崔 喬 郝小燕 張宏祥 陳彥華 項(xiàng)斌偉 張文佳 張春香 張建新*

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，太谷030801；2.山西祥和嶺上農(nóng)牧開發(fā)有限公司，右玉037200； 3.山西安弘檢測(cè)技術(shù)有限公司，太原030000；4.山西省右玉縣畜牧獸醫(yī)中心，右玉037200)

養(yǎng)羊業(yè)是我國(guó)畜牧產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，近年來，我國(guó)人均羊肉消費(fèi)量逐年增加，肉羊養(yǎng)殖規(guī)模逐漸增大，飼養(yǎng)方式也由傳統(tǒng)的放牧養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變?yōu)樯犸曫B(yǎng)殖。舍飼條件下，由于飼養(yǎng)密度大、飼糧營(yíng)養(yǎng)不均衡等因素，造成飼料利用率低，發(fā)病率高，生產(chǎn)成本增加。植物提取物是植物次生性代謝產(chǎn)物，具有抗菌、抗病毒的生物學(xué)特性，同時(shí)具有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)調(diào)控代謝作用，近年來逐漸受到研究者的關(guān)注[1]。肉桂醛(cinnamaldehyde，CA)也稱桂皮醛或苯丙烯醛，化學(xué)名稱為3-苯基-2-丙烯酸，是一種新型植物提取物，是肉桂中的主要活性成分[2]。CA具有抑菌、殺菌、抗病毒的作用，能有效抑制病原微生物的繁殖，促進(jìn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)。同時(shí)，CA還具有抗氧化的特點(diǎn)，能清除機(jī)體自由基，減少動(dòng)物應(yīng)激，提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。張勇等[3]用大蒜油和肉桂醛的復(fù)合物飼喂荷斯坦奶牛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，奶牛對(duì)飼糧中的干物質(zhì)(DM)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的消化率顯著升高；曹愛青[4]研究發(fā)現(xiàn)，每頭牛每天在飼糧中添加300、600、900 mg的CA(純度≥98%)能顯著提高肉牛的飼料轉(zhuǎn)化效率，并有效改善牛肉品質(zhì)，但當(dāng)添加1 200 mg CA時(shí)則會(huì)抑制瘤胃發(fā)酵；柴建亭等[5]研究表明，在飼糧中添加CA能顯著提高肉雞的體重以及對(duì)粗脂肪的消化率。目前，CA作為飼料添加劑在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究較少，且集中于瘤胃發(fā)酵，而CA對(duì)羔羊生長(zhǎng)性能的影響及其在羔羊生產(chǎn)中的適宜添加量未有明確定論。因此，本試驗(yàn)擬在飼糧中添加不同水平的CA，研究其對(duì)羔羊生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分表觀消化率、能量和氮代謝及瘤胃中微生物蛋白(MCP)合成的影響，確定CA在羔羊飼糧中的最適添加量，以期為CA作為肉羊生產(chǎn)中新型、綠色、安全、高效飼料添加劑的應(yīng)用提供依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用CA為紅色粉末狀，購(gòu)自西安某生物科技有限公司，純度為20%，其余為無功能肉桂殘?jiān)?/p>

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼糧

選用48只體況良好、體重為(26.5±1.5) kg的4月齡杜泊×小尾寒羊雜交公羔為試驗(yàn)動(dòng)物，隨機(jī)分為4組，每組12只。采用單因素隨機(jī)分組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分別在每千克基礎(chǔ)飼糧中添加0(CON組，作為對(duì)照組)、200(200CA組)、300(300CA組)、400 mg(400CA組)的CA。整個(gè)試驗(yàn)期為85 d，其中預(yù)試期15 d，正試期70 d?；A(chǔ)飼糧根據(jù)NRC(2007)綿羊營(yíng)養(yǎng)需要中體重為20 kg、日增重為300 g的營(yíng)養(yǎng)需要量設(shè)計(jì)配方，其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.3 飼養(yǎng)管理

