李英齐 史长笑 邓嘉杰 崔亚芳 王丽娜 张嗣禹 姜 武 王瑞刚 曹兵海 苏华维*
(1.中国农业大学动物科技学院，动物营养学国家重点实验室，北京100193；
2.宁夏犇旺生态农业有限公司，银川750100)
近年来，随着饲料价格的上涨，肉牛饲养成本不断升高，开发非常规饲料资源成为降低肉牛饲养成本的重要途径。同时，随着葡萄酒产业的发展，其主要副产物葡萄酒糟的产量连年增长，2020年我国酿造葡萄酒41.3万千升[1]，按照20%～30%葡萄酒糟估算[2]，每年产生的葡萄酒糟为10.3万～17.7万t。葡萄酒糟主要由葡萄籽、葡萄皮和葡萄梗组成，含有丰富的生物活性物质，特别是酚类化合物，例如原花青素、花色苷、黄酮类化合物和酚酸等[3-4]。葡萄酒糟作为非常规饲料，如能得到合理的开发利用，不仅能节约常规饲料资源、增加经济效益，还有利于减轻环保压力，达到生态种养循环的目的。然而，葡萄酒糟中含有较多的单宁和酸性洗涤木质素(ADL)，对营养物质的消化吸收和代谢有抑制作用[5-6]。研究表明，对单胃动物而言，在饲粮中添加聚乙二醇可有效抵消单宁的抗营养作用[7-9]；
而在反刍动物中，适量饲喂单宁可以对饲粮蛋白质起到保护作用[10-12]。葡萄籽主要由难以消化的纤维素和果胶组成[4]，但通过粉碎可破坏纤维及果胶结构，从而提高动物对结构性碳水化合物的消化率[13]。目前，国内外主要探究了葡萄酒糟对羊生产性能[14]以及奶牛泌乳性能[15]的影响，对于肉牛生产性能[16]影响的研究甚少，且研究加工方式单一，无法综合对比不同加工方式的葡萄酒糟对反刍动物的影响。为此，本研究选择不同加工方式的葡萄酒糟，探索其对育肥期西门塔尔肉牛生长性能、瘤胃发酵参数、血清生化指标及经济效益的影响，旨在为利用葡萄酒糟饲喂肉牛提供科学依据。
1.1 试验材料
试验所用鲜葡萄酒糟为宁夏回族自治区银川市某葡萄酒厂购买；
干粉碎葡萄酒糟是将鲜葡萄酒糟自然晒干至水分14%以下，然后粉碎过10目筛，选择干燥阴凉的地方保存。鲜葡萄酒糟和干粉碎葡萄酒糟的营养成分检测结果见表1。
表1 鲜葡萄酒糟和干粉碎葡萄酒糟的营养成分(干物质基础)
1.2 试验设计
试验选用33头体重为(371.70±6.44) kg的西门塔尔杂交牛，随机分为3个组，每组11头(重复)。对照组饲喂基础饲粮；
鲜葡萄酒糟组和干粉碎葡萄酒糟组分别在基础饲粮中添加12%(干物质基础)的鲜葡萄酒糟和12%(干物质基础)的干粉碎葡萄酒糟(替代基础饲粮中部分全株玉米青贮和稻草)。饲粮组成及营养水平见表2。根据王菲[17]的模型估测总可消化养分(TDN)和代谢能(ME)，计算公式如下：
TDN=90.221-0.135×粗蛋白质(CP)+0.223×
粗脂肪(EE)-0.105×粗灰分(Ash)-0.877×
酸性洗涤纤维(ADF)；
ME=0.82×(TDN/4.4)。
表2 饲粮组成及营养水平(干物质基础)
2 Items Content Control groupFresh grape pomace groupDry grinding grape pomace group Dry grinding grape pomace12.06 Corn flour16.3516.2016.20 Flaked corn5.8414.4614.46 Soybean meal5.845.785.78 Cottonseed meal3.123.083.08 Corn DDGS3.123.083.08 Flax seed cake2.142.122.12 Wheat bran3.893.863.86 NaHCO30.620.620.62 NaCl0.310.310.31 MgO0.310.310.31 Fermented feed4.874.824.82 Premix1)3.243.203.20 Total100.00100.00100.00 Nutrient levels2) ME/(MJ/kg)3.293.223.23 DM53.1562.5057.63 CP10.8211.7911.66 EE5.395.976.32 NDF29.9232.1733.41 ADF17.2718.9018.68 Ca0.840.910.91 P0.400.400.40 TDN73.8572.3572.42
1.3 饲养管理
