大麥-小麥無抗型日糧添加殼聚糖和非淀粉多糖酶對肉雞生長性能和盲腸微生物組成的影響

王世雄，劉麗仙，霍海龍，保志鵬，趙 筱

（云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院,云南昆明 650212）

隨著人們對抗生素耐藥性的廣泛關注以及國家對抗生素使用的限制，開發(fā)無抗型日糧和添加劑成為當前研究的熱點。大麥和小麥在我國種植面積大，產(chǎn)量多，是較好的飼料資源，但由于其含非淀粉多糖（木聚糖、葡聚糖、甘露聚糖），影響營養(yǎng)物質(zhì)利用，因此限制其作為家禽飼料原料的應用（馮定遠等，2001）。目前已有相關研究報道，木聚糖酶和葡聚糖酶可以降低飼料原料中非淀粉多糖的水平，將飼料中常規(guī)養(yǎng)分分解成利于胃腸道吸收的小分子，提高飼料利用率（Bedford，1996；王冬群等，2013）。此外，由自然界中廣泛存在的幾丁質(zhì)脫乙酰得到殼聚糖被認為是一種天然、無毒的堿性多糖，其氨基可以被免疫系統(tǒng)識別，具有免疫增強和抗炎抗菌功能（Kong等，2014）。本試驗在大麥—小麥型無抗日糧中添加殼聚糖和非淀粉多糖酶，考察其對1～42 d肉雞生長性能、空腸組織結構和盲腸微生物組分的影響，為殼聚糖和非淀粉多糖酶在無抗飼料中的應用提供新見解。

1　材料與方法

1.1試驗材料 殼聚糖（脫乙酰度91.20%）購自嘉興科瑞生物科技有限公司，非淀粉多糖酶（NSP酶，含2000 U木聚糖酶、2000 U葡聚糖酶）購自帝斯曼（中國）有限公司。

1.2試驗動物與日糧設計 選取健康、體重一致（50.77±0.45）的1 d雌性ROSS 30商品代肉仔雞720只，采用完全隨機設計分為4個組，每組6個重復，每個重復30羽。試驗日糧參考NRC（1994）肉雞飼養(yǎng)標準和《中國雞飼養(yǎng)標準2004》配制，對照組飼喂以大麥—小麥為主的基礎日糧，殼聚糖組（CTS）、NSP酶組和殼聚糖+NSP酶組（CTS+NSP）飼糧為在基礎日糧中分別添300 mg/kg CTS、200 mg/kg NSP 酶和 150 mg/kg CTS+100 mg/kg NSP酶，各組日糧均不添加任何抗生素藥物。肉雞分兩階段飼養(yǎng)，1～21 d和22～42 d基礎日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1　0～21 d和22～42 d肉雞基礎日糧組成及營養(yǎng)水平

1.3飼養(yǎng)管理 雞只采用分層籠養(yǎng)，雞舍利用紅外燈加溫，雞舍第一周溫度控制在33～35 ℃，第二周控制在30 ℃，之后每周調(diào)節(jié)溫度直至溫度控制在22 ℃，舍內(nèi)相對濕度控制在60%，采用自然光照和人工光照結合，光照強度控制在30 lx。試驗雞只全期自有采食、飲水，每天清糞一次，按照商品肉雞常規(guī)程序進行免疫和消毒。飼養(yǎng)試驗時間為42 d。

1.4測定指標

1.4.1 產(chǎn)性能 每天觀察雞群的健康、采食、糞便狀況和雞只死淘數(shù)，試驗期間每周按重復記錄采食量，分別在試驗當天、22 d、43 d清晨對試驗雞只按重復進行稱重，記錄期末體重，計算1～21 d和22～42 d各重復雞只平均日采食量、平均日增重和料重比。

1.4.2免疫器官指數(shù) 在43 d清晨飼喂前（42 d晚供水禁食），各重復隨機選取8只雞進行屠宰，采集胸腺、脾臟和法氏囊，稱重后用于計算免疫器官指數(shù)。

