2. 固原市畜牧技术推广服务中心, 固原 756000;
3. 宁夏荣华牧业控股有限公司, 同心 751300
2. Promotion Service Center of Guyuan Animal Husbandry Technology, Guyuan 756000, China;
3. Ningxia Rong Hua Animal Husbandry Holdings Limited, Tongxin 751300, China
锌元素不仅参与动物机体碳水化合物、蛋白质、脂类和维生素的代谢，促进动物机体生长，而且可以减轻动物氧化应激，提高免疫力[1]。公羊饲粮中添加20 mg/kg DM锌会提高日増重，降低料重比[2]。羔羊基础饲粮(锌含量29.28 mg/kg)再补充15 mg/kg的锌，机体可以获得较高的免疫反应[3]。现行饲料业锌主要以无机的形式添加，在动物体内的吸收利用率低，过量的锌会随粪便排出造成环境污染。有机锌具有较高的生物利用率，研究表明大鼠饲粮中添加不同来源的有机锌12 mg/kg较无机锌具有更高的抗氧化酶活性，能够加强免疫应答[4]；肉仔鸡饲粮中添加甘氨酸锌可调节肉鸡免疫和缓解炎症反应，其功效较无机硫酸锌高[5]。
氨基酸锌作为一种新型的微量元素添加剂，是氨基酸和锌通过配位键形成的具有特殊结构的环状蟹合物，具有良好的化学和生化稳定性，在动物消化道内会随着氨基酸的需要定点释放锌离子，改善金属离子在体内的吸收和利用，避免了微量元素之间拮抗作用，生物学利用率高[6-7]。目前对氨基酸锌的研究主要集中在单胃动物，如猪、禽上，在反刍动物上应用效果研究较少，但反刍动物对锌的耐受量较单胃动物低，高锌会与铜、铁等元素发生拮抗，从而影响铜、铁的吸收[8]。我国《饲料添加剂使用规范》(2017年修订版)规定，配合饲料或全混合日粮中锌[蛋氨酸锌(螯)络合物]含量最高限量仔猪(≤25 kg)110 mg/kg、母猪110 mg/kg、犊牛180 mg/kg、水产动物150 mg/kg、宠物200 mg/kg，其他动物120 mg/kg。因此，本试验分时段研究氨基酸锌不同添加量对滩湖杂羊生长性能、血清激素、免疫及抗氧化指标的影响，为氨基酸锌在养羊业中的科学应用提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验设计选择4月龄左右、体重29 kg左右、健康的滩湖杂公羊48只，采用完全随机试验设计分为4组，每组12只群饲，组间体重差异不显著(P>0.05)。对照组饲喂基础饲粮，试验1组、试验2组、试验3组分别饲喂不同锌含量的试验饲粮，日饲喂2次，自由饮水。预试期7 d，正试期60 d。
1.2 饲粮组成及营养水平基础饲粮参照《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)结合生产实际需要配制，制成全价颗粒饲粮。基础饲粮锌含量为52.80 mg/kg(硫酸锌形式添加)，试验饲粮锌含量(氨基酸锌替代硫酸锌；氨基酸锌的锌含量120 g/kg，总氨基酸含量≥21%)分别为试验1组26.40 mg/kg、试验2组52.80 mg/kg、试验3组79.20 mg/kg。基础饲粮组成及营养水平见表 1。
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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) |
试验开始(正试期开始第1天)及试验第40、60天分别对羊只进行空腹称重，计算平均日增重。准确记录羊只每天采食量(保持各组间饲粮添加量一致)，计算料重比。
1.3.2 血清生化指标及血液锌含量分别于试验第40、50、60天早晨空腹对羊只进行颈静脉采血5 mL。1 mL装入肝素钠抗凝管测定血液锌含量，剩余部分先静置，离心后取血清2份装入1 mL离心管，-20 ℃保存待测血清激素、免疫及抗氧化指标。
