酵母铬和益生素联用对夏季蛋鸡产蛋性能及肠道菌群与消化酶活性的影响

郭彤，李晓晨，吴艳，王金秋，曹靖

（1.北京农业职业学院畜牧兽医系，北京102442；2.北京市大兴区畜禽繁育改良指导站，北京102601；3.北京市大兴区畜牧技术推广站，北京102601）

酵母铬和益生素联用对夏季蛋鸡产蛋性能及肠道菌群与消化酶活性的影响

郭彤1*，李晓晨2，吴艳3，王金秋1，曹靖1

（1.北京农业职业学院畜牧兽医系，北京102442；2.北京市大兴区畜禽繁育改良指导站，北京102601；3.北京市大兴区畜牧技术推广站，北京102601）

本试验旨在研究酵母铬和益生素联用对夏季蛋鸡产蛋性能、肠道菌群及消化酶活性的影响。选用432羽40周龄健康罗曼褐蛋鸡，随机分为9组。对照组饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中分别添加不同水平的酵母铬（0、400、600 μg/kg）和益生素（0、400、800 mg/kg）。结果表明：饲粮中单独添加益生素或酵母铬或酵母铬+益生素联用时，均显著增加其产蛋率（P＜0.05），显著降低料蛋比（P＜0.05）；酵母铬和益生素联用对产蛋率和饲料转化率产生显著的互作效应（P＜0.05）；日粮中单独添加益生素及酵母铬+益生素联用时，均显著提高了蛋鸡回肠和盲肠中乳酸杆菌和双歧杆菌的数量（P＜0.05），显著降低了大肠杆菌和沙门氏菌的数量（P＜0.05），显著提高十二指肠内容物总蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性（P＜0.05）；酵母铬和益生素联用对蛋鸡十二指肠内容物淀粉酶和脂肪酶的活性产生显著互作效应（P＜0.05）。夏季蛋鸡饲粮中同时添加600 μg/kg酵母铬+800 mg/kg益生素时对产蛋性能、肠道菌群及消化酶活性效果最好。

酵母铬；益生素；蛋鸡；产蛋性能；肠道菌群；消化酶

蛋鸡被羽厚且无汗腺,在高密度集约化饲养管理方式下,其生产性能和机体的健康很容易受到高温的影响。铬是动物必需的微量元素之一。铬还普遍被认为是应激动物所需要的一种营养物质。国内外学者研究表明,补铬可提高应激畜禽的生产性能、调节内分泌、增强机体的免疫力［1-2］。研究证实有机铬可显著提高蛋品质和有效克服高温对蛋鸡生产性能的不良影响。铬还能降低血浆中胆固醇、脂肪及低密度脂蛋白的含量［3-4］。铬的添加形式(有机、无机)也是非常重要的。研究表明,添加酵母铬的效果最佳［5］。

益生菌是一类通过改善动物胃肠道微生物区系平衡而促进动物健康和生长的活菌制剂,其主要功能是维持肠道菌群平衡、提高机体免疫力、控制血清胆固醇、抗肿瘤等［6-7］。随着绿色安全饲料添加剂的研究和推广,益生菌制剂在畜禽养殖业中得到广泛应用。但到目前为止,国内外尚未见到有关益生素和酵母铬联用应用于蛋鸡生产上的研究报道。因此,本试验旨在研究在夏季蛋鸡日粮中同时添加益生素和酵母铬时,对蛋鸡产蛋性能、肠道菌群及消化酶活性的影响以及最佳组合剂量和组合效应,旨在为益生素和酵母铬联用作为一种新型饲料添加剂在夏季蛋鸡生产中的合理应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料酵母铬由北京奥特奇(Alltech)生物制品有限公司提供,实测含铬量为1 g/kg；益生素包括嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus,5.0×109CFU/g),干酪乳杆菌(Lactobacillus casei,3.0×109CFU/g),粪链球菌(Streptococcus faecium,3.5×109CFU/g),两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum,5.0×109CFU/g),由浙江大学饲料科学研究所提供。

