栗树单宁对断奶仔猪生产性能、肠道形态和通透性及抗氧化性能的影响
2018-01-30张世昌蔡荣斌任时成周小娟
邓 文, 张世昌, 蔡荣斌, 任时成, 周小娟
(1.河南省农业科学院畜牧兽医研究所,河南郑州450002;2.河南雄峰科技股份有限公司,河南郑州 450008;3.河南省动物卫生监督所,河南郑州 450008)
仔猪的断奶应激除了可造成仔猪采食量减少、掉膘、腹泻等,还会损伤仔猪体内的免疫和肠道微生物体系,打破机体氧化还原平衡系统,自由基增加,抗氧化能力下降,导致氧化应激的产生(Zhu等,2012)。同时,氧化应激和肠道菌群失衡可导致肠细胞与组织的损伤,进而加剧断奶仔猪腹泻的程度(华朱鸣,2012)。
目前在预防仔猪腹泻方面,使用抗生素和氧化锌的负面效应已经逐渐被大家所熟知。其中,抗生素的耐药性、食品安全问题,氧化锌的环境污染和影响后期长势和毛色等均成为社会关注的焦点。因此,寻求一种高效、环保、绿色的饲料添加剂已经成为现代仔猪养殖的必然。目前,饲料行业中绿色安全且功效明确的饲料添加剂主要有酶制剂、酸化剂、植物提取物、中草药添加剂、微生态制剂等(李瑞珍等,2011)。这些物质在一定程度上均可以调节肠道菌群结构,抑制有害菌的生长繁殖,促进营养物质的消化吸收,提高动物机体免疫能力,缓解断奶应激的影响。
植物单宁是酚酸或其衍生物与葡萄糖或多元醇主要通过酯键形成的多酚,根据分子质量大小可分为缩合单宁和水解单宁。分子质量较大的缩合单宁通常被视为抗营养因子,分子质量较小的水解单宁则具有抗氧化、抗菌、抗炎等生物学功能(邓奇风和高凤仙,2015)。水解单宁主要存在于栗树中,有研究表明,栗树水解单宁能改善肉鸡和肉兔的生产性能,并可改善其抗氧化能力(Xiong等,2016;Liu等,2012)。但水解单宁作为饲料添加剂在断奶仔猪中的应用却鲜有报道,为此,本试验旨在研究日粮中添加水解单宁对断奶仔猪生长性能、体内抗氧化、肠道形态及肠道通透性的影响,为其在仔猪营养中的应用提供科学依据和参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料 本试验所使用的单宁由意大利SilvaTeam公司提供,该产品为从栗树提取的水解单宁,水解单宁含量为干物质的76.5%。
1.2 试验设计与饲养管理 试验选取160头(25±1)日龄的“杜长大”断奶仔猪,根据体重、性别、健康状况等条件均衡分布为4组,每组4个重复,每个重复10头仔猪。其中,A组为对照组,饲喂基础日粮,B、C、D组为试验组,分别在基础日粮中添加500、1000、1500 mg/kg的水解单宁。饲养试验在河南雄峰科技股份有限公司荥阳斯格猪场进行,试验过渡期3 d,正式期25 d。其他按照该场正常的饲养管理和防疫流程进行。
1.3 试验日粮 试验日粮为玉米-豆粕型基础饲粮,其各项营养指标均可以满足断奶仔猪的营养需求(NRC,2012),基础日粮组成及营养水平见表1。
表1 基础日粮组成及营养水平(风干基础)
1.4 样品采集与处理 在试验期内每天对猪的采食量、余料量、腹泻情况进行收集及记录。在试验第25天,每个重复随机选择2头仔猪,静脉采血,分离血清,待测抗氧化指标和肠道通透性指标;每个重复选取1头、每组共4头仔猪(体重接近窝平均体重),共屠宰16头仔猪,按照常规方法进行采样,分别采集十二指肠、空肠、回肠肠段各2 cm。
1.5 测定指标与方法
1.5.1 生长性能测定 每天记录猪群的腹泻情况,以重复为单位记录猪群耗料量,在试验开始和结束时分别早晨空腹称重,计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料肉比(F/G),并计算腹泻率。
