酵母多糖對育肥牛生長性能、血清免疫和抗氧化指標(biāo)以及代謝物的影響

王 燕 陳志龍 施 安 李 博 孫文陽 李 丹 梁小軍 侯鵬霞* 張恩平*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院,楊凌 712100;2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院動物科學(xué)研究所,銀川 750000;3.寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院,固原 756000)

酵母多糖是從酵母細(xì)胞壁中提取出來的功能性復(fù)合多糖,β-葡聚糖和甘露聚糖是其主要的活性物質(zhì)[1],二者對機(jī)體的生命活動具有重要調(diào)節(jié)作用。研究表明,β-葡聚糖具有良好的免疫調(diào)節(jié)活性,一方面通過提高免疫球蛋白和白細(xì)胞介素水平,增強(qiáng)宿主對細(xì)菌、病毒、真菌及寄生蟲感染的非特異性免疫和抗氧化能力[2-4];另一方面通過促進(jìn)抗體的產(chǎn)生,增強(qiáng)機(jī)體的特異性免疫功能[5]。甘露聚糖的結(jié)構(gòu)類似病原菌定植在腸道上的特異性受體,可作為高親和性配體與革蘭氏陰性菌的結(jié)合位點結(jié)合,致使病原菌無法在腸道內(nèi)附著或定植,從而被清除[6];還可作為免疫刺激輔因子,與細(xì)菌、病毒和毒素等外源抗原結(jié)合以增加其被吸收的時間,調(diào)節(jié)機(jī)體特異性免疫[2]。酵母多糖則結(jié)合了β-葡聚糖和甘露聚糖2大成分的主要優(yōu)點,具有促進(jìn)生長、調(diào)節(jié)免疫和提高抗氧化性能等生物學(xué)功能。董金金[7]研究報道,飼糧添加2 g/(頭·d)酵母多糖能促進(jìn)哺乳犢牛胃腸道形態(tài)發(fā)育,提高胃腸道消化酶活性,促進(jìn)犢牛生長發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收;Ma等[8]研究報道,飼糧添加適量酵母β-葡聚糖顯著提高了荷斯坦?fàn)倥５娘暳限D(zhuǎn)化率和日增重;Rozeboom等[9]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加甘露寡糖提高了免疫球蛋白水平,增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞活性,提升了仔豬免疫力。

目前,酵母多糖在反芻動物生產(chǎn)中的研究相對較少,已有研究報道也主要集中在酵母多糖對哺乳期犢牛胃腸道發(fā)育的影響上,關(guān)于酵母多糖對育肥牛在生產(chǎn)上的影響鮮有報道。因此,本研究以酵母多糖(富含β-葡聚糖和甘露聚糖)為試驗材料,以育肥牛為研究對象,旨在探究飼糧添加酵母多糖對育肥牛生長性能、血清免疫和抗氧化指標(biāo)以及代謝物的影響,為酵母多糖在肉牛育肥中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

本試驗于2022年5月至8月在寧夏回族自治區(qū)固原市原州區(qū)某肉牛養(yǎng)殖場進(jìn)行。按照單因素隨機(jī)試驗設(shè)計,選擇健康的16月齡、體重550 kg左右的西門塔爾雜交育肥牛40頭,隨機(jī)分為4組,每組10頭。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗組在晨飼時在基礎(chǔ)飼糧中分別添加5、10和15 g/(d·頭)酵母多糖(購自某公司,主要成分及含量:甘露聚糖≥20%,β-葡聚糖≥20%,粗蛋白質(zhì)≥25%,水分≤6%),并分別記為試驗1組、試驗2組和試驗3組?；A(chǔ)飼糧根據(jù)NRC(2016)肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合養(yǎng)殖場生產(chǎn)實際配制,其組成及營養(yǎng)水平見表1。預(yù)試期10 d,正試期94 d(試驗前期50 d,試驗后期44 d)。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗開始前對圈舍進(jìn)行打掃、消毒。試驗牛分圈舍群飼,各組按試驗設(shè)計飼喂對應(yīng)飼糧,基礎(chǔ)飼糧以全混合日糧(TMR)形式飼喂,每日2次(08:00和16:00),自由飲水。試驗組于每日晨飼時,將酵母多糖用水溶解噴灑于飼糧表面(確保育肥牛短時間內(nèi)采食完)。其他飼養(yǎng)條件保持一致。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 生長性能

