动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 6: 3823 - 3832

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.328

研究论文

辣椒碱对育肥湖羊生长性能、瘤胃发酵指标、血清生化指标及瘤胃细菌区系的影响

  • 高鑫 , 1 ,
  • 李秀芝 1 ,
  • 晏琦 1 ,
  • 王蕊张卉 1 ,
  • 韦德爽 1 ,
  • 胡德强 2 ,
  • 孔志伟 1 ,
  • 邹彩霞 1 ,
  • 林波 , 1, *
展开
  • 1 广西大学动物科学技术学院,南宁 530003
  • 2 广西安欣牧业有限公司,大化 530818
*林 波,副教授,硕士生导师,E-mail:

高 鑫(1996—),男,山东潍坊人,硕士研究生,动物营养与饲料科学专业。E-mail:

Copy editor: 武海龙

收稿日期: 2023-12-21

  网络出版日期: 2024-06-07

基金资助

国家现代农业产业技术体系广西肉牛肉羊创新团队科学养殖岗(nycytxgxcxtd-2021-09-03)

收起

Effects of Capsaicin on Growth Performance, Rumen Fermentation Indices, Serum Biochemical Indices and Rumen Bacterial Flora of Fattening Hu Sheep

  • GAO Xin , 1 ,
  • LI Xiuzhi 1 ,
  • YAN Qi 1 ,
  • WANG Ruizhanghui 1 ,
  • WEI Deshuang 1 ,
  • HU Deqiang 2 ,
  • KONG Zhiwei 1 ,
  • ZOU Caixia 1 ,
  • LIN Bo , 1, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530003, China
  • 2 Guangxi Anxin Animal Husbandry Co., Ltd., Dahua 530818, China
*associate professor, E-mail:

Received date: 2023-12-21

  Online published: 2024-06-07

Fold

摘要

本试验旨在探究辣椒碱对育肥湖羊生长性能、瘤胃发酵指标、血清生化指标及瘤胃细菌区系的影响。选用(90±3)日龄、体重(22±2) kg、体况优良的育肥湖羊公羊60只,随机分为2组,每组3个重复,每个重复10只羊。对照组(CON组)饲喂基础饲粮,辣椒碱组(CAP组)在基础饲粮中添加150 g/t辣椒碱。预试期10 d,正试期35 d。结果表明:1)CAP组的末重、平均日增重、干物质采食量均显著高于CON组(P<0.05),料重比显著低于CON组(P<0.05)。2)CAP组的瘤胃丁酸含量显著高于CON组(P<0.05)。3)CAP组的血清碱性磷酸酶(ALP)活性和丙二醛(MDA)含量显著低于CON组(P<0.05),血清免疫球蛋白M(IgM)含量显著高于CON组(P<0.05)。4)在门水平上,CAP组的瘤胃拟杆菌门(Bacteroidota)和螺旋菌门(Spirochaetota)相对丰度均显著高于CON组(P<0.05),瘤胃变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻菌门(Cyanobacteria)相对丰度均显著低于CON组(P<0.05)。在属水平上,CAP组的瘤胃理研菌科RC9肠道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)、未明确F082科(norank_f_F082)、普雷沃氏菌科UCG-001(Prevotellaceae_UCG-001)、琥珀酸菌属(Succiniclasticum)相对丰度均显著高于CON组(P<0.05),瘤胃琥珀酸弧菌科UCG-001(Succinivibrionaceae_UCG-001)、未明确月形单细胞菌科(norank_f_Selenomonadaceae)相对丰度均显著低于CON组(P<0.05)。综上所述,饲粮中添加辣椒碱对育肥湖羊生长性能具有积极影响,能够提高免疫性能和抗氧化性能,增加瘤胃细菌多样性,增加瘤胃纤维分解菌、蛋白质分解菌等有益菌群的相对丰度,降低有害菌群的相对丰度,维护瘤胃健康。

