动物营养学报 >

2023 , Vol. 35 >Issue 5: 3183 - 3189

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.296

研究论文

核黄素对羔羊生长性能、氮代谢及血清生化和抗氧化指标的影响

  • 任娜 , 1 ,
  • 张暄梓 1 ,
  • 郝小燕 1 ,
  • 项斌伟 2 ,
  • 张建新 , 1, *
展开
  • 1 山西农业大学动物科学学院,太谷 030801
  • 2 右玉县现代农业发展服务中心,右玉 037200
*张建新,教授,博士生导师,E-mail:

任 娜(1998—),女,山西长治人,硕士研究生,从事饲料资源开发和利用研究。E-mail:

Copy editor: 武海龙

收稿日期: 2022-11-07

  网络出版日期: 2023-05-11

基金资助

国家现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-38)

山西省现代农业产业技术体系建设专项资金

山西省1331工程建设项目

收起

Effects of Riboflavin on Growth Performance, Nitrogen Metabolism and Serum Biochemical and Antioxidant Indices of Lambs

  • REN Na , 1 ,
  • ZHANG Xuanzi 1 ,
  • HAO Xiaoyan 1 ,
  • XIANG Binwei 2 ,
  • ZHANG Jianxin , 1, *
Expand
  • 1 College of Animal Science, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China
  • 2 Modern Agricultural Development Service Centre in Youyu County, Youyu 037200, China
*professor, E-mail:

Received date: 2022-11-07

  Online published: 2023-05-11

Fold

摘要

本试验旨在研究核黄素对羔羊生长性能、氮代谢及血清生化和抗氧化指标的影响。选取48只体重(18.80±0.83) kg的3月龄纯种湖羊公羔,随机分为4个组,每组12只。各组分别在基础饲粮中添加0(对照组)、15(LRF组)、30(MRF组)和45 mg/kg(HRF组)的核黄素。预试期15 d,正试期70 d。结果表明:1)MRF组平均日增重显著高于HRF组和对照组(P<0.05),MRF组料重比显著低于对照组(P<0.05)。2)MRF组可消化氮和沉积氮显著高于HRF组和对照组(P<0.05),MRF组氮的表观消化率显著高于对照组(P<0.05)。3)LRF组、MRF组和HRF组血清葡萄糖(GLU)和生长激素(GH)含量显著高于对照组(P<0.05),MRF组和HRF组血清核黄素含量显著高于对照组(P<0.05),MRF组和HRF组血清尿素氮(UN)含量显著低于对照组(P<0.05)。4)MRF组和HRF组血清总抗氧化能力(T-AOC)和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组(P<0.05),HRF组血清丙二醛(MDA)含量显著低于对照组(P<0.05)。由此可见,本试验条件下,饲粮添加30 mg/kg核黄素提高了羔羊生长性能,改善了氮代谢和血清生化、抗氧化指标。

关键词： 核黄素; 羔羊; 生长性能; 氮代谢; 抗氧化

本文引用格式

任娜 , 张暄梓 , 郝小燕 , 项斌伟 , 张建新 . 核黄素对羔羊生长性能、氮代谢及血清生化和抗氧化指标的影响[J]. 动物营养学报, 2023 , 35(5) : 3183 -3189 . DOI: 10.12418/CJAN2023.296

Abstract

This experiment was conducted to study the effects of riboflavin on growth performance, nitrogen metabolism and serum biochemical and antioxidant indices of lambs. Forty-eight 3-month-old purebred Hu male lambs with body weight of (18.80±0.83) kg were randomly assigned to four groups with 12 lambs per group. Lambs in 4 groups were fed basal diets supplemented with 0 (control group), 15 (LRF group), 30 (MRF group) and 45 mg/kg (HRF group) riboflavin, respectively. The pre-experimental period lasted for 15 days, and the experimental period lasted for 70 days. The results showed as follows: 1) the average daily gain of MRF group was significantly higher than that of MRF group and control group (P<0.05), and the feed to gain ratio of MRF group was significantly lower than that of the control group (P<0.05). 2) The digested nitrogen and retained nitrogen of MRF group were significantly higher than those of MRF group and control group (P<0.05), and the apparent digestibility of nitrogen of MRF group was significantly higher than that of the control group (P<0.05). 3) The contents of glucose (GLU)and growth hormone (GH) in serum of LRF, MRF and HRF groups were significantly higher than those of the control group (P<0.05), the serum riboflavin content of MRF and HRF groups was significantly higher than that of the control group (P<0.05), and the serum urea nitrogen (UN) of MRF and HRF groups was significantly lower than that of the control group (P<0.05). 4) The serum total antioxidant capacity (T-AOC) and catalase (CAT) activity of MRF and HRF groups were significantly higher than those of the control group (P<0.05), and the serum malondialdehyde (MDA) content of HRF group was significantly lower than that of the control group (P<0.05). In conclusion, dietary 30 mg/kg riboflavin can improve the growth performance, nitrogen metabolism and serum biochemical and antioxidant indices of lambs.

