田光元 郝小燕 任國棟 張暄梓 王興崗 張建新

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，晉中030801)

養(yǎng)羊業(yè)是國家積極發(fā)展“草食畜牧業(yè)”和促進(jìn)山區(qū)農(nóng)民脫貧致富的重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)。野生牧草生態(tài)隨著我國養(yǎng)羊業(yè)的不斷發(fā)展而遭受著巨大壓力。因此，為了緩解野生牧草生態(tài)壓力，我國北方養(yǎng)羊模式逐漸由傳統(tǒng)的放牧飼養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯犸曪曫B(yǎng)。在舍飼條件下，動物飼糧組成和生活環(huán)境發(fā)生巨大的變化，機(jī)體遭受氧化應(yīng)激的風(fēng)險(xiǎn)加大，抵抗不良刺激能力下降，營養(yǎng)物質(zhì)消化能力下降，從而造成畜禽生長性能降低。開發(fā)與應(yīng)用各類功能性添加劑來緩解氧化應(yīng)激、提高生長性能，是畜牧業(yè)中的常規(guī)手段。此外，隨著畜禽生產(chǎn)“禁抗令”的頒布，畜禽行業(yè)也將研究熱點(diǎn)聚焦于開發(fā)新型抗生素替代物。大量的植物提取物，如多酚、多糖、黃酮、精油類物質(zhì)，因其純天然、健康、多功能等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。

姜黃素(curcumin，CUR)是從姜黃根莖中提取出來的一種植物多酚類物質(zhì)，也是一種天然色素[1]。CUR具有抗氧化、抑炎、降脂、抗菌抗蟲等多種生物學(xué)功能[2]。根據(jù)中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部第2131號和第123號公告，CUR作為一種天然綠色的添加劑已經(jīng)被允許在淡水魚類和肉雞配合飼料中使用。有研究表明，飼糧中添加CUR可顯著提高豬、雞和水產(chǎn)動物的生長性能。蘆娜等[3]研究表明，飼糧中添加200 mg/kg CUR可顯著提高斷奶仔豬平均日增重、平均日采食量。楊燦等[4]研究表明，飼糧中添加CUR可顯著提高不同時(shí)期湘黃雞平均日采食量和平均日增重。張寶彤等[5]研究表明，飼料中添加30 mg/kg CUR顯著提高了羅非魚平均增重率和特定生長率，顯著降低了餌料系數(shù)。目前，CUR在反芻動物中的應(yīng)用還處于初級階段，CUR對反芻動物營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的研究還鮮有報(bào)道，并且添加劑量也沒有明確。因此，本試驗(yàn)旨在研究飼糧中添加CUR對舍飼羔羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、能氮代謝和血清生化指標(biāo)的影響，為CUR在肉用綿羊中的應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用CUR為橙黃色粉末，購自江蘇省無錫市某生物工程有限公司，純度≥98%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021年8—11月在山西省右玉縣祥和嶺上農(nóng)牧開發(fā)有限公司完成。試驗(yàn)選用體況適中、被毛光滑健康無病、體重[(20.89±1.15) kg]相近的4月齡左右的杜泊×小尾寒羊雜交一代公羔48只，采用單因素完全隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，將試驗(yàn)羊分成4組，每組12只。各組分別在基礎(chǔ)飼糧中添加0(對照組)、300(300CUR組)、600(600CUR組)、900 mg/kg(900CUR組)CUR。試驗(yàn)期90 d，其中預(yù)試期15 d，飼養(yǎng)試驗(yàn)60 d，消化代謝試驗(yàn)15 d?；A(chǔ)飼糧參考NRC(2007)綿羊營養(yǎng)需要配制，精粗比為60∶40，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)前3 d，對所有試驗(yàn)羔羊進(jìn)行嚴(yán)格檢疫，排除傳染病。然后對羊舍進(jìn)行全面清掃和消毒。預(yù)試期內(nèi)對試驗(yàn)羊進(jìn)行驅(qū)蟲和常規(guī)免疫。所有試驗(yàn)羊均為單欄(2.4 m2)飼養(yǎng)，每日07:30、17:30分別投料1次，自由采食，并保證充足清潔飲水。晨飼前用分析天平準(zhǔn)確稱量每只羊CUR飼喂量，晨飼時(shí)將CUR與100 g粉狀飼糧混合后一次性喂給試驗(yàn)羊。