本試驗(yàn)于2019年在山西祥和嶺上農(nóng)牧開發(fā)有限公司羊場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)前羊舍全面清掃、消毒，試驗(yàn)羊進(jìn)行編號(hào)、分組、驅(qū)蟲，試驗(yàn)期間定期打掃羊舍，確保試驗(yàn)環(huán)境干凈。試驗(yàn)羊單欄(3.0 m×0.8 m)飼養(yǎng)。飼喂羔羊時(shí)，將CA先與0.3 kg顆粒飼料混合攪拌均勻并噴灑少量水固定，完全采食后再飼喂剩余顆粒飼料，試驗(yàn)期間每天07:00和18:00各飼喂1次，確保試驗(yàn)羊自由采食和飲水。

1.4 消化代謝試驗(yàn)

正試期結(jié)束后，所有試驗(yàn)羊進(jìn)入羊?qū)Ｓ么x籠，采用全收糞收尿法進(jìn)行消化代謝試驗(yàn)，預(yù)試期7 d，正試期5 d。正試期每日晨飼前進(jìn)行全收糞收尿，并記錄每日采食量、糞重及尿量。按每100 g糞樣中添加25 mL 10%的硫酸進(jìn)行固氮處理，混勻后-20 ℃冷凍保存。按每100 mL尿樣中添加2 mL 10%的硫酸進(jìn)行固氮處理后，放入-20 ℃冷凍保存。

1.5 指標(biāo)測(cè)定

正試期每天準(zhǔn)確稱量每只試驗(yàn)羊的飼喂量以及剩料量，計(jì)算其平均日采食量(ADFI)。正試期第1、35、75天晨飼前試驗(yàn)羊稱重，于正試期結(jié)束后計(jì)算平均日增重(ADG)，再根據(jù)平均日采食量和平均日增重計(jì)算料重比(F/G)。

將5 d收集的糞樣按樣重比例均勻混合，放入65 ℃烘箱中烘48 h，室溫下回潮24 h稱重，計(jì)算其初水分。再將糞樣粉碎，過40目篩。參考AOAC(2000)[6]方法測(cè)定飼糧及糞樣中DM、有機(jī)物(OM)等養(yǎng)分的含量，參考Van Soest等[7]的方法測(cè)定飼糧及糞樣中NDF和ADF含量。飼糧、糞樣和尿樣總能用微機(jī)自動(dòng)量熱儀(TJHY-5000，鶴壁市天健電子科技有限公司)測(cè)定，粗蛋白質(zhì)(CP)及氮含量使用全自動(dòng)凱氏定氮儀(K9860)測(cè)定。尿囊素含量用分光光度計(jì)(UV1100天美科學(xué)儀器有限公司，上海)測(cè)定，尿酸含量根據(jù)試劑盒說明書(南京建成生物工程研究所)進(jìn)行測(cè)定。瘤胃MCP合成量參考Chen等[8]方法間接估算得出。

1.6 計(jì)算公式

某養(yǎng)分表觀消化率(%)=[(食入該養(yǎng)分質(zhì)量- 糞中該養(yǎng)分質(zhì)量)/食入該養(yǎng)分質(zhì)量]× 100。

氮表觀消化率(%)=[(攝入氮- 糞氮)/攝入氮]×100;

沉積氮(g/d)=攝入氮-糞氮-尿氮; 氮沉積率(%)=(沉積氮/攝入氮)×100;

消化能(MJ/d)=總能-糞能; 總能表觀消化率(%)=(消化能/總能)×100;

嘌呤衍生物(PD)排泄量(mmol/d)=尿酸 排泄量+尿囊素排泄量+黃嘌呤排泄量+ 次黃嘌呤排泄量；

嘌呤衍生物排泄量(mmol/d)= 0.84X+0.150W0.75×e-0.25X； MCP合成量(g/d)=X×70×6.25/(0.116×0.83×1 000)[8]。

式中:X為嘌呤吸收量(mmol/d)；W0.75為試驗(yàn)羊的代謝體重(kg)。

1.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行初步整理，然后采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件的ANOVA程序進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著時(shí)用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，并采用線性和二次回歸分析飼糧中CA添加量的影響。以P<0.05作為差異顯著性的判斷標(biāo)準(zhǔn)，以0.05≤P<0.10作為有變化趨勢(shì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼糧中添加CA對(duì)羔羊生長(zhǎng)性能的影響

由表2可知，各組之間初始體重和平均日采食量均無顯著差異(P>0.05)，300CA組與400CA組的終末體重較對(duì)照組有升高的趨勢(shì)(P=0.058)，300CA組的平均日增重顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，200CA組與300CA組的料重比顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。