关键词： 辣椒碱; 湖羊; 生长性能; 瘤胃发酵; 瘤胃细菌区系

本文引用格式

高鑫 , 李秀芝 , 晏琦 , 王蕊张卉 , 韦德爽 , 胡德强 , 孔志伟 , 邹彩霞 , 林波 . 辣椒碱对育肥湖羊生长性能、瘤胃发酵指标、血清生化指标及瘤胃细菌区系的影响[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(6) : 3823 -3832 . DOI: 10.12418/CJAN2024.328

Abstract

The aim of this experiment was to investigate the effects of capsaicin on growth performance, rumen fermentation indices, serum biochemical indices and rumen bacterial flora of fattening Hu sheep. Sixty fattening Hu sheep rams with (90±3) days of age, body weight of (22±2) kg and good body condition were selected and randomly divided into 2 groups with 3 replicates in each group and 10 rams in each replicate. The control group (CON group) was fed a basal diet, and the capsaicin group (CAP group) was fed the basal diet supplemented with 150 g/t capsaicin. The pre-experimental period lasted for 10 days, and the experimental period lasted for 35 days. The results showed as follows: 1) the final weight, average daily gain and dry matter intake of CAP group were significantly higher than those of CON group (P<0.05), and the feed to gain ratio was significantly lower than that of CON group (P<0.05). 2) The rumen butyric acid content of CAP group was significantly higher than that of CON group (P<0.05). 3) The serum slkaline phosphatase (ALP) activity and malondialdehyde (MDA) content of CAP group were significantly lower than those of CON group (P<0.05), and the serum immunoglobulin M (IgM) content was significantly higher than that of CON group (P<0.05). 4) At phylum level, the relative abundances of Bacteroidota and Spirochaetota in rumen of CAP group were significantly higher than those of CON group (P<0.05), and the relative abundances of Proteobacteria and Cyanobacteria in rumen were significantly lower than those of CON group (P<0.05). At genus level, the relative abundances of Rikenellaceae_RC9_gut_group, norank_f_F082, Prevotellaceae_UCG-001and Succiniclasticum in rumen of CAP group were significantly higher than those of CON group (P<0.05), and the relative abundances of Succinivibrionaceae_UCG-001 and norank_f_Selenomonadaceae in rumen were significantly lower than those of CON group (P<0.05). In conclusion, dietary capsaicin had positive effects on the growth performance of fattening Hu sheep, can improve the immune performance and antioxidant performance, increase the rumen bacteria diversity, increase the relative abundances of beneficial bacterial groups such as rumen fiber-degrading bacteria and proteolytic bacteria, and reduce the relative abundances of harmful bacterial groups, and maintain the rumen health.

Key words： capsaicin; Hu sheep; growth performance; rumen fermentation; rumen bacterial flora

影响养殖效益和生长性能的核心因素之一就是采食量,增加采食量是提高肉羊生长性能的有效方法。甜味剂、香味剂等饲料添加剂是通过掩盖饲料不良气味、提高适口性等来促进动物采食,受到广泛应用。相比于甜味剂和香味剂等,植物来源饲料添加剂所含的辣椒碱、苦苣碱、薄荷酚等,也具有刺激动物食欲的作用。辣椒碱具有增加动物采食量的作用。Vittorazzi等[1]在饲粮中添加辣椒碱,增加了泌乳奶牛干物质采食量(DMI);朱靖[2]研究表明,饲粮中添加辣椒碱可显著提高热应激奶牛DMI。辣椒碱提高动物机体采食量的机制与其对全身的副交感神经具有刺激作用有关,表现为兴奋采食调节神经[3];也有研究发现,辣椒碱进入机体后与辣椒素受体结合,在产生灼痛感的同时,会刺激机体神经系统分泌内咖肽和多巴胺,产生愉悦感,提高采食量[4]。有研究表明,辣椒碱具有一定的抗菌作用[5],辣椒碱添加到育肥湖羊饲粮中在促进育肥湖羊采食量提高的同时,是否会通过影响瘤胃微生物区系进而对瘤胃发酵造成负面影响,目前尚无研究报道;此外,辣椒碱进入动物机体后,如何影响血液生化指标,进而对动物健康状况产生影响,也尚有待研究。
湖羊作为一种绵羊品种,在南方炎热季节饲养时采食量会大幅降低,选用适宜的采食调节剂以维持湖羊在炎热季节的采食量,对促进湖羊在南方养殖的发展具有重要意义。因此,本研究在湖羊饲粮中添加辣椒碱,探究辣椒碱对提高湖羊采食量的作用,并研究其对湖羊瘤胃发酵指标、血清生化指标及瘤胃细菌区系的影响,为辣椒碱在维持南方炎热季节湖羊采食量中的应用效果及安全性提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