1.4 樣品采集

血液樣品采集：正試期第60天晨飼前對所有試驗(yàn)羊靜脈采血，2 000×g離心15 min，取血清分裝到2 mL離心管中，-20 ℃保存待測。

消化代謝糞樣及尿樣采集：正試期第60天所有試驗(yàn)羊稱重后，每組挑選6只體重相近的試驗(yàn)羊放置在單獨(dú)的代謝籠中，并記錄每只羊體重。消化代謝前4 d為適應(yīng)期，適應(yīng)期內(nèi)所有試驗(yàn)羊自由采食，保證充足飲水。試驗(yàn)后3 d為正試采樣期，正試期內(nèi)晨飼前對所有試驗(yàn)羊全收糞收尿，并記錄每天每只羊糞量、尿量及采食量。通過代謝籠下的金屬網(wǎng)箱收集糞便，尿液則用4層紗布過濾收集到裝有100 mL 10%硫酸的塑料桶中，糞樣和尿樣于-20 ℃保存待測。

1.5 樣品采集和指標(biāo)測定

1.5.1 生長性能

正試期第1天晨飼前對所有試驗(yàn)羔羊稱重，記錄為初始體重(IBW)；正試期第60天晨飼前對所有羊稱重，記錄為終末體重(FBW)。試驗(yàn)期間記錄每只羊每天給料量及剩料量，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算平均日采食量、平均日增重和料重比。

1.5.2 血清生化指標(biāo)

血清甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)含量利用生化分析儀(BS200)測定，試劑盒購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司；血清非脂化脂肪酸(NEFA)含量、一氧化氮合酶(NOS)活性采用酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)法利用酶標(biāo)分析儀(Infinite 50)測定，試劑盒購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司。

1.5.3 飼糧、糞樣和尿樣指標(biāo)測定

飼糧及糞樣于65 ℃烘箱中烘干3 d，回潮1 d后粉碎過0.4 mm篩，分別放置在自封袋中進(jìn)行后續(xù)指標(biāo)測定。飼糧及糞樣干物質(zhì)(DM)和有機(jī)物(OM)含量參考AOAC(2012)[6]方法測定，中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量參照Van Soest等[7]方法測定。飼糧、糞樣和尿樣粗蛋白質(zhì)(CP)含量以及糞樣和尿樣氮含量利用凱氏定氮儀(K9860)測定。飼糧粗脂肪(EE)含量采用索式提取法測定。糞能和尿能利用自動熱值測量儀(WZR-1A，長沙奔特儀器有限公司)測定。

參考劉笑梅等[8]，各指標(biāo)計(jì)算公式如下：

某營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率(%)=100×[(食入該營養(yǎng)物質(zhì)含量-糞中該營養(yǎng)物質(zhì)含量)/
食入該營養(yǎng)物質(zhì)含量]；
氮表觀消化率(%)=100×(攝入氮-糞氮)/攝入氮；
沉積氮(g/d)=攝入氮-糞氮-尿氮；
消化能(MJ/d)=總能-糞能；
總能表觀消化率(%)=100×消化能/總能；
代謝能(MJ/d)=消化能-尿能-甲烷能；
總能代謝率(%)=100×代謝能/總能。

甲烷能根據(jù)趙一廣等[9]的甲烷排放量的預(yù)測模型進(jìn)行估算。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行初步整理，并采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，差異顯著時(shí)采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，并進(jìn)行線性和二次回歸分析。數(shù)據(jù)用平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊生長性能的影響

由表2可知，各組之間初始體重?zé)o顯著差異(P>0.05)。300CUR組和600CUR組終末體重顯著高于對照組(P<0.05)，900CUR組與其他3組差異不顯著(P>0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.03)。300CUR組平均日增重顯著高于對照組(P<0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.05)。300CUR組料重比顯著低于對照組和600CUR組(P<0.05)。各組之間平均日采食量無顯著差異(P>0.05)。