1.3.2.1 血清激素、免疫及抗氧化指标血清免疫球蛋白A(IgA，批号20190804-74033A)、免疫球蛋白G(IgG，批号20190809-74034A)、免疫球蛋白M(IgM，批号20190807-74038A)及胰岛素样生长因子-1(IGF-1，批号GR-E79091)含量采用酶联免疫分析法测定(酶标分析仪Rayto RT-6100，深圳雷杜生命科学股份有限公司)。血清胰岛素(INS，批号20190820)含量采用放射免疫分析法测定(DFM-96 r-放射免疫计数仪，合肥众成机电)。血清葡萄糖(GLU)含量采用生化免疫分析法测定(Au5800全自动生化仪，贝克曼)。血清超氧化物歧化酶(SOD，批号20190521)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px，批号20190521)、过氧化氢酶(CAT，批号20190521)活性、丙二醛(MDA，批号20190521)含量、总抗氧化能力(T-AOC，批号20190521)采用比色法测定(酶标分析仪Rayto RT-6100，深圳雷杜生命科学股份有限公司)。
1.3.2.2 血液锌含量血液锌含量采用锌离子定量检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)，用生化分析仪(Au5800全自动生化仪，贝克曼)测定。
1.4 数据分析采用Excel 2007进行数据整理，SAS 8.2统计软件对试验数据进行单因素方差分析，差异显著的用Duncan氏法进行多重比较。试验结果以“平均值±标准差”表示。P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著
2 结果与分析 2.1 氨基酸锌对滩湖杂羊生长性能的影响由表 2可知，滩湖杂羊初始重各组间差异不显著(P>0.05)，试验组第40、60天体重均高于对照组，其中试验2组第60天体重显著高于对照组(P < 0.05)；试验结束时总增重、平均日增重均以试验2组最高，显著高于对照组、试验3组(P < 0.05)；料重比以试验2组最低，极显著低于其他各组(P < 0.01)。
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表 2 氨基酸锌对滩湖杂羊生长性能的影响 Table 2 Effects of amino acid zinc on growth performance of Tan×Hu sheep |
由表 3可知，试验第40天时，试验3组血清IgA含量显著低于对照组(P < 0.05)，其他各组间差异不显著(P>0.05)；血清IgG、IgM含量各组间差异不显著(P>0.05)。试验第50、60天时，随着饲粮氨基酸锌含量增加，血清IgA、IgG、IgM含量均升高，且在试验第50天时试验2组与对照组间差异不显著(P>0.05)，试验第60天时，试验2组与试验3组差异不显著(P>0.05)，其中试验2组、试验3组血清IgA、IgG含量极显著高于对照组(P < 0.01)，试验2组血清IgM含量显著高于对照组(P < 0.05)，试验3组极显著高于对照组(P < 0.01)。血清IgA、IgG、IgM含量随着试验时间延长均呈现先降低后升高的趋势，试验2组、试验3组试验第60天的血清IgA、IgG含量均高于试验第40天；试验组试验第60天血清IgM含量均高于试验第40天。
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表 3 氨基酸锌对滩湖杂羊血清免疫指标的影响 Table 3 Effects of amino acid zinc on serum immune indexes of Tan×Hu sheep |
