choline chloride 1 000 mg，VA 10 000 IU，VD33 000 IU，VE 20 IU，VK32 mg，硫胺素 thiamin 2 mg，核黄素 riboflavin 8 mg，VB64 mg，VB120.02 mg，泛酸 pantothenic acid 20 mg，叶酸 folic acid 1 mg，生物素 biotin 0.2 mg。
2)营养水平均为计算值。Nutrient levels were all calculated values.

血液中血红蛋白(Hb)含量、红细胞计数(RBC)、平均红细胞血红蛋白含量(MCH)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)、平均红细胞体积(MCV)和红细胞体积分布宽度(RDW)等血常规指标采用德国ABX Pentra 120血细胞分析仪进行分析，试剂盒购自德国ABX公司。

血浆总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿酸(UA)、总胆红素(TBIL)含量及谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)和乳酸脱氢酶(LDH)活性采用HITACHI7080全自动生化分析仪进行分析，试剂盒均购自四川迈克生物科技股份有限公司。血浆高半胱氨酸(Hcy)含量参考谢明[11]方法采用柱前荧光衍生高效液相色谱法进行分析，测定仪器为Waters 2690液相色谱仪。

1.5 统计分析

试验数据用“平均值±标准差”表示。试验数据采用SAS 9.3统计软件进行统计分析，应用GLM程序按完全随机试验设计进行单因子方差分析。以P<0.05为显著性水平，运用Duncan氏法进行平均值之间的多重比较。同时，依据Alhotan等[10]的方法，采用折线模型预测肉鸭饲粮中蛋氨酸的最大安全限量。

折线模型如下：

y=lx

y=l+u(x-r)x≥r。

式中：y为肉鸭生产性能；x为饲粮蛋氨酸水平(%)；r为蛋氨酸最大安全限量(%)；l为当x=r时肉鸭的生产性能；u为折线模型的斜率；在该模型中，当x

2 结果

2.1 过量蛋氨酸对7～28日龄北京鸭生长性能的影响

由表2可知，过量蛋氨酸对北京鸭末重、平均日增重及平均日采食量均产生显著影响(P<0.05)。与饲粮蛋氨酸水平为0.48%和0.73%时相比，饲粮蛋氨酸水平为0.98%时，北京鸭末重显著降低(P<0.05)，北京鸭平均日增重和平均日采食量显著降低(P<0.05)，且随饲粮蛋氨酸水平的升高而进一步显著降低(P<0.05)。各组间的北京鸭料重比无显著差异(P>0.05)。

表2 过量蛋氨酸对7～28日龄北京鸭生长性能的影响Table 2 Effects of excess methionine on growth performance of Peking ducks during 7 to 28 days of age

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。
In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 过量蛋氨酸对28日龄北京鸭血浆生化指标的影响

由表3可知，过量蛋氨酸对28日龄北京鸭血浆总胆红素、高半胱氨酸含量及谷丙转氨酶、乳酸脱氢酶活性均产生显著影响(P<0.05)，而对总蛋白、白蛋白、尿酸含量及谷草转氨酶活性均未产生显著影响(P>0.05)。与饲粮蛋氨酸水平为0.48%时相比，当饲粮蛋氨酸水平为0.98%及以上时，血浆总胆红素含量显著升高(P<0.05)；当饲粮蛋氨酸水平为1.23%及以上时，血浆高半胱氨酸含量显著升高(P<0.05)，且随蛋氨酸水平的升高而进一步显著升高(P<0.05)；当饲粮蛋氨酸水平为1.73%时，血浆谷丙转氨酶和乳酸脱氢酶活性显著升高(P<0.05)。

表3 过量蛋氨酸对28日龄北京鸭血浆生化指标的影响Table 3 Effects of excess methionine on plasma biochemical parameters of Peking ducks at 28 days of age

