饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道形态、消化酶活性、抗氧化能力、免疫功能及盲肠发酵参数的影响

2021-05-13蔡景义曾绘锦曾亭轩焦艳娜

四川农业大学学报 2021年2期

蔡景义，曾绘锦，曾亭轩，焦艳娜，贾刚，2，赵华，2，田刚，2*

（1.四川农业大学动物营养研究所，成都 611130；2.动物抗病营养教育部重点实验室，成都 611130）

动物肠道结构和功能的完整性与机体健康密切相关。因此，考察饲料原料的饲喂价值时理应关注其对动物肠道健康的影响。玉米皮是玉米深加工过程中的常见副产物，不仅产量大、营养价值较高，而且还含有一些抗氧化和免疫调节活性物质如玉米皮多糖等[1-6]，是一种潜在的饲料原料。已有研究表明，饲粮中含适宜比例的玉米皮对猪[7-8]、蛋鸡[9]、牛[10-11]、罗非鱼[12]和肉兔[13]的生长性能无明显不良影响，甚至有改善作用，还可提高经济效益。然而，关于玉米皮对动物肠道健康影响的报道极少，仅在断奶仔猪上有1篇报道[8]，对于家兔肠道健康的相关研究未见报道。经本课题组前期研究发现，玉米皮可作为家兔饲料原料之一[1]，且饲粮中含适宜比例（以15%最佳）的玉米皮还可改善生长性能和经济效益[13]。因此，本试验在本课题组现有研究[1，13]的基础上，进一步探究饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道形态、消化酶活性、抗氧化能力、免疫功能及盲肠发酵参数的影响，旨在全面评价玉米皮对家兔的饲喂价值，为养兔业中合理使用玉米皮提供更详细的参考资料。

1 材料和方法

1.1 试验设计

选取150只健康的35日龄断奶商品新西兰白兔，按照体重相近原则，随机分为5组（每组15个重复，每个重复2只）即对照组（C组）和4个试验组（T1、T2、T3和 T4），分别饲喂 5种含 0%、5%、10%、15%和20%玉米皮的等能等氮等纤维饲粮。饲粮参照D.Blas[14]推荐的生长肉兔营养需要配制，配方及营养水平见表1。饲粮中玉米皮为前期试验[1]中3个产地样品的等质量混合物，其总能（GE）为19.84 MJ/kg、消化能（DE）为 6.65 MJ/kg、干物质（DM）为91.50%、粗蛋白质（CP）为 10.54%、粗纤维（CF）为16.32%、粗脂肪（EE）为5.54%、粗灰分（Ash）为1.12%、钙（Ca）为 0.49%、总磷（TP）为 0.05%和无氮浸出物（NFE）含量为66.48%。饲粮均制成直径2.50 mm的颗粒料。

表1 饲粮组成及营养水平（干物质基础）Table 1 Composition and nutrient levels of diets （dry-matter basis） %

1.2 试验动物与饲养管理

150只35日龄断奶商品新西兰白兔（平均体重为719.80 g±45.66 g）购自四川省金堂县宏展养兔专业合作社，饲养于四川农业大学动物营养研究所科研基地兔舍内金属笼（60 cm×45 cm×45 cm）中。每日于09：00和18：00饲喂试兔，自由采食和饮水。舍内温度为13.9℃～15.4℃，相对湿度为73.5%～82.8%，保持自然通风和光照。

1.3 样品采集和指标测定

1.3.1 肠道形态

试验第15天早晨将试兔称重，并计算各组试兔的平均体重。各组均选取6只接近平均体重的试兔，参照A.Blasco等[15]方法进行屠宰后分离十二指肠、空肠和回肠，剪取肠段中部2～3 cm，常温保存于4%的多聚甲醛溶液。肠段样品委托成都里来生物科技有限公司进行苏木精-伊红（HE）染色制片，测定各肠段的绒毛高度及隐窝深度，计算得到绒毛高度与隐窝深度的比值。

1.3.2 消化酶活性

剪取各肠段中部后，采集食糜于冻存管中，用于测定淀粉酶和胰蛋白酶活性，同时采集盲肠内容物于冻存管中，用于测定盲肠纤维素酶和半纤维素酶活性。采用南京建成生物制品研究所试剂盒测定淀粉酶和胰蛋白酶的活性，纤维素酶和半纤维素酶的活性采用3，5-二硝基水杨酸（DNS）比色法测定[16-17]。