Key words： riboflavin; lambs; growth performance; nitrogen metabolism; antioxidant

核黄素(riboflavin,RF)以黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的形式参与氧化还原反应过程中电子的传递,对动物的正常代谢和生长起重要作用[1]。研究证实,补充核黄素可改善小鼠[2]或人[3]的能量代谢效率,提高肉鸡的平均日增重(ADG)和饲料利用率[4-5],促进肉鸡的免疫器官发育和增强体液免疫抗体水平[6],提高肉鸭的抗氧化功能[7]。最近的研究发现,肌肉注射核黄素增加了犊牛外周血中性粒细胞数量,激活了中性粒细胞的功能[8];饲粮补充核黄素改善了公牛生长性能,促进了瘤胃微生物生长,提高了消化酶活性[9]。基于以上研究,推测外源补充核黄素可以提高羔羊的生长性能和改善羔羊的抗氧化能力。因此,本试验旨在研究饲粮中添加不同水平的核黄素对育肥湖羊羔羊生长性能、氮代谢及血清生化和抗氧化指标的影响,以期明确核黄素的添加效果和适宜添加水平,为生产中利用营养调控技术提高肉羊生长性能提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

核黄素,饲料级,纯度>98%,购于北京某生物科技有限公司。

1.2 试验动物及试验设计

选取48只体重(18.80±0.83) kg的3月龄纯种湖羊公羔,随机分为4个组,每组12只。各组分别在基础饲粮中添加0(对照组)、15(LRF组)、30(MRF组)和45 mg/kg(HRF组)的核黄素。试验期85 d,预试期15 d,正试期70 d。

1.3 试验饲粮与饲养管理

基础饲粮依据NRC(2007)[10]配制,精粗比为60∶40(干物质基础),基础饲粮组成及营养水平见表1。试验用核黄素和预混料一起混合到精料补充料中,与粗料混合制成颗粒料。依据Santschi等[11]的方法测得基础饲粮中核黄素含量为6.1 mg/kg。试验羊单栏(2.4 m2)饲养,自由采食和饮水,于早、晚各饲喂1次。
表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
玉米秸秆Corn straw 25.00
花生壳粉Peanut shell powder 8.00
葵花皮粉Sunflower leather powder 7.00
玉米Corn 22.00
豆粕Soybean meal 7.00
棉籽粕Cottonseed meal 6.00
玉米胚芽粕Corn germ meal 10.00
喷浆玉米皮Sprayed corn husk 5.00
米糠Rice bran 5.00
碳酸钙CaCO3 1.30
磷酸钙Ca3(PO4)2 0.40
食盐NaCl 0.50
预混料Premix1) 2.80
合计Total 100.00
营养水平Nutrient levels2)
干物质DM 89.97
有机物OM 90.76
粗蛋白质CP 13.39
粗脂肪EE 2.80
中性洗涤纤维NDF 35.57
酸性洗涤纤维ADF 22.19
钙Ca 0.62
磷P 0.42
代谢能ME/(MJ/kg) 9.60

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kilogram of the diet:Cu 14 mg,Zn 25 mg,Mn 38 mg,Fe 55 mg,Se 0.3 mg,Co 0.1 mg,I 0.4 mg,VA 18 000 IU,VD 3 500 IU,VE 420 IU。

2)代谢能为计算值,其余营养水平为实测值。ME was a calculated value, while the other nutrient levels were measured values.