免疫器官指數(shù)/（g/kg）采集空腸中段2～3 cm及左側盲腸（兩端結扎），-80 ℃保存。

1.4.3空腸結構和盲腸微生物組成 將2 cm空腸腸段樣本用中性緩沖液沖洗干凈后，固定在10%福爾馬林溶液，樣本經(jīng)過脫水、透明、包埋（石蠟）后，進行HE染色，顯微鏡下（40×）觀察并測量絨毛高度、隱窩深度、絨毛高度/隱窩深度（V/C）和杯狀細胞的數(shù)量。

在超凈工作臺上無菌取出盲腸內(nèi)容物0.5 g，加入9.5 mL滅菌生理鹽水，混勻后，取0.5 mL于試管中，加入4.5 mL滅菌生理鹽水，后續(xù)操作參考陳天壽（1995）的方法對大腸桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌進行培養(yǎng)。大腸桿菌培養(yǎng)基、乳酸桿菌培養(yǎng)基和雙歧桿菌培養(yǎng)基均購自賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

1.4.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2013處理后，采用SPSS19.0單因子方差分析，各組均值采用Tukey氏多重比較進行差異顯著性檢驗，以P＜0.05作為差異顯著標準，結果以“平均值±標準差”表示。

2　結果與分析

2.1日糧添加CTS和NSP酶對1～42 d肉雞生長性能的影響 由表2可知，日糧添加CTS、NSP酶或CTS+NSP酶肉雞生長前期平均日采食量和料重比及全期平均日采食量均無顯著影響（P＞0.05）。與對照組相比，CTS組、NSP酶組和CTS+NSP酶組顯著提高了21 d、42 d肉雞末重和1～21 d、1～42 d肉雞平均日增重（P＜0.05）。與對照組相比，CTS組+NSP酶組顯著降低22～42 d及1～42 d料重比（P＜0.05），分別降低了2.91%（P＜0.05）和3.03%（P＜0.05）。CTS組和CTS+NSP酶組顯著降低了試驗期肉雞死亡率（P＜0.05），分別較對照組降低了48.96%（P＜0.05）和51.64%（P＜0.05）。

表2　日糧添加CTS和NSP酶對1～42 d肉雞生長性能的影響

2.2日糧添加CTS和NSP酶對1～42 d肉雞免疫器官指數(shù)的影響 日糧添加CTS、NSP酶或CTS+NSP酶對1～42 d肉雞脾臟指數(shù)和法氏囊指數(shù)均無顯著影響（P＞ 0.05）（表 3）。CTS組和CTS+NSP酶組1～42 d肉雞胸腺指數(shù)顯著高于對照組和NSP酶組（P＜0.05），其中CTS+NSP酶組肉雞胸腺指數(shù)表現(xiàn)為最高，較對照組和NSP酶組均提高43.75（P＜0.05）。

表3　日糧添加CTS和NSP酶對1～42 d肉雞免疫器官指數(shù)的影響 g/kg

2.3日糧添加CTS和NSP酶對1～42 d肉雞空腸組織結構的影響 由表4可知，日糧添加CTS、NSP酶或CTS+NSP酶對空腸絨毛高度和杯狀細胞數(shù)量均無顯著影響（P＞0.05）。日糧添加CTS+NSP酶較其他各組顯著降低了空腸隱窩深度（P＜0.05），顯著提高了空腸絨毛高度與隱窩深度比值（P＜0.05）；與對照組相比，CTS+NSP酶組空腸隱窩深度降低了8.84%（P＜0.05），空腸絨毛高度與隱窩深度比值提高了13.36%（P＜ 0.05）。

表4　日糧添加CTS和NSP酶對1～42 d肉雞空腸組織結構的影響

2.4日糧添加CTS和NSP酶對1～42 d肉雞盲腸微生物組成的影響 由表5可見，對照組與各處理間肉雞盲腸雙歧桿菌含量均無顯著差異（P＞0.05）。日糧添加NSP酶或CTS+NSP酶較對照組和CTS組顯著提高了盲腸乳酸桿菌含量（P＜0.05），其中CTS+NSP酶組盲腸乳酸桿菌含量表現(xiàn)為最高，較對照組提高了13.83%（P＜0.05）。與對照組相比，CTS組、NSP酶組或CTS+NSP酶組均顯著降低了盲腸大腸桿菌數(shù)量（P＜ 0.05），分別降低了 16.56%（P＜ 0.05）、16.60%（P＜0.05）和18.58%（P＜0.05）。