1.2 试验动物及饲粮试验选用产蛋率及体重相近的40周龄健康罗昌褐蛋鸡432羽,随机分为9个处理组,每组6个重复,每个重复8羽。试验期49 d,其中预试期7 d。试验基础饲粮参照美国NRC(1994)和鸡的饲养标准(NY/T 33-2004)配制,基础饲粮采用玉米-豆粕型粉状饲粮,基础饲粮组成及营养成分见表1。

表1 基础饲粮组成及营养成分(风干基础)

1.3 试验设计与饲养管理试验采用3×3(酵母铬×益生素)2因子3水平有重复交叉试验设计,其中酵母铬添加水平(以铬计)分别为0、400、600 μg/kg；益生素添加水平分别为0、400、800 mg/kg。试验设计见表2。试验为夏季高温阶段,于2013年7月20日开始至8月31日结束。试验按《新罗昌商品代鸡饲养管理手册》进行日常饲养管理,舍内采用自然通风加风机纵向抽气通风,自由采食与饮水。每日清理鸡粪和捡蛋各2次,按常规防疫程序进行防疫和鸡舍消毒。

1.4 样品的采集与制备试验结束时,分别从各组的每个重复中随机抽取4羽颈静脉放血屠宰,打开腹腔分别结扎回肠、盲肠及十二指肠；回肠和盲肠用酒精棉球消毒两侧结扎口,然后放入消毒容器内立即转移至超净台内进行微生物计数；十二指肠两侧结扎后,放入液氮中速冻后置-70℃冻存,以备测定小肠消化酶活性。测定时,称取0.2 g的内容物,加入4.0 mL冷的生理盐水,冰水浴中匀浆,4℃、16 000×g离心15 min,取上清液用于测定十二指肠各种消化酶活性。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 产蛋性能测定饲养试验时,每天记录各组蛋鸡采食量和剩料量,计算饲料转换率、日采食量。每天记录产蛋数、产蛋重和软破蛋数,计算平均蛋重、产蛋率和软破蛋率。公式如下：

平均蛋重(g)=统计期内产蛋总重/(统计期内总产蛋数-统计期内空壳蛋数)；产蛋率=统计期内总产蛋数/实际饲养日只数×100%；饲料转化率=统计期内消耗饲料总重量/统计期内产蛋总重量；平均日采食量(g)=统计期内采食总量/统计期内试验天数；软破蛋率=统计期内软破蛋数/统计期内总产蛋数×100%。

1.5.2 肠道菌群的检测按光冈氏肠内细菌菌群分析方法进行［8］。在超净工作台中立即取回肠和盲肠前段部位内容物各0.5 g放入无菌试管中,加入无菌稀释液4.5 mL,在磁力震荡器震荡3～5 min,此液为10-1稀释液,然后再吸取0.5 mL于盛有4.5 mL无菌试管中进行10-2稀释,振荡后,再依次进行10-3～10-6倍稀释。分别将不同肠段、不同稀释度的稀释液涂抹于各种选择性培养基上。乳酸杆菌和双歧杆菌分别接种于乳酸杆菌选择性培养基(LBS)及双歧杆菌选择性培养基(BS)上,37℃厌氧培养48～72 h后,采用平板计数法进行菌落计数；大肠杆菌和沙门氏菌分别在伊红美蓝培养基(EMB)和志贺氏 沙门氏琼脂培养基(SS)上分别培养18～24 h后进行菌落计数。用每克肠道内容物中细菌个数的对数(Log CFU/g)表示。各稀释度设3个重复。根据细菌在相应选择性培养基上所形成的菌落特征、结合革兰氏染色、耗氧性及镜检对其进行鉴定。

表2 试验设计

1.5.3 十二指肠内容物消化酶活性测定淀粉酶活性测定：采用碘-淀粉比色法。酶活性单位定义为1 g肠内容物中的淀粉酶,在37℃与底物作用30 min,水解10 mg淀粉为1个淀粉酶活性单位(U)。