辣椒碱为植物源天然提取物,有效成分含量为2%。

1.2 试验设计与饲养管理

试验选取60只健康活泼的(90±3)日龄、初始体重为(22±2) kg的育肥湖羊公羊,根据体重一致原则随机分为2组,每组3个重复,每个重复10只羊。对照组(CON组)饲喂基础饲粮,辣椒碱组(CAP组)在基础饲粮中添加150 g/t辣椒碱。
试验饲粮参考《肉羊饲养标准》(NY/T 81—2004)配制,基础饲粮组成及营养水平见表1。试验期45 d(10 d预试期+35 d正试期)。每个重复的试验羊圈养在单独的半开放式畜栏中,所有试验羊每天饲喂2次(07:00及15:00),期间保证自由采食及饮水。试验羊及圈舍的免疫消毒程序按公司饲养规定和免疫程序进行。
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
青贮玉米 Silage maize 48.00
花生秧 Peanut seedling 11.00
豆粕 Soybean meal 9.00
玉米 Corn 11.00
麸皮 Wheat bran 1.70
统糠 Rice bran 9.26
棕榈粕 Palm meal 1.00
干木薯酒糟 Dry cassava lees 7.70
碳酸氢钠 NaHCO3 0.10
食盐 NaCl 0.24
预混料 Premix1) 1.00
合计 Total 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
总能 GE/(MJ/kg) 18.38
粗蛋白质 CP 13.26
粗脂肪 EE 1.91
粗灰分 Ash 7.42
中性洗涤纤维 NDF 26.96
酸性洗涤纤维 ADF 14.12
钙 Ca 0.35
磷 P 0.28

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of the diet:Fe 2 000 mg,Cu 200 mg,Mn 500 mg,Zn 150 mg,Se 5.55 mg,I 1.5 mg,Co 2.5 mg,VA 60 000 IU,VD 5 000 IU,VE 70 IU。

2)营养水平为实测值。Nutrient levels were measured values.

1.3 测定指标及方法

1.3.1 饲粮营养成分测定

每周采集湖羊饲粮200 g风干保存,所有风干样品混合后粉碎过40目筛用于营养成分测定。其中,粗蛋白质(CP)含量采用Vap50s Gerhardt全自动凯氏定氮仪并参照GB/T 6432—2018的方法进行测定,总能(GE)及粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、钙(Ca)、磷(P)含量参照张丽英[6]的方法进行测定,中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量参照Van Soest等[7]的方法进行测定。

1.3.2 育肥湖羊生长性能测定

试验开始、结束当天晨饲前2 h,测定试验羊的体重;根据初重、末重计算试验羊的平均日增重(ADG);根据试验期间每天统计的喂料量及剩料量计算试验羊的DMI;根据采食量和ADG计算试验羊的料重比(F/G)。

1.3.3 育肥湖羊瘤胃发酵指标及瘤胃细菌区系测定

瘤胃液采集:在试验最后1天晨饲前,从每组随机挑选6只试验羊(每个重复2只,共12只),用胃管从试验湖羊口腔采取瘤胃液,弃掉刚开始采集到的瘤胃液,另抽取50 mL,经过纱布的4层过滤后,将其分装到10 mL的冻存管中,并放置于液氮中暂存,之后-80 ℃保存用于后续测定。
pH:瘤胃液用4层高压灭菌后的医用纱布过滤,立即用pH测定仪(便携式雷磁PHS-25,上海仪电科学仪器股份有限公司)进行测定。
挥发性脂肪酸(VFA)含量:参照Yeo等[8]的方法进行测定。
瘤胃细菌区系:取1管采集分装完毕的瘤胃液,在-80 ℃条件下送至上海美吉生物有限公司,进行瘤胃细菌16S V3~V4区测序分析。