表5　日糧添加CTS和NSP酶對1～42 d肉雞盲腸微生物組成的影響

3　討論

3.1日糧添加CTS和NSP酶對肉雞生長性能的影響 本試驗利用大麥—小麥型日糧飼喂1～42 d肉雞，結果發(fā)現(xiàn)，在無任何抗生素藥物添加的情況下，對照組肉雞全期死亡率最高（6.72%），同時42 d末重、日增重和料重比均表現(xiàn)不理想，這與本試驗添加大麥和小麥有關，因為這兩種谷物都含有大量可溶性非淀粉多糖（Non-Starch Polysaccharide，NSP），由于NSP具有較高的吸水力，從而會增加食糜的黏度，影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收（Rodriguez等，2012）。綜合評價1～42 d肉雞的生產(chǎn)性能，本試驗發(fā)現(xiàn)單獨添加300 mg/kg CTS組或200 mg/kg NSP酶組效果均不如150 mg/kg CTS+100mg/kg NSP酶組，這可能與CTS或NSP酶其在某些功能方面發(fā)揮的作用與其添加劑量有關。有研究報道，增加NSP含量會降低日糧中包括淀粉在內(nèi)的營養(yǎng)素消化率，如蛋白質(zhì)、脂肪和礦物質(zhì)（Choct等，1996），肉雞日糧添加木聚糖酶可以改善小麥日糧高水平NSP帶來的負面作用（Wu等，2004；王冬群等，2013），這與本試驗研究結果一致。此外，本試驗發(fā)現(xiàn)單獨添加NSP酶主要影響肉雞生長前期（1～21 d）生長性能，可能與肉雞在幼齡階段體內(nèi)消化酶合成和分泌較少有關，添加NSP酶提高其對營養(yǎng)物質(zhì)的利用。

本試驗發(fā)現(xiàn)添加300 mg/kg CTS對1～42 d肉雞平均日增重和料重比均無顯著影響，這可能與高水平CTS會增加腸道內(nèi)容物黏度有關（Razdan和 Pettersson，1994），降 低 腸 道 蠕動，從 而 增加 機 體 飽 感（Edwards，1990）。Shi等（2005）報道，肉仔雞CTS適宜添加水平為0.05% ～ 0.1%，而 Khambualai等（2008）報道的水平為0.06%，本試驗中0.01% CTS添加水平較0.03%對肉雞的生產(chǎn)性能較好，這可能與試驗所選的動物品種、日糧和飼養(yǎng)管理條件不同有關。

3.2日糧添加CTS和NSP酶對肉雞免疫器官指數(shù)的影響 本試驗中通過稱量脾臟、胸腺和法氏囊的重量來間接考察日糧添加CTS和NSP酶對肉雞免疫器官指數(shù)的影響。有研究報道，胸腺重量可以用于評價T細胞的發(fā)育狀況（Elmore，2006），而脾臟重量與免疫細胞的增殖情況有關（Pozo等，2009）。CTS的氨基可以被免疫系統(tǒng)識別，進而刺激免疫細胞增殖和分化，釋放免疫球蛋白（Tokura等，1999）。Xiao等（2013）在斷奶仔豬日糧添加50mg/kg鹽酸金霉素或300 mg/kg CTS，結果發(fā)現(xiàn)，CTS組空腸黏膜分泌型IgA含量高于金霉素組。上述結果均能解釋本試驗中添加CTS能提高1～42 d肉雞胸腺指數(shù)的原因，但CTS對肉雞免疫功能影響的作用機制還有待進一步研究。

