姜黄素对川藏黑仔猪生长性能、机体抗氧化及免疫功能的影响
2018-07-18杨加豹邹成义
邓 卉,杨加豹,陈 瑾,朱 淋,邹成义
(1.西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041;2.四川省畜牧科学研究院,动物遗传育种四川省重点实验室,四川成都 610066;3.四川绵阳明兴农业科技开发有限公司,四川绵阳 621102)
近年来,人们越来越关注食品安全、饲料安全和细菌的耐药性等问题,欧盟从2006年开始全面禁止在包括猪在内的动物饲料中添加抗生素,我国和其他一些国家也先后逐渐限制抗生素作为饲料添加剂使用。因此,研究高效、安全、环保的饲料添加剂作为抗生素替代品已成为生猪养殖业发展的必然趋势,而低毒、无残留、不产生抗药性的植物提取物在养猪业生产中已显现出了优势。
姜黄素(Curcumin)是从姜科姜黄属植物姜黄(Curcuma longa L)干燥根茎中提取的一种黄色酸性酚类物质,为姜黄发挥药理作用的主要活性成分。由于姜黄素具有抗氧化、降脂、抗炎、抑菌与免疫调节等多种生理功能,且色泽稳定、毒性很小,因此被广泛用于食品添加剂、化妆品、医药与纺织染料等行业(张靖等,2011)。2000年以来,养殖业相关人士开始将姜黄素作为动物的保健性饲料添加剂开展应用研究。有研究表明,在大黄鱼基础饵料中添加姜黄素能有效提高大黄鱼的生长性能、非特异性免疫力及抗病力(俞军等,2015)。祝国强等(2009)报道,在肉鸡基础饲粮中添加姜黄素能显著提高肉鸡全期增重,显著降低料肉比。但姜黄素作为饲料添加剂在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姜黄素对川藏黑仔猪生长性能、机体抗氧化及免疫功能的影响,为其在仔猪营养替代抗生素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姜黄素(人工合成,含量10%)由广州科虎生物技术研究开发中心提供,姜黄素(天然提取,含量90%)由四川恒瑞通达生物科技有限公司提供。
1.2试验动物及日粮试验动物选用四川省畜牧科学研究院培育的川藏黑猪,参照美国NRC(2012)仔猪的营养需要配合成全价料,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)
1.3试验设计与饲养管理试验采用单因子完全随机试验设计,选取80头平均体重为15 kg左右的川藏黑猪,根据体重、健康状况一致原则随机分为4组,每组设5个重复,每个重复4头猪,A组为抗生素正对照组,B组为无抗生素负对照组,都饲喂基础日粮;C、D组在基础日粮中分别添加500 mg/kg人工合成姜黄素、50 mg/kg天然提取姜黄素。饲养试验在四川绵阳明兴农业科技开发有限公司的川藏黑猪示范场进行,试验预试期7 d,正式期30 d。其他按照该场正常的饲养管理和防疫流程进行。
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30天,每个重复随机选择2头仔猪,静脉采血,分离血清,待测抗氧化指标和免疫指标。
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。
1.5.2血清抗氧化指标和免疫指标测定平均每头仔猪静脉采血8mL,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,待测血清抗氧化指标和免疫指标。谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛含量采用吸光光度法测定,免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、白细胞介素2(IL-2)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、γ-干扰素(IFN-γ)含量采用免疫比浊法测定。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SPSS 19.0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±标准差”表示,P<0.05为显著性检验标准。
2 结果与分析
2.1姜黄素对川藏黑仔猪生长性能和腹泻率的影响由表2可知,试验组(C、D组)ADG、ADFI均高于两对照组(A、B组),但差异不显著(P>0.05)。试验组F/G与两对照组相比无显著差异,但试验D组较对照A组和B组F/G分别降低0.93%和6.60%(P>0.05),试验C组较对照B组F/G降低了5.2%((P>0.05)。各组腹泻率均无显著差异(P>0.05)。