1.3.4 育肥湖羊血清生化指标的测定

试验期最后1天晨饲前2 h,每组随机挑选6只试验羊(每个重复2只,共12只),颈静脉采血10 mL,血液样品用高速离心机(3 500 r/min、10 min)离心分离血清。将分离好的血清于-20 ℃暂存;血清生化、免疫和抗氧化指标的测定由扬州市恒一生物技术有限公司负责完成。

1.4 数据分析

数据先用Excel 2016进行初步统计、整理,采用SPSS 25.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA)。瘤胃细菌区系差异性用Wilcoxon秩和t检验进行比较。试验数据用平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05表示差异显著,0.05<P≤0.10表示有差异趋势。

2 结果

2.1 辣椒碱对育肥湖羊生长性能的影响

由表2可知,与CON组相比,CAP组育肥湖羊DMI显著提高了6.4%(P<0.05),ADG显著提高了22.2%(P<0.05),末重显著提高了7.0%(P<0.05),F/G显著降低了13.8%(P<0.05)。
表2 辣椒碱对育肥湖羊生长性能的影响

Table 2 Effects of capsaicin on growth performance of fattening Hu sheep

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON CAP
初重 Initial weight/kg 22.78 23.30 0.46 0.573
末重 Final weight/kg 28.05b 30.00a 0.48 0.044
平均日增重 ADG/(g/d) 175.67b 223.17a 6.38 <0.001
干物质采食量 DMI/(kg/d) 1.56b 1.66a 0.01 <0.001
料重比 F/G 8.63a 7.45b 0.11 <0.001

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 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃发酵指标的影响

由表3可知,与CON组相比,CAP组瘤胃丁酸含量显著提高(P<0.05),瘤胃异戊酸含量有升高趋势(P=0.098),瘤胃总挥发性脂肪酸(TVFA)、乙酸、丙酸、异丁酸、戊酸含量差异不显著(P<0.05)。同时,2组之间瘤胃乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸异戊酸比例及乙酸/丙酸均差异不显著(P<0.05)。
表3 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃发酵指标的影响

Table 3 Effects of capsaicin on rumen fermentation indices of fattening Hu sheep

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON CAP
pH 6.82 6.64 0.13 0.467
总挥发性脂肪酸 TVFA/(mmol/L) 42.45 52.63 5.00 0.332
乙酸 AA/(mmol/L) 24.18 30.73 3.21 0.330
丙酸 PA/(mmol/L) 8.53 9.70 1.26 0.673
丁酸 BA/(mmol/L) 5.77b 7.60a 0.44 0.029
异丁酸 IBA/(mmol/L) 1.48 1.60 0.11 0.618
戊酸 VA/(mmol/L) 1.31 1.29 0.06 0.877
异戊酸 IVA/(mmol/L) 1.17 1.74 0.17 0.098
乙酸比例 AA ratio/% 57.02 57.49 0.71 0.756
丙酸比例 PA ratio/% 19.78 17.70 0.79 0.198
丁酸比例 BA ratio/% 13.81 15.58 0.89 0.271
异丁酸比例 IBA ratio/% 3.51 3.18 0.15 0.342
戊酸比例 VA ratio/% 3.16 2.62 0.17 0.136
异戊酸比例 IVA ratio/% 2.72 3.43 0.24 0.121
乙酸/丙酸 A/P 2.93 3.29 0.13 0.165

2.3 辣椒碱对育肥湖羊血清生化、免疫及抗氧化指标的影响

2.3.1 辣椒碱对育肥湖羊血清生化指标的影响

由表4可知,与CON组相比,CAP组血清碱性磷酸酶(ALP)活性显著降低(P<0.05)。2组之间其他血清生化指标均无显著差异(P>0.05)。
表4 辣椒碱对育肥湖羊血清生化指标的影响