试验于2020年8月22日—2020年11月27日在宁夏回族自治区银川市永宁县犇旺生态农业有限公司试验基地进行，试验动物采用散栏饲养，围栏面积为15 m×24 m。试验开始前对试验牛进行驱虫，并对牛圈进行清扫和消毒。试验预试期7 d，正试期90 d。试验期间试验牛自由饮水，每日分别于07：30和18：00各饲喂1次。
1.4 检测指标
1.4.1 生长性能测定
采用地磅称重，在试验开始和结束时分别于晨饲前对试验牛进行空腹称重，记为试验牛的初始体重和终末体重，计算试验牛平均日增重(ADG)：
ADG=(终末体重-初始体重)/试验天数。
试验期间记录总采食量，试验结束后，通过干物质采食量(DMI)与ADG计算出饲料转化效率，计算公式为：
DMI=试验期内每组牛总给料量(kg)/
[试验天数(d)×组内试验牛头数]；
饲料转化效率=DMI/ADG。
1.4.2 饲粮和粪便样品采集与养分表观消化率测定
试验期间，每周均采用四分法采集1次全混合日粮(TMR)样品，然后每月混合作为1个样品进行检测。均匀混合饲粮样品于65 ℃下烘干测定初水分，粉碎过40目筛后，用于测定其营养成分含量。试验结束前3 d，每天采集新鲜粪便150 g，加1/4体积10%的酒石酸固氮混合均匀，3 d收粪结束后，将同组牛的粪便混合，取150 g于-20 ℃保存待测。饲粮和粪便中中性洗涤纤维(NDF)、ADF、ADL和酸不溶灰分(AIA)含量根据Van Soest等[18]的方法进行测定，饲粮和粪便中干物质(DM)、CP和EE含量根据AOAC(2002)[19]的方法进行测定。养分表观消化率采用AIA法测定，某养分表观消化率的计算公式如下：
某养分表观养分消化率(%)=100×
[1-(RAIA/MAIA)×(Mn/Rn)]。
式中：RAIA和MAIA分别表示饲粮和粪便中AIA含量；
Rn和Mn分别表示饲粮和粪便中某养分含量。
1.4.3 瘤胃发酵参数测定
试验结束当天，在晨饲后4 h通过口腔采液器从瘤胃内采集70 mL瘤胃液(舍弃前200 mL瘤胃液和唾液混合物)，立即测定pH，然后经4层纱布过滤，分装于2个10 mL离心管中，用于测定氨态氮(NH3-N)和挥发性脂肪酸(VFA)含量。NH3-N含量采用碱性次氯酸钠-苯酚比色法测定[20]，VFA含量采用气相色谱仪(GC-2014，Shimadzu Corporation，Kyoto，日本)测定[21]。
1.4.4 血清生化指标测定
试验结束当天，晨饲前采用普通采血管于尾静脉采集3管5 mL血液，3 000 r/min离心15 min后取血清分装到1.5 mL离心管中，于-80 ℃冰箱中保存待测。血清生化指标采用自动生化分析仪(Hitachi 7020，Hitachi Co.，Tokyo，日本)进行分析，包括血清碱性磷酸酶(ALP)、谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性以及胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、尿素氮(UN)、游离脂肪酸(NEFA)、葡萄糖(GLU)、β-羟基丁酸(BHBA)、肌酐(CREA)、总蛋白(TP)和白蛋白(ALB)含量。血清球蛋白(GLB)含量由计算公式得出：
GLB=TP-ALB。
1.4.5 经济效益分析
根据饲料原料和肉牛增重，分别计算饲料总成本和总收入情况，最后比较每组牛试验期的平均利润，计算公式如下：
饲料总成本(元/d)=饲料价格(元/kg)×
DMI(kg/d)；
总收入(元/d)=平均日增重(kg/d)×
35(元/kg，活牛价格)；
毛利润(元/d)=总收入(元/d)-
饲料总成本(元/d)。
1.5 数据统计分析
试验数据采用Excel 2019进行整理，然后用SPSS 25.0软件进行单因素方差分析，并用Duncan氏法进行多重比较，结果以“平均值±标准误”表示，以P<0.05为差异显著性判断标准，0.05 由表3可知，各组间肉牛终末体重、平均日增重和饲料转化效率均无显著差异(P>0.05)。 