正試期開始當(dāng)天、第50天和結(jié)束當(dāng)天(試驗第94天)晨飼前,使用地磅對試驗牛稱重。各組間飼糧添加量保持一致,根據(jù)剩料量及時調(diào)整添加量,隨著體重增加添加量增大(試驗前期12.70 kg/d,試驗后期14.20 kg/d),計算平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。

1.3.2 經(jīng)濟(jì)效益

飼糧和添加劑成本均按照試驗時該地區(qū)的市場價格進(jìn)行計算。根據(jù)育肥牛出欄時的活牛市場價格計算每頭牛的增重收益,最后根據(jù)每頭牛的成本及增重收益計算經(jīng)濟(jì)效益。計算公式如下:

利潤=增重收益-成本。

1.3.3 血清免疫和抗氧化指標(biāo)及代謝組學(xué)

正試期結(jié)束當(dāng)天晨飼前,試驗牛尾靜脈采血10 mL,靜置30 min,3 000 r/min離心15 min,分離血清。將血清分裝2份于1.5 mL離心管中,一份于-20 ℃保存,用于血清免疫和抗氧化指標(biāo)測定;另一份立即投入液氮,帶回實驗室于-80 ℃保存,用于代謝組學(xué)測定。

血清免疫指標(biāo):使用Rayto RT-6100酶標(biāo)分析儀(美國雷杜)并采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)法測定血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量,試劑盒購自上海科淘生物科技中心。

血清抗氧化指標(biāo):使用UNICO-U7200分光光度計[尤尼柯(上海)儀器有限公司]并采用比色法測定血清超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性以及丙二醛(MDA)含量,試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

血清代謝組學(xué):基于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)進(jìn)行非靶向代謝組學(xué)研究,試驗流程主要包括樣品收集、代謝物提取、GC-MS檢測及數(shù)據(jù)分析等,以上檢測委托北京諾禾致源科技股份有限公司完成。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)先用Excel 2019初步整理,然后采用SPSS 26.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA),并采用LSD法進(jìn)行多重比較,結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示,P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵母多糖對育肥牛生長性能的影響

由表2可知,各組之間育肥牛初始體重和第50天體重均無顯著差異(P>0.05);試驗2組和試驗3組終末體重顯著高于對照組(P<0.05);試驗組后44 d ADG顯著高于對照組(P<0.05);試驗3組全期ADG顯著高于其他組(P<0.05),且F/G最低。

表2 酵母多糖對育肥牛生長性能的影響

2.2 酵母多糖對育肥牛經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表3可知,對照組、試驗1組、試驗2組和試驗3組育肥牛ADG分別為1.71、1.84、1.89和2.02 kg/d,增重收益分別為5 786.64、6 226.56、6 395.76和6 835.68元/頭,總成本分別為3 865.28、3 893.48、3 921.68和3 949.88元/頭,其中試驗1組、試驗2組和試驗3組每日每頭育肥牛飼料添加劑成本較對照組分別增加了0.3、0.6和0.9元;試驗組利潤較對照組分別提高了411.72、552.72和964.44元/頭。

表3 酵母多糖對育肥牛養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.3 酵母多糖對育肥牛血清免疫指標(biāo)的影響

由表4可知,各組之間育肥牛血清IgA和IgM含量無顯著差異(P>0.05);試驗3組血清IgG含量顯著高于試驗1組和試驗2組(P<0.05),血清IFN-γ含量顯著高于其他組(P<0.05);各組之間血清TNF-α含量無顯著差異(P>0.05),但以試驗2組最低。

表4 酵母多糖對育肥牛血清免疫指標(biāo)的影響

2.4 酵母多糖對育肥牛血清抗氧化指標(biāo)的影響

由表5可知,試驗組育肥牛血清GSH-Px活性高于對照組,其中試驗1組顯著高于對照組(P<0.05);血清MDA含量隨著飼糧中酵母多糖添加水平的提高呈降低趨勢,試驗2組和試驗3組較對照組和試驗1組顯著降低(P<0.05);試驗2組血清SOD活性顯著高于其他組(P<0.05);試驗3組和試驗2組血清CAT活性差異不顯著(P>0.05),但試驗3組顯著高于對照組和試驗1組(P<0.05)。

表5 酵母多糖對育肥牛血清抗氧化指標(biāo)的影響

2.5 酵母多糖對育肥牛血清代謝物的影響

2.5.1 樣本質(zhì)量控制(QC)

基于峰面積值來計算QC樣本間的Pearson相關(guān)系數(shù)。如圖1所示,QC樣本的相關(guān)系數(shù)均大于0.98,說明整個檢測過程機(jī)器穩(wěn)定性好,數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。

all-QC:所有質(zhì)量控制樣本 all QC samples。

2.5.2 主成分分析(PCA)和偏最小二乘回歸分析(PLS-DA)