Table 4 Effects of capsaicin on serum biochemical indices of fattening Hu sheep

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON CAP
总蛋白 TP/(g/L) 72.13 73.27 1.07 0.619
白蛋白 ALB/(g/L) 29.10 29.38 0.33 0.688
球蛋白 GLOB/(g/L) 43.03 43.88 0.94 0.673
白球比 A/G 0.68 0.67 0.01 0.828
碱性磷酸酶 ALP/(U/L) 467.00a 263.93b 40.49 0.004
谷丙转氨酶 ALT/(U/L) 13.47 12.48 0.93 0.620
谷草转氨酶 AST/(U/L) 134.23 115.53 6.71 0.174
谷草转氨酶/谷丙转氨酶 AST/ALT 10.07 9.77 0.52 0.786
葡萄糖 GLU/(mmol/L) 4.92 4.62 0.15 0.359
尿素氮 UN/(mmol/L) 8.25 9.34 0.42 0.204
肌酐 CREA/(μmol/L) 53.48 55.88 28.41 0.582
乳酸脱氢酶 LDH/(U/L) 357.02 339.12 17.81 0.638

2.3.2 辣椒碱对育肥湖羊血清免疫及抗氧化指标的影响

由表5可知,与CON组相比,CAP组血清免疫球蛋白M(IgM)含量显著提高(P<0.05),血清丙二醛(MDA)含量显著降低(P<0.05),血清谷胱甘肽超氧化物歧化酶(GSH-Px)活性有升高趋势(P=0.073),血清免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性及总抗氧化能力(T-AOC)差异不显著(P>0.05)。
表5 辣椒碱对育肥湖羊血清免疫及抗氧化的影响

Table 5 Effects of capsaicin on serum immune and antioxidant indices of fattening Hu sheep

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON CAP
免疫球蛋白G IgG/(mg/mL) 50.99 49.63 2.05 0.757
免疫球蛋白A IgA/(mg/mL) 0.79 0.68 0.10 0.592
免疫球蛋白M IgM/(mg/mL) 2.70b 3.92a 0.31 0.045
总抗氧化能力 T-AOC/(mmol/L) 3.83 4.50 0.26 0.210
丙二醛 MDA/(μmol/L) 21.09a 10.33b 2.60 0.030
超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL) 86.65 85.55 3.24 0.874
谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mL) 882.61 1 172.00 81.46 0.073

2.4 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃细菌多样性的影响

如图1-A所示,α多样性分析显示,与CON组相比,CAP组的Ace指数、Chao1指数显著提高(P<0.05),Simpson指数有升高趋势(P=0.093),而Shannon指数有降低趋势(P=0.065)。如图1-B所示,基于UniFrac加权主坐标分析(PCoA)的β多样性分析以及Adonis差异分析显示,2组之间瘤胃微生物细菌组成存在显著差异(P<0.05)。
图1 α多样性分析和β多样性分析

Fig.1 α diversity analysis and β diversity analysis

2.5 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃细菌组成的影响

2.5.1 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃细菌门水平相对丰度的影响

由表6可知,与CON组相比,CAP组瘤胃拟杆菌门(Bacteroidota)、螺旋菌门(Spirochaetota)和其他菌门相对丰度显著提高(P<0.05),瘤胃变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻菌门(Cyanobacteria)相对丰度显著降低(P<0.05),瘤胃纤维杆菌门(Fibrobacterota)相对丰度有升高趋势(P=0.066),其余菌门相对丰度均差异不显著(P>0.05)。
表6 辣椒碱对湖羊瘤胃细菌门水平相对丰度的影响

Table 6 Effects of capsaicin on relative abundances of rumen bacteria at phylum level of fattening Hu sheep%