表3 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛生长性能的影响 由表4可知，与对照组相比，鲜葡萄酒糟组肉牛EE、NDF和ADF的表观消化率显著降低(P<0.05)； 表4 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛养分表观消化率的影响 由表5可知，鲜葡萄酒糟组肉牛瘤胃液丙酸含量显著低于对照组(P<0.05)，瘤胃液乙酸/丙酸值显著高于对照组和干粉碎葡萄酒糟组(P<0.05)； 表5 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛瘤胃发酵参数的影响 由表6可知，干粉碎葡萄酒糟组肉牛血清CHO、HDL-C和LDL-C含量显著高于对照组(P<0.05)，干粉碎葡萄酒糟组肉牛血清CREA、TP和ALB含量与对照组相比有升高的趋势(0.05 试验用对照组、鲜葡萄酒糟组和干粉碎葡萄酒糟组饲料(干物质基础)的单价分别为2.52、2.43和2.46元/kg，葡萄酒糟、全株玉米青贮和其他原料以当时的市场价格计算。 由表7可知，整个试验期内，对照组的饲料总成本最高，为2 210.12元/头； 表6 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛血清生化指标的影响 表7 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛育肥期经济效益的影响 葡萄酒糟中含有的单宁和ADL是影响消化的关键因素[22-23]。单宁分为水解单宁和缩合单宁[24]，水解单宁通常在瘤胃中降解； 瘤胃内环境的稳态对于肉牛健康至关重要，pH是评价瘤胃发酵参数的重要指标，通常瘤胃pH维持在5.5～6.8，超出这个范围会直接影响瘤胃发酵的效果[27]。本试验pH均处于合理范围内，说明葡萄酒糟不会对试验牛的瘤胃健康产生负面影响。NH3-N能为瘤胃微生物生长提供氮源，正常情况下NH3-N含量为5.0～30.0 mg/dL[28]，本试验中3组瘤胃液NH3-N含量差异不显著，且均在正常范围内。瘤胃液中的VFA是反刍动物主要的能量和营养来源[29]。TVFA的最佳含量为75～150 mmol/L，该含量有利于反刍动物对VFA的吸收和利用[30]。本试验结果发现，饲粮中添加鲜葡萄酒糟显著降低了肉牛瘤胃液丙酸含量。这可能与鲜葡萄酒糟含有较多天然花色苷类色素有关[31]，该天然色素的抗氧化作用可能会抑制瘤胃微生物活性。有部分研究表明，葡萄酒糟中乙酸含量较多、丙酸含量较低，从而引起VFA的变化[16]。乙酸/丙酸值是反映发酵模式和发酵类型的重要指标，当乙酸/丙酸值≤2.5时为丙酸型发酵，乙酸/丙酸值>2.5时为乙酸型发酵[32]。本试验结果发现，饲喂鲜葡萄酒糟显著提高了肉牛瘤胃液乙酸/丙酸值，且为乙酸型发酵，而对照组和干粉碎葡萄酒糟组为丙酸型发酵，丙酸型发酵可以合成更多的葡萄糖，有利于提高饲料利用率。以上结果可以看出，饲喂干粉碎葡萄酒糟没有改变试验牛瘤胃发酵类型，对瘤胃健康无负面影响。 血清生化指标可反映动物机体代谢水平和健康状况，其中TG和CHO的含量可以反映机体能量平衡和脂类代谢情况。胆固醇是一类常见的甾醇分子，主要与动脉粥样硬化斑块的形成有关[33]。血浆脂蛋白中的LDL-C和HDL-C是脂蛋白代谢的重要指标，其中LDL-C是血液中总胆固醇的主要载体，而HDL-C是除肝脏外的胆固醇清除剂。前人研究表明，葡萄酒糟可以影响脂蛋白代谢[34-35]。本试验结果显示，饲粮中添加干粉碎葡萄酒糟可以显著提高肉牛血清CHO、HDL-C和LDL-C含量，说明葡萄酒糟中的某些物质促进了脂类代谢。 血清TP主要由血清ALB和血清GLB组成，与机体内蛋白质代谢密切相关。ALB是机体内运输营养物质的载体，GLB可反映机体状况和免疫水平。汪成等[36]研究表明，不同类型白酒糟可使西门塔尔杂交牛的血清TP和ALB含量显著升高，可能是由于发酵酒糟对提升机体蛋白质合成代谢有一定的增强作用。常玮学等[37]研究表明，饲粮添加单宁会提高延边黄牛血清TP含量，有利于氮的沉积。本试验与上述研究结果相似，饲粮中添加不同加工方式葡萄酒糟有提高肉牛血清TP和ALB含量的趋势，ALB含量的升高可能是由于TP含量升高所致，但ALB/TP值有所降低，GLB/TP值略有提高，说明葡萄酒糟有益于肝脏健康，使机体具有更强的免疫应答能力和疾病抵抗能力。由此可见，适当添加葡萄酒糟可以促进饲粮氨基酸平衡，提高蛋白质吸收效率，结合CP表观消化率来看，添加不同加工方式的葡萄酒糟有益于氨基酸平衡，促进蛋白质的消化利用。ALB/GLB在临床上具有重要意义，是反映肝脏合成功能的指标，其值越低表示合成功能越强； 根据试验期间市场行情，鲜葡萄酒糟的价格为450元/t，青贮饲料价格为650元/t，干粉碎葡萄酒糟多花费200元/t的加工费。