如圖2 所示,從對照組和試驗組的血清樣本散點圖可以看出其主成分1(PC1)、主成分2(PC2)和主成分3(PC3)分別為26.92%、12.41%和9.26%。試驗組與對照組樣本點較為分散,各組代謝物輪廓并不完全重疊,但由于存在重疊,需進(jìn)一步采用有監(jiān)督模式識別方法PLS-DA進(jìn)行判別分析。

為進(jìn)一步闡釋各組血清代謝物之間的差異,對樣品進(jìn)行PLS-DA。如圖3 所示,對照組與試驗組兩兩區(qū)分明顯,且同組樣品在組內(nèi)聚集良好,各組血清樣品的組內(nèi)差異小于組間差異,說明試驗組與對照組血清代謝物存在差異。各組的PLS-DA圖中R2Y值均接近于1,表明該模型的解釋率高,且R2Y均大于Q2Y,表明該模型建立良好。進(jìn)一步對PLS-DA模型進(jìn)行置換檢驗,如圖4 所示,隨著置換保留度的下降,R2和Q2下降,回歸線呈上升的趨勢,且回歸線的Q2在縱坐標(biāo)上的交叉點均小于0,說明置換檢驗過關(guān),模型不存在過擬合現(xiàn)象。

2.5.3 差異代謝物的篩選

以變量投影重要性(VIP)>1.0、差異倍數(shù)(FC)>1.2或FC<0.833且P<0.05作為篩選差異代謝物的條件,分析結(jié)果見表6。與對照組相比,試驗組育肥牛血清共篩選出15種差異代謝物,其中試驗1組、試驗2組和試驗3組較對照組分別顯著上調(diào)1、5和1種差異代謝物(P<0.05),分別顯著下調(diào)3、5和7種差異代謝物(P<0.05);顯著上調(diào)的差異代謝物有硫辛酰胺、1,3-丙二胺、α-酮異己酸、β-氨基異丁酸和3-甲胺基-1,2-丙二醇,顯著下調(diào)的差異代謝物有乳糖、蔗糖、麥芽糖、茉莉酸甲酯、谷氨酰胺、阿特拉津-2-羥基、馬來酰亞胺、鄰苯二甲酸、十二醇和抗壞血酸。用火山圖將篩選的差異代謝物進(jìn)行可視化演示,結(jié)果如圖5 所示。與對照組相比,試驗組共有的差異代謝物為乳糖,顯著下調(diào)(P<0.05)。采用MetaboAnalyst 5.0中經(jīng)典單變量受試者工作特征(ROC)曲線對乳糖進(jìn)行生物標(biāo)志物分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)乳糖在試驗組與對照組的比較中曲線下面積(AUC)值均為1,大于0.9,說明乳糖的預(yù)測準(zhǔn)確性較高,可視為酵母多糖參與調(diào)控育肥牛代謝的潛在生物標(biāo)志物。

表6 酵母多糖對育肥牛血清代謝物的影響

續(xù)表6代謝物名稱Name of metabolites保留時間RT/min試驗1組vs.對照組Test group 1 vs. control group試驗2組vs.對照組Test group 2 vs. control group試驗3組vs.對照組Test group 3 vs. control group硫辛酰胺 Thioctamide12.194.247↑??4.058↑?蔗糖 Sucrose13.970.272↓??0.410↓?1,3-丙二胺 1,3-diaminopropane10.193.204↑?2.977↑?茉莉酸甲酯 Methyl jasmonate9.700.356↓?α-酮異己酸 α-ketoisocaproic acid6.533.401↑?馬來酰亞胺 Maleimide5.750.345↓?β-氨基異丁酸 β-aminoisobutyric acid6.523.848↑?鄰苯二甲酸 Phthalic acid9.730.355↓?3-甲胺基-1,2-丙二醇 3-methylamino-1,2-propanediol6.534.023↑?十二醇 Dodecanol8.960.256↓?麥芽糖 Maltose14.380.358↓?抗壞血酸 Ascorbate11.040.089↓?