1.3.3 肠道抗氧化能力

采集肠段食糜后，用生理盐水冲洗各肠段，纵向剖开，载玻片刮取黏膜装于冻存管中，用于测定十二指肠、空肠和回肠中总抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）的含量、谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）和总超氧化物歧化酶（T-SOD）的活性。采用南京建成生物工程研究所试剂盒测定肠道抗氧化能力各指标，具体操作按照试剂盒说明书执行。

1.3.4 肠道免疫功能

各肠段黏膜中黏蛋白2（MUC2）和分泌型免疫球蛋白A（sIgA）的含量采用上海恒远生物科技有限公司的酶联免疫试剂盒测定。利用前面的染色切片计数各肠段杯状细胞数量（委托成都里来生物科技有限公司）。

1.3.5 盲肠发酵参数

动物屠宰后，取出盲肠，立即用pH-3B型酸度计测定盲肠内容物pH，选取不同位置测定三次后求平均值。通过气相色谱仪测定盲肠内容物乙酸、丙酸和丁酸含量[18]，计算得到总挥发性脂肪酸（TVFA）含量、乙酸比例、丙酸比例、丁酸比例和乙酸/（丙酸+丁酸）。盲肠内容物氨态氮（NH3-N）含量采用比色法（波长 700 nm）测定[19]。

1.4 数据处理与统计分析

试验数据用Excel 2013初步整理，用SAS 9.2统计软件进行方差分析和Duncan氏法进行多重比较，结果用平均值和均值标准误表示，P＜0.05和P＜0.01分别表示差异显著和差异极显著，P≥0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道形态的影响

结果见表2，其中玉米皮饲粮组十二指肠绒毛高度和绒隐比均高于对照组，其中T3组和T4组绒毛高度和绒隐比极显著高于对照组（P＜0.01），同时除T2组外，玉米皮饲粮组十二指肠隐窝深度低于对照组（P＞0.05）。各组间空肠和回肠的绒毛高度、隐窝深度和绒隐比差异均不显著（P＞0.05）。

表2 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道形态的影响Table 2 Effects of different proportions of corn bran in diets on intestinal morphology of growing rabbits

2.2 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道消化酶活性的影响

结果见表3，玉米皮饲粮组的空肠淀粉酶活性均高于对照组，其中T4组显著高于对照组（P＜0.05），其他肠段的淀粉酶活性无显著差异（P＞0.05）。T1组和T4组的回肠胰蛋白酶高于对照组，其中T1组存在显著差异（P＜0.05），T4组与其他处理组无显著差异（P＞0.05）。玉米皮饲粮组的十二指肠和空肠胰蛋白酶均高于对照组（P＞0.05）。各组间纤维素酶和半纤维素酶活性无显著差异（P＞0.05）。

表3 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道消化酶活性的影响Table 3 Effects of different proportions of corn bran in diets on intestinal enzyme activities of growing rabbits

2.3 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道抗氧化能力的影响

结果见表4，玉米皮饲粮组的回肠的T-SOD活性均高于对照组，其中T2、T4组存在显著差异（P＜0.05），T3 组与其他处理组无显著差异（P＞0.05），其余肠道抗氧化能力指标差异不显著（P＞0.05）。

表4 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道抗氧化能力的影响Table 4 Effects of different proportions of corn bran in diets on intestinal antioxidant capacity of growing rabbits

2.4 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道免疫功能的影响

结果见表5，各组间回肠的MUC2含量存在极显著差异（P＜0.01），其中T1组显著高于对照组及其他玉米皮饲粮组（P＜0.01），而其他玉米皮饲粮组与对照组差异不显著（P＞0.05），其余肠道免疫功能指标差异不显著（P＞0.05）。

表5 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道免疫功能的影响Table 5 Effects of different proportions of corn bran in diets on the intestinal immunity of growing rabbits

