发酵白酒糟对育肥猪血浆生化参数和抗氧化指标的影响

2018-12-13张旺宏李华伟黎智华程润喜孔祥峰

动物营养学报 2018年12期

张旺宏李华伟祝倩黎智华程润喜孔祥峰*

(1.中国科学院亚热带农业生态研究所，亚热带农业生态过程重点实验室，动物营养生理与代谢过程实验室，畜禽养殖污染控制与资源化技术国家工程实验室，长沙410125；2.中国科学院大学，北京100049；3.路德生物环保技术(古蔺)有限公司，泸州646509)

开发新型饲料资源、提高现有饲料资源的利用效率是解决我国饲料资源短缺的有效途径。白酒糟是我国丰富的糟渣类饲料资源之一，每年约产生600万t的干酒糟[1]。白酒糟中含有大量的粗蛋白质、粗脂肪、钙和磷等营养成分，以及丰富的微生物发酵产物[2-3]。科学合理地利用这些糟渣类饲料资源对缓解我国饲料资源短缺和减少环境污染具有重要意义。但由于水分含量高、容易腐败变质、不便于运输以及营养组成不平衡等因素，鲜酒糟直接饲喂难以被畜禽消化吸收，其营养物质利用率低[4]。近年来研究证实，微生物能够利用酒糟中的淀粉、糖类、纤维素等物质转化为自身代谢产物，如寡糖、短链脂肪酸和维生素等，同时产生脂肪酶、蛋白酶及纤维素酶等，从而提高酒糟的消化利用率[5-6]。例如，利用混合菌种发酵酒糟，可使其粗蛋白质含量提高65.75%，粗纤维和单宁含量分别降低49.87%和72.00%[7]；利用酵母菌发酵白酒糟可提高其总能、粗蛋白质和多种氨基酸的含量[3]。茅台酒是世界著名的白酒之一，其酒糟的年产量约为11万t[8]。有关发酵白酒糟的营养价值及其对畜禽的饲喂效果等方面的研究较多，但未见有关发酵茅台酒糟(FML)用作猪饲料原料的报道。笔者前期研究表明，用FML部分替代基础饲粮对育肥猪的生长性能、胴体性状和肉品质不会产生不利影响，其中添加5%的FML可显著增加育肥猪平均日增重，显著降低料重比(数据未发表)。为了进一步探讨其作用机制，本文研究了FML替代不同比例的基础饲粮对育肥猪血浆生化参数和抗氧化指标的影响，为其在养猪生产中的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 FML的制备

FML由路德生物环保技术(古蔺)有限公司提供。其生产工艺如下：以茅台酒糟为培养基，接种高活性酵母菌种，采用三段式纯固态发酵工艺制备FML。第1阶段优化培养条件促进酵母菌增殖；第2阶段在厌氧条件下保证酵母的充分代谢，分泌代谢产物；第3阶段在高温高湿的条件下促使酵母细胞破壁自溶水解。经测定，FML中以干物质(含量为92.97%)为基础的养分水平如下：粗灰分9.28%、粗蛋白质23.96%、粗脂肪5.39%、粗纤维17.67%、酸性洗涤纤维38.0%、中性洗涤纤维47.28%、钙0.53%、磷0.55%和总能18.29 MJ/kg。

1.2 试验动物分组与饲养管理

动物试验在中国科学院亚热带农业生态研究所永安动物试验基地开展。试验选取平均体重为(39.95±2.15) kg的健康杜×长×大三元杂交去势公猪48头，根据体重随机分为4组，每组12个重复，每个重复1头猪，饲养于HHIS-02型全自动饲喂系统(河南河顺自动化设备有限公司)中。对照组饲喂基础饲粮，试验组用FML分别替代5%、10%和15%的基础饲粮。基础饲粮的营养标准符合NRC(2012)推荐量，其组成及营养水平见表1。试验过程中，全自动饲喂系统实时记录每头试猪的日采食量和日增重等数据。饲喂、饮水、采光和免疫等饲养管理按养殖场规范操作。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1)预混料为每千克饲粮提供 Premix provided the following per kg of diets：Cu (as copper sulfate) 10 mg，Fe (as iron sulfate) 100 mg，Se (as sodium selenite) 0.30 mg，Zn (as zinc oxide) 100 mg，Mn (as manganese oxide) 10 mg，VD3386 IU，VA 3 086 IU，VE 15.4 IU，VK 2.3 mg，VB23.9 mg，VB1215.4 mg，泛酸钙 calcium pantothenate 15.4 mg，烟酸 niacin acid 23 mg。

2)营养水平为计算值。Nutrient levels were calculated values.