由表 4可知，试验第40天时，血清INS含量以试验2组最低，显著低于试验1组(P < 0.05)，其他各组间差异不显著(P>0.05)；试验第50天时，试验组极显著低于对照组(P < 0.01)，试验组间差异不显著(P>0.05)，但随着饲粮氨基酸锌含量增加，血清INS含量降低，试验第60天时，各组间差异不显著(P>0.05)。试验第40天时，试验3组血清IGF-1含量显著高于其他各组(P < 0.05)，其他各组间差异不显著(P>0.05)，试验第50天时，试验3组显著高于对照组(P < 0.05)，极显著高于试验1组和试验2组(P < 0.01)，且试验第40、50天时，随着饲粮氨基酸锌含量增加，血清IGF-1含量升高；试验第60天时，以试验2组含量最高，极显著高于对照组、试验1组(P < 0.01)，与试验3组差异不显著(P>0.05)。各组间血清葡萄糖含量差异不显著(P>0.05)。血清INS、IGF-1含量随着试验时间延长均呈现先降低后升高的趋势，试验2组、试验3组血清INS含量在试验第60天均高于试验第40天，试验组血清IGF-1含量试验第60天均高于试验第40天。
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表 4 氨基酸锌对滩湖杂羊血清激素及葡萄糖含量的影响 Table 4 Effects of amino acid zinc on serum hormone and glucose contents of Tan×Hu sheep |
由表 5可知，试验第50天时，试验3组血清MDA含量极显著低于其他各组(P < 0.01)，其他各组间差异不显著(P>0.05)，但试验2组高于对照组；试验第60天时，随着饲粮氨基酸锌含量增加，血清MDA含量降低。试验第50、60天时，血清SOD、GSH-Px活性均随着饲粮氨基酸锌含量增加而升高，试验第50天时，试验3组极显著高于其他各组(P < 0.01)，其他组间差异不显著(P>0.05)；试验第60天时，试验2组、试验3组血清SOD活性差异不显著(P>0.05)，其中试验2组极显著高于对照组、试验1组(P < 0.01)，血清GSH-Px活性试验组间差异不显著(P>0.05)，试验2组、试验3组极显著高于对照组(P < 0.01)。试验第50、60天时，血清CAT活性均随着饲粮氨基酸锌含量增加而升高，试验第50天时，试验3组极显著高于对照组(P < 0.01)，且试验2组高于对照组(P>0.05)；试验第60天时，试验2组、试验3组间差异不显著(P>0.05)，但均极显著高于对照组(P < 0.01)。试验第50、60天时，血清T-AOC均随着饲粮氨基酸锌含量增加而升高，试验第50天时，试验3组极显著高于对照组(P < 0.01)，且试验2组高于对照组(P>0.05)；试验第60天时，试验组间差异不显著(P>0.05)，但试验2组、试验3组极显著高于对照组(P < 0.01)。血清SOD、GSH-Px、CAT活性及T-AOC均随着试验时间延长呈先降低后升高的趋势，且试验2组、试验3组试验第60天上述指标均高于试验第40天。
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表 5 氨基酸锌对滩湖杂羊血清抗氧化指标的影响 Table 5 Effects of amino acid zinc on serum antioxidant indexes of Tan×Hu sheep |
由表 6可知，随着饲粮氨基酸锌含量增加，试验组血液锌含量先升高后降低，其中试验第40天时，试验1组显著低于试验2组及试验3组(P < 0.05)。随着试验时间延长血液中锌含量逐渐升高。