腹泻率/%=[试验期内腹泻头数/(试验天数×试验头数)]×100。
1.5.2 肠道形态检测 取肠道的十二指肠、空肠和回肠各2 cm左右,轻轻刮去肠道食糜,用生理盐水冲洗干净,然后用吸干纸吸取残余水分,置于10%甲醛磷酸缓冲液中固定,然后经过脱水-透明-浸腊-包埋-修块等处理后,制成5 μm厚切片,用苏木精-伊红染色法染色。观察测定绒毛高度(VH)、隐窝深度(CD),并计算绒隐比(VH/CD)。
1.5.3 血清抗氧化指标和肠道通透性指标测定平均每头仔猪静脉采血8 mL,迅速转移至10 mL离心管中,室温下倾斜静置1 h后,3000 r/min离心15 min,分离血清,-20℃冰箱保存,待测血清抗氧化和肠道通透性指标。其中,超氧化物歧化酶SOD)、谷胱甘肽还原酶(GSH)以及丙二醛(MDA)含量分别采用黄嘌呤氧化酶法、比色法、硫代巴比妥酸法测定;D-乳酸含量和二胺氧化酶 (DAO)用酶联免疫吸附法测定,所用试剂盒购自南京建成生物工程研究所。
1.6 数据处理与分析 运用SPSS19.0统计软件进行单因素方差分析和Duncan氏法多重比较;所有结果均以“平均值±标准误”来表示,P<0.05表示差异显著。
2 结果与分析
2.1 栗树单宁对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响 由表2可知,与对照组相比,试验C组在平均日增重、料肉比和腹泻率方面均有显著改善(P<0.05),平均日增重提高了22.39%、料肉比和腹泻率分别降低了15%和54.06%;试验D组与对照组相比腹泻率降低了47.21%(P<0.05);试验B组与对照组相比差异不显著 (P>0.05);各组平均日采食量差异也不显著(P>0.05)。
表2 日粮中添加栗树单宁对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响
2.2 栗树单宁对断奶仔猪肠道形态的影响 由表3可知,对于绒毛高度,与对照组相比,试验C组十二指肠和D组空肠分别提高了8.36%和13.51%(P<0.05);对于隐窝深度,与对照组相比,试验C组回肠显著降低14.21%(P<0.05);对于绒隐比,与对照组相比,试验C组回肠和D组空肠分别提高了27.52%和26.59%(P<0.05)。
2.3 栗树单宁对断奶仔猪肠道通透性的影响由表4可知,试验C和D组的血清D-乳酸与对照组相比显著降低(P<0.05);对于血清DAO水平,试验D组显著低于对照组(P<0.05)。
表4 日粮中添加栗树单宁对断奶仔猪肠道通透性的影响
2.4 栗树单宁对断奶仔猪抗氧化性能的影响由表5可知,与对照组相比,试验B和C组的SOD水平显著提高(P<0.05),分别提升了9.44%和14.04%;试验C和D组的MDA含量显著降低(P<0.05),分别降低了 26.95%和 32.03%;在GSH方面,各组差异不显著(P>0.05)。
表5 日粮中添加栗树单宁对断奶仔猪抗氧化性能的影响
3 讨论
3.1 栗树单宁对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响 仔猪断奶后产生的断奶应激综合征通常会导致断奶仔猪腹泻、采食量下降和生长缓慢等常见问题。安文亭等(2014)研究单宁酸对仔猪生产性能的影响发现,日粮中添加单宁酸可以提高仔猪生长速度,改善饲料报酬,促进仔猪对日粮粗纤维、钙磷的消化吸收,还能改善仔猪消化道微生态环境,抑制大肠杆菌生长繁殖,降低仔猪腹泻和死淘率。与上述研究类似,本研究也发现日粮中添加栗树水解单宁可提高断奶仔猪的生产性能,降低腹泻率。栗树水解单宁作为植物单宁的一种,属于多酚类物质。研究表明,植物多酚具有抗氧化、抑菌、抗炎等功效,从而能提高动物的生产性能(王妍君等,2011)。本研究中,栗树水解单宁对断奶仔猪生产性能和腹泻的改善可能与其抗氧化功能及对肠道健康的改善相关。