表2 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊生長性能的影響

由圖1可知，以1～60 d總增重為評價(jià)指標(biāo)，通過回歸分析可以得出飼糧中CUR適宜添加量為487.5 mg/kg。

圖1 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊

2.2 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

由表3可知，300CUR組NDF表觀消化率顯著高于對照組(P<0.05)，與600CUR組和900CUR組無顯著差異(P>0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.05)。各組之間DM、OM、ADF表觀消化率無顯著差異(P>0.05)。

2.3 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊氮消化代謝的影響

由表4可知，各組之間攝入氮、糞氮、尿氮和可消化氮無顯著差異(P>0.05)。300CUR組沉積氮顯著高于對照組(P<0.05)，與600CUR組和900CUR組無顯著差異(P>0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.015)。300CUR組氮表觀消化率顯著高于對照組(P<0.05)，與600CUR組和900CUR組無顯著差異(P>0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.026)。

表3 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

表4 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊氮消化代謝的影響

2.4 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊能量代謝的影響

由表5可知，各組之間攝入總能、糞能、尿能和總能表觀消化率無顯著差異(P>0.05)，且尿能呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.011)。300CUR組和600CUR組消化能顯著高于對照組(P<0.05)，與900CUR組無顯著差異(P>0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.016)。300CUR組甲烷能顯著低于對照組(P<0.05)，與600CUR組和900CUR組無顯著差異(P>0.05)。300CUR組和600CUR組代謝能顯著高于對照組(P<0.05)，與900CUR組無顯著差異(P>0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.009)。300CUR組總能代謝率顯著高于對照組和900CUR組(P<0.05)，與600CUR組無顯著差異(P>0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.01)。

表5 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊能量代謝的影響

2.5 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊血清生化指標(biāo)的影響

由表6可知，各組之間血清總膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、非酯化脂肪酸含量無顯著差異(P>0.05)。300CUR組血清甘油三酯含量顯著低于對照組(P<0.05)，與600CUR組和900CUR組無顯著差異(P>0.05)，且呈現(xiàn)二次曲線效應(yīng)(P=0.022)。600CUR組一氧化氮合酶活性顯著低于對照組、300CUR組和900CUR組(P<0.05)。

表6 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊血清生化指標(biāo)的影響

3 討 論

3.1 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊生長性能的影響

CUR作為一種天然的植物多酚，具有羥基苯基和二酮結(jié)構(gòu)，可以提高畜禽生長性能和畜產(chǎn)品品質(zhì)[10]。有研究表明，植物多酚提高生長性能主要通過2個(gè)方面，一方面是通過抗氧化作用減少動物在生產(chǎn)中的應(yīng)激，另一方面是多酚類物質(zhì)可以提高蛋白質(zhì)消化率[11]。CUR具有雙重抗氧化特性，不僅能有效清除活性氧，還能激活抗氧化反應(yīng)元件，抑制活性氧誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激[12]。但是高劑量的多酚類物質(zhì)對動物生長性能沒有顯著效果[13-15]，本試驗(yàn)結(jié)果也表明飼糧中添加600和900 mg/kg CUR對羔羊生長性能沒有顯著效果。Marcon等[16]在羔羊飼糧中添加0、100、200和300 mg/kg CUR，發(fā)現(xiàn)在飼喂30 d后添加100、200和300 mg/kg CUR組平均日增重均顯著高于對照組，其中添加300 mg/kg CUR組最高。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，300CUR組達(dá)到最高的平均日增重和最低的料重比，且通過回歸分析后得出飼糧中CUR適量添加量為487.5 mg/kg。一方面可能由于CUR具有極強(qiáng)的抗氧化特性，可以通過清除自由基來減少應(yīng)激。Cao等[17]研究表明，飼糧中添加CUR可提高斷奶仔豬血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和過氧化氫酶(CAT)活性，并且降低丙二醛(MDA)含量，以此來減少腸道應(yīng)激損傷；另一方面可能是由于其較高的NDF表觀消化率和氮表觀消化率，添加CUR可以促進(jìn)羔羊?qū)︼暭Z中粗纖維和CP的消化利用。此外還有研究表明，飼糧中添加200 mg/kg CUR可顯著提高蛋雞的生長性能，其作用機(jī)理可能是CUR通過刺激消化酶活性來提高平均日采食量和平均日增重[18]，因此本試驗(yàn)下一步將通過測定羔羊瘤胃消化酶活性繼續(xù)深入研究。

