乳酸鏈球菌素對肉雞生長性能、抗氧化和免疫性能及腸道形態的影響

羊秀美 陳炳旭 呂 靜 郭麗娟 閔育娜

(西北農林科技大學動物科技學院，楊陵 712100)

隨著抗生素使用過程中藥物殘留和耐藥性等對畜禽產品安全及人類健康危害的揭示，開發和應用綠色、安全和無公害的抗生素替代物成為飼料和養殖行業的研究熱點。細菌素是由細菌核糖體合成的低分子蛋白質及多肽類物質，被廣泛用以抑制動物體致病菌活性、調節腸道菌群平衡、改善腸道組織形態，進而增強腸道消化吸收能力[1-3]，促進畜禽生長發育，具有替代抗生素的潛力[4]。其中，由乳酸鏈球菌產生的乳酸鏈球菌素(Nisin)是一種天然抗菌肽，可有效抑制革蘭氏陽性菌和陰性菌生長及芽孢桿菌孢子形成[5]，有望成為抗生素的理想替代物。研究表明，肉雞飼糧添加Nisin可抑制腸道產氣莢膜梭菌及腸球菌活性，降低腸道有害細菌比例，調節腸道菌群平衡[6]，提高肉雞生長性能[7-8]。Kierończyk等[9]研究證實，飼糧添加Nisin能顯著提高肉雞1～35日齡階段飼料轉化效率及35日齡體重，降低血液葡萄糖含量。然而，Nisin對肉雞抗氧化性能、免疫機能及腸道形態結構的影響尚不清晰，肉雞飼糧中Nisin的適宜添加水平還需要進一步探討。因此，本試驗以哈伯德肉雞為研究對象，探究飼糧添加Nisin對肉雞生長性能、屠宰性能、抗氧化性能、免疫性能及腸道形態的影響，以期客觀評估其在肉雞生產中的應用效果，為其在肉雞飼糧中合理添加提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用Nisin(98%)購自浙江某生物工程有限公司，活性為1×106IU/g。

1.2 試驗設計與飼糧

采用單因素完全隨機設計，選取1日齡體重[(38.40±0.80)g]相近的健康哈伯德肉用公雛雞360只，隨機分為3個組，每組6個重復，每個重復20只。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組分別在基礎飼糧中添加0.08%和0.11% Nisin?；A飼糧為玉米-豆粕型，按照《雞飼養標準》(NY/T 33—2004)配制，其組成及營養水平見表1。試驗期42 d。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)

1.3 飼養管理

試驗期間肉雞均采用籠養方式，每籠為1個重復(20只)，雞只自由采食和飲水，23 h光照(每日22:00熄燈1 h)，舍內為機械通風，嚴格按照《哈伯德肉雞商品代飼養管理手冊》免疫、消毒和通風等。試驗開始前3 d室溫34 ℃，此后每周降溫2 ℃，直至24 ℃，維持至試驗末(應用風機、燈帶和濕簾等嚴格控制環境溫度)；試驗期間，舍內相對濕度保持在60%～70%(濕簾、噴霧和地面灑水等維持環境濕度)。每天08:30和15:30記錄雞舍溫度和濕度，清掃衛生，記錄死淘雞只體重及數目。

1.4 樣品采集與制備

于試驗第21和42天，每重復選取1只體重接近均重的健康肉雞，翅靜脈采集5 mL血液樣品于采血管中，室溫靜置2 h后，1 048×g離心15 min，分離獲得血清樣品于1.5 mL離心管中，-80 ℃保存，待測定血清生化指標。然后將肉雞二氧化碳(100%)窒息后屠宰，取空腸、回腸中間部位2 cm腸段，生理鹽水清洗后，固定于4%多聚甲醛，待分析腸道組織形態；采集空腸黏膜置于2 mL凍存管中，液氮速凍，至-80 ℃超低溫冰箱保存，用于腸道免疫屏障分析。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 生長性能

試驗第1、21和42天，以重復為單位對空腹12 h肉雞稱重，記錄重量，計算平均日增重(average daily gain,ADG)；于試驗第21和42天，以重復為單位統計階段耗料量，計算平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)和料重比(feed/gain,F/G)。

1.5.2 屠宰性能

于試驗第42天，每重復選取1只接近平均體重的健康肉雞，使用二氧化碳窒息機(廣州儒銳科技有限公司，DW800)進行二氧化碳(100%)窒息，脫頸致死，頸靜脈放血，去毛后解剖，分離胸肌、腿肌和腹脂并稱重記錄，計算屠宰率、半凈膛率、全凈膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率，公式如下：

屠宰率(%)=100×(屠體重/活體重)；全凈膛率(%)=100×(全凈膛重/活體重)；半凈膛率(%)=100×(半凈膛重/活體重)；胸肌率(%)=100×(2側胸肌重/全凈膛重)；腿肌率(%)=100×(2側腿肌重/全凈膛重)；腹脂率(%)=100×(腹脂重/全凈膛重)。

