甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊生长性能、屠宰性能、器官发育及脂肪沉积的影响

2018-12-13王文义王韵斐刁其玉

动物营养学报 2018年12期

杨东王文义马涛万凡王韵斐谭军张娟刁其玉*

(1.中国农业科学院饲料研究所，农业部饲料生物技术重点实验室，北京100081；2.内蒙古河套农业技术研究院，巴彦淖尔015000；3.巴彦淖尔市农牧业科学研究院，巴彦淖尔015000)

近些年，随着生活水平提高，人们对肉产品的品质也越来越重视。但是，我国目前的肉羊养殖模式以舍饲为主，该模式下为了达到快速增重的目的，在饲料选择上往往会大量使用精料，加之舍饲羊较放牧羊运动量更少，这就导致舍饲羊出栏时脂肪沉积过多，肉品质下降，而且肉产品中过多的脂肪会使人们罹患糖尿病、心脑血管等疾病的风险升高。因此，探索营养添加剂改善舍饲羊脂肪过度沉积进而改善肉品质成为目前的研究热点。

目前，一些绿色、安全的功能性添加剂在畜禽生产上的应用比较多，其不但可以促进动物生长而且对增肉降脂有明显作用[1-3]。甜菜碱化学名是三甲基甘氨酸，属于季胺碱类物质，是一种有三甲基结构的多功能营养型饲料添加剂。在畜牧生产中，具有维持维生素效价、缓解应激、促进动物生长发育以及改善肉品质等作用[4-6]。Virtanen等[7]研究认为，由于甜菜碱是一种有效的甲基供体，所以其在调节脂肪代谢方面具有优势。甜菜碱对脂肪调节可能在于其能够增加外围组织脂肪分解或降低脂肪合成[8]。边连全等[9]在杜×长×大三元杂交育肥猪饲粮中添加甜菜碱和L-肉碱可使育肥猪平均背膘厚度下降、眼肌面积增加。肉碱属于维生素类营养物质，无毒、无害，它在自然界中的存在形式有L型和D型，L-肉碱广泛存在于动植物组织中且具有生理意义，故一般所讲的肉碱是指L型。L-肉碱的化学结构类似于胆碱，生理特性接近氨基酸。它是长链脂肪酸进行β-氧化的必需载体，具有促进脂肪酸β-氧化的作用[10]，而且L-肉碱在氨基酸代谢过程中起重要作用，可促进蛋白质沉积[11]。L-肉碱还可以促进脂溶性维生素及钙、磷吸收；促进ATP运输到线粒体内膜；促进动物消化液的分泌，增强消化与吸收功能，提高氨基酸的利用率；改善动物机体的新陈代谢，促进动物生长，增强动物抗病能力等作用[12-14]。根据前人研究，上述2种添加剂在其他动物上可以改善生长性能和脂肪代谢，但是其对肉羊生长性能尤其是脂肪沉积的影响还鲜有报道。因此，本试验选择甜菜碱和L-肉碱作为添加剂，研究甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊生长性能、屠宰性能、器官发育及脂肪沉积的影响，旨在降低肉羊脂肪沉积，为其进一步在生产上使用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验在内蒙古河套农牧业技术研究院科研基地开展，时间为2015年10月至2015年12月，共55 d，其中预试期15 d，正试期40 d。

1.2 试验材料

甜菜碱：纯度为98%的无水甜菜碱，试验添加量为1‰(干物质基础)，全程添加。

L-肉碱：产品名为康力旺，有效成分(L-肉碱)含量为50%，试验添加量为0.4‰(干物质基础)，全程添加。

1.3 试验设计

试验采用单因素随机分组设计，选用体重为(29.0±0.4) kg、75日龄的蒙寒杂交羊270只，按照平均体重相近的原则分成3组，每组3个重复，每个重复30只羊。对照组(CON组)饲喂基础饲粮，甜菜碱组(BN组)和L-肉碱组(L-CN组)分别在基础饲粮中添加1‰甜菜碱和0.4‰L-肉碱。基础饲粮依据30～40 kg阶段肉用杂交羊的营养需要量配制饲粮。试验饲粮自行配制，精料制成颗粒料，粗料使用全混合日粮(TMR)搅拌机搅拌混合，预混料由北京精准动物营养研究中心提供。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of the diet：VA 15 000 IU，VD 2 200 IU，VE 50 IU，Fe 56 mg，Cu 12.5 mg，Mn 47 mg，Zn 24 mg，Se 0.5 mg，I 0.5 mg，Co 0.1 mg。

2)代谢能(代谢能=总能×0.47[15-16])为计算值，其他均为实测值。ME (ME=GE×0.47[15-16]) was a calculated value, while the others were measured values.