3.2 栗树单宁对断奶仔猪肠道形态的影响 肠道形态的变化是动物应激反应的重要敏感指标之一。仔猪断奶会对其肠道完整性产生较大损伤,肠道绒毛萎缩、隐窝深度增加,绒隐比降低(任曼等,2014;Hampson,1986)。 本研究发现日粮中添加栗树水解单宁能改善仔猪断奶应激时肠道绒毛形态的损伤。与此研究结果相似的是其他植物多酚如茶多酚也能改善断奶仔猪的肠道绒毛形态(李永义等,2011)。 Zhu 等(2012)的研究发现,断奶应激时仔猪肠道绒毛的形态损伤可能与氧化应激相关,氧化应激产生的自由基可诱发肠道上皮细胞损伤,因此,栗树水解单宁对断奶仔猪肠道形态的保护可能与其抗氧化能力有关,能降低断奶时肠道的氧化应激,减少自由基对上皮细胞的损伤。另外,仔猪断奶时肠道微生物区系发生紊乱,有害微生物大量增殖产生的毒素也能造成肠道绒毛损伤。植物多酚被证实能抑制有害微生物的繁殖,调节肠道微生物区系(王妍君等,2011),这也可能是栗树水解单宁改善肠道形态损伤的另一途径。而且,肠道绒毛高度的增加会提高营养物质的吸收面积,有利于改善生产性能,这与栗树单宁对断奶仔猪生产性能的改善相一致。
表3 日粮中添加栗树单宁对断奶仔猪肠道形态的影响
3.3 栗树单宁对断奶仔猪肠道通透性的影响肠道屏障功能的完整是肠道运转正常的基础,当肠道屏障受到损伤时会使其通透性增加,而断奶应激往往会造成仔猪肠道受损、菌群失调、免疫屏障下降,进而增大肠道的通透性。研究发现,95%以上的血清二胺氧化酶(DAO)存在于动物小肠的黏膜或纤毛上皮细胞中,当小肠黏膜屏障受损时,肠黏膜细胞脱落入肠腔,DAO进入肠细胞间隙淋巴管和血流,导致血DAO升高;另外,D-乳酸是肠道多种细菌代谢和裂解的产物,正常情况下其在血中水平很低,当肠道通透性异常升高时,肠道细菌产生的大量D-乳酸穿过肠黏膜进入血液循环。因此血DAO活性和D-乳酸均可反映肠道应激受损情况 (胡红莲和高明,2012)。本试验结果表明,栗树水解单宁能改善断奶仔猪肠道通透性。Xiong等(2016)研究发现,肉鸡日粮中添加栗树单宁可提高其肠道表皮生长因子的表达,该因子在肠道上皮损伤的修复中发挥重要作用。另外,其他多种植物多酚如柚皮素、槲皮素和姜黄素等通过调节肠道紧密连接蛋白的表达来增强肠道上皮的屏障功能,降低其通透性(Wang 等,2012)。
3.4 栗树单宁对断奶仔猪抗氧化性能的影响断奶应激会诱导机体发生氧化应激,氧化应激产生的自由基会攻击各器官的细胞,从而造成氧化损伤。而且断奶应激时仔猪的抗氧化能力显著下降,从而加剧了氧化应激。本研究发现日粮中添加栗树水解单宁可以提高血清SOD活性,降低MDA水平,有效的提高了断奶仔猪的抗氧化能力,改善了抗氧化状态。Dong等(2015)在体外以肠道上皮细胞系作为模型也发现,栗树单宁能改善肠道上皮细胞的抗氧化状态;另外,红酒中的单宁也被证实能提高啮齿类动物结肠的抗氧化能力(Dolara等,2005)。栗树水解单宁可能通过诱导抗氧化酶相关基因的表达来提高动物的抗氧化能力,大量多酚被证实能调控氧化还原敏感元件如NF-kB和Nrf2的信号通路(Redondo 等,2014)。
4 结论
栗树水解单宁可以有效增强断奶仔猪抗氧化能力,改善断奶仔猪肠道健康状况,降低肠道通透性,改善肠道绒毛形态,提高仔猪生长性能和减少腹泻;日粮中最佳添加剂量为1000 mg/kg。
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