胰蛋白酶活性测定：采用N-苯甲酸-L-精氨酸乙酯(BAEE)法。酶活性单位定义为在pH 8.0、37℃条件下,1 mL肠内容物中含有的胰蛋白酶每分钟使D253值升高0.003为1个酶活性单位(U)。

总蛋白酶活性的测定：采用福林-酚法。酶活性单位定义为在40℃、pH 7.0条件下,每分钟水解酪蛋白产生1 μg酪氨酸所需的酶量为1个胰总蛋白水解酶活性单位(U)。

脂肪酶活性测定：采用比浊法测定。酶活性单位定义为在40℃水浴中作用1 min,水解1 μmol基质(橄榄油)所需的酶量为1个脂肪酶活性单位(U)。以上试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。按说明书的要求进行操作。

1.6 统计分析采用SAS统计软件按2因子3水平( 3×3)有重复程序对各项数据进行F值方差分析,差异显著时采用Duncan′s方法进行多重比较。P＜0.05表示差异显著,P＞0.05表示差异不显著。试验数据均以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 酵母铬和益生素联用对蛋鸡产蛋性能的影响由表3可见,夏季日粮中单独添加益生素、酵母铬及酵母铬+益生素联用时,与对照组相比,均显著增加产蛋率(P＜0.05),显著降低料蛋比(P＜0.05)；对平均蛋重、软破蛋率和平均日采食量无显著影响(P＞0.05)。各试验组间相比,单独添加600 μg/kg酵母铬组及联合添加酵母铬(600 μg/kg)+益生素(800 mg/kg)组产蛋率明显优于其他各试验组(P＜0.05)。提示饲粮中添加酵母铬和益生素均可明显改善高温导致的产蛋率下降。试验表明,酵母铬和益生素联用对蛋鸡产蛋率和饲料转化率产生了显著的互作效应(P＜0.05)。

2.2 酵母铬和益生素联用对蛋鸡肠道菌群的影响由表4、5可见,与对照组相比,日粮中单独添加益生素及酵母铬+益生素联用时,均显著提高了蛋鸡回肠和盲肠中乳酸杆菌和双歧杆菌的数量(P＜0.05),显著降低了大肠杆菌和沙门氏菌的数量(P＞0.05)。单独添加酵母铬时,对本试验所示4种细菌菌群未产生显著影响(P＞0.05)。各试验组间相比,添加800 mg/kg益生素的组明显优于添加400 mg/kg组(P＜0.05)。结果表明,酵母铬和益生素联用对本试验所示的4种细菌的数量均未产生显著的互作效应(P＞0.05)。

2.3 酵母铬和益生素联用对蛋鸡十二指肠消化酶活性的影响由表6可见,与对照组相比,日粮中单独添加酵母铬以及酵母铬+益生素联用时,可显著提高蛋鸡十二指肠内容物淀粉酶和脂肪酶活性(P＜0.05),且随酵母铬含量的增加,淀粉酶、脂肪酶活性也随之增加,各组间差异显著(P＜0.05)。日粮中单独添加益生素以及酵母铬+益生素联用时,可显著提高蛋鸡十二指肠内容物总蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性(P＜0.05)。且随益生素添加量的增加,各组间差异显著(P＜0.05)。研究表明,酵母铬和益生素联用对蛋鸡十二指肠内容物淀粉酶和脂肪酶的活性产生显著互作效应(P＜0.05)。