2.3 过量蛋氨酸对28日龄北京鸭血液常规指标的影响

由表4可知，过量蛋氨酸对28日龄北京鸭血液血红蛋白含量、红细胞计数、平均红细胞血红蛋白浓度、平均红细胞血红蛋白含量、平均红细胞体积和红细胞体积分布宽度均产生显著影响(P<0.05)。与饲粮蛋氨酸水平为0.48%时相比，当饲粮蛋氨酸水平为0.98%及以上时，血液血红蛋白含量和平均红细胞血红蛋白浓度均显著降低(P<0.05)；当饲粮蛋氨酸水平为1.23%及以上时，血液平均红细胞血红蛋白含量显著降低(P<0.05)；当饲粮蛋氨酸水平为1.48%及以上时，血液红细胞体积分布宽度显著升高(P<0.05)，血液红细胞计数显著降低(P<0.05)，而血液平均红细胞体积显著升高(P<0.05)。

表4 过量蛋氨酸对28日龄北京鸭血液常规指标的影响Table 4 Effects of excess methionine on routine blood routine parameters of Peking ducks at 28 days of age

2.4 7～28日龄北京鸭饲粮蛋氨酸的最大安全限量

采用折线模型回归分析，得到饲粮中蛋氨酸水平(x)与平均日增重(y)的回归方程：y=79.97-33.41×(x-0.87)(图1)。由回归方程可知，7～28北京鸭饲粮蛋氨酸的最大安全限量为0.87%。

图1 饲粮中蛋氨酸水平与7～28日龄北京鸭平均日增重的回归关系Fig.1 Regression relationship between dietary methionine level and average daily gain of Peking ducks during 7 to 28 days of age

3 讨论

3.1 过量蛋氨酸对7～28日龄北京鸭生长性能的影响

与其他氨基酸相比，蛋氨酸的耐受范围比较窄，毒性作用比较明显[12]，因而也获得了许多研究者的关注。陈克嶙等[13]在半纯合饲粮中添加1.02%DL-蛋氨酸可显著降低21日龄肉鸡体重和饲料转化效率，同时引起肉鸡胫骨软骨发育不良发病率显著升高。Han等[14]以玉米-豆粕型饲粮为基础饲粮，饲粮中添加1.00%、2.00%和4.00%DL-蛋氨酸均可降低8～22日龄肉鸡的平均日增重、平均日采食量和饲料转化效率。Baker等[15]的研究表明，以纯合饲粮为基础饲粮(0.35%蛋氨酸+0.35%半胱氨酸)，饲粮中添加1.75%L-蛋氨酸会显著降低肉仔鸡的平均日增重和料重比。Xie等[9]研究发现，无论添加DL-蛋氨酸(1.00%和2.00%)还是等摩尔浓度的DL-羟基类似物游离酸均显著抑制生长后期北京鸭的平均日增重和平均日采食量。在本研究中，当饲粮蛋氨酸水平高于0.98%时，北京鸭平均日增重和平均日采食量均显著降低，该结果与上述研究报道一致。随饲粮蛋氨酸水平升高，北京鸭平均日采食量显著降低，可能是由于过量蛋氨酸竞争性抑制与其受体相同的氨基酸的摄取，进而引起这些氨基酸在动物脑部的耗竭，中枢神经系统进一步反馈性抑制动物采食氨基酸不平衡的饲粮[16]。有研究发现，这可能与胰岛素水平升高有关，但具体机制还有待进一步研究[17]。本试验中，北京鸭平均日采食量显著降低的同时，平均日增重也显著下降，而料重比无显著变化，表明过量蛋氨酸对肉鸭采食量的抑制作用是其限制肉鸭生长的主要原因。