3.3日糧添加CTS和NSP酶對肉雞空腸組織結構的影響 腸絨毛高度、隱窩深度及絨毛和隱窩深度比是腸道健康、修復和功能的重要指標。杯狀細胞分泌的黏蛋白在保護腸上皮細胞避免感染及維持腸道黏膜屏障和免疫止血方面扮演著重要角色（McGuckin等，2011）。本研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加CTS、NSP酶或CTS+NSP酶對空腸絨毛高度和杯狀細胞數(shù)量均無顯著影響。但日糧添加CTS+NSP酶顯著降低空腸隱窩深度及顯著提高空腸絨毛高度與隱窩深度比值。空腸絨毛發(fā)育與動物生長性能密切相關，動物受到細菌感染、應激等影響后，腸絨毛受損，例如絨毛萎縮、隱窩深度增加，降低腸道消化吸收功能，最終造成動物生長受阻（王玉梅等，2006）。日糧中NSP會通過影響腸道微生物區(qū)平衡來間接影響小腸壁形態(tài)（陳加祥等，2010）。肉雞采食以大麥為主的日糧，回腸絨毛高度顯著低于采食以玉米為主的日糧；在大麥日糧中添加葡聚糖酶和木聚糖酶后，提高絨毛高度與隱窩深度的比值（Engberg等，2004），這與本試驗研究結果一致，說明添加NSP酶可以降低日糧中NSP對腸道的損傷，維持腸道完整的結構和功能。

3.4日糧添加CTS和NSP酶對肉雞盲腸微生物組成的影響 腸道微生物菌群組成是構成消化系統(tǒng)的一個重要部分，其影響動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。腸道食糜中大量的NSP會導致腸道有害微生物的大量繁殖，降低動物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，改變腸道pH，降低消化酶活性。李成良等（2009）、丁雪梅等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，肉雞日糧中添加NSP酶或木聚糖酶可顯著增加盲腸乳酸桿菌數(shù)量，同時顯著降低大腸桿菌數(shù)量，這與本試驗日糧添加NSP酶對1～42 d肉雞盲腸微生物組成的影響結果一致。但也有研究報道，在大麥日糧中添加NSP酶增加盲腸大腸桿菌數(shù)量，而在小麥日糧中添加NSP酶對大腸桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量均無顯著影響（Garry等，2007），研究結果存在差異的原因可能與試驗時選用的飼料類型、NSP酶種類和添加比例不同有關。此外，本研究也發(fā)現(xiàn)日糧添加CTS較對照組顯著降低盲腸大腸桿菌的數(shù)量，這與Carolina等（2017）同樣使用大麥—小麥型日糧添加CTS在肉雞上的研究結果一致，但目前關于CTS對腸道微生物組成影響的具體作用機理尚不清楚。

4　結論

在大麥—小麥無抗型日糧中添加殼聚糖和NSP酶可以顯著提高1～42 d肉雞的生產(chǎn)性能，改善空腸組織結構，顯著降低盲腸大腸桿菌數(shù)量。綜合考慮，本試驗中150 mg/kg殼聚糖+100 mg/kg NSP酶應用效果最佳。

[1]陳家祥，張仁義，王全溪，等.地衣芽孢桿菌對麻羽肉雞腸道組織結構及盲腸微生物區(qū)系的影響[J].動物營養(yǎng)學報，2010，22（3）：757～761.

[2]陳天壽.微生物培養(yǎng)基的制造與應用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1995.

[3]丁雪梅，張克英.玉米-雜粕型日糧添加木聚糖酶對肉雞免疫功能、腸道形態(tài)和微生物菌群的影響[J].中國畜牧雜志，2010，46（23）：26～30.

[4]馮定遠，吳新連.非常規(guī)飼料原料的合理使用[J].廣東飼料，2001，10（3）：13～ 15.

[5]李成良，張海燕.非淀粉多糖酶對肉雞生產(chǎn)性能、養(yǎng)分利用率及盲腸微生物的影響[J].飼料工業(yè)，2009，30（6）：11～14.

[6]王冬群，丁雪梅，白世平，等.不同非淀粉多糖復合酶在肉雞玉米-豆粕型飼糧中的應用效果[J].動物營養(yǎng)學報，2013，25（10）：2459～2473.

[7]王玉梅，李朝華，王雪蓮.益生菌對肉仔雞小腸組織結構和生產(chǎn)性能的影響[J].中國獸醫(yī)科技，2006，11：59～60.