3.2 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、氮代謝和能量代謝的影響

營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與動物生長性能密切相關(guān)，DM和OM表觀消化率是反映動物對飼糧平均消化能力的重要指標(biāo)[19]，NDF和ADF表觀消化率則反映動物對飼糧中粗纖維的利用程度。蘆娜等[3]在斷奶仔豬飼糧中分別添加0(對照組)、100、200、300和400 mg/kg CUR，研究發(fā)現(xiàn)添加CUR對斷奶仔豬DM和OM表觀消化率無顯著影響，添加200和400 mg/kg CUR提高了CP表觀消化率，但差異不顯著。Vorlaphim等[20]在肉牛精料中添加0(對照組)、0.1%和0.2% CUR，研究發(fā)現(xiàn)添加CUR對肉牛DM、OM和NDF表觀消化率無顯著影響，但是顯著降低了ADF表觀消化率。本試驗(yàn)中，飼糧中添加CUR對DM和OM表觀消化率無顯著影響，與前人研究結(jié)果一致；300CUR組NDF表觀消化率顯著提高，與生長性能結(jié)果一致。一方面，飼糧中的NDF主要由瘤胃內(nèi)纖維分解菌進(jìn)行降解，飼糧中添加CUR可提高瘤胃內(nèi)細(xì)菌總數(shù)[20]，進(jìn)而提高NDF在瘤胃中的降解率；另一方面，Xun等[21]研究表明，飼糧中添加CUR可顯著增加仔豬回腸絨毛高度與隱窩深度的比值，改善回腸黏膜形態(tài)，修復(fù)大腸桿菌引起的腸道損傷。這說明添加CUR可通過對腸道的保護(hù)作用來促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收。此外，本試驗(yàn)中，600CUR和900CUR組NDF表觀消化率與對照組無顯著差異，可能是由于高劑量的多酚類物質(zhì)會抑制瘤胃中的溶纖維丁酸弧菌和黃色瘤胃球菌增殖[13]，從而降低CUR的作用效果。

氮代謝反映動物對飼糧中蛋白質(zhì)的利用程度，瘤胃中的氮源主要來自飼糧的瘤胃降解蛋白質(zhì)，而非降解蛋白質(zhì)則進(jìn)入小腸。瘤胃細(xì)菌、原蟲和真菌均能分解飼糧蛋白質(zhì)，但細(xì)菌起主導(dǎo)作用。此外，還有研究表明瘤胃原蟲可以通過吞噬細(xì)菌獲得氨基酸氮來合成自身蛋白，從而調(diào)節(jié)氮代謝[22]。瘤胃微生物由所分泌的蛋白酶、肽酶和脫氨酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行降解形成氨態(tài)氮(NH3-N)，一部分NH3-N被合成微生物蛋白(MCP)，從而被小腸吸收利用[23]。與氮表觀消化率相比，沉積氮更能準(zhǔn)確反映飼糧中蛋白質(zhì)的消化程度[24]。Vorlaphim等[20]研究表明，飼糧中添加CUR顯著降低了肉牛瘤胃NH3-N含量，顯著增加了瘤胃細(xì)菌總數(shù)，顯著提高了沉積氮。本試驗(yàn)中，300CUR組氮沉積和氮表觀消化率均顯著高于對照組，與前人研究結(jié)果一致，這可能是由于添加CUR后誘導(dǎo)瘤胃細(xì)菌、原蟲等瘤胃微生物增加，使瘤胃對氮的利用率提高，促進(jìn)了蛋白氮的降解。600CUR組和900CUR組沉積氮和氮表觀消化率與對照組無顯著差異，因此高劑量的CUR可能通過影響相關(guān)酶的表達(dá)來降低MCP合成，從而降低瘤胃對氮的利用率，具體原因還有待進(jìn)一步研究。