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表 6 氨基酸锌对滩湖杂羊血液锌含量影响 Table 6 Effects of amino acid zinc on zinc content in blood of Tan×Hu sheep μmol/L |
郝丽媛[9]报道，饲粮中添加80 mg/kg锌(蛋氨酸锌形式)能显著提高犊牛日增重。牛现琇[10]研究表明，生长育肥猪饲粮添加40 mg/kg蛋氨酸锌(以锌元素计)，育肥期日增重提高了10.78%。Aliarabi等[11]研究表明，添加锌可提高羔羊平均日增重和饲料转化率。郑梦莉等[12]研究发现，湘东黑山羊妊娠母羊饲粮中添加蛋氨酸螯合锌和甘氨酸螯合锌均显著提高了总增重及平均日增重。本研究结果表明，饲粮以氨基酸锌形式添加锌可提高滩湖杂羊平均日增重，促进生长，但增重会随着饲粮氨基酸锌含量增加呈先升高后降低的趋势，以试验2组平均日增重最大。张博[13]在杜寒杂种公羊基础饲粮锌含量25.68 mg/kg的基础上添加氨基酸锌进行研究，结果发现添加50 mg/kg氨基酸锌组饲喂效果优于25和75 mg/kg组，即锌对促进绵羊生长有最适添加量。本研究在排除基础饲粮锌元素干扰下，以氨基酸锌形式添加了锌，滩湖杂羊生长趋势同上述结果一致。这表明氨基酸锌化学稳定性和生化稳定性良好，生物利用率较无机锌高，但锌添加量不能过高，否则会降低生物效价，这可能与氨基酸锌的吸收率提高，导致过高的锌元素摄入会与其他矿物元素相互作用产生负作用有关[14]。
3.2 氨基酸锌对滩湖杂羊血清免疫指标的影响免疫球蛋白是反映机体免疫功能的重要指标。IgA主要由B淋巴细胞分泌产生，是动物机体含量最多的免疫球蛋白[15]。IgG是体液免疫的主要抗体，具有抗细菌、病毒及中和毒素等免疫作用[16]。魏婧雅等[17]研究表明，犊牛每日饲喂不同低水平氧化锌后，血清IgG、IgA及IgM含量呈现线性增加。本研究结果表明，试验第50、60天时，血清IgA、IgG、IgM含量随着饲粮氨基酸锌含量增加而升高，且试验第60天时试验2组含量极显著高于对照组，但试验2组与试验3组间差异不显著，表明同等锌含量时，氨基酸锌添加组高于硫酸锌添加组，随着饲粮氨基酸锌含量增加，试验动物机体免疫指标基本恒定，高锌会抑制机体的免疫功能，只有适宜添加量的锌才能有效发挥其对免疫功能的促进作用[18-19]，表明锌添加量不是越高越好，本研究中饲粮高氨基酸锌含量没有达到抑制的水平，但已呈现出恒定的趋势。本研究中免疫因子血清IgA、IgG、IgM含量随着试验时间延长呈现先降低后升高的趋势，这是外来因子刺激，机体调节的过程，表明饲粮添加氨基酸锌50 d以上发挥作用较佳。
3.3 氨基酸对滩湖杂羊血清激素及葡萄糖含量的影响激素是调节机体生长发育及代谢的重要物质。INS具有调节蛋白质、糖、脂肪三大营养物质代谢和贮存的功能。郝丽媛等[20]研究不同锌源对新生犊牛生长性能、血清激素及免疫指标的影响，发现犊牛每天每头饲粮添加蛋氨酸锌和氧化锌(相当于80 mg/kg锌)均能够显著降低犊牛血清INS含量。本研究中，血清INS含量在试验第40天时以试验2组最低，试验第50天时试验组间差异不显著，但极显著低于对照组，且随着饲粮氨基酸锌含量增加而降低，与上述结果一致。当血液游离的锌足够多，胰岛β细胞锌就会充足，INS分泌减少，同时锌会增强INS降解酶的活性，使血清INS含量降低[21]。这表明添加氨基酸锌会增加血液中游离锌含量，锌的吸收率较无机锌高，INS分泌会减少。同时，INS与IGF-1相互作用，能够促进细胞摄取并利用葡萄糖，对机体代谢进行调节，从而影响机体发育[22]。葡萄糖含量是血液养分代谢的一个重要指标，机体各组织器官均需要葡萄糖来供能。张博[13]研究发现，杜寒杂羊基础饲粮(锌25.68 mg/kg)分别添加氨基酸锌25、50、75 mg/kg饲养70 d，不同添加组血清葡萄糖含量差异不显著，但随着饲粮氨基酸锌含量增加，血清葡萄糖含量升高。