3.2 过量蛋氨酸对28日龄北京鸭血浆生化指标的影响

血液生化指标是反映机体代谢状况的重要指标，能在一定程度上反映动物的生长和健康状况，已在动物生产、营养调控和疾病诊断等方面得到广泛应用[18-19]。高半胱氨酸是蛋氨酸代谢的中间产物，血浆高半胱氨酸是反映蛋氨酸毒性的敏感指标[12]。在本试验中，当饲粮蛋氨酸水平为1.23%及以上时，鸭血浆高半胱氨酸含量显著升高，这不仅反映出过量蛋氨酸对肉鸭的毒性，也反映出过量蛋氨酸导致肉鸭体内蛋氨酸分解代谢增强，进而导致作为中间代谢产物的高半胱氨酸大量堆积。目前医学研究表明，血浆中过高的高半胱氨酸含量是导致人类心血管疾病的独立危险因子。心脑血管疾病的发生与高高半胱氨酸含量导致血管内皮细胞损伤密切相关[20]。在冠心病、脑卒中、急性脑血管病等心血管疾病患者血浆中高半胱氨酸含量显著高于正常人[21-23]。因此，机体内过高高半胱氨酸含量可能是蛋氨酸导致肉鸭毒性的原因之一。此外，谷丙转氨酶、谷草转氨酶主要存在于肝细胞中，正常情况下血液中含量很少，但当肝细胞受到损伤时，会被大量释放进入血液，血液中以上转氨酶活性显著升高。因此，血液中转氨酶活性是反映肝损伤的灵敏指标。同时，血浆总胆红素含量是直接胆红素和间接胆红素的总和，其含量升高能够反映肝脏的分泌和排泄功能出现异常[24]。本试验中，过量的饲粮蛋氨酸可导致肉鸭血浆总胆红素含量和谷丙转氨酶活性显著升高。韩燕云等[17]在过量蛋氨酸对3～6周龄北京鸭毒性作用的研究中也发现，过量蛋氨酸在显著抑制肉鸭生长的同时，血浆谷丙转氨酶活性显著升高。这与本试验结果相一致，也进一步提示了饲粮中过量蛋氨酸可导致肉鸭肝脏损伤。

3.3 过量蛋氨酸对28日龄北京鸭血液常规指标的影响

血液是由血浆和血细胞组成，全血血常规检查主要对机体血细胞进行的定量检测，它能够很好地反映机体的健康状态。目前，关于饲粮中蛋氨酸水平对动物血常规指标影响的研究较少。在人类医学中，血红蛋白含量、红细胞计数、平均红细胞血红蛋白浓度、平均红细胞血红蛋白含量、平均红细胞体积和红细胞体积分布宽度主要用于贫血的诊断和推断疾病发生的原因[25-26]。其中，利用平均红细胞体积和红细胞体积分布宽度进行贫血分类具有很好的临床应用价值，二者均出现升高时，常被诊断为“巨幼细胞性贫血”[26]。巨幼细胞性贫血，是一种营养不良性贫血，主要是由体内叶酸、维生素B12缺乏引起，并伴有高半胱氨酸含量升高[27]。本试验中，饲粮蛋氨酸水平过高会引起血液血红蛋白含量、红细胞计数、平均红细胞血红蛋白浓度、平均红细胞血红蛋白含量显著降低，平均红细胞体积、红细胞体积分布宽度显著升高，这些结果不仅表明过量蛋氨酸对肉鸭红细胞造成损伤，也表明过量蛋氨酸可能导致肉鸭产生“巨幼细胞性贫血”。这可能与本试验中摄入过量蛋氨酸肉鸭的血浆高半胱氨酸含量显著升高密切相关。在动物体内，蛋氨酸循环过程中的再甲基化途径是实现高半胱氨酸降解的重要途径，而该途径需要叶酸和维生素B12参与。因此，摄入过量蛋氨酸会导致高半胱氨酸的降解途径加强，进而加大机体对叶酸和维生素B12的需求。

3.4 7～28日龄北京鸭饲粮蛋氨酸的最大安全限量

研究表明，饲粮中添加适量的蛋氨酸能显著提高动物的生长性能，改善畜禽产品品质，但添加过量蛋氨酸会抑制动物的正常生长，严重时可导致死亡[9,28-29]。本研究也显示，饲粮中添加过量蛋氨酸对7～28日龄北京鸭有明显的毒性作用。因此，确定蛋氨酸的最大安全限量对肉鸭的实际生产有指导意义。最近，Alhotan等[10]评估了折线模型在预测最大安全限量的有效性，结果显示折线模型能更好地预测饲料原料的最大安全限量。本研究中，以平均日增重为评价指标，采用折线模型估测7～28日龄北京鸭饲粮蛋氨酸的最大安全限量为0.87%。当育雏期肉鸡饲粮中蛋氨酸水平为0.57、0.46%、0.51%时，饲粮中添加1.00%蛋氨酸对肉鸡的平均日增重无显著抑制作用[15,30-31]。然而，本试验所估测出的饲粮蛋氨酸最大安全限量低于1.00%，这表明过量蛋氨酸对育雏期北京鸭生长的抑制作用要强于肉仔鸡。