丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅生长性能、消化酶活性、抗氧化功能和肠道形态的影响

2021-03-03赵敏孟龚道清

动物营养学报 2021年2期

于洁范雪赵敏孟董飚王健龚道清*

(1.扬州大学动物科学与技术学院，扬州 225009；2.江苏农牧科技职业学院，泰州 225300)

抗生素在畜禽饲料中的大量使用，导致超级细菌、药物残留等问题日益突出，引起了广大生产者和消费者对畜产品安全的高度重视。微生态制剂因具有活性高、作用广、安全高效等特点而成为抗生素的热门代替物。丁酸梭菌具有促进畜禽生长、提高机体抗氧化能力、调节肠道微生态平衡等作用[1-2]。枯草芽孢杆菌是芽孢杆菌属的代表菌种，是优质、安全的益生菌[1]，具有提高畜禽生长性能、改善畜禽肠道菌群平衡、增强机体免疫力等多种功能，且在饲料加工的过程中易存活[3]。研究表明，丁酸梭菌可产生多种消化酶、氨基酸等有益动物健康的物质，可用于改善动物生长性能[4]。饲粮中添加枯草芽孢杆菌能显著提高肉鸡的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和饲料转化率[5-6]。饲粮中添加枯草芽孢杆菌可提高肉鸡小肠线粒体抗氧化能力[7]。饲粮中添加丁酸梭菌可显著提高断奶仔猪回肠完整性，显著降低细胞凋亡数，改善肠道形态[8]。饲粮中添加枯草芽孢杆菌可改善蛋鸡、肉鸡肠道形态[9-10]。丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌均为优质益生菌，且在动物生产中的应用已有较多报道，但其在肉鹅生产中的应用尤其二者混合使用的报道较少。因此，本试验选取扬州鹅为试验动物，通过在饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌，探寻其对扬州鹅生长性能、消化酶活性、抗氧化功能和肠道形态的影响，旨在确定丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌及二者混合添加在肉鹅方面的使用效果，以期为肉鹅无抗养殖提供一定的指导作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料和试验设计

丁酸梭菌(有效活菌数为3.0×106CFU/g)和枯草芽孢杆菌(有效活菌数为2.0×107CFU/g)由苏州某生物科技有限公司提供。

选择体重相近、健康的1日龄扬州鹅公鹅288只，随机分为4组，每组6个重复，每个重复12只鹅。A组(对照组)饲喂基础饲粮，B组在基础饲粮中添加250 mg/kg丁酸梭菌，C组在基础饲粮中添加250 mg/kg枯草芽孢杆菌，D组在基础饲粮中添加250 mg/kg丁酸梭菌+250 mg/kg枯草芽孢杆菌。试验期70 d。

1.2 基础饲粮和饲养管理

基础饲粮参照NRC(1994)家禽营养需要配制，基础饲粮组成及营养水平见表1。试验在国家水禽种质资源基因库(江苏泰州)进行，试验前对鹅舍进行冲洗消毒，通风净化后开始使用，1～22日龄雏鹅采用重叠式笼养，23～70日龄肉鹅采用平层笼养，鹅只自由采食和饮水。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.3 样品采集和测定指标

1.3.1 生长性能

每周以重复为单位统计试验鹅采食情况。试验结束时，禁食12 h后对鹅只进行空腹称重。计算1～70日龄试验鹅总增重、总采食量和料重比。

1.3.2 肠道消化酶活性

试验结束时，从每个重复中选2只体重接近平均体重的试验鹅，屠宰并剪取空肠、回肠组织。使用试剂盒测定空肠、回肠组织中α-淀粉酶(α-AMS)、脂肪酶(LPS)活性。试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.3.3 抗氧化指标

试验结束时，从每个重复中选2只体重接近平均体重的试验鹅，进行翅静脉采血后离心分离血清，随后屠宰刮取空肠、回肠黏膜。使用试剂盒测定血清和黏膜样品的总抗氧化能力(T-AOC)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性，以及空肠、回肠黏膜样品中谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量和谷胱甘肽S转移酶(GST)活性。试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.3.4 肠道组织形态

试验结束时，从每个重复中选2只体重接近平均体重的试验鹅，屠宰并剪取空肠、回肠组织约0.5 cm，置于甲醛固定液中，脱水包埋后制成空肠、回肠组织切片，分别计算各肠段绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度(V/C)，利用MShot Image Analysis System软件对切片测量统计。

1.4 数据分析

试验数据采用SPSS 22.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，并采用Duncan氏法进行多重比较。P<0.05表示显著差异，0.05≤P<0.10表示有提高或降低趋势。