1.3 样品采集与处理

分别于试猪平均体重达60、75和110 kg时，每组随机选取8头试猪，清晨空腹称重，前腔静脉采血10 mL，肝素抗凝，3 000 r/min离心10 min，分离血浆，分装于1.5 mL EP管中，-20 ℃保存，用于血浆生化参数和抗氧化指标的测定。

1.4 血浆生化参数和抗氧化指标测定

血浆样品于4 ℃解冻后，按试剂盒(Beckman公司)说明，采用CX4型全自动生化分析仪(美国Beckman公司)测定血浆中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(UN)、葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(CHO)、高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)含量以及乳酸脱氢酶(LDH)、α-淀粉酶(α-AMY)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性。按照试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明，检测血浆中过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性以及谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的含量。

1.5 数据统计与分析

试验数据以“平均值±标准误”表示，数据用Excel 2010初步整理后，利用SPSS 22.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，并用Duncan氏法对各组数据平均值进行多重比较。P<0.05表示差异显著，0.05≤P<0.10表示有变化趋势。

2 结果与分析

2.1 FML对育肥猪血浆生化参数的影响

由表2可知，在体重60 kg时，与对照组相比，5%替代组血浆LDL-C含量和α-AMY活性显著升高(P<0.05)，血浆ALT活性显著降低(P<0.05)；10%替代组血浆α-AMY活性显著升高(P<0.05)，血浆GLU含量和ALT活性显著降低(P<0.05)，血浆HDL-C含量呈降低趋势(P=0.059)；15%替代组血浆TG含量显著增加(P<0.05)。与5%替代组相比，10%替代组血浆LDL-C含量显著降低(P<0.05)，血浆CHO含量呈降低趋势(P=0.056)；15%替代组血浆LDL-C含量呈降低趋势(P=0.066)，血浆α-AMY活性显著降低(P<0.05)。与10%替代组相比，15%替代组血浆GLU含量显著增加(P<0.05)，血浆α-AMY活性显著降低(P<0.05)。

在体重75 kg时，与对照组相比，5%替代组血浆LDL-C含量显著增加(P<0.05)，血浆HDL-C含量显著降低(P<0.05)；10%替代组血浆LDL-C含量显著增加(P<0.05)，血浆AST和LDH活性显著降低(P<0.05)；15%替代组血浆UN、HDL-C、GLU含量以及α-AMY、AST和LDH活性显著降低(P<0.05)，血浆ALB含量呈增加趋势(P=0.077)。与5%替代组相比，10%替代组血浆UN含量呈降低趋势(P=0.064)，血浆AST和LDH活性显著降低(P<0.05)；15%替代组血浆UN、LDL-C含量以及α-AMY、AST和LDH活性显著降低(P<0.05)，血浆CHO含量呈降低趋势(P=0.052)。与10%替代组相比，15%替代组血浆UN和CHO含量和α-AMY活性显著降低(P<0.05)。

在体重110 kg时，与对照组相比，5%替代组血浆UN含量显著降低(P<0.05)，血浆α-AMY活性显著升高(P<0.05)，血浆ALT活性显著降低(P<0.05)；10%替代组血浆UN含量和ALT活性均显著降低(P<0.05)，血浆AST活性呈降低趋势(P=0.054)，血浆TP含量显著增加(P<0.05)；15%替代组血浆UN含量以及AST和ALT活性显著降低(P<0.05)，血浆TP和ALB含量显著增加(P<0.05)。与5%替代组相比，10%替代组血浆UN含量和α-AMY活性显著降低(P<0.05)，血浆TG含量呈降低趋势(P=0.057)；15%替代组血浆UN含量和α-AMY活性显著降低(P<0.05)，血浆GLU(P=0.083)含量以及AST(P=0.080)和ALT(P=0.094)活性呈降低趋势，血浆TP和ALB含量显著增加(P<0.05)。与10%替代组相比，15%替代组血浆ALB含量呈增加趋势(P=0.091)。

2.2 FML对育肥猪血浆抗氧化指标的影响

由表3可知，在体重60 kg时，与对照组和5%替代组相比，15%替代组血浆GSH-Px活性显著升高(P<0.05)，血浆MDA含量显著降低(P<0.05)；15%替代组血浆GSH含量显著高于对照组(P<0.05)。在体重75 kg时，与对照组相比，各替代组血浆CAT活性均显著升高(P<0.05)；与对照组和5%替代组相比，10%替代组和15%替代组血浆GSH-Px活性显著升高(P<0.05)，15%替代组血浆SOD活性显著高于对照组(P<0.05)。在体重110 kg时，与对照组相比，15%替代组血浆MDA含量呈降低趋势(P=0.092)。

表2 FML对育肥猪血浆生化参数的影响

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

Values in the same row with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

3 讨论

血浆TP和ALB含量可反映机体对蛋白质的吸收和代谢状况，同时也可反映机体的免疫状况[9]。血浆TP含量升高，提示机体对蛋白质的消化利用增加，有利于机体的生长发育[10]。本试验中，用FML替代10%和15%的基础饲粮可显著增加110 kg育肥猪血浆TP含量，且15%替代组血浆TP含量显著高于10%替代组，提示FML可增加育肥猪对饲粮蛋白质的利用，这与王伦学等[11]研究结果一致。UN作为蛋白质代谢的产物，其含量高低可作为评价蛋白质代谢和饲粮氨基酸平衡的重要指标[12]。血浆UN含量降低，说明机体蛋白质合成增加、饲粮蛋白质转化率升高[13]。本试验中，用FML替代15%的基础饲粮显著降低了75 kg育肥猪血浆UN含量，替代10%和15%的基础饲粮可显著降低110 kg育肥猪血浆UN含量，说明FML可增加机体蛋白质合成，其作用效果与猪的生长阶段和添加量有关。原因可能是其中含有丰富的氨基酸和菌体蛋白，这增加了饲粮蛋白质的利用率，从而改善了机体氨基酸平衡。