圖5 血清代謝物火山圖

2.5.4 差異代謝物富集通路

采用京都基因與基因組百科全書(KEGG)數(shù)據(jù)庫注釋試驗組與對照組差異代謝物顯著富集的代謝通路,結(jié)果如圖6 所示。與對照組相比,試驗2組差異代謝物顯著富集通路有半乳糖代謝(galactose metabolism)、味覺傳導(dǎo)(taste transduction)以及碳水化合物消化與吸收(carbohydrate digestion and absorption)(P<0.05)(圖6-a);試驗3組差異代謝物極顯著富集通路有味覺傳導(dǎo)、碳水化合物消化與吸收以及淀粉和蔗糖代謝(starch and sucrose metabolism)(P<0.01)(圖6-b)。

3 討 論

3.1 酵母多糖對育肥牛生長性能的影響

生長速度是反映家畜生長性能和飼料利用率的重要指標(biāo)[10]。酵母多糖通過促進(jìn)新陳代謝、提高免疫力提高了動物機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,進(jìn)而促進(jìn)生長[11-14]。劉佳等[1]研究報道,飼糧添加0.1%酵母多糖可增強(qiáng)斷奶仔豬免疫力和抗氧化功能,改善腸道健康,有效促進(jìn)生長;許飛龍等[15]、吳宇梁等[16]研究報道,飼糧添加0.1%酵母多糖顯著提高了斷奶仔豬ADG,顯著降低了F/G;王輝田等[17]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加2 000 mg/kg酵母細(xì)胞壁多糖提高了22～43日齡肉仔雞ADG,降低了F/G;董金金[7]研究報道,飼糧添加2 g/(頭·d)酵母多糖顯著提高了犢牛ADG和干物質(zhì)采食量。以上研究結(jié)果均說明,酵母多糖可不同程度地促進(jìn)家畜生長。但徐杰等[18]研究報道,飼糧添加酵母細(xì)胞壁多糖沒有顯著促進(jìn)斷奶仔豬的生長,這可能與酵母多糖的加工方式、使用劑量、濃度以及活化程度等有關(guān)。本研究中,在初始體重相近的情況下,飼糧添加10和15 g/(d·頭)酵母多糖顯著提高了育肥牛終末體重,且15 g/(d·頭)酵母多糖添加組ADG顯著高于其他組,F/G最低,這與劉佳等[1]、許飛龍等[15]的研究結(jié)果一致。

已有研究表明,飼糧添加酵母培養(yǎng)物等微生態(tài)制劑后,育肥牛ADG、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率等均得到一定程度的改善,養(yǎng)殖場經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提高[19-20]。本試驗中,與對照組相比,飼糧添加5、10和15 g/(d·頭)酵母多糖使得育肥牛ADG分別提高了0.13、0.18和0.31 kg/d,利潤分別提高了411.72、552.72和964.44元/頭,與上述研究結(jié)論一致,說明飼糧添加酵母多糖有利于促進(jìn)育肥牛生長,提高養(yǎng)殖場經(jīng)濟(jì)效益,在生產(chǎn)中具有一定的推廣應(yīng)用前景。

3.2 酵母多糖對育肥牛血清免疫指標(biāo)的影響

免疫系統(tǒng)是保障動物機(jī)體健康的重要屏障。酵母多糖具有提高免疫器官指數(shù)[21]、T細(xì)胞數(shù)量[22]、免疫球蛋白及免疫因子水平[18]的能力,可直接激活免疫系統(tǒng),增強(qiáng)動物機(jī)體的先天性和適應(yīng)性免疫應(yīng)答[23-24]。IgA、IgG和IgM是體液免疫系統(tǒng)重要成員,其水平上升預(yù)示著免疫系統(tǒng)啟動,IgG約占血清免疫球蛋白的75%,具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、抗感染及促進(jìn)代謝等功能[25]。馬吉鋒等[10]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加0.1%、0.2%和0.3%酵母細(xì)胞壁多糖顯著提高灘羊血清IgG、IgA和IgM含量,且添加量為0.2%時,血清IgG、IgA和IgM含量均達(dá)到最高;邵亞群等[26]研究表明,飼糧添加酵母細(xì)胞壁多糖能顯著提高犢牛血清IgG、IgA、白細(xì)胞介素-4(IL-4)和TNF-α含量,增強(qiáng)犢牛免疫力;李學(xué)儉[27]研究報道,β-甘露聚糖酶顯著提高了斷奶仔豬血清IgG和IgA含量。本研究中,各組間育肥牛血清IgA和IgM含量無顯著差異,15 g/(d·頭)酵母多糖添加組育肥牛血清IgG含量顯著高于5和10 g/(d·頭)酵母多糖添加組,但與對照組無顯著差異,這與上述研究結(jié)果不一致,說明添加酵母多糖會對育肥牛免疫性能起到一定調(diào)控作用,但具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。IFN-γ通過增強(qiáng)巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的活力,調(diào)節(jié)機(jī)體免疫。Giang等[28]研究表明,飼喂酵母培養(yǎng)物顯著提高了綿羊血清白細(xì)胞介素-2(IL-2)和IFN-γ含量。本試驗中,飼糧添加15 g/(d·頭)酵母多糖顯著提高了育肥牛血清IFN-γ含量,與上述研究結(jié)果一致。TNF-α是一種多向性促炎因子(由脂肪細(xì)胞、活化的單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞和成纖維細(xì)胞分泌),是轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌感染免疫應(yīng)答的一個重要因子。羅作明[29]研究報道,飼糧添加0.15%～0.20%酵母多糖可降低仔豬血清促炎因子TNF-α和白細(xì)胞介素-6(IL-6)含量,提高血清抗炎因子白細(xì)胞介素-10(IL-10)含量。本研究中,10 g/(d·頭)酵母多糖添加組育肥牛血清TNF-α含量最低,與羅作明[29]研究結(jié)果一致,這可能是因為酵母多糖抑制了沙門氏菌、大腸桿菌等有害細(xì)菌的生長,從而使機(jī)體減少了TNF-α的合成與釋放。