1.4 样品的采集与测定

1.4.1 生长性能

分别于正试期第1天和第60天晨饲前,称每只试验羊体重,计算ADG;试验期间,记录每只羊每天的给料量和剩料量,计算干物质采食量(DMI);依据ADG和DMI计算料重比(F/G)。

1.4.2 氮代谢

正试期第61天,将所有试验羊放置在单独的代谢笼中,采用全收粪尿法,进行消化代谢试验,适应期5 d,正试期5 d。粪便通过代谢笼下的金属网箱收集,尿液用4层纱布过滤收集到装有100 mL 10%硫酸的塑料桶中。正试期晨饲前,记录每只羊每天的喂料量、剩料量、排粪量和排尿量,分别采样于-20 ℃保存。试验结束后,将饲料、剩料、粪样和尿样以羊为单位按比例混匀。饲料及粪样于65 ℃烘箱中烘至恒重,粉碎过1 mm筛。样品中DM和氮含量参考AOAC(1997)[12]方法测定。

1.4.3 血清生化和抗氧化指标

消化代谢试验的最后1 d,晨饲前,通过颈静脉采集每只羊血液样品10 mL,3 000×g离心10 min,制备血清,-20 ℃保存。测定血清中葡萄糖(GLU)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(UN)、生长激素(GH)、胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)和核黄素含量,总抗氧化能力(T-AOC),总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量,测定所用的酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒均购自天津科瑞泰科技有限公司,用酶标仪(Synergy H1,美国BioTek Instruments公司)在450 nm波长下进行测定。

1.5 数据统计与分析

采用SPSS 22.0统计软件对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)[13],差异显著时用Duncan氏法进行多重比较,以P<0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 核黄素对羔羊生长性能的影响

由表2可知,随着饲粮核黄素添加水平的提高,初始体重、终末体重和DMI无显著变化(P>0.05),ADG呈二次增加(P<0.05),F/G呈线性下降(P<0.05)。MRF组ADG显著高于HRF组和对照组(P<0.05),与LRF组无显著差异(P>0.05)。MRF组F/G显著低于对照组(P<0.05),与LRF组和HRF组无显著差异(P>0.05)。
表2 核黄素对羔羊生长性能的影响

Table 2 Effects of riboflavin on growth performance of lambs

项目
Items		 组别Groups SEM P值P-value
对照
Control		 LRF MRF HRF 方差分析
ANOVA		 线性
Linear		 二次
Quadratic
初始体重IBW/kg 18.91 18.80 18.78 18.69 0.829 0.995 0.793 0.966
终末体重FBW/kg 36.62 37.80 38.77 36.74 1.20 0.255 0.726 0.170
干物质采食量DMI/(kg/d) 1.78 1.78 1.72 1.66 0.094 0.518 0.148 0.321
平均日增重ADG/(g/d) 305.3b 327.2ab 344.7a 311.2b 13.71 0.031 0.465 0.020
料重比F/G 5.84a 5.48ab 4.99b 5.35ab 0.255 0.019 0.026 0.061

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 核黄素对羔羊氮代谢的影响

由表3可知,随着饲粮核黄素添加水平的提高,摄入氮、粪氮和尿氮无显著变化(P>0.05),可消化氮和沉积氮呈二次增加(P<0.05),氮的表观消化率呈线性增加(P<0.05)。MRF组可消化氮和沉积氮显著高于HRF组和对照组(P<0.05),与LRF组无显著差异(P>0.05)。MRF组氮的表观消化率显著高于对照组(P<0.05),与LRF组和HRF组无显著差异(P>0.05)。
表3 核黄素对羔羊氮代谢的影响

Table 3 Effects of riboflavin on nitrogen metabolism of lambs

项目
Items		 组别Groups SEM P值P-value
对照
Control		 LRF MRF HRF 方差分析
ANOVA		 线性
Linear		 二次
Quadratic
摄入氮N intake/(g/d) 49.9 53.6 55.1 49.7 2.70 0.173 0.914 0.188
粪氮Fecal N/(g/d) 16.1 16.1 15.4 14.7 1.14 0.585 0.165 0.369
尿氮Urinary N/(g/d) 15.8 15.9 16.8 16.9 1.33 0.755 0.287 0.580
可消化氮Digestible nitrogen/(g/d) 33.7b 37.5ab 39.7a 35.0b 1.88 0.036 0.444 0.017
沉积氮Retained N/(g/d) 18.0b 21.6ab 22.9a 18.1b 1.69 0.027 0.821 0.011
氮的表观消化率
Apparent digestibility of N/%		 67.7b 70.0ab 72.0a 70.4ab 1.24 0.023 0.034 0.083