1.4 饲养管理

试验按照1个重复1个圈舍单独饲养，圈舍每间隔15 d消毒1次。试验预试期15 d，对所有羊编号、防疫及驱虫。正试期40 d，每天05:00和16:00准时喂料，先饲喂精料，再按照精粗比为52.5∶47.5(风干物质比例)的比例饲喂搅拌好的粗料。自由饮水，及时治疗疾病；羊舍保持卫生干净，每天及时清扫。试验开始、结束及每15 d空腹称重，并记录体重。正试期开始后，每3 d收集1次剩料，按照剩料占饲喂量10%的原则调整饲喂量。试验第55天，根据各组平均体重每组选取5只羊进行屠宰，测定其屠宰性能、器官发育和各部位脂肪沉积等指标。

1.5 测定指标和方法

1.5.1 生长性能

正试期第1天体重为初始体重(initial body weight，IBW)，第40天体重为终末体重(final body weight,FBW)，期间每15 d称重1次，记录每次称重数据；每天记录各组试验羊的饲喂量，每3 d收集并记录剩料量。通过上述数据计算平均日增重(average daily gain,ADG)、平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)以及饲料转化率(feed conversion ratio,FCR)。

平均日采食量=(饲喂量-剩料量)/饲喂天数。
平均日增重=(终末体重-初始体重)/饲喂天数。
饲料转化率=平均日采食量/平均日增重。

1.5.2 屠宰性能、器官指数和脂肪沉积的测定

试验第55天时，将同组的试验羊进行混群，然后从每组选取健康、接近平均体重的5只羊，共15只羊进行屠宰，当日16:00称重，禁食、禁水16 h，次日07:00屠宰前再称重。试验羊致晕后，颈静脉放血屠宰。

屠宰前逐只称取所有试验羊宰前活重。去头、蹄、内脏，剥皮后称出胴体重、内脏各器官重量以及各部位脂肪重量。消化道清除内容物并冲洗干净后，分别称量瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃、小肠、大肠重量，进行记录。

主要指标测定方法及计算公式如下：

胴体重(kg)：羊只屠宰放血后去皮、头(由环椎处分割)、管骨及管骨以下部分和内脏(保留肾脏及肾区脂肪)的质量。

眼肌面积：测量倒数第1与第2根肋骨之间脊椎上眼肌(背最长肌)的横切面，用硫酸纸绘出眼肌横切面的轮廓，采用公式计算：

眼肌面积(cm2)=高×宽×0.7。

胴体脂肪含量值(GR值)：在第12和第13肋骨之间，用游标卡尺测量距背脊中线11 cm处的组织厚度，是胴体脂肪含量的标志。

屠宰率(%)=(胴体重/宰前活重)×100。

1.6 数据处理分析

试验数据采用Excel 2007进行整理，采用SPSS 18.1统计软件的ANOVA过程进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，差异显著则用Duncan氏多重比较法检验。P<0.05作为差异显著的判断标准。

2 结果与分析

2.1 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊生长性能的影响

由表2可知，L-CN组的平均日采食量显著低于CON组和BN组(P<0.05)，BN组的平均日采食量与CON组无显著性差异(P>0.05)。L-CN组和BN组的平均日增重均略低于CON组，但无显著性差异(P>0.05)。CON组的饲料转化率低于L-CN组和BN组，但无显著性差异(P>0.05)。这表明饲粮添加甜菜碱和L-肉碱对羊只的增重性能和饲料转化率的影响不显著，但是饲粮添加L-肉碱可显著降低羊只的平均日采食量。

2.2 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊屠宰性能的影响

由表3可知，各组之间的宰前活重、胴体重、屠宰率、眼积面积以及GR值均无显著性差异(P>0.05)；但是3组中，CON组的眼积面积最小，GR值则最大。

2.3 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊内脏器官发育的影响

由表4可知，L-CN组心脏重量大于CON组，其余内脏器官重量都是BN组和L-CN组小于CON组，而且3组之间的内脏器官重量没有显著性差异(P>0.05)；从内脏器官重量占宰前活重比例来看，CON组、BN组以及L-CN组之间均无显著性差异(P>0.05)。这说明饲粮添加甜菜碱和L-肉碱对羊只的内脏器官发育没有显著影响。

表2 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊生长性能的影响

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.