本研究结果表明，滩湖杂羊饲粮添加氨基酸锌，血清葡萄糖含量各组间差异不显著，与上述结果一致，但没有呈现规律的变化。血清IGF-1含量在试验第40、50天时随着饲粮氨基酸锌含量增加呈升高趋势。INS的生理作用是降低葡萄糖含量，王竹[21]研究发现，锌会参与INS活性的维持，高锌会促使葡萄糖在脂肪细胞转换为脂肪，从而降低含量。所以本研究中血清葡萄糖含量没有差异，可能是添加氨基酸锌使血液中游离锌增多，促使了葡萄糖的吸收利用，机体调节平衡导致添加不同量氨基酸锌对血清葡萄糖含量没有显著影响。
3.4 氨基酸锌对滩湖杂羊血清抗氧化指标的影响动物机体自由基产生与清除通常处于动态平衡，当机体受到自身或外来因素刺激时，动态平衡被破坏，引发氧化应激，会产生大量的自由基，诱导生物膜上的多不饱和脂肪酸过氧化产生脂质过氧化产物MDA[23]。所以，MDA含量直接反映机体内脂质过氧化的程度，间接反映细胞损伤的程度[24]。本研究结果表明，血清MDA含量在试验第40天时差异不显著，在试验第50、60天时随着饲粮氨基酸锌含量增加呈降低趋势，且试验第60天时同等锌含量的试验2组血清MDA含量低于对照组，表明饲粮添加氨基酸锌可减少机体脂质氧化，随着饲粮氨基酸锌含量增加作用效果越强，氨基酸锌效果优于无机硫酸锌。
机体存在脂质过氧化自由基产物，同样存在着清除自由基的酶促系统。动物机体重要的抗氧化酶有SOD、CAT和GSH-Px。本研究结果表明，抗氧化指标在试验第40天时各组间差异不显著，这可能与机体自身免疫有关。T-AOC反映机体内各种抗氧化体系的综合抗氧化能力，以及机体酶类与非酶类抗氧化物的总体水平[25]。刘凤霞等[26]研究表明，随饲粮有机锌水平的升高，血清和肝脏中SOD活性呈现上升趋势，机体抗氧化能力增强。王中成等[27]研究结果表明，饲粮添加果胶寡糖螯合锌(600 mg/kg)能改善1~42日龄爱拔益加肉仔鸡生长性能、免疫功能和血清抗氧化功能。本研究结果表明，血清SOD、GSH-Px、CAT活性及T-AOC在试验第50、60天时均随着饲粮氨基酸锌含量增加而呈升高趋势，试验第60天时，试验2组、试验3组间差异不显著，且同等锌含量时添加氨基酸锌氧化指标高于对照组。这说明饲粮添加氨基酸锌可提高机体抗氧化功能，且抗氧化指标不会随着饲粮氨基酸锌含量增加持续升高，同等锌含量下氨基酸锌功能优于无机硫酸锌。本研究中，抗氧化指标均随着试验时间延长呈先降低后升高的趋势，且试验2组、试验3组在试验第60天时均高于第40天，这与免疫因子血清IgA、IgG、IgM含量变化趋势一致，表明前期滩湖杂羊只对环境、试验饲粮还处于一定的适应期，饲粮添加氨基酸锌50 d以上发挥作用较佳。
3.5 氨基酸锌对滩湖杂羊血液锌含量的影响矿物质元素尤其微量元素在动物组织器官中含量很少，但对维持动物正常的理化功能、参与正常的新陈代谢、促进动物快速的健康发育有重要的作用，动物组织矿物质元素的含量可反映机体长期的矿物质元素代谢情况。动物摄入的饲粮消化后主要经肠道进行吸收，所以肠道上皮细胞吸收的部分锌离子转运到血液发挥作用，即血清中锌含量在一定程度上可反映饲粮中锌离子的吸收利用的情况。本研究结果表明，试验组血液锌含量随着饲粮氨基酸锌含量增加呈先升高后降低的趋势，但随着试验时间延长血液中锌含量升高，且试验组血清锌含量略高于对照组。即氨基酸锌的利用率高于无机硫酸锌，但添加量过高会与体内其他元素之间形成拮抗，减弱吸收作用[28]。
4 结论饲粮添加氨基酸锌可提高锌元素生物利用效率，促进滩湖杂羊生长，提高滩湖杂羊血清IGF-1含量，降低INS含量，提高滩湖杂羊机体免疫与抗氧化能力，以氨基酸锌(锌含量52.80 mg/kg)添加时间50 d以上效果较佳。
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