1.5.3 血清抗氧化指標

采用比色法測定血清總抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)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，測定方法嚴格按照試劑盒說明書執行。

1.5.4 腸道形態

取出固定后的腸道組織，常規方法制作石蠟切片，蘇木精-伊紅染色，在光學顯微鏡(Nikon 80i，日本)下觀察測定絨毛高度(villus height,VH)、隱窩深度(crypt depth,CD)和絨毛高度與隱窩深度比值(villus height/crypt depth,V/C)。每個切片隨機選取5個非連續性視野，每個視野統計3組數據，整體平均值為最終測定結果。

1.5.5 血清免疫球蛋白和空腸分泌型免疫球蛋白A(sIgA)含量

采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)法測定肉雞血清免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)、免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)、免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)以及空腸sIgA含量，試劑盒購自南京建成生物工程研究所，測定方法嚴格按照試劑盒說明書執行。

1.6 數據分析

試驗數據采用SPSS 21.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，采用Duncan氏法進行多重比較，以P<0.05表示差異顯著，0.05≤P<0.10為有差異顯著趨勢，結果以平均值和均值標準誤(SEM)表示。

2 結果與分析

2.1 Nisin對肉雞生長性能和屠宰性能的影響

由表2可知，試驗前期(1～21日齡)，飼糧添加Nisin對肉雞ADFI、ADG和F/G均無顯著影響(P>0.05)。試驗后期(22～42日齡)和全期(1～42日齡)，與對照組相比，2個Nisin組ADFI和F/G均顯著降低(P<0.05)。0.08%和0.11% Nisin組肉雞42日齡體重較對照組分別提高116.60和156.53 g(P=0.087)。

表2 Nisin對肉雞生長性能的影響

由表3可知，飼糧添加Nisin有提高肉雞屠宰率的趨勢(P=0.066)，對肉雞半凈膛率、全凈膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率均無顯著影響(P>0.05)。

表3 Nisin對肉雞屠宰性能的影響

2.2 Nisin對肉雞血清抗氧化指標的影響

由表4可知，與對照組相比，飼糧添加0.08%和0.11% Nisin顯著提高了肉雞21日齡血清T-AOC(P<0.05)；0.11% Nisin組肉雞42日齡血清SOD活性顯著高于對照組(P<0.05)。

表4 Nisin對肉雞血清抗氧化指標的影響

2.3 Nisin對肉雞腸道形態的影響

由表5可知，與對照組相比，0.11% Nisin組肉雞21和42日齡空腸VH顯著提高(P<0.05)；飼糧添加Nisin對肉雞回腸形態指標無顯著影響(P>0.05)。

表5 Nisin對肉雞腸道形態的影響

2.4 Nisin對肉雞血清免疫球蛋白和空腸sIgA含量的影響

由表6可知，與對照組相比，飼糧添加0.08%和0.11% Nisin顯著提高肉雞21日齡空腸sIgA和42日齡血清IgG含量(P<0.05)；0.11% Nisin組肉雞21日齡血清IgM和42日齡空腸sIgA含量均顯著高于對照組(P<0.05)。

表6 Nisin對肉雞血清免疫球蛋白和空腸sIgA含量的影響

3 討 論

3.1 Nisin對肉雞生長性能和屠宰性能的影響

Nisin是食品和工業上常用的抗菌肽，對革蘭氏陽性菌和陰性菌活性有較強抑制作用，且易降解、無毒副作用[10]。研究發現，羅斯308肉仔雞飼糧添加Nisin制劑可顯著提高肉雞35日齡體重，降低1～14日齡料重比[9]。本研究結果表明，飼糧添加0.08%和0.11% Nisin顯著降低了哈伯德肉雞后期和全期料重比，有提高42日齡體重的趨勢，且高劑量組生長性能改善效果更好，這與Józefiak等[7]在羅斯308肉仔雞上的研究結果相似。關于Nisin促生長作用的調節機制尚不清晰，但與其改善腸道健康作用密不可分。研究發現，Nisin能夠調節家禽腸道菌群結構，抑制有害菌群活性，影響回腸脂肪酸組成，進而促進家禽生長發育[7]。另外，Kierończyk等[9]研究認為，Nisin可通過降低腸道重量和長度，增強腸道對營養物質的消吸收能力，提高家禽生長性能。本試驗探究了Nisin對腸道形態和免疫屏障的作用。

目前，國內外有關飼糧添加Nisin對家禽屠宰性能影響方面缺少詳細的研究報道。張欣鑫等[11]研究表明，飼糧添加Nisin能夠影響肉雞胴體組成，其中0.075%和0.100% Nisin組肉雞半凈膛率顯著低于對照組，胸肌率顯著高于對照組。與以上結果不同，本試驗結果表明，飼糧添加0.08%和0.11% Nisin有提高肉雞屠宰率的趨勢，對全凈膛率、胸肌率、腿肌率和腹脂率等指標均無顯著影響，這與前人的研究結果不完全一致，原因可能與Nisin的活性有關[9]。