表3 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊屠宰性能的影响

表4 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊内脏器官发育的影响

2.4 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊胃肠道发育的影响

由表5可知，CON组大肠重量以及大肠重量占宰前活重比例显著高于L-CN组(P<0.05)，BN组与其他2组则无显著性差异(P>0.05)；CON组瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃和复胃重量高于BN组和L-CN组，但是各组之间各胃室的重量均无显著性差异(P>0.05)；各组之间瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃重量占复胃总重比例和占宰前活重比例均无显著性差异(P>0.05)，复胃重量和复胃重量占宰前活重比例也无显著性差异(P>0.05)；各组之间小肠重量及小肠重量占宰前活重比例无显著性差异(P>0.05)。以上结果表明，饲粮添加甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊胃和小肠的发育无显著影响，但是饲粮添加L-肉碱对大肠发育可能有抑制的作用。

表5 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊胃肠道发育的影响

2.5 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊脂肪沉积的影响

由表6可知，3个组的尾部脂肪重量顺序为CON组>L-CN组>BN组，其中CON组显著高于BN组(P<0.05)，尾部脂肪重量占宰前活重比例也是CON组显著高于BN组(P<0.05)。CON组总脂肪重量显著高于BN组和L-CN组(P<0.05)，L-CN组总脂肪重量显著高于BN组(P<0.05)；总脂肪重量占宰前活重比例为：CON组>L-CN组>BN组，且CON组显著高于BN组和L-CN组(P<0.05)，L-CN组显著高于BN组(P<0.05)。各组之间的肠脂肪、瘤胃脂肪、心周脂肪、肾周脂肪重量无显著差异(P>0.05)，这4个部位占脂肪总重比例以及占宰前活重比例也无显著性差异(P>0.05)，但是可以看出，CON组中除了肾周脂肪重量略低于BN组和L-CN组外，其余3个部位脂肪重量均高于BN组和L-CN组。以上结果说明，饲粮添加甜菜碱和L-肉碱都有降低脂肪沉积的作用，其中甜菜碱的减脂效果更加明显。

表6 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊脂肪沉积的影响

3 讨论

3.1 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊生长性能的影响

本试验选择的甜菜碱和L-肉碱属于生物碱，它们参与体内营养物质代谢，具有提高动物生长性能[17]、改善脂肪在体内代谢等功能，属新型的营养再分配剂[18]。其中，甜菜碱促进动物生长的原理在于参与动物体内甲基代谢，在高半胱氨酸甲基化重新生成蛋氨酸的循环中起着重要作用。尽管很多研究[19-20]表明甜菜碱对动物体生长具有促进作用，但崔慧慧等[21]研究结果显示添加甜菜碱组并没有显著增加肉羊的生长性能。本次试验也出现了相似的结果，推测有两方面原因：一是由于甜菜碱在瘤胃中被部分降解为三甲胺；二是由于本次试验蛋白质水平较高，导致甜菜碱并没有发挥出替代蛋氨酸的作用。