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON CAP
拟杆菌门 Bacteroidota 36.72b 65.06a 5.12 0.013
厚壁菌门 Firmicutes 27.82 27.05 1.95 0.810
变形菌门 Proteobacteria 31.18a 2.18b 5.71 0.045
放线菌门 Actinobacteriota 0.58 0.94 0.16 0.689
蓝藻菌门 Cyanobacteria 1.80a 0.04b 0.53 0.020
纤维杆菌门 Fibrobacterota 0.58 0.94 0.03 0.066
螺旋菌门 Spirochaetota 0.22b 0.54a 0.10 0.045
髌骨菌门 Patescibacteria 0.08 0.13 0.03 0.873
脱硫杆菌门 Desulfobacterota 0.08 0.11 0.02 0.422
其他 Others 0.47b 3.02a 0.13 0.037

2.5.2 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃细菌属水平相对丰度的影响

由表7可知,CAP组的优势菌群为普雷沃氏菌属(Prevotella)、理研菌科RC9肠道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)、瘤胃球菌属(Ruminococcus),其相对丰度分别为39.90%、9.15%、4.10%;CON组的优势菌群为普雷沃氏菌属(Prevotella)、琥珀酸弧菌科UCG-001(Succinivibrionaceae_UCG-001)、未明确月形单细胞菌科(norank_f_Selenomonadaceae),其相对丰度分别为30.74%、29.07%、4.30%。与CON组相比,CAP组瘤胃理研菌科RC9肠道群、未明确F082科(norank_f_F082)、普雷沃氏菌科UCG-001(Prevotellaceae_UCG-001)、琥珀酸菌属(Succiniclasticum)相对丰度显著提高(P<0.05),瘤胃琥珀酸弧菌科UCG-001、未明确月形单细胞菌科相对丰度显著降低(P<0.05),瘤胃克里斯滕森菌科R-7群(Christensenellaceae_R-7_group)、普雷沃氏菌科UCG-003(Prevotellaceae_UCG-003)相对丰度有升高趋势(P=0.066、P=0.065)。
表7 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃细菌属水平相对丰度的影响

Table 7 Effects of capsaicin on relative abundances of rumen bacteria at genus level of fattening Hu sheep%

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON CAP
普雷沃氏菌属 Prevotella 30.74 39.90 2.97 0.174
琥珀酸弧菌科UCG-001 Succinivibrionaceae_UCG-001 29.07a 0.07b 5.61 0.016
理研菌科RC9肠道群 Rikenellaceae_RC9_gut_group 1.35b 9.15a 1.36 0.005
瘤胃球菌属 Ruminococcus 1.93 4.10 0.90 0.174
未明确月形单细胞菌科 Norank_f_Selenomonadaceae 4.30a 0.55b 0.84 0.013
未明确F082科 Norank_f_F082 0.55b 3.71a 0.81 0.010
普雷沃氏菌科UCG-001 Prevotellaceae_UCG-001 0.65b 3.42a 0.71 0.020
琥珀酸弧菌属 Succinivibrio 1.94 1.93 0.59 0.689
产粪甾醇真细菌群 Eubacterium_coprostanoligenes_group 2.52 1.20 0.49 0.298
未分类毛螺菌科 Unclassified_f_Lachnospiraceae 2.37 0.91 0.49 0.230
琥珀酸菌属 Succiniclasticum 0.62b 2.22a 0.30 0.005
克里斯滕森菌科R-7群 Christensenellaceae_R-7_group 0.79 1.89 0.40 0.066
普雷沃氏菌科UCG-003 Prevotellaceae_UCG-003 0.75 1.79 0.46 0.065
其他 Others 22.41 29.17 1.97 0.423

