飼糧中添加水解單寧酸對肉雞生長性能及腸道健康的影響

2021-06-05 02:58:00李軍輝解玉懷張少濤李世印徐青青張小東張成喜楊維仁

動物營養(yǎng)學(xué)報 2021年5期

李軍輝解玉懷張少濤李敏李世印徐青青張小東張成喜楊維仁*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山東省動物生物工程與疾病防治重點實驗室，泰安 271018；2.浙江農(nóng)林大學(xué)動物科技學(xué)院，杭州 311300；3.青島潤博特生物科技有限公司，青島 266324)

近年來，肉雞規(guī)模化養(yǎng)殖水平不斷提高，在集約化養(yǎng)殖模式下，過高的飼養(yǎng)密度及免疫功能減弱等問題，導(dǎo)致肉雞的生長性能下降[1]。為了解決這些問題，抗生素被應(yīng)用于肉雞養(yǎng)殖業(yè)中，然而抗生素的大量使用會導(dǎo)致細菌耐藥譜增多、耐藥菌株的出現(xiàn)等問題，嚴重危害肉雞的健康。于是，世界各國開始禁止抗生素在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用，2019年7月，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部明確指出除中草藥外的促生長藥物飼料添加劑在2020年全面退出。然而，抗生素的全面退出會導(dǎo)致養(yǎng)殖業(yè)中家禽的發(fā)病率上升、死淘率升高、腸道受損、生產(chǎn)成本增加等一系列問題，進而導(dǎo)致養(yǎng)殖效益下降[2-3]。因此，抗生素替代物成為家禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展研究的重點之一[4-7]。水解單寧酸是從植物中提取的多酚類化合物，可水解為沒食子酸和葡萄糖[8]，因其具有抗氧化、抗炎癥等廣泛的生物學(xué)功能而受到人們的關(guān)注。研究表明，飼糧中添加單寧酸可提高畜禽的生長性能，改善腸道微生態(tài)環(huán)境[8-10]。然而，目前關(guān)于水解單寧酸直接應(yīng)用于飼料，評價其替代抗生素對肉雞影響的報道還不夠充分，對肉雞生長性能及腸道健康的影響還需要進一步研究。因此，本試驗旨在研究飼糧中添加水解單寧酸對肉雞生長性能及腸道健康的影響，為水解單寧酸在肉雞養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

水解單寧酸由青島某生物科技有限公司提供，從五倍子中提取，為黃褐色顆粒，原料組成為：水解單寧酸、棕櫚油、纖維素，其中水解單寧酸含量為30.60%。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用單因素完全隨機設(shè)計，選取42 000只1日齡、體況相近的健康愛拔益加(AA)肉仔雞，隨機分為3組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)3 500只雞。預(yù)試期10 d，正試期32 d。預(yù)試期各組統(tǒng)一飼喂基礎(chǔ)飼糧，基礎(chǔ)飼糧中不添加任何抗生素，為顆粒料。正試期對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加200和400 mg/kg水解單寧酸的試驗飼糧。基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1[11]。肉仔雞采用籠養(yǎng)，全程自由飲水和采食，按照雞場常規(guī)管理程序進行免疫接種。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生長性能

每天準確記錄雞只的采食量，試驗開始和結(jié)束時對雞只進行空腹稱重，記錄始重、末重，計算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)及料重比(F/G)；每天記錄疾病和死亡情況，計算死淘率。

1.3.2 歐洲效益指數(shù)(EPI)

歐洲效益指數(shù)計算公式如下：

歐洲效益指數(shù)=[成活率×體重/(料重比×出欄天數(shù))]×10 000。

1.3.3 腸道pH

于42日齡時，每個重復(fù)隨機選取4只雞，屠宰后立即打開腹腔，分清各腸段位置進行結(jié)扎，在各腸段前1/4處剪開一小口，用PHB-2型便攜式pH計測定十二指腸、空腸、回腸內(nèi)容物的pH。

1.3.4 腸道酶活性

肉雞屠宰后分別取十二指腸、空腸、回腸內(nèi)容物于液氮中暫時保存，然后轉(zhuǎn)移至-80 ℃超低溫冰箱保存?zhèn)溆谩蚀_稱量腸道內(nèi)容物樣品，按照腸道內(nèi)容物∶勻漿介質(zhì)=1∶9(m/V)進行制樣，勻漿在冰水浴條件下進行，將所得懸浮液以2 500 r/min離心10 min，取上清液用于測定十二指腸、空腸、回腸內(nèi)容物的胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，試劑盒均購自南京建成生物工程研究所，方法參見說明書。

1.3.5 腸道黏膜形態(tài)