[8]Bedford M R. The effect of enzymes on digestion[J]. The Journal of Applied Poultry Research，1996，5（4）：370～ 378.

[9]Carolina P Q，Amelia C，Raquel A，et al.Changes in broiler performance，duodenal histomorphometry，and caeca microbiota composition in response to wheat-barley based diets supplemented with non-antibiotic additives[J]. Animal Feed Science and Technology，2017，234（12）：1～ 9.

[10]Choct M，Hughes R J，Wang J，et al.Increased small intestinal fermentation is partly responsible for the anti-nutritive activity of non-starch polysaccharides in chickens[J]. British Poultry Science，1996，37（3）：609～ 621.

[11]Danzeisen J L，Kim H B，Isaacson R E，et al.Modulations of the chicken cecal microbiome and metagenome in response to anticoccidial and growth promoter treatment[J].PLoS One，2011，6（11）：e27949.

[12]Edwards C. Mechanisms of action on dietary fiber on small intestinal absorption and motility[A]. New Developments in Dietary Fiber[C]. 1990. 95～104.

[13]Elmore S A. Enhanced histopathology of the thymus[J].Toxicologic Pathology，2006，34（5）：656 ～ 665.

[14]Engberg R M，Hedemann M S，Steenfeldt S，et al.Influence of whole wheat and xylanase on broiler performance and microbial composition and activeity in digestive tract[J].Poultry Science，2004，83（6）：925～ 938.

[15]Garry B P，F(xiàn)ogarty M，Curran T P，et al.The effect of cereal type and enzyme addition on pig performance，intestinal microflora，and ammonia and odour emissions[J].The Animal Consortium，2007，1（5）：751～757.

[16]Khambualai O，Yamauchi K，Tangtaweewipat S，et al.Effects of dietary chitosan diets on growth performance in broiler chickens[J].The Journal of Poultry Science，2008，45（3）：206～ 209.

[17]Kong X F，Zhou X L，Lian G Q，et al.Dietary supplementation with chitooligosaccharides alters gut microbiota and modifies intestinal luminal metabolites in weaned Huanjiang mini-piglets[J]. Livestock Science，2014，160（2）：97 ～ 101.

[18]McGuckin M A，Linden S K，Sutton P，et al.Mucin dynamics and enteric pathogens[J]. Nature Reviews：Microbiology，2011，9（4）：1426～1431.

[19]Pozo A L，Godfrey E M，Bowles K M. Splenomegaly：investigation，diagnosis and management[J].Blood Reviews，2009，23（3）：105～111.

[20]Razdan A，Pettersson D. Effect of chitin and chitonsan on nutrient digestibility and plasma lipid concentratios in broiler chickens[J].British Journal of Nutrition，1994，72（2）：277～ 288.

[21]Rodriguez M L，Rebole A，Velasco S，et all. Wheat and barleybased diets with or without additives influence broiler chicken performance，nutrient digestibility and intestinal microflora[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，2012，92（1）：184～ 190.

[22]Shi B L，Li D F，Piao X S，et al.Effects of chitosan on growth performance and energy and protein utilization in broiler chickens[J].British Poultry Science，2005，46（4）：516 ～ 519.

[23]Tokura S，Tamura H，Azuma I. Immunological aspects of chitin and chitin derivatives administered to animals[J].Experientia Supplementum，1999，87：279～292.

[24]Wu Y B，Ravindran B，Thomas D G，et al.Influence of phytase and xylanase individually or in combination，on performance，apparent metabolizable energy，digestive tract measurements and gut morphology in broilers fed wheat-based diets containing adequate level of phosphorus[J].British Poultry Science，2004，45（1）：76～84.

[25]Xiao D F，Tang Z R，Yin Y L，et al.Effects of eitary administering chitosan on growth performance，jejunal morphology，jejunal muscosal sIg A，occludin，claudin-1 and TLR4 expression in weaned piglets challenged by enterotoxigenic Escherichia coli[J].Ineternational Immunopharmacology，2013，17（3）：670～ 676.