表3 FML对育肥猪血浆抗氧化指标的影响

血浆TG、CHO、HDL-C和LDL-C含量是衡量机体脂质代谢强弱的主要指标。血浆TG含量降低提示脂肪沉积能力减弱；血浆CHO含量可反映机体对脂类的吸收代谢能力；LDL-C将肝脏合成的CHO转运到肝外组织，而HDL-C则把CHO运回肝脏代谢转化为其他物质，从而维持机体内CHO含量的稳定[14]。本试验中，用FML部分替代基础饲粮尤其是15%替代可显著增加60 kg育肥猪血浆TG含量，5%替代可显著增加60 kg育肥猪血浆LDL-C含量；5%和15%替代均可显著降低75 kg育肥猪血浆HDL-C含量，5%和10%替代均可显著增加75 kg育肥猪血浆LDL-C含量；与10%替代相比，15%替代显著降低了75 kg育肥猪血浆CHO含量。这提示FML可改变育肥猪体脂代谢，且作用效果与添加量和添加阶段有关。但上述血浆脂质代谢相关指标的改变对动物机体是不利的，肌肉中上述脂质代谢相关指标如何发生变化尚需要进一步研究。

血浆GLU含量以及α-AMY和LDH活性是反映机体糖代谢的相关指标。血浆GLU含量受胰岛素和胰高血糖素的调节，与动物采食量、机体营养状况和应激水平也呈强相关[15]。血浆α-AMY活性是反映机体消化吸收状况的一个重要指标，提高血浆α-AMY活性可提高机体的消化吸收能力和抗病力[16]。LDH是与组织能量代谢密切相关的酶，动物采食量降低、肠道或肌肉供能不足、细胞萎缩或凋亡，均可引起血浆LDH活性的升高[17]。本试验中，用FML替代10%和15%基础饲粮分别显著降低了60和75 kg育肥猪血浆GLU含量；5%和10%替代基础饲粮显著提高了60 kg育肥猪血浆α-AMY活性，15%替代显著降低了75 kg育肥猪血浆α-AMY活性，5%替代显著提高了110 kg育肥猪血浆α-AMY活性。此外，与5%替代相比，10%和15%替代显著降低了110 kg育肥猪血浆α-AMY活性；10%和15%替代显著降低了75 kg育肥猪血浆LDH活性。这提示饲粮添加FML能提高育肥猪的消化吸收能力，促进机体的能量代谢。这可能是FML中含有的各种活性成分促进了育肥猪肠道益生菌的增殖，进而改善了饲粮中的能量利用效率[18]。而笔者前期研究用FML替代部分基础饲粮并不影响育肥猪的生长性能，且添加5%的FML可显著增加平均日增重，显著降低料重比(数据未发表)。

AST主要存在肝细胞胞浆和线粒体中，其活性的高低直接与肝细胞或线粒体的损伤程度相关。ALT是机体内重要的转氨酶，在氨基酸代谢以及蛋白质、脂肪和糖的代谢转化过程中发挥着重要作用[19]。本试验中，用FML部分替代基础饲粮尤其是15%替代显著降低了75和110 kg育肥猪血浆AST活性，10%替代显著降低了75 kg育肥猪血浆AST活性；5%和10%替代显著降低了60和100 kg育肥猪血浆ALT活性，15%替代显著降低了75和100 kg育肥猪血浆ALT活性，这与前述FML可增加机体蛋白质合成和改善机体能量代谢这一结果相符。这提示FML替代部分基础饲粮可对育肥猪肝功能产生有利影响，且其作用效果与替代量有关，这可能与发酵酒糟中含有的多种功能性多肽和未知生长因子有关[6]。

动物机体中存在的清除氧自由基的酶系统主要包括SOD、GSH-Px和CAT，其活性高低反映了机体抗氧化能力的强弱[20]；GSH可清除自由基、去除氢和脂质过氧化物，防止生物分子的氧化[21]；MDA是自由基作用于脂质发生过氧化反应的终产物，其含量增加与自由基生成异常或机体抗氧化能力降低有关，因此其含量高低能直接反映细胞膜被氧化的程度[22]。本试验中，用FML替代15%基础饲粮可显著提高75 kg育肥猪血浆CAT、SOD和GSH-Px活性，显著提高60 kg育肥猪血浆GSH-Px活性和GSH含量，并显著降低60 kg育肥猪血浆MDA含量，表明FML可增强机体抗氧化功能并减少氧化损伤。这可能与其中含有GSH、维生素B2、维生素C、维生素E、硒和锌等多种生物活性物质有关[23]。肌肉中的脂质氧化会影响肉品质，增强育肥猪机体抗氧化能力有助于减少肌肉中的脂质氧化和细胞膜的损伤，这可能是饲粮添加FML改善肉品质的机制之一。