表2 飼糧中添加CA對(duì)羔羊生長(zhǎng)性能的影響

2.2 飼糧中添加CA對(duì)羔羊養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表3可知，飼糧中添加CA后，DM和OM表觀消化率呈二次效應(yīng)(P=0.018、P=0.035)，300CA組的DM和OM表觀消化率顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，200CA組、400CA組則與對(duì)照組差異不顯著(P>0.05)。3個(gè)CA添加組的NDF和ADF表觀消化率均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

表3 飼糧中添加CA對(duì)羔羊養(yǎng)分表觀消化率的影響

2.3 飼糧中添加CA對(duì)羔羊能量代謝的影響

由表4可知，各組之間攝入總能無顯著差異(P>0.05)。300CA組、400CA組的糞能顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。尿能隨飼糧中CA添加量的增加線性降低(P=0.014)。200CA組、300CA組、400CA組的消化能和總能表觀消化率顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

表4 飼糧中添加CA對(duì)羔羊能量代謝的影響

2.4 飼糧中添加CA對(duì)羔羊氮代謝的影響

由表5可知，各組之間攝入總氮與尿氮無顯著差異(P>0.05)。隨著飼糧中CA添加量的增加，糞氮呈線性(P=0.020)和二次降低(P=0.031)?？上S飼糧中CA添加量的增加有線性增加趨勢(shì)(P=0.074)。300CA組的氮表觀消化率顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。300CA組、400CA組的沉積氮和氮沉積率均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

表5 飼糧中添加CA對(duì)羔羊氮代謝的影響

2.5 飼糧中添加CA對(duì)羔羊尿嘌呤衍生物排泄及瘤胃MCP合成的影響

由表6可知，3個(gè)CA添加組的尿酸排泄量均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。300CA組的尿囊素排泄量與對(duì)照組相比有升高的趨勢(shì)(P=0.051)。300CA組的黃嘌呤+次黃嘌呤和總嘌呤衍生物排泄量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，200CA組、300CA組的瘤胃MCP合成量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

表6 飼糧中添加CA對(duì)羔羊尿嘌呤衍生物排泄及瘤胃MCP合成的影響

3 討 論

3.1 飼糧中添加CA對(duì)羔羊生長(zhǎng)性能的影響

CA是植物肉桂的提取物，可以抑制動(dòng)物腸道有害細(xì)菌的增殖，提高動(dòng)物對(duì)養(yǎng)分的消化吸收，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)[9]。Yang等[10]在肉牛飼糧中添加不同劑量的CA，結(jié)果表明肉牛的日增重較對(duì)照組提高了4%；楊云燕[11]研究表明，在犢牛飼糧中添加CA后，試驗(yàn)組的日增重較對(duì)照組提高了5.96%；吳東等[12]在肥育豬飼糧中分別添加CA和抗生素，結(jié)果表明CA能提高肥育豬的日增重，降低料重比，促進(jìn)肥育豬的生長(zhǎng)，且比抗生素的效果好；Alcicek等[13]研究顯示，在肉雞飼糧中添加肉桂精油能夠明顯提高肉雞的日增重和飼料報(bào)酬。本試驗(yàn)結(jié)果表明，300CA組羔羊平均日增重顯著高于對(duì)照組，且在羔羊飼糧中添加CA后降低了料重比，表明在羔羊飼糧中添加CA能夠提高飼料報(bào)酬，促進(jìn)羔羊生長(zhǎng)。這可能是由于CA能夠刺激消化道分泌消化液[14]，從而改善動(dòng)物的消化能力；CA是一種活性成分，能夠促進(jìn)機(jī)體新陳代謝，提高機(jī)體免疫力[15]，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)；同時(shí)，CA是一種醛類有機(jī)化合物，具有芳香性氣味，能夠誘導(dǎo)動(dòng)物采食，進(jìn)而提高動(dòng)物的采食量[16]。有研究報(bào)道CA能夠提高動(dòng)物的采食量，但其效果與添加量有關(guān)，若飼糧中過量添加CA，則有可能導(dǎo)致飼糧適口性變差，動(dòng)物采食量降低，生長(zhǎng)受到抑制[17]。曹愛青[4]研究也發(fā)現(xiàn)，每頭牛每天在飼糧中添加1 200 mg的CA(純度≥98%)時(shí)，肉牛的干物質(zhì)采食量極顯著降低，飼料轉(zhuǎn)化效率也呈明顯下降的趨勢(shì)。但在本試驗(yàn)中，各組羔羊的平均日采食量無顯著差異，可能是由于CA的飼喂方式不同，在本試驗(yàn)中，為保證羔羊完全采食CA，先將CA與0.3 kg飼糧混合飼喂，再飼喂剩余飼糧，因此CA未起到誘食作用。