2.3 核黄素对羔羊血清生化指标的影响

由表4可知,随着饲粮核黄素添加水平的提高,血清TP、ALB和IGF-Ⅰ含量无显著变化(P>0.05),血清GLU和GH含量呈线性增加(P<0.05),血清核黄素含量呈线性和二次增加(P<0.05),血清UN含量呈线性降低(P<0.05)。LRF组、MRF组和HRF组血清GLU和GH含量显著高于对照组(P<0.05)。MRF组和HRF组血清核黄素含量显著高于对照组(P<0.05),与LRF组无显著差异(P>0.05)。MRF组和HRF组血清UN含量显著低于对照组(P<0.05),与LRF组无显著差异(P>0.05)。
表4 核黄素对羔羊血清生化指标的影响

Table 4 Effects of riboflavin on serum biochemical indices of lambs

项目
Items		 组别Groups SEM P值P-value
对照
Control		 LRF MRF HRF 方差分析
ANOVA		 线性
Linear		 二次
Quadratic
葡萄糖GLU/(mmol/L) 5.09b 6.10a 6.29a 6.24a 0.44 0.031 0.014 0.112
总蛋白TP/(g/L) 79.13 84.46 76.97 77.38 7.49 0.738 0.588 0.777
白蛋白ALB/(g/L) 44.61 43.75 53.58 51.86 7.47 0.457 0.184 0.418
尿素氮UN/(mmol/L) 24.30a 20.40ab 19.40b 18.20b 2.00 0.026 0.004 0.100
生长激素GH/(ng/mL) 4.10b 4.71a 5.12a 4.89a 0.23 0.001 0.001 0.100
胰岛素样生长因子-Ⅰ
IGF-Ⅰ/(ng/mL)		 193.9 197.3 214.0 200.2 10.72 0.276 0.311 0.325
核黄素RF/(pg/mL) 938.9b 994.3ab 1 081.0a 1 111.0a 57.69 0.023 0.002 0.009

2.4 核黄素对羔羊血清抗氧化指标的影响

由表5可知,随着饲粮核黄素添加水平的提高,血清T-SOD、GSH-Px和GR活性无显著变化(P>0.05),血清T-AOC和CAT活性呈线性增加(P<0.05),血清MDA含量呈线性降低(P<0.05)。MRF组和HRF组血清T-AOC和CAT活性显著高于对照组(P<0.05),与LRF组无显著差异(P>0.05)。HRF组血清MDA含量显著低于对照组(P<0.05),与LRF组和MRF组无显著差异(P>0.05)。
表5 核黄素对羔羊血清抗氧化指标的影响

Table 5 Effects of riboflavin on serum antioxidant indices of lambs

项目
Items		 组别Groups SEM P值P-value
对照
Control		 LRF MRF HRF 方差分析
ANOVA		 线性
Linear		 二次
Quadratic
总抗氧化能力T-AOC/(U/mL) 13.13b 16.17ab 18.78a 17.87a 2.03 0.048 0.014 0.056
总超氧化物歧化酶T-SOD/(U/mL) 113.2 139.3 127.8 123.2 12.78 0.252 0.658 0.232
谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px/(U/mL) 378.0 394.2 436.9 436.0 37.31 0.301 0.069 0.186
谷胱甘肽还原酶GR/(U/mL) 127.4 114.0 115.5 116.5 10.21 0.574 0.353 0.407
过氧化氢酶CAT/(U/mL) 54.0b 57.0ab 68.4a 66.6a 5.83 0.049 0.011 0.057
丙二醛MDA/(nmol/mL) 6.73a 6.12ab 5.91ab 5.05b 0.53 0.028 0.003 0.102

3 讨论

3.1 核黄素对羔羊生长性能的影响

本研究中,饲粮添加核黄素对湖羊DMI无显著影响,但ADG增加,说明核黄素提高了饲料利用率,表现为F/G降低。研究发现,核黄素是反刍动物瘤胃微生物生长的必需营养因子[1]。饲粮中添加核黄素提高了公牛瘤胃总挥发性脂肪酸含量和养分全消化道表观消化率[9]。体外试验表明,补充核黄素提高了总产气量以及干物质和有机物降解率[14]。此外,羔羊ADG的提高与核黄素对能量代谢的调控有关。FAD和FMN参与蛋白质、碳水化合物和脂肪代谢过程中ATP的产生[15]。研究发现,补充核黄素提高了小鼠[2]或人[3]的能量代谢效率。同样,公牛饲粮中添加核黄素后,DMI无显著变化,ADG有增加趋势,F/G降低[9]。