肉雞屠宰后分別取十二指腸、空腸、回腸組織樣品各2～3 cm于4%甲醛固定液中固定后，流水沖洗48 h，制成石蠟切片，然后采用蘇木精-伊紅(HE)進行染色。使用Nikon Eclipse 80i顯微照相系統(tǒng)觀察各腸段形態(tài)，用Motic images 2000.1.3軟件在線測量十二指腸、空腸、回腸的隱窩深度和絨毛高度，并計算絨毛高度/隱窩深度。

1.3.6 盲腸乳酸桿菌及大腸桿菌數(shù)量

肉雞屠宰后立即打開腹腔，取適量盲腸內(nèi)容物放于滅菌的凍存管中，采用平板計數(shù)法檢測乳酸桿菌和大腸桿菌的數(shù)量。稱取適量內(nèi)容物樣品，按照樣品∶滅菌生理鹽水=1∶9(m/V)配制成10-1倍稀釋液，再將該稀釋液進行稀釋，配制成10-2倍稀釋液，再依次進行10-3～10-7倍稀釋。將稀釋液接種于MRS培養(yǎng)基中，37 ℃有氧培養(yǎng)36 h后進行乳酸桿菌計數(shù)；將稀釋液接種于麥康凱培養(yǎng)基中，37 ℃有氧培養(yǎng)20 h后進行大腸桿菌計數(shù)。每個菌種選擇3個梯度，每個稀釋梯度重復(fù)3次，盲腸內(nèi)容物微生物數(shù)量用每克腸道內(nèi)容物中含菌落總數(shù)的對數(shù)[lg(CFU/g)]表示。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)使用SAS 9.2軟件進行統(tǒng)計，采用單因素方差分析(one-way ANOVA)進行組間差異分析，用Duncan氏法進行多重比較，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著，結(jié)果均以“平均值±標準差(mean±SD)”表示。

2 結(jié) 果

2.1 水解單寧酸對肉雞生長性能的影響

由表2可知，與對照組相比，飼糧中添加水解單寧酸對肉雞的末重、平均日增重、平均日采食量、死淘率及歐洲效益指數(shù)均無顯著影響(P>0.05)；但400 mg/kg水解單寧酸組的料重比顯著降低(P<0.05)。此外，飼糧中添加200和400 mg/kg的水解單寧酸使肉雞的死淘率由4.99%分別降低至4.12%和4.07%，分別降低了17.43%和18.44%；歐洲效益指數(shù)由394.10分別提高至397.86和400.77，分別提高了0.95%和1.69%。

表2 水解單寧酸對肉雞生長性能的影響

2.2 水解單寧酸對肉雞腸道pH的影響

由表3可知，與對照組相比，飼糧中添加水解單寧酸極顯著降低肉雞的十二指腸pH(P<0.01)；2個試驗組的空腸和回腸pH均有所降低，但差異不顯著(P>0.05)。

表3 水解單寧酸對肉雞腸道pH的影響

2.3 水解單寧酸對肉雞腸道消化酶活性的影響

由表4可知，與對照組相比，飼糧中添加水解單寧酸極顯著提高肉雞的十二指腸、空腸胰蛋白酶活性(P<0.01)；飼糧中添加400 mg/kg水解單寧酸極顯著提高十二指腸淀粉酶活性(P<0.01)，顯著提高空腸淀粉酶活性(P<0.05)；飼糧中添加200 mg/kg水解單寧酸顯著提高空腸脂肪酶活性(P<0.05)。

表4 水解單寧酸對肉雞腸道消化酶活性的影響

2.4 水解單寧酸對肉雞腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

由圖1可知，各組肉雞的十二指腸絨毛呈現(xiàn)出寬葉片狀，絨毛密度高，而空腸和回腸絨毛多呈現(xiàn)出短柱狀，排列疏松。與對照組相比，2個試驗組肉雞的十二指腸、空腸和回腸絨毛高度較高，腸絨毛發(fā)育較好。

A：對照組；B：200 mg/kg水解單寧酸組；C：400 mg/kg水解單寧酸組。

由表5可知，與對照組相比，飼糧中添加水解單寧酸極顯著提高肉雞的十二指腸絨毛高度和絨毛高度/隱窩深度(P<0.01)；飼糧中添加水解單寧酸極顯著提高空腸絨毛高度和絨毛高度/隱窩深度(P<0.01)；飼糧中添加400 mg/kg水解單寧酸顯著降低空腸隱窩深度(P<0.05)。

表5 水解單寧酸對肉雞腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

2.5 水解單寧酸對肉雞盲腸乳酸桿菌和大腸桿菌數(shù)量的影響

由表6可知，與對照組相比，飼糧中添加水解單寧酸可顯著提高肉雞的盲腸乳酸桿菌數(shù)量(P<0.05)；2個試驗組的大腸桿菌數(shù)量均有降低，但差異不顯著(P>0.05)。