3.3 酵母多糖對育肥牛血清抗氧化指標(biāo)的影響

畜禽新陳代謝、氧化呼吸供能會產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定的自由基,畜禽體內(nèi)自由基與抗氧化酶之間不平衡,會引起氧化應(yīng)激,導(dǎo)致細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)受損。SOD和GSH-Px是氧自由基的清除劑,能有效緩解機(jī)體氧化應(yīng)激,在維持細(xì)胞的氧化與抗氧化平衡中充當(dāng)重要角色[30]。MDA是機(jī)體脂質(zhì)過氧化的最終產(chǎn)物(具有細(xì)胞毒性),其含量高低可反映氧自由基水平和脂質(zhì)過氧化的速率和強(qiáng)度,當(dāng)MDA含量升高時,代表著機(jī)體的抗氧化性能減弱。酵母多糖可有效清除羥自由基和超氧陰離子自由基,抑制脂質(zhì)氧化產(chǎn)物MDA的生成,提高與抗氧化功能相關(guān)酶的活性,增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力[31]。Bozkurt等[32]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加甘露寡糖可提高蛋雞肝臟SOD活性并降低蛋黃MDA含量;Wang等[33]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加酵母細(xì)胞壁可提高肉雞21和42日齡空腸SOD活性和42日齡空腸GSH-Px活性;顧鯤濤等[34]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加10 g/(頭·d)酵母β-葡聚糖能顯著提高圍產(chǎn)奶牛產(chǎn)前和產(chǎn)后血清GSH-Px活性,有降低產(chǎn)前血清MDA含量的趨勢;李冬芳等[35]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加β-葡聚糖能提高肉羊血清SOD活性,并降低血清MDA含量;Zhang等[36]研究表明,在母豬妊娠和哺乳期間補(bǔ)充酵母培養(yǎng)物可提高血清和母乳SOD活性,降低血清MDA含量。

本試驗中,飼糧添加適宜水平酵母多糖能夠提高育肥牛血清GSH-Px和SOD活性,降低血清MDA含量,與上述研究結(jié)果一致。其中,酵母多糖添加水平為10 g/(d·頭)時顯著提高了血清SOD活性,添加水平為10和15 g/(d·頭)時顯著降低了血清MDA含量。這可能是因為酵母多糖的免疫刺激活性和對病原體的有效清除減少了自由基的產(chǎn)生[37],并因此減少了SOD和GSH-Px的合成。CAT具有清除氧自由基,抑制脂質(zhì)過氧化,從而減少氧化損傷的功能[38]。Czech等[39]研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加酵母甘露寡糖可顯著提高后代仔豬血清SOD和CAT活性。本試驗中,飼糧添加15 g/(d·頭)酵母多糖顯著提高了育肥牛血清CAT活性,與上述研究結(jié)果一致。這可能是因為外源添加酵母多糖提高了機(jī)體內(nèi)清除氧自由基的抗氧化酶的活性,減少了活性氧對機(jī)體造成的損傷,保障了機(jī)體健康,具體作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