3 讨论

3.1 辣椒碱对育肥湖羊生长性能的影响

辣椒碱作为一种植物性饲料添加剂,具有促进反刍动物采食量的作用,采食量的增加有助于提供更多的营养物质和能量,促进动物机体的生长和发育。辣椒碱对采食量的促进作用,既表现在刺激机体的味觉和嗅觉感受器官,增加其对饲料的兴趣和食欲[9];又表现在促进胃肠道的蠕动和唾液分泌,提高消化液的分泌量,从而增加采食量[10]。胡宇超等[11]研究发现,在饲粮中添加以辣椒油树脂为主的复合营养素能够显著增加杜汉杂交母羊DMI,并且在添加量为2.5 g/kg时,杜汉杂交母羊终末体重和ADG也显著增加;Hernández等[12]对荷斯坦奶牛的研究发现,添加以辣椒碱为主成分的混合植物提取物能够对其生长性能产生有益作用。本研究结果与上述报道相近,饲粮添加辣椒碱能够显著提高育肥湖羊的末重、ADG和DMI。同时,本研究中CAP组育肥湖羊的F/G显著低于CON组,这与柏雪梅[13]在肉羊饲粮中添加不同水平的辣椒碱均能降低肉羊F/G以及Alsuwaiegh等[14]以35 g/d辣椒碱饲喂荷斯坦泌乳奶牛降低F/G的研究结果也一致。因此,辣椒碱在育肥湖羊饲粮中的添加显示出对机体生长性能的积极影响。

3.2 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃发酵指标的影响

瘤胃pH的调节对于反刍动物的消化和营养吸收过程至关重要。适宜的pH水平有助于保持酶活性稳定[15]、维持微生物菌群平衡[16]、改善饲料消化利用以及促进营养元素的吸收。因此,瘤胃液pH的平衡对于反刍动物的健康和生长性能具有重要的影响。反刍动物瘤胃内的正常pH在6.0~7.0,适宜在6.6~7.0[17]。本试验中,CAP组的湖羊瘤胃pH相对于CON组虽数值上降低,但差异不显著,且在正常范围内,表明饲粮中添加辣椒碱对瘤胃pH无显著影响,能够维持瘤胃稳态。
VFA是一类具有强挥发性的有机酸,是宿主瘤胃-微生物、微生物-微生物互作降解、发酵碳水化合物如植物纤维素和淀粉等产生的主要代谢产物,包括乙酸、丙酸、丁酸等[18]。碳水化合物、蛋白质等被微生物降解产生VFA,VFA通过瘤胃上皮被动扩散转运、VFA酸根离子(VFA-)和碳酸氢根(HCO-)互换等方式进入血液为宿主供能,从而成为反刍动物能量供应的重要来源。本试验结果显示,CAP组的瘤胃各VFA含量相较于CON组数值上均有不同程度地升高,且瘤胃丁酸含量显著升高。这表明饲粮中添加辣椒碱能够提高瘤胃内VFA含量,增加湖羊机体的能量供应。这与Rodríguez-Prado等[19]在荷斯坦小母牛饲粮中添加辣椒碱显著提高瘤胃VFA含量的结果一致,该结果也可能是CAP组pH降低的原因。瘤胃丁酸含量的显著性升高可能是导致CAP组湖羊采食量升高的因素之一,丁酸能够促进瘤胃上皮细胞的发育,增加瘤胃乳头的表面积[20];同时丁酸还具有促进瘤胃收缩功能,增加瘤胃蠕动和反刍次数,更好的消化和吸收饲粮中的营养物质[21-22],促进湖羊的生长。瘤胃丁酸含量的升高有可能是因为辣椒碱的抗菌作用,对瘤胃微生物产生影响,特别是丁酸产生菌,可使瘤胃微生物发挥更强的发酵作用产生更多的丁酸。具体原因需要进一步探究。