能量是畜禽活動的基礎(chǔ)，畜禽所需的能量主要來自飼糧中的碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪，少部分能量以糞能、尿能和甲烷能的形式流失。而攝食量反映畜禽的能量攝入與能量消耗的動態(tài)平衡[25]，因此畜禽的采食量與攝入總能密切相關(guān)。本試驗(yàn)中，各組之間攝入總能差異不顯著，平均日采食量也沒有顯著差異；各組之間尿能雖然無顯著差異，但是呈現(xiàn)先降低后升高的二次曲線效應(yīng)，因此可以推斷飼糧中添加CUR可以降低羔羊能量損耗。甲烷的損失主要來源于瘤胃發(fā)酵，瘤胃中產(chǎn)生大量甲烷會造成攝入總能的降低[26]。本試驗(yàn)中，300CUR組甲烷能相比對照組顯著降低，造成甲烷能降低的原因可能是由于添加CUR后抑制了瘤胃產(chǎn)甲烷菌的豐度；300CUR組的消化能、代謝能和總能代謝率顯著高于對照組，進(jìn)一步驗(yàn)證了CUR對羔羊生長性能的促進(jìn)作用。Molosse等[27]研究表明，在羔羊飼糧中添加200 mg/kg CUR可顯著改變?nèi)樗峋虯TP代謝相關(guān)酶的活性，包括肌酸激酶和蛋白激酶，從而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)大量磷酸肌酸的積累，促進(jìn)能量代謝。因此，本試驗(yàn)中CUR可能通過調(diào)節(jié)能量代謝中的相關(guān)酶活性來發(fā)揮作用。此外，有研究表明，CUR對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌[28]具有很強(qiáng)的抗性，因此添加高劑量CUR可能會影響瘤胃微生物區(qū)系，反芻動物所需能量大部分來自瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，添加高劑量CUR可能會通過影響瘤胃內(nèi)VFA的生成來降低CUR對能量代謝的調(diào)節(jié)效果。具體原因還有待通過瘤胃發(fā)酵進(jìn)一步研究。

3.3 飼糧中添加CUR對舍飼羔羊血清生化指標(biāo)的影響

李輝等[29]研究發(fā)現(xiàn)，CUR對高脂誘導(dǎo)引發(fā)肝病的小鼠具有降脂保肝作用，在CUR的干預(yù)下，血清甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白含量降低，高密度脂蛋白含量升高；并且其降脂作用的機(jī)制可能是CUR通過降低載脂蛋白B(apoB)水平來抑制低密度脂蛋白含量的升高[30]。Xie等[31]研究表明，在肉雞飼糧中添加CUR后肝臟非酯化脂肪酸含量顯著升高，血漿和肝臟總膽固醇含量顯著降低，血漿甘油三酯含量顯著降低，研究還發(fā)現(xiàn)這些變化與ATP檸檬酸裂解酶(ACLY)基因的表達(dá)有關(guān)，在添加CUR后，ACLY基因的表達(dá)量降低。ACLY是脂肪酸生物合成中的一種重要酶，能將檸檬酸轉(zhuǎn)化為乙酰CoA，而乙酰CoA是脂代謝中的重要組成部分。本試驗(yàn)中，飼糧中添加CUR降低了血清甘油三酯含量，其中300CUR組達(dá)到顯著水平；飼糧中添加CUR后對血清低密度脂蛋白含量無顯著影響，但是隨著CUR添加量的增加，與對照組相比血清低密度脂蛋白含量分別降低了2.2%、5.7%和8.8%，且血清高密度脂蛋白含量也有增加的趨勢。上述試驗(yàn)結(jié)果與前人研究結(jié)果基本一致。NO是畜禽在腸道中由L-精氨酸通過一氧化氮合酶合成的產(chǎn)物，可以抑制腸道蠕動，同時(shí)也是一種炎癥因子[32]。廖美娟等[33]研究發(fā)現(xiàn)，CUR可以抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶活性來減輕大鼠腸缺血再灌注損傷。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，羔羊飼糧中添加600 mg/kg CUR可顯著降低血清一氧化氮酶活性，因此CUR可通過抑制一氧化氮的合成來促進(jìn)胃腸蠕動，保護(hù)腸道，提高生長性能。

4 結(jié) 論

飼糧中添加CUR可提高舍飼羔羊NDF表觀消化率，提高舍飼羔羊氮代謝和能量代謝水平，降低血清甘油三酯含量，從而促進(jìn)生長性能。通過回歸分析得出飼糧中CUR適宜添加量為487.5 mg/kg。