3.2 飼糧中添加CA對(duì)羔羊養(yǎng)分表觀消化率的影響

Tiihonen等[18]研究發(fā)現(xiàn)，適量的CA具有抗菌活性，能夠改善肉雞腸道的微生態(tài)結(jié)構(gòu)，從而提高機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。張勇等[3]采用大蒜素及肉桂醛的復(fù)合物飼喂荷斯坦奶牛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組奶牛的DM、NDF和ADF消化率顯著升高。劉洋等[15]研究表明，在肉雞飼糧中添加100 mg/kg的CA能夠提高CP的表觀消化率。張成喜等[19]在肉牛飼糧中添加不同劑量的CA后，肉牛的DM、CP及ADF表觀消化率顯著提高。本試驗(yàn)結(jié)果與上述前人的研究結(jié)果基本一致，在每千克飼糧中添加300 mg的CA能夠顯著提高羔羊?qū)︼暭Z中養(yǎng)分的表觀消化率。適量CA提高飼糧中養(yǎng)分表觀消化率可能有以下幾個(gè)原因：1)CA具有潛在的瘤胃保護(hù)功能，適量的CA能夠促進(jìn)瘤胃發(fā)酵[20]。Yang等[10]研究表明，飼糧中添加CA可提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃中的降解率。Tekippe等[21]在奶牛飼糧中添加CA后顯著提高了飼糧中NDF的消化率。2)CA可以改善動(dòng)物腸道菌群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)腸道健康發(fā)育，從而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[22]。研究表明，在湖羊飼糧中添加CA后可提高其后段消化道的消化能力[23]。3)CA具有抗氧化功能，可以改善機(jī)體的抗氧化能力，保護(hù)腸道絨毛。施立光等[24]研究表明，不同的飼糧精粗比會(huì)影響海南黑山羊的抗氧化能力，當(dāng)飼糧精粗比為60∶40時(shí)，試驗(yàn)羊的抗氧化能力最高，隨著飼糧精粗比的升高，試驗(yàn)羊的抗氧化能力降低。本試驗(yàn)中所用飼糧的精粗比為70∶30，羔羊長(zhǎng)期采食高精料會(huì)降低機(jī)體的抗氧化能力。Castillo等[25]研究證實(shí)，CA能夠清除機(jī)體自由基，使腸道絨毛免受自由基的侵害，增加絨毛高度。因此，本試驗(yàn)中CA可能提高了羔羊腸道的抗氧化能力，促進(jìn)了腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，但是關(guān)于CA對(duì)羔羊養(yǎng)分表觀消化率影響的具體原因還需要進(jìn)一步研究。