3.3 辣椒碱对育肥湖羊血清生化指标的影响

血清生化指标是反映动物机体健康的关键指标。血清总蛋白(TP)和尿素氮(UN)含量是反映机体蛋白质代谢的重要指标,血清葡萄糖(GLU)含量能够表现机体糖代谢情况。本研究结果显示,CAP组育肥湖羊血清TP、UN以及GLU含量与CON组相比均无差异,该结果与Chen等[23]在羔羊饲粮中添加3%的辣椒油树脂和Ünlü等[24]在羔羊饲粮中添加300 mg/kg辣椒提取物的研究结果一致,表明饲粮中添加辣椒碱对湖羊机体蛋白质代谢和糖代谢均无不良影响。ALP能将磷酸酯分子中的磷酸基团水解为无机磷酸盐和醇,是催化磷酸酯水解反应的关键酶[24]。当肝脏出现损伤或者疾病时,ALP会从损伤细胞中释放出来,造成血清ALP活性升高[25]。本研究中,CAP组的血清ALP活性显著低于CON组,推测辣椒碱可能会对机体肝脏产生影响,具体影响作用需要进一步探究。
本研究中,与CON组相比,CAP组的血清MDA含量显著降低,GSH-Px活性有升高趋势,T-AOC略微升高。这与柏雪梅[12]、An等[26]的研究结果一致。这些指标表明辣椒碱可能具有提高动物抗氧化能力的潜力,保护机体免受氧化损伤。原因可能是辣椒碱所含有的酚羟基结构具有很强的自由基清除能力,可以通过清除自由基来防止脂质过氧化和蛋白质氧化[26-27]。同时辣椒碱还能与氨基酸残基的疏水、氢键和电荷相互作用,结合α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶来发挥抗氧化作用[28]。综合血清生化指标来看,辣椒碱的添加对育肥湖羊营养物质的代谢无负面影响,并且还能提高湖羊抗氧化能力,促进机体的健康。

3.4 辣椒碱对育肥湖羊瘤胃细菌组成的影响

瘤胃内含有大量的微生物,其多样性影响瘤胃消化代谢能力[29]。细菌在其中扮演着重要角色,它们能够降解植物复杂多糖,提供营养物质供机体利用。当细菌组成发生变化时,会影响宿主对饲料的消化利用效率。本研究发现,饲粮中添加辣椒碱提高瘤胃细菌区系的丰富度和多样性,同时,提高拟杆菌门相对丰度,加强对非纤维性碳水化合物和蛋白质的分解;提高纤维杆菌门和螺旋菌门等纤维素降解菌的相对丰度,增加对饲粮纤维素的降解,分解生成易被机体吸收的GLU等碳水化合物,进而生成更多的VFA被宿主吸收利用,增加代谢活动水平[30],这也可能是CAP组湖羊瘤胃VFA含量比CON组高的原因。这与朱靖[2]在泌乳前期奶牛饲粮中添加辣椒碱对瘤胃拟杆菌门具有积极影响的研究结果相似。本研究还发现,辣椒碱能够显著降低瘤胃有害菌群变形菌门和蓝藻菌门的相对丰度,这与王远微[31]应用辣椒素饲喂高脂小鼠降低肠道变形菌门相对丰度,降低慢性、低程度炎症发生几率的研究结果相似。这可能是由于辣椒碱的酚基具有疏水性,能够降低膜稳定性,发挥抗菌作用,抑制大肠杆菌等变形菌门类细菌,造成其相对丰度降低[32-33]。综合来看,辣椒碱在提高采食量的同时,能对瘤胃细菌区系产生正向影响,增加纤维分解菌、蛋白质分解菌等有益菌群的相对丰度,促进对饲粮营养物质的利用;同时降低有害菌门,如变形菌门和蓝藻菌门的相对丰度,营造更健康的瘤胃环境。

4 结论

① 饲粮中添加辣椒碱能够显著提高育肥湖羊DMI和ADG,显著降低F/G,具有良好的促生长效应。
② 饲粮中添加辣椒碱能够促进育肥湖羊瘤胃发酵,产生更多的VFA供机体利用,尤其是显著提高瘤胃丁酸含量。
③ 饲粮中添加辣椒碱能够显著降低育肥湖羊血清ALP活性和MDA含量,显著提高血清IgM含量,有升高血清GSH-Px活性趋势,表现出良好的免疫性能和抗氧化性能。
④ 饲粮中添加辣椒碱能够增加育肥湖羊瘤胃细菌多样性,增加瘤胃纤维分解菌、蛋白质分解菌的相对丰度,降低有害菌群的相对丰度,维护瘤胃健康。

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