试验饲粮按每千克干物质折算价格后，对照组为2.52元/kg，鲜葡萄酒糟组为2.43元/kg，干粉碎葡萄酒糟组为2.46元/kg。结果表明，干粉碎葡萄酒糟组试验期间总收入最高。扣除饲料总成本后，干粉碎葡萄酒糟组盈利最高，与对照组和鲜葡萄酒糟组相比，平均每头牛每天可多盈利11.6%和20.6%，养殖经济效益大幅提升。 饲喂鲜葡萄酒糟和干粉碎葡萄酒糟均未对肉牛的生长性能和饲料转化效率造成显著影响，但有利于改善机体健康。综合来看，饲喂干粉碎葡萄酒糟不改变肉牛的瘤胃发酵类型，并能获得更大的经济效益。2.1 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛生长性能的影响
2.2 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛养分表观消化率的影响
与干粉碎葡萄酒糟组相比，鲜葡萄酒糟组肉牛EE和NDF的表观消化率显著降低(P<0.05)；
对照组和干粉碎葡萄酒糟组之间肉牛养分表观消化率均无显著差异(P>0.05)；
3组肉牛CP表观消化率无显著差异(P>0.05)。
2.3 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛瘤胃发酵参数的影响
3组肉牛瘤胃液pH以及NH3-N、乙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸和总挥发性脂肪酸(TVFA)含量之间均无显著差异(P>0.05)。
2.4 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛血清生化指标的影响
2.5 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛育肥期经济效益的影响
干粉碎葡萄酒糟组的毛利润最高，为1 493.64元/头；
与对照组和鲜葡萄酒糟组相比，干粉碎葡萄酒糟组的平均每日利润分别提高了11.6%和20.6%。
3.1 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛生长性能和养分表观消化率的影响
而缩合单宁可与瘤胃中蛋白质结合，减少蛋白质降解，起到过瘤胃保护的作用[25]。有研究表明，当摄入蛋白质高于动物所需蛋白质时，缩合单宁有益于改善动物生产性能[26]。葡萄籽单宁含量较高，在葡萄酒糟加工过程中，粉碎使葡萄籽中的单宁得到释放，导致干粉碎葡萄酒糟中单宁含量高于鲜葡萄酒糟。葡萄酒糟中的ADL会抑制瘤胃微生物对细胞壁的降解，影响反刍动物对纤维的消化利用[5]。有研究表明，添加葡萄酒糟会降低肉牛NDF的表观消化率[16]，这与本试验研究结果一致。虽然对照组和干粉碎葡萄酒糟组肉牛NDF表观消化率差异不显著，但后者在数值上稍有降低，这可能是因此葡萄酒糟中ADL含量较高，降低了肉牛对纤维的消化吸收；
鲜葡萄酒糟组相对于其他2组养分表观消化率较低，推测原因是鲜葡萄酒糟中葡萄籽被肉牛采食后不能充分吸收利用，这一点也可从肉牛粪便中发现的葡萄籽印证，从而导致EE、NDF和ADF的表观消化率显著降低。本研究中，虽然鲜葡萄酒糟组肉牛EE和NDF的表观消化率较对照组和干粉碎葡萄酒糟组显著降低，但对西门塔尔肉牛的生长性能无负面影响。从结果上看，干粉碎葡萄酒糟组肉牛的平均日增重高于其他2组且饲料转化效率数值更低，与对照组的养分表观消化率无显著差异，这说明干粉碎葡萄酒糟组与其他2组相比更具有饲喂优势。3.2 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛瘤胃发酵参数的影响
3.3 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛血清生化指标的影响
AST和ALT作为反映肝功能的活性酶，是评价肝功能是否健康的重要指标，通常以AST/ALT表示动物肝功能的健康状况，其值越高表示损伤越严重[38]。本试验结果发现，肉牛饲喂葡萄酒糟使血清ALB/GLB和AST/ALT在数值上有所降低，说明葡萄酒糟可能对动物机体肝功能的稳态具有一定的保护和修复作用，有利于机体健康。3.4 不同加工方式葡萄酒糟对肉牛育肥期经济效益的影响