3.2 Nisin對肉雞抗氧化性能的影響

動物機體抗氧化功能主要由抗氧化酶和非酶抗氧化物共同調控。SOD和GSH-Px是機體抗氧化系統的主要酶類物質，可清除氧化產物，防止氧化自由基損害機體組織完整及細胞功能[12]；MDA是脂質過氧化反應的一種代謝終產物，其含量能間接反映機體自由基積累情況及組織氧化受損程度[13]；T-AOC是反映機體酶系和非酶系抗氧化功能的綜合指標，其水平可體現機體防御系統抗氧化能力的強弱[12]。本試驗結果表明，飼糧添加Nisin顯著提高了肉雞21日齡血清T-AOC，說明Nisin具有增強機體抗氧化能力的作用；并且，0.11% Nisin組肉雞42日齡血清SOD活性顯著提高。SOD是抗氧化酶體系歧化超氧化物自由基的關鍵酶，可將超氧化物自由基歧化為氧氣和過氧化氫，進而保護機體組織及細胞免受損傷[14]。體外研究發現，0.1～5.0 mg/mL Nisin能夠有效清除氧化自由基，其清除氧化自由基作用隨添加劑量增強[15]。由此可見，飼糧添加Nisin能夠改善動物機體抗氧化性能，其作用與SOD活性提高相關。

3.3 Nisin對肉雞腸道形態的影響

腸道是動物消化吸收的主要場所，其黏膜正常形態和完整功能是機體充分消化吸收營養物質的基礎。小腸絨毛是動物腸道消化和吸收營養物質的特有結構，其VH、絨毛寬度和CD直接影響腸道養分吸收表面積[16]；V/C綜合反映腸道絨毛吸收功能。本研究結果表明，飼糧添加0.11% Nisin顯著提高了肉雞21和42日齡空腸VH，說明Nisin能夠改善肉雞空腸組織形態。腸道菌群結構與腸道形態結構密切相關[17]。飼糧添加Nisin可調節肉雞腸道菌群結構，抑制有害菌活性，促進有益菌定植[3]。本試驗中，肉雞腸道組織形態改善可能與Nisin調節腸道菌群結構有關。絨毛基部上皮細胞下陷至固有層形成隱窩，隱窩中的細胞有分化功能，并向絨毛頂部遷移形成成熟絨毛細胞，其分化速度越快，CD越淺、VH越高，成熟細胞數目越多，腸道吸收功能越好[18-19]。本研究中，飼糧添加Nisin提高肉雞生長性能可能與腸道形態改善、養分吸收能力增強有關。Lauková等[20]研究發現，飲水添加Nisin未見顯著影響兔腸道VH、CD及V/C，與本試驗結果存在差異。這種差異可能與添加劑量及添加方式不同有關。

3.4 Nisin對肉雞免疫性能的影響

免疫球蛋白是動物體液免疫的主要免疫分子，在機體免疫系統中發揮重要作用[21]。血清免疫球蛋白含量能夠反應機體免疫功能變化。IgG主要由免疫器官漿細胞分泌，是介導體液免疫的關鍵免疫蛋白，血清中含量較高；IgM是體液免疫過程中最先被分泌、釋放的免疫物質，能與體內和體外抗原相互反應，消除病原體[22]。本研究結果表明，飼糧添加Nisin顯著提高了肉雞21日齡血清IgM和42日齡血清IgG含量。目前為止，有關Nisin對家禽免疫球蛋白的研究鮮有報道。先前研究表明，Nisin可調節豬免疫細胞活性，降低炎性因子水平[23]，提高小鼠B淋巴細胞(CD19+)和T淋巴細胞(CD4+、CD8+和CD3+)百分比及CD4+T淋巴細胞/CD8+T淋巴細胞值，增強機體免疫機能[24]。此外，飼糧添加SOD模擬物可提高肉雞血清IgG和IgM含量[25]。本試驗結果表明，飼糧添加Nisin可提高肉雞血清SOD活性。以上結果說明，Nisin提高肉雞血清免疫球蛋白含量可能與機體免疫細胞活性及SOD活性提高有關。

sIgA由腸道漿母細胞分泌，主要分布于黏液層，是腸道提供免疫保護的主要免疫球蛋白和黏膜免疫的核心，與病原微生物表面抗原結合，保護腸上皮細胞免受損害，是家禽體液免疫的主效應因子[26]?？咕淖鳛閯游餀C體免疫系統的重要效應分子，可通過特異受體激活免疫細胞功能，促進免疫球蛋白分泌(sIgA、IgA)，增強免疫機能[27]。本試驗結果表明，飼糧添加Nisin顯著提高了肉雞空腸sIgA含量，提示Nisin可增強肉雞腸道黏膜免疫機能。由此推測，Nisin促進肉雞生長發育可能與腸道黏膜免疫機能增強有關[18]。

4 結 論

飼糧添加Nisin能提高肉雞免疫和抗氧化性能，促進小腸絨毛生長發育，增強腸道黏膜免疫機能，從而改善肉雞生長性能；綜合促生長作用及養殖效益，0.08%添加水平較為適宜。