表3 酵母铬和益生素联用对蛋鸡产蛋性能的影响

表5 酵母铬和益生素联用对蛋鸡盲肠菌群的影响Log CFU·g-1

表6 酵母铬和益生素联用对蛋鸡十二指肠内容物消化酶活性的影响U

3 讨论

3.1 酵母铬和益生素联用对蛋鸡产蛋性能的影响益生素作为一种微生态制剂,是减少或替代抗生素的理想绿色添加剂,由于它无毒、无副作用,目前已被广泛应用于畜禽养殖业,可促进动物生长和提高饲料转化率。本试验结果表明,在夏季给蛋鸡日粮中单独添加益生素、酵母铬或联合添加时,产蛋率和饲料转化率均明显增加,这与Sahin等［1］和胥清富等［9］报道一致。其主要原因分析认为,添加益生素后,蛋鸡肠道内有益菌群数量增加,有害菌群数量减少,使消化酶活性增强,从而更有利于饲料营养物质的消化,给蛋的生成过程提供了比较充足的营养物质,因而蛋鸡产蛋率增加。另一方面,益生素通过产生大量消化酶类,经肠内发酵直接产生丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸和苏氨酸等,还可产生维生素等［10］,提供动物机体所需的营养物质,从而提高饲料消化率。近年来研究表明［11］,畜禽在各种应激环境下(高温)补铬对生产性能有一定的改善作用,这主要由于有机铬(酵母铬)促进甲状腺素T4和胰岛素的分泌,而且铬促进了饲料中营养物质在畜禽体内的消化和吸收,尤其抑制了由高温引起的蛋白质分解,在一定程度上促进热应激蛋鸡对蛋白质的利用,缓解高温应激,进而提高产蛋率和饲料转化率。本结果与詹凯等［12］研究报道一致。因此,在夏季蛋鸡产蛋率和饲料转化率的增加是酵母铬和益生素共同作用的结果。

3.2 酵母铬和益生素联用对蛋鸡肠道菌群的影响动物消化道内存在种类繁多的微生物,与自身的营养、生长、免疫、抵抗病原菌入侵和消除某些化合物的毒性等都有密切关系［13］。本试验结果表明,日粮中单独添加益生素或酵母铬+益生素联用时,均显著提高了蛋鸡回肠和盲肠中乳酸杆菌和双歧杆菌的数量,显著降低了大肠杆菌和沙门氏菌的数量。这与胥清富等［9］的结果一致。众所周知,乳酸杆菌和双歧杆菌是肠道中的优势菌,日粮中添加益生素后,可使它们在肠道中迅速生长增殖,增殖产生的大量乳酸降低肠道pH值和氧化还原电位(En)值,既可抑制病原微生物的生长繁殖,又能促进肠道中其他厌氧菌的生长繁殖；同时乳酸杆菌和双歧杆菌产生的细菌素亦可抑制或杀死肠道内的病原菌。同时,本研究发现,日粮中单独添加酵母铬对4种肠道菌群的改善作用不明显,其机理还需深入研究。

3.3 酵母铬和益生素联用对蛋鸡十二指肠消化酶活性的影响肠内容物中酶活性高低是反映动物机体消化能力的良好指标,酶活性增加主要与酶分泌加大或酶降解减少有关。本研究表明,日粮中单独添加酵母铬时,可显著提高蛋鸡十二指肠内容物淀粉酶和脂肪酶活性；日粮中单独添加益生素以及酵母铬+益生素联用时,可显著提高蛋鸡十二指肠内容物总蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性。这表明,在高温季节,益生素和酵母铬均能有效提高消化酶活性,从而改善蛋鸡的消化能力。这与Ji等［14］在肉鸡上的报道一致。分析其原因,其一益生素中的有益菌多为动物肠道中的优势菌,在动物肠道内可迅速生长繁殖,帮助机体建立和维持胃肠道正常的优势菌群,从而刺激胃肠道消化液的分泌有助于提高蛋鸡的消化能力；其二,益生素通过产生大量的消化酶,从而提高了蛋鸡的消化能力。

本试验研究表明,随着酵母铬水平的增加,显著提高蛋鸡十二指肠内容物淀粉酶和脂肪酶活性。其原因可能是因为淀粉酶是由胰腺分泌的酶,它可影响糖类代谢,铬离子能启动和增强葡萄糖磷酸变位酶的活性,催化动物从饲料中获取的糖类在体内酵解供能。因此,蛋鸡日粮中添加酵母铬后,铬离子促进淀粉酶的分泌,进而促进饲料中糖的吸收利用。而且铬离子也可调节脂类代谢,Lien等［15］研究表明,日粮铬可以提高猪体内脂肪分解酶的活性。铬是葡萄糖耐受因子的组成成分,具有类似胰岛素的作用。当动物体缺铬时,胰岛素的生物学活性降低,糖耐量受损,且通过糖代谢引发脂类代谢紊乱,补铬后胰岛素活性增强,并促进脂肪酶的分泌。