2 结果与分析

2.1 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅生长性能的影响

由表2可知，B、C和D组总增重显著高于对照组(P<0.05)；C、D组总采食量显著高于对照组(P<0.05)，且C组显著高于B组(P<0.05)；各组之间料重比无显著差异(P>0.05)。

表2 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅生长性能的影响

以上结果表明，饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌以及二者混合制剂均可以提高肉鹅1～70日龄总增重，但混合添加组的效果未能优于单一添加组。

2.2 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅肠道消化酶活性的影响

由表3可知，B、C和D组空肠LPS活性显著高于对照组(P<0.05)，且B、C和D组之间无显著差异(P>0.05)；与对照组相比，C组回肠LPS活性有提高趋势(P=0.097)。各组之间空肠和回肠α-AMS、活性无显著差异(P>0.05)。

表3 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅肠道消化酶活性的影响

以上结果表明，饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌以及二者混合制剂均可以提高肉鹅肠道LPS活性。

2.3 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅抗氧化功能的影响

由表4可知，C、D组血清T-AOC显著高于对照组(P<0.05)，且C、D组之间无显著差异(P>0.05)；各组之间血清T-SOD和GSH-Px活性无显著差异(P>0.05)。

表4 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅血清抗氧化指标的影响

以上结果表明，饲粮中添加枯草芽孢杆菌可提高肉鹅血清T-AOC。

由表5可知，D组空肠GSH含量显著高于对照组和B组(P<0.05)，与C组无显著差异(P>0.05)，且对照组和B、C组之间无显著差异(P>0.05)；C、D组空肠T-SOD活性显著高于对照组和B组(P<0.05)，且D组显著高于C组(P<0.05)；D组空肠GST活性显著高于C组(P<0.05)；与对照组相比，D组空肠GSH-Px有提高趋势(P=0.074)；各组之间空肠T-AOC和MDA含量无显著差异(P>0.05)。

表5 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅空肠抗氧化指标的影响

以上结果表明，饲粮中添加丁酸梭菌未能提高肉鹅空肠抗氧化能力；添加枯草芽孢杆菌可提高空肠T-SOD活性；添加二者混合制剂效果最佳，可以提高空肠GSH含量及T-SOD、GST活性。

由表6可知，C、D组回肠T-AOC显著高于对照组(P<0.05)；与对照组相比，B组回肠MDA含量有降低趋势(P=0.093)；D组回肠GSH-Px活性显著高于对照组和B组(P<0.05)；各组之间回肠GSH含量及T-SOD、GST活性均无显著差异(P>0.05)。

表6 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅回肠抗氧化指标的影响

以上结果表明，饲粮中添加枯草芽孢杆菌可提高回肠T-AOC，添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌混合制剂可提高回肠GSH-Px活性。

2.4 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅肠道形态的影响

由表7可知，与对照组相比，C组空肠隐窝深度有降低趋势(P=0.058)；C组空肠V/C显著高于对照组和B、D组(P<0.05)；各组之间空肠绒毛高度无显著差异(P>0.05)。B、C和D组回肠绒毛高度显著高于对照组(P<0.05)，C、D组显著高于B组(P<0.05)，C组显著高于D组(P<0.05)；C、D组回肠V/C显著高于对照组(P<0.05)，C组显著高于B、D组(P<0.05)；各组之间回肠隐窝深度无显著差异(P>0.05)。

表7 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅肠道形态的影响

以上结果表明，饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌以及二者混合制剂均可改善肠道形态，二者混合添加的效果优于单一添加丁酸梭菌，但未能优于单独添加枯草芽孢杆菌。

3 讨论

3.1 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅生长性能和肠道消化酶活性的影响

丁酸梭菌、枯草芽孢杆菌进入机体内，会产生多种消化酶、维生素等多种物质，有利于动物的消化吸收，提高生长性能。同时，枯草芽孢杆菌在消化道内可产生大量的消化酶，弥补机体内源酶的空缺，降低饲料中抗营养因子水平，增强机体对营养成分的吸收，提高饲料利用率。贾志新[11]在饲粮中添加丁酸梭菌，结果表明可显著提高1～21日龄肉鸭ADG，对22～42日龄的肉鸭ADG有提高趋势。徐晨希等[12]研究发现，饲粮中添加丁酸梭菌可显著降低1～21日龄肉鸡料重比。赵强等[13]在饲粮中添加丁酸梭菌后，肉鸡ADFI和ADG均有所增加，并随着丁酸梭菌添加量的增加呈下降趋势。这可能是由于丁酸梭菌通过改善肠道形态等来提高畜禽对营养物质的吸收能力。但是，也有报道称饲粮中添加丁酸梭菌未能显著提高畜禽的生长性能[4]。