3.2 核黄素对羔羊氮代谢的影响

本试验中,摄入氮和粪氮虽无显著变化,但羔羊每天饲喂15和30 mg/kg 核黄素后摄入氮增加了7.38%和10.44%,饲喂15、30和45 mg/kg核黄素后粪氮分别降低了0.51%、4.62%和8.80%,因此氮的表观消化率呈线性增加。饲料蛋白质经瘤胃微生物降解产生氨,瘤胃微生物利用氨合成自身的蛋白质,多余的氨随血液循环进入肝脏合成尿素[16]。有文献证明饲粮添加核黄素减少了瘤胃氨态氮含量,促进了瘤胃微生物蛋白质合成[9]。因此,瘤胃微生物对氨的利用增加可能减少了血液UN的合成。消化氮、沉积氮和氮表观消化率提高,与血清GH含量升高和UN含量降低的结果相一致,说明饲粮添加核黄素提高了饲粮氮利用率,也是ADG提高的原因之一。体内和体外试验均发现,补充核黄素增加了瘤胃微生物蛋白质合成量[9,13]。在反刍动物小肠中,微生物蛋白质的消化率高于植物性饲料蛋白质的平均消化率[16]。Wu等[9]的试验同样发现,饲粮中添加核黄素提高了公牛饲粮蛋白质表观消化率。

3.3 核黄素对羔羊血清生化指标的影响

本试验中,血清GLU含量提高,表明饲粮中添加核黄素可能促进了羔羊瘤胃中丙酸的产生。绵羊GLU的供应主要依赖于肝脏糖异生代谢,丙酸是糖异生的主要前体物质[16]。体内和体外试验均发现,补充核黄素提高了瘤胃丙酸含量[9,13]。血清TP和ALB含量没有显著变化,但是,血清UN含量降低,表明添加核黄素提高了饲粮蛋白质的利用率。血清UN含量可作为衡量蛋白质代谢效率和饲粮氨基酸平衡的重要指标[17]。GH和IGF-Ⅰ作为机体促生长的调节因子,能促进蛋白质合成,从而影响生长性能[18]。饲粮添加核黄素显著增加了羔羊血清GH含量。霍思远[19]研究发现,饲粮添加核黄素提高了笼养蛋鸡血清GH含量和ADG,与本试验结果一致。血清核黄素含量随着饲粮核黄素添加水平的增加线性增加,说明核黄素的吸收增加,与前人报道[20]一致。

3.4 核黄素对羔羊血清抗氧化指标的影响

核黄素以FMN和FAD的形式转移电子,清除自由基,从而发挥抗氧化作用[1]。T-AOC是用于衡量机体氧化系统功能状况的综合指标,T-SOD、GSH-Px和CAT作为抗氧化系统中的重要酶系,其活性高低代表机体清除自由基的能力;GR是一种黄素酶,是谷胱甘肽(GSH)氧化还原循环必需的,该循环维持还原型GSH在适当水平;而MDA是细胞膜脂质过氧化的产物,其含量可以间接反映自由基的产生情况和机体组织细胞的脂质过氧化程度[21]。本研究中,随着饲粮核黄素添加水平的提高,血清T-AOC和CAT活性呈线性增加,血清MDA含量呈线性降低,说明核黄素改善了机体抗氧化功能,有效抑制了脂质过氧化反应。蒋亚军[22]研究得出饲粮添加核黄素显著提高了奶牛血清T-SOD、GSH-Px活性和T-AOC,与本研究结果类似。研究表明,核黄素在体内的抗氧化功能可能与其在GSH氧化还原循环及其相关的抗氧化酶中的作用有关[23]。GR将氧化型谷胱甘肽(GSSG)转化为还原型GSH,而GR的活性需要FAD辅酶形式的核黄素[1]。Toyosaki等[24]研究则认为,核黄素本身具有抗氧化性质,提出的机理可能是通过核黄素还原形式转化到氧化形式而使过氧化氢降解[25]。本试验中,饲粮中核黄素添加水平不低于30 mg/kg时,可以获得较好的抗氧化功能。

4 结论

饲粮添加核黄素可以提高羔羊ADG、氮代谢和抗氧化功能。在本试验条件下,羔羊饲粮中核黄素的适宜添加水平为30 mg/kg。

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