酵母铬和益生素联用对蛋鸡十二指肠内容物淀粉酶和脂肪酶的活性产生显著互作效应。笔者推测可能是因为本试验在夏季进行,加铬可以缓解鸡的热应激,而且铬参与糖类、脂类和蛋白质代谢。同时益生素本身有提高消化酶分泌的作用,二者互相促进从而极显著提高了淀粉酶和脂肪酶活性,但是其二者协作的具体作用机理仍需进一步研究。

4 结论

夏季蛋鸡饲粮中同时添加酵母铬和益生素能显著提高产蛋率和饲料转化率；显著提高了蛋鸡回肠和盲肠中乳酸杆菌和双歧杆菌的数量,显著降低了大肠杆菌和沙门氏菌的数量。日粮中同时添加酵母铬和益生素时,显著提高了蛋鸡十二指肠内容物淀粉酶和脂肪酶活性,两者间产生了显著的互作效应。添加600 μg/kg酵母铬+800 mg/kg益生素时对夏季蛋鸡产蛋性能、肠道菌群及消化酶活性效果最好。

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Effect of Combined Chromium Yeast with Probiotic on Performance，Intestinal Microflora and Digestive Enzyme Activity in Laying Hens

GUO Tong1*,LI Xiao-chen2,WU Yan3,WANG Jin-qiu1,CAO Jing1
（1.Department of Animal Husbandry and Veterinary Medicine,Beijing Vocational College of Agriculture,Beijing 102442, China；2.Daxing District Livestock Breeding Improved Guidance Station of Beijing,Beijing 102601,China；3.Daxing District Animal Husbandry Technology Promotion Station of Beijing,Beijing 102601,China）

This study was conducted to investigate the effects of combined with chromium yeast and probiotic on the performance,intestinal microflora and digestive enzyme activity of laying hens.Four hundred and thirty-two 40-weeks-old Roman brown layers were allocated randomly to nine groups.The basal diet was used as control group, diets added yeast chromium（0,400 and 600 μg/kg,respectively）and probiotic（0,400 and 800 mg/kg respectively）were used as treatment groups.The results showed that single and combined addition of chromium yeast and probiotics,compared with control group,increased laying rate（P＜0.05）and decreased feed conversion rate（P＜0.05）. Single addition of probiotics and combined chromium yeast with probiotics,significantly increased the number of ileum and cecum of lactobacilli and bifidobacteria（P＜0.05）,significantly reduced the number of Escherichia coli andSalmonella（P＞0.05）and significantly improve duodenum content total protease,lipase and amylase activity（P＜0.05）. Single addition of yeast chromium and combined chromium with yeast probiotics in diet,can significantly improve duodenal amylase（P＜0.05）and lipase activity（P＜0.05）in laying hens.There were a significant interaction effects on amylase and lipase activities.The addition of 600 μg/kg chromium yeast with 800 mg/kg probiotics had the best effect on the production performance,intestinal microflora and digestive enzyme activity summer laying hens diet.

chromium yeast；probiotic；laying hens；egg laying performance；intestinal microflora；digestive enzyme

S831.5

A

0258-7033（2015）09-0031-06

2014-08-27；

2014-10-30

北京农业职业学院院级课题（XY-BS-12-03）；北京市农业科技项目（20120108）；北京农业职业学院技术研发与示范推广基金（XY-YF-13-18）

郭彤（1973-），女，山西太原人，博士后，副教授，主要从事环保生态养殖和动物营养与饲料添加剂方面的研究，

E-mail：sxgtong@163.com

*通讯作者