钟光等[14]研究发现，饲粮中添加枯草芽孢杆菌显著提高了22～42日龄肉鸡的ADG，显著降低了1～21日龄肉鸡的ADG和ADFI。刘晓东等[15]在饲粮中添加枯草芽孢杆菌后发现，肉鸡ADG提高了2.64%。刘翠玲等[16]在鲤幼鱼饲料中添加300 mg/kg枯草芽孢杆菌后发现，枯草芽孢杆菌对鲤鱼幼鱼生长和消化酶活性均有促进作用。本试验结果表明，1～70日龄B、C和D组的总增重显著高于对照组，且C、D组总采食量显著高于对照组，但混合添加组使用效果并没有优于单一添加组；B、C和D组空肠LPS活性显著高于对照组。以上结果均表明丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌及二者混合制剂均可提高肉鹅的总增重，提高LPS活性；但与单一添加相比，二者混合添加未能显著提高肉鹅的生长性能。

3.2 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅抗氧化功能的影响

氧化应激是体内自由基产生的一种负面作用，是导致机体衰老和与相关疾病的重要原因[17]。GSH具有抗氧化作用和整合解毒作用，GST、GSH-Px和T-SOD是机体主要的抗氧化酶，MDA是氧化应激的标志物。丁酸梭菌通过生成还原型辅酶Ⅱ过氧化物酶来清除体内产生的活性氧[18]，从而降低氧化应激。过度的氧化应激以及炎症反应会导致脂类和蛋白质的氧化，低密度脂蛋白一旦被氧化，便会被巨噬细胞内化而产生泡沫细胞，这种细胞能释放刺激病变因子[19]，机体健康程度与生长性能等存在着密切的关系。丁酸梭菌可以缓解肉鸡因皮质酮诱导而产生的氧化应激，同时显著降低肝脏中MDA含量[20]。其作用机理可能是由于丁酸梭菌能产生一些消化酶类、丁酸和氢气，从而影响抗氧化酶的活性[21]。彭豫东等[22]报道，与对照组相比，饲粮中添加300 mg/kg枯草芽孢杆菌组石门土鸡的血清T-SOD活性显著提高；14、28日龄时，饲粮中添加300、600 mg/kg枯草芽孢杆菌组的血清GSH-Px活性极显著提高。赵媛[23]研究发现，饲粮中添加枯草芽孢杆菌能显著提高黄羽肉鸡血清T-AOC，但对空肠、回肠T-SOD活性没有显著影响。本试验结果表明，C、D组肉鹅血清、回肠T-AOC显著高于对照组；D组回肠GSH-Px活性显著高于对照组；C、D组空肠T-SOD活性显著高于对照组，D组空肠GSH含量显著高于对照组。以上结果与前人试验所得结果不完全一致，可能是由于试验动物品种、生长周期以及菌种生产工艺不同导致。枯草芽孢杆菌的添加可能会刺激抗氧化相关基因的表达，提高抗氧化酶活性，对于这一机制有待进一步研究。

3.3 饲粮中添加丁酸梭菌和枯草芽孢杆菌对肉鹅肠道形态的影响

小肠是机体营养物质吸收的关键部位，良好的肠道形态对维持机体稳定有关键作用[24]。衡量肠道消化吸收功能时，肠道内绒毛高度、隐窝深度及V/C都是重要指标。小肠内绒毛越长，隐窝深度越浅，证明其对营养物质吸收能力越强。丁酸梭菌的代谢产物有丁酸，而丁酸对肠道上皮组织的再生修复有着重要的作用。枯草芽孢杆菌在进入肠道后，可以减少有害菌的增殖，为肠道屏障的建立提供必要条件，同时生成生物膜作为肠道另一层屏障[25]。研究发现，饲粮中添加丁酸梭菌可改善青年鸽肠道形态[26]。李玲茜等[27]在饲粮中添加1×1010CFU/kg枯草芽孢杆菌饲喂海兰褐壳蛋鸡，提高了空肠绒毛高度。本试验结果表明，B、C和D组回肠绒毛高度显著高于对照组，C、D组显著高于B组，C组显著高于D组。这说明饲粮中添加丁酸梭菌、枯草芽孢杆菌以及二者混合制剂均可以改善动物肠道形态，提高营养物质吸收效率。