表6 水解單寧酸對肉雞盲腸乳酸桿菌和大腸桿菌數(shù)量的影響

3 討論

縮合單寧酸是一種抗營養(yǎng)因子，在家禽上的研究較多。研究表明，飼糧中過多添加單寧酸可使動物的采食量下降[12]，然而又有研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加水解單寧酸可作為生長促進劑提高飼糧利用率并促進畜禽的生長[13-14]。安文亭等[15]研究發(fā)現(xiàn)，肉雞中后期飼糧中添加1 500 mg/kg水解單寧酸可提高肉雞的采食量，降低料重比。本試驗中，并未發(fā)現(xiàn)水解單寧酸對肉雞的采食量有影響，但可降低料重比。吳雅清[16]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加水解單寧酸可提高黃羽肉雞的平均成活率，其中添加水平為600 g/t時平均成活率最高，為98.33%，與本試驗結(jié)果基本一致。本試驗研究結(jié)果表明，飼糧中添加水解單寧酸可降低肉雞的料重比，提高成活率及歐洲效益指數(shù)。這可能與以下2個方面有關(guān)：一方面可能是水解單寧酸通過收斂作用減弱腸道蠕動，延長飼糧在消化道內(nèi)的通過時間，從而促進小腸的消化吸收，進一步提高肉雞的生長性能；另一方面可能是水解單寧酸的抗炎等作用在一定程度上可提高肉雞的免疫力，進而提高成活率。

在動物體消化系統(tǒng)中腸道pH發(fā)揮著不可替代的作用，適宜的腸道pH可促進動物對食物的消化和吸收[17]。然而關(guān)于水解單寧酸對畜禽腸道pH影響的報道較少。李茜等[18]研究發(fā)現(xiàn)，當肉雞采食含有水解單寧酸的飼糧時，腸道pH降低，腸道內(nèi)環(huán)境得到改善，促進腸道發(fā)育。本研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加水解單寧酸極顯著降低十二指腸pH。這可能與水解單寧酸本身含有三羥基苯甲酸、沒食子酸等D-葡萄糖為核心的酚醛酸聚酯類化合物有關(guān)，在堿性腸液與單寧酸水解酶的作用下可得到酸和葡萄糖，呈弱酸性，降低腸道pH，促進水解單寧酸與消化酶結(jié)合，進一步促進腸道發(fā)育。

腸道消化酶的活性與動物體內(nèi)物質(zhì)代謝存在著密切關(guān)系。當水解單寧酸與消化酶結(jié)合后，可以提高消化酶活性，進而提高飼料轉(zhuǎn)化率[18]。Majumda等[19]研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，飼糧中添加200和300 mg/d單寧酸時，成年雞的腸道胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性顯著提高。本研究結(jié)果表明，飼糧中添加水解單寧酸可極顯著提高肉雞的十二指腸和空腸胰蛋白酶活性，400 mg/kg水解單寧酸可顯著提高空腸淀粉酶活性，200 mg/kg水解單寧酸可顯著提高空腸脂肪酶活性，這與Mole等[20]的報道結(jié)果不一致。推測可能是由于試驗飼養(yǎng)環(huán)境不同，單寧酸的來源、純度及提取工藝有差異等因素造成的，關(guān)于水解單寧酸對腸道酶活性影響的具體機制需要進一步研究。

腸道微生物在動物消化吸收過程中起著至關(guān)重要的作用。水解單寧酸的抑菌能力取決于其分子質(zhì)量的大小，對不同類型的細菌存在不同的效果[28]。報道發(fā)現(xiàn)，單寧酸可通過收斂、抗氧化、抗菌等作用相互協(xié)同共同改變畜禽內(nèi)部生理環(huán)境，且有很強的生物和藥理活性，可增強機體的免疫活性，維護腸道健康，對于動物十分有益[29-32]。侯海鋒等[10]研究發(fā)現(xiàn)，水解單寧酸會改變蛋雞腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)，飼糧中添加水解單寧酸可顯著降低腸道大腸桿菌定植數(shù)量，其中0.10%和0.15%添加水平可顯著增加腸道乳酸桿菌數(shù)量。魏昆鵬等[33]研究發(fā)現(xiàn)，灌服0.1 mg/mL水解單寧酸可降低家禽腸道大腸桿菌數(shù)量，增加乳酸菌和雙歧桿菌數(shù)量。Jamroz等[34]研究發(fā)現(xiàn)，較高劑量的單寧酸可顯著降低28日齡肉雞的腸道大腸桿菌數(shù)量。本試驗研究表明，飼糧中添加水解單寧酸可顯著提高肉雞的盲腸乳酸桿菌數(shù)量，大腸桿菌數(shù)量呈下降趨勢。這可能是由于水解單寧酸通過引起細胞壁形態(tài)變化，增加膜通透性，進而影響細胞代謝功能，促進乳酸桿菌的增殖。此外，益生菌可能通過利用水解單寧酸降低腸道pH的特性，抑制有害菌的繁殖。關(guān)于水解單寧酸對腸道微生物菌群的影響，具體等待進一步的研究。