3.4 酵母多糖對育肥牛血清代謝物的影響

代謝組學(xué)是對代謝機(jī)制的研究,是通過測量整個生物樣本中的代謝產(chǎn)物并闡明其潛在的代謝通路來實現(xiàn)的[40]。代謝物可通過各種新陳代謝反應(yīng)合成能量及生物大分子物質(zhì),直接滿足個體生長發(fā)育的物質(zhì)需求,且不同的代謝物及代謝通路會影響相關(guān)組織器官的發(fā)育[41]。本試驗中,通過代謝組學(xué)技術(shù)對育肥牛血清中小分子代謝物進(jìn)行定性和定量分析發(fā)現(xiàn),與對照組相比,試驗組育肥牛血清中共篩選出15種差異代謝物,其中乳糖是試驗組較對照組共有的差異代謝物且含量顯著下調(diào);此外,10 g/(d·頭)酵母多糖添加組差異代謝物顯著富集通路有半乳糖代謝、味覺傳導(dǎo)以及碳水化合物消化與吸收,15 g/(d·頭)酵母多糖添加組差異代謝物極顯著富集通路有味覺傳導(dǎo)、碳水化合物消化與吸收以及淀粉和蔗糖代謝。

碳水化合物在機(jī)體生長發(fā)育和維系健康等方面發(fā)揮重要作用[42],是食物中的重要組成部分,是大多數(shù)生命機(jī)體重要能量來源,碳水化合物代謝在能量代謝上發(fā)揮重要作用。一般情況下,人類飲食中碳水化合物含量占比50%以上,而作為畜禽飼糧主要原料的玉米中碳水化合物含量超過70%[43],并且隨著育肥的進(jìn)展,碳水化合物代謝不斷提高。碳水化合物主要分為單糖、雙糖、寡糖及多糖,其中雙糖主要包括乳糖、蔗糖和麥芽糖等。

乳糖主要在空腸、回腸中被消化吸收,通過小腸上皮細(xì)胞刷狀緣分泌的乳糖酶將其水解為葡萄糖和半乳糖后,依靠細(xì)胞的主動轉(zhuǎn)運被吸收。乳糖是分解速度極快的可溶性糖,易被消化吸收分解為單糖并產(chǎn)生大量的能量[44];還可以選擇性地刺激嗜酸細(xì)菌生長,增加乳酸菌數(shù)量,從而調(diào)節(jié)微生物組成,使動物機(jī)體表現(xiàn)出更大的增重和更好的飼料效率[45]。生產(chǎn)中,乳糖常用于過渡仔豬斷奶應(yīng)激,改善腸道健康,促進(jìn)仔豬采食[46];周旭森[44]研究報道,飼糧添加1%乳糖可顯著提高母羊ADG和凈增重,提高生長性能。本研究中,飼糧添加酵母多糖顯著下調(diào)了育肥牛血清乳糖含量,這可能是因為在育肥階段高精料飼糧的飼喂下,酵母多糖會促進(jìn)大部分乳糖分解生成葡萄糖,且機(jī)體多余的葡萄糖會部分轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì),如脂肪,從而促進(jìn)育肥牛脂肪的沉積,提高生長性能。

蔗糖在動物體內(nèi)被水解成果糖和葡萄糖[47]。麥芽糖是由2個葡萄糖單糖經(jīng)由α-1,4糖苷鍵連接而成的二糖。本試驗中,飼糧添加酵母多糖顯著下調(diào)育肥牛血清中蔗糖和麥芽糖含量。從KEGG通路富集分析可知,蔗糖和麥芽糖主要參與味覺傳導(dǎo)、碳水化合物消化與吸收及淀粉和蔗糖代謝通路。由此可推測,酵母多糖促進(jìn)了育肥牛對碳水化合物的吸收和利用,有效防止了高精料飼糧飼喂可能會導(dǎo)致的亞急性瘤胃酸中毒、瘤胃酸中毒等營養(yǎng)代謝性疾病發(fā)生,且酵母多糖添加水平為10～15 g/(d·頭)可促進(jìn)育肥牛健康生長,其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步探究。

4 結(jié) 論

本研究條件下,飼糧添加10～15 g/(d·頭)酵母多糖提高了育肥牛免疫和抗氧化性能,其中以添加15 g/(d·頭)時育肥牛增重最快,經(jīng)濟(jì)效益最高。飼糧添加酵母多糖后,育肥牛血清篩選出15種差異代謝物,其中乳糖可能是酵母多糖參與調(diào)控育肥牛代謝的潛在生物標(biāo)志物;差異代謝物主要參與味覺傳導(dǎo)、碳水化合物消化與吸收、淀粉和蔗糖代謝以及半乳糖代謝通路。