2.2姜黄素对川藏黑仔猪抗氧化功能的影响由表3可知,各组SOD、GSH-PX、CAT活性和T-AOC含量均无显著差异(P>0.05)。试验组MDA含量均低于对照A组,但差异不显著(P>0.05)。
2.3姜黄素对川藏黑仔猪免疫功能的影响由表 4可知,试验组 IgA、IgG、TNF-α 和 IFN-γ含量均显著高于两对照组(P<0.05),IgM含量显著高于对照A组(P<0.05)。试验C组IL-6含量显著高于对照A组(P<0.05),试验D组IL-6含量显著高于两对照组(P<0.05)。各组IL-2含量差异不显著(P>0.05)。
3 讨论
3.1姜黄素对川藏黑仔猪生长性能和腹泻率的影响近年来,姜黄素作为一种植物提取物类添加剂被应用于动物试验中替代抗生素,已有研究表明其在改善动物生长性能上有一定效果。崔岩等(2010)在艾维茵肉鸡基础日粮中添加姜黄素的研究表明其可以提高肉鸡生产性能。王斌等(2010)研究姜黄素对“杜长大”育肥猪生长性能的影响发现,日粮中添加姜黄素可以提高育肥猪的日增重,降低料肉比。与上述研究类似,颜国华等(2016)发现在“杜长大”育肥猪日粮中添加姜黄素代替金霉素可提高猪日增重,降低料肉比,提高猪的生长性能。本试验以川藏黑仔猪作为研究对象,发现化学合成和天然提取的姜黄素替代仔猪日粮中的抗生素后仔猪平均日增重、平均日采食量、料肉比、腹泻率等指标无显著影响,表明化学合成和天然提取的姜黄素作为抗生素替代品不影响仔猪的生长性能。
表2 姜黄素对川藏黑仔猪生长性能和腹泻率的影响
表3 姜黄素对川藏黑仔猪抗氧化性能的影响
表4 姜黄素对川藏黑仔猪免疫功能的影响
3.2姜黄素对川藏黑仔猪抗氧化功能的影响GSH-PX和SOD是动物机体抗氧化酶体系的重要组成部分,GSH-PX是清除体内H2O2和许多有机氢过氧化物的重要抗氧化物质;SOD是广泛存在于需氧生物细胞内的一种金属酶,是体内超氧阴离子自由基(O2-)的重要清除剂,能催化(O2-)产生歧化反应生成氧化活性相对较弱的H2O2,H2O2虽不是自由基,但易于转变成羟自由基(OH-),对机体造成损害。MDA是脂质过氧化反应链式终止阶段产生的小分子产物,其含量可以间接反应自由基的产生情况和机体组织细胞的脂质过氧化程度(孙全友等,2015)。T-AOC是衡量机体抗氧化能力的综合指标(邓卉等,2017)。
姜黄素作为饲料添加剂在动物抗氧化功能上的研究已有相关报道。孙权友等(2015)发现在肉仔鸡饲粮中添加姜黄素时,能显著提高肉仔鸡血清中SOD和GSH-PX的活性,降低MDA含量。赵春萍等(2015)研究表明,在日粮中添加姜黄素可以有效提高断奶仔猪机体的抗氧化能力,添加400mg/kg姜黄素组的作用效果显著高于喹烯酮组。芦娜等(2017)发现在日粮中添加300、400mg/kg姜黄素均可显著降低断奶仔猪血清MDA含量,提示姜黄素具有缓解仔猪氧化应激的作用。本试验中,在仔猪日粮添加化工合成或天然提取姜黄素对仔猪的抗氧化功能无明显影响,这可能与猪的品种和添加剂量有关,有待进一步深入研究。
3.3姜黄素对川藏黑仔猪免疫功能的影响体液免疫是动物特异免疫的一个重要方面,IgA、IgG、IgM是介导体液免疫的主要抗体,也是衡量机体免疫功能的重要指标。IgA有多种抗体活性,具有抗菌、抗毒素、抗病毒等作用。IgG是抗感染的主要抗体,能有效预防感染性疾病。IgM是体液免疫应答中最早出现的抗体,最先发挥抗感染作用。白细胞介素(IL)是由多种细胞产生并作用于多种细胞的一类细胞因子,在传递信息,激活与调节免疫细胞,介导T、B细胞活化、增殖与分化及在炎症反应中起重要作用。IL-1主要通过刺激炎症和自身免疫病相关基因的表达等,在免疫调节及炎症进程中扮演着重要的角色。IL-2主要促进淋巴细胞生长、增殖和分化,对机体的免疫应答和抗病毒感染等有重要作用。IL-6具有增强免疫的功能(Ravaglia等,2005;Boniface等,2005)。TNF-α是一种由内毒素激活的巨噬细胞和淋巴细胞等分泌的一种多活性的细胞因子,是迄今为止发现的具有抗肿瘤和炎症作用最强的细胞因子(胡蓉,2007)。TNF-α是机体免疫防护的重要介质,正常水平的TNF-α可以调节免疫应答、抗感染、促进组织修复、引起肿瘤细胞凋亡等(田中秋等,2008)。IFN-γ是I型辅助T细胞(Th1细胞)的标志性的细胞因子,具有抗病毒、免疫调节及抗肿瘤特性。荀文娟等(2016)发现在“杜长大”断奶仔猪日粮中添加姜黄素后,随姜黄素添加浓度增大,血清 IgG和IgM水平有上升趋势,并且300或400mg/kg姜黄素组显著高于无抗对照组和喹烯酮组,说明姜黄素可以增强断奶仔猪免疫功能。本试验结果显示,人工合成和天然提取姜黄素组的IgA、IgG、TNF-α和IFN-γ水平均显著高于抗生素组和无抗对照组,这与上述研究基本一致,说明姜黄素可以提高川藏黑仔猪的免疫功能。
4 结论
人工合成姜黄素或天然提取姜黄素替代抗生素均可提高川藏黑仔猪的免疫功能,且不影响仔猪的生长性能和抗氧化功能,其作为抗生素替代品应用于养猪业具有持续深入研究的价值。