3.3 飼糧中添加CA對(duì)羔羊能量代謝的影響

能量是動(dòng)物機(jī)體參與代謝活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)，反芻動(dòng)物飼糧能量來源于碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)，動(dòng)物采食后，經(jīng)過一系列的代謝途徑，產(chǎn)生大量的ATP，為機(jī)體供能[26]。糞能、尿能、甲烷能是衡量反芻動(dòng)物能量利用的3個(gè)重要的指標(biāo)。動(dòng)物糞便中能夠產(chǎn)生能量的物質(zhì)主要包括：未被消化吸收的飼料養(yǎng)分、消化道微生物及其代謝產(chǎn)物、消化道分泌物和經(jīng)消化道排泄的代謝產(chǎn)物、消化道黏膜脫落細(xì)胞等。在本試驗(yàn)中，羔羊飼糧中添加CA后，各種養(yǎng)分的表觀消化率均有提高，因此通過糞便損失的養(yǎng)分明顯降低。羔羊采食飼糧后，碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃微生物的作用下發(fā)酵產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸(VFA)、二氧化碳(CO2)及甲烷(CH4)，同時(shí)在乙酸的生成中大量的氫離子被釋放，從而提高羔羊瘤胃中的CH4生成量，造成能量的浪費(fèi)[27]。有研究發(fā)現(xiàn)，CA能抑制產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)，降低瘤胃內(nèi)CH4的生成量，提高總VFA的含量，從而提高能量的利用率[23,28]。Ye等[29]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加CA能夠提高NDF的消化率和異戊酸的產(chǎn)量，促進(jìn)瘤胃發(fā)酵。有研究報(bào)道，在體外發(fā)酵中，300 mg/kg的CA和大蒜油的復(fù)合物能夠降低瘤胃CH4的生成量[30]。本試驗(yàn)還進(jìn)行了體外產(chǎn)氣試驗(yàn)，結(jié)果表明，添加CA后，各CA添加組CH4生成量較對(duì)照組顯著降低(結(jié)果中未列出)。因此，本試驗(yàn)中300CA組的消化能和總能表觀消化率顯著高于對(duì)照組，可能是在羔羊飼糧中添加CA后改善了羔羊的瘤胃內(nèi)環(huán)境，通過抑制甲烷菌的生長(zhǎng)降低了CH4的生成量，減少了能量的浪費(fèi)，提高了羔羊?qū)δ芰康睦谩Ｄ壳?，關(guān)于CA對(duì)動(dòng)物能量代謝影響的文章較少，其具體機(jī)制需要我們進(jìn)一步探索。

3.4 飼糧中添加CA對(duì)羔羊氮代謝及MCP合成的影響

過瘤胃蛋白質(zhì)、MCP以及腸黏膜細(xì)胞中的氮經(jīng)過小腸中的胰蛋白酶和糜蛋白酶消化被吸收利用，多余的氮?jiǎng)t通過肝臟代謝經(jīng)尿液排出體外[31]。飼糧中的蛋白質(zhì)進(jìn)入瘤胃后，在瘤胃原蟲的脫氨基作用下降解為氨態(tài)氮(NH3-N)，一部分NH3-N被瘤胃微生物利用合成MCP，進(jìn)而被動(dòng)物消化吸收。因此，瘤胃中NH3-N的濃度與MCP合成量均可作為衡量氮代謝的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在羔羊飼糧中加入CA后，各CA添加組的攝入氮與對(duì)照組無顯著差異，但尿氮及糞氮較對(duì)照組有降低趨勢(shì)，且沉積氮及氮表觀消化率顯著高于對(duì)照組。一方面可能是由于CA能調(diào)節(jié)羔羊瘤胃內(nèi)環(huán)境，抑制瘤胃原蟲的脫氨基作用，降低瘤胃NH3-N濃度，增加過瘤胃蛋白質(zhì)的含量，進(jìn)而提高了小腸中代謝蛋白質(zhì)的量。Fraser等[32]在體外發(fā)酵試驗(yàn)中證明，加入500 mL/L的肉桂精油后NH3-N的濃度顯著低于對(duì)照組。Cardozo等[33]的體外發(fā)酵試驗(yàn)表明，CA可以抑制瘤胃微生物的脫氨基作用，降低瘤胃中NH3-N的濃度。也有研究發(fā)現(xiàn)，CA能夠改善瘤胃微生物的生長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)MCP的合成，并提高M(jìn)CP的消化率[18]。金恩望[34]在奶牛瘤胃液中加入CA進(jìn)行體外發(fā)酵試驗(yàn)，72 h后，瘤胃液中MCP的含量顯著高于對(duì)照組。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，羔羊飼糧中添加300 mg/kg的CA能顯著提高瘤胃中MCP的合成量，與前人的研究結(jié)果一致。另一方面可能是CA能夠促進(jìn)動(dòng)物腸道蠕動(dòng)，而且可以改善小腸結(jié)構(gòu)，增加小腸絨毛高度，促進(jìn)小腸胰蛋白酶和糜蛋白酶的分泌[25]，從而提高動(dòng)物對(duì)氮的沉積和利用。

4 結(jié) 論

綜上所述，飼糧中添加適量的CA能夠提高羔羊的平均日增重，降低料重比，促進(jìn)羔羊?qū)︼暭Z中養(yǎng)分的消化吸收以及瘤胃中MCP的合成，進(jìn)而提高羔羊?qū)δ芰亢偷睦寐?。在本試?yàn)條件下，CA在羔羊飼糧中的最適添加量為300 mg/kg。