关于L-肉碱促进动物生长的报道，国内外研究结果不一致。Rincker等[22]使用添加不同水平的L-肉碱饲粮饲喂仔猪，结果表明，饲粮添加50～100 mg/kg的L-肉碱使仔猪平均日增重、料重比都增加，认为L-肉碱具有改善断奶仔猪生长性能的作用。然而，Owen等[23]在生长育肥猪的研究表明，饲粮添加L-肉碱的试验组平均日采食量在各个阶段均低于无添加的对照组；而且在35 d至出栏的各育肥阶段，试验组的平均日增重也都低于对照组。丁艳艳[24]对滩羊的研究结果与Owen等[23]类似，在1～60 d的试验期内，L-肉碱组的平均日增重较对照组降低了5.58%，其中在1～30 d阶段，L-肉碱组较对照组降低了7.53%。本试验结果表明，L-CN组的平均日增重较CON组降低了5.96%，平均日采食量降低了3.29%，结果与上述结果一致。笔者认为有2种可能性：一是由于动物平均日采食量与平均日增重呈正相关[25]，所以L-肉碱降低了平均日采食量进而导致平均日增重的降低，至于L-CN组采食量降低的原因可能是L-肉碱对肉羊饲粮的适口性存在影响；二是在本试验饲粮组成和营养水平下，L-肉碱促进脂肪酸β-氧化作用明显，降低了脂肪沉积[10]，所以使平均日增重也降低。

3.2 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊屠宰性能的影响

屠宰性能可以直观地反映出动物生长性能，也是衡量经济效益的重要指标。本试验中各组的宰前活重、胴体重未出现显著差异，而且屠宰率也基本一致，表明肉羊产肉性能在一定阶段相对恒定。试验使用本团队30～40 kg营养需要量，得到各组的屠宰率分别为：CON组43.50%、BN组42.44%、L-CN组43.5%，与万凡等[26]在同阶段杜寒杂交羊上的研究得到的屠宰率差别不大，说明在相同营养水平下30～40 kg阶段蒙寒杂交羊与杜寒杂交羊获得的屠宰率相当。眼肌面积和GR值是衡量羔羊胴体品质的重要指标和胴体脂肪含量的标志[27]，眼积面积越大瘦肉率越高，而GR值则相反。从本试验结果来看，各组GR值大小顺序为CON组>L-CN组>BN组，虽然各组之间没有显著性的差异，但是L-CN组和BN组GR值均较对照组减少，而L-CN组和BN组的眼积面积均高于CON组。黄其春等[28]试验结果显示，饲粮中添加甜菜碱(1 250 mg/kg)使生长猪胴体瘦肉率提高了5.2%、眼肌面积增大了17.6%。结果提示饲粮添加甜菜碱和L-肉碱对肉羊提高瘦肉率、降低脂肪含量有一定效果。其中，BN组GR值最低而且眼积面积最大，推测BN组的瘦肉率为各组最高。

3.3 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊内脏器官和胃肠道发育的影响

内脏器官重量在一定程度上可以反映动物机体的状况。本试验结果表明，L-CN组和BN组的肝脏、肺脏、脾脏重量及其所占宰前活重比例与CON组相比都没有显著性差异，说明营养水平一致的情况下，饲粮添加甜菜碱和L-肉碱对内脏器官发育无影响，间接表明营养水平是影响器官发育的重要因素。

反刍动物胃肠道的发育程度直接关系到动物的采食能力和消化能力，其中以瘤胃的发育最为重要，关系着动物成年以后的生长性能[29]。本试验结果表明，L-CN组和BN组的各个胃室与CON组相比，重量和其占宰前活重比例均没有显著性差异，表明蒙寒杂交羊胃和小肠的发育与整个机体相协调。本次研究值得注意的是L-CN组的大肠重量及其占宰前活重比例与CON组相比显著降低；纪守坤等[30]研究表明，干物质采食量与粪便干物质排出量呈正相关，结合本试验的结果，推测L-CN组是由于采食量降低导致食物排出减少进而使大肠功能弱化。

3.4 甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊脂肪沉积的影响

我国大部分绵羊属于肥尾羊，形成这种尾型的主要原因是在自然进化时，这类羊在食物少的情况下利用尾部储存更多脂肪进而保证机体的能量需要[31]，所以更能适应其生长的环境。本试验选用的羊也属于此类品种，特点是尾部充满大量脂肪[32]。本次研究将瘤胃脂肪、肠脂肪、心周脂肪、肾周脂肪、尾部脂肪以及这几个部位总脂肪的重量作为评价脂肪沉积量大小的指标。从解剖部位来看，本次试验蒙寒杂交羊尾部脂肪在体脂肪所占比例最大，占试验总脂肪(皮下脂肪除外)的41%～57%，说明尾部脂肪是蒙古羊储存脂肪的主要部位。买买提明·巴拉提等[33]研究表明，同为肥尾羊的新疆麦盖提羊，其体内脂肪分布也集中在尾巴，尾脂重占脂肪总重(包括尾脂重、网油重及肾周脂重)普遍高于50%。本次试验还表明，饲粮添加甜菜碱和L-肉碱对肉羊内脏脂肪包括瘤胃脂肪、肠脂肪、心脏脂肪和肾周脂肪重量没有显著影响，可能由于这些器官的脂肪主要起到缓冲和保护内脏的作用，故一定范围内其重量比较稳定，而尾部脂肪作为储能的地方，其沉积量的大小不会对动物生存构成太大的影响，所以当甜菜碱和L-肉碱有作用时，对尾部脂肪的影响最大。

选择肥尾型蒙寒杂交羊作为试验羊是为更好体现甜菜碱和L-肉碱减脂增重的效果。从本试验结果来看，甜菜碱和L-肉碱对蒙寒杂交羊的脂肪沉积均有显著影响。甜菜碱最初在饲料工业应用是为了替代禽类与水产饲料中的蛋氨酸和胆碱[34]，在养猪业中，发现其还具有降低胴体脂肪沉积的作用[35]，但是它在肉羊生产尚无改善体脂沉积的研究。本试验结果证明了甜菜碱在肉羊的降脂作用，BN组总脂肪重量比CON组减少了989.6 g，降低了38.7%；BN组总脂肪重量占宰前活重比例比CON组也减少了2.59%，降低了37.2%，与甜菜碱在其他动物上的研究结果[36-37]一致。王敏奇等[38]选择48头“杜×长×大”仔猪，添加1 000 mg/kg的甜菜碱，以无添加组为对照，进行为期62 d的饲养试验，结果表明，添加组较对照组的背膘厚和板油重分别下降了14.81%和25.53%。甜菜碱对于脂代谢的影响可能有以下途径：一是提高甜菜碱合成酶活性，促进高半胱氨酸转化成蛋氨酸，为机体合成肉碱提供充足甲基，增加肉碱在机体肝脏或肌肉中合成量，肉碱可促进脂肪酸β-氧化，进而使脂肪的分解代谢增强；二是甜菜碱可以增加激素敏感脂酶(HSL)活性，且降低脂肪酸合成酶(FAS)、苹果酸脱氢酶(MDH)、脂蛋白脂酶(LPL)活性，从而加速脂肪分解和抑制部分脂肪合成达到降低胴体脂肪含量的效果；三是甜菜碱从激素水平影响脂质代谢，可以增加瘦素和胰岛素的含量，从而增加了脂肪的分解代谢[4,6,39-40]。

本试验中，L-CN组也出现脂肪沉积量的降低：L-CN组比CON组的总脂肪重量下降了578.4 g，且总脂肪重量占宰前活重比例下降了1.4%，证明其对脂肪沉积也有降低的作用。丁艳艳[24]在滩羊上的研究也得出相似结果，饲粮添加200 mg/kg的L-肉碱使尾脂重量极显著降低了31.4%，并判断L-肉碱可降低滩羊的体脂沉积。L-肉碱对脂肪沉积的影响在于L-肉碱是脂肪酸转运到细胞线粒体的唯一载体，也就是说L-肉碱是制约脂肪酸氧化的关键因子，添加L-肉碱促进了脂肪酸β-氧化，使脂肪沉积减少。Wall等[41]研究认为，饲粮添加L-肉碱可使游离肉碱与乙酰辅酶A结合形成乙酰肉碱，减少了乙酰辅酶A的堆积，从而解除对转移酶的抑制，使脂肪酸顺利氧化；而且L-肉碱的浓度决定了β-氧化的速度，L-肉碱浓度越高脂肪氧化速度越快，进而促进脂肪利用[42]。

甜菜碱和L-肉碱对脂肪代谢中有共同一条途径是都通过L-肉碱对脂肪酸氧化影响脂肪沉积量，而此次试验数据表明甜菜碱降脂作用更加明显，推测甜菜碱还通过上述另外2条途径的协同作用影响脂肪代谢。