2.5 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔盲肠发酵参数的影响

结果见表6，除T1组外，各玉米皮饲粮组总VFA、乙酸比例和乙酸/（丙酸+丁酸）高于对照组，其中T3组和T4组的总VFA和乙酸/丙酸比值显著高于对照组（P＜0.05），T2、T3和 T4组的乙酸比例均显著高于对照组（P＜0.05），而丙酸比例和丁酸比例均低于对照组，其中T2、T3和T4组的丙酸比例均显著低于对照组（P＜0.05），T2组丁酸比例显著低于对照组（P＜0.05）。各组间盲肠pH和NH3-N含量差异不显著（P＞0.05）。

表6 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔盲肠发酵参数的影响Table 6 Effects of different proportions of corn bran in diets on cecal fermentation parameters of growing rabbits

3 讨论

3.1 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道形态的影响

绒毛和隐窝是肠道重要的生理结构，分别决定了营养物质与肠道的接触面积和肠绒毛上皮细胞的分泌功能[20]。因此绒毛高度和隐窝深度可以反映肠道的消化和吸收能力，二者的比值即绒隐比也常用来评估肠道的功能状态和消化吸收的能力。本试验中各组间空肠和回肠绒毛高度、隐窝深度和绒隐比均无显著差异，但十二指肠的绒毛高度和绒隐比组间存在显著差异，各玉米皮饲粮组的绒毛高度和绒隐比均高于对照组，可见饲喂玉米皮饲粮对生长肉兔肠道形态结构有一定改善作用，与谷物麸皮类饲料原料（麦麸、稻壳、米糠和燕麦皮等）对猪[21-22]、鹅[23]和鸡[24]等的研究结果一致，其可能原因与玉米皮等谷物麸皮类饲料原料纤维组成结构有关[25]。

3.2 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道消化酶活性的影响

小肠内消化酶主要由小肠黏膜上皮细胞和胰腺分泌，淀粉酶可将淀粉水解为糊精、低聚糖和单糖，能够反映动物对淀粉的消化能力[26]；胰蛋白酶可专一性水解由赖氨酸和精氨酸羧基形成的肽键[27]，能够在一定程度上反映动物对蛋白质的消化能力。半纤维素酶和纤维素酶是主要由盲肠微生物分泌产生的重要纤维消化酶[28]。本试验中玉米皮饲粮组的空肠淀粉酶活性均高于对照组，除回肠T2组和T3组胰蛋白酶活性外，其余肠段玉米皮饲粮组胰蛋白酶活性均高于对照组，与燕麦皮饲喂肉鸡淀粉消化率提高[29]和稻壳粉饲喂生长肉兔胰蛋白酶活性增加结果类似[30]，考虑原因为麸皮类饲料原料中不溶性纤维含量较高，可能促进了消化液的分泌[30]。此外，半纤维素酶和纤维素酶活性差异不显著。可见饲喂玉米皮饲粮对生长肉兔肠道消化酶活性无负面影响，对淀粉酶和胰蛋白酶活性还有一定程度的提高。

3.3 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道抗氧化能力的影响

T-AOC、MDA、SOD和 GSH-Px分别是衡量机体清除氧化自由基能力的主要指标、脂质过氧化作用的最终分解产物和两种重要的抗氧化酶，均可反映肠道抗氧化能力[31-32]。本试验中各玉米皮饲粮组的回肠T-SOD活性均高于对照组，以T4组最佳，而其他指标无显著差异，证明饲喂玉米皮饲粮在一定程度上提高了生长肉兔抗氧化能力，与精制玉米麸皮酸解产物提高小鼠抗氧化能力效果一致[33]，可能原因是玉米皮里含有玉米皮纤维、玉米皮多糖和酚类化合物等，具有一定的抗氧化能力[4，5，33]。

3.4 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔肠道免疫功能的影响

sIgA是肠黏膜免疫重要的抗体，在维持肠道黏膜内环境稳态和免疫排异清除病原体的过程中发挥重要作用[34]。MUC2是肠黏膜免疫系统的重要组成部分，主要由杯状细胞分泌，在肠黏膜屏障形成、防御致病微生物入侵、协调肠道益生菌定植等方面发挥着重要作用[35-36]。本试验中T1组的空肠MUC2含量显著高于对照组和其他玉米皮组，其他指标无显著差异，原因可能为玉米皮中的阿魏酰低聚糖具有一定的免疫功能活性，可增强小鼠免疫力[37]。但随着玉米皮比例的增加，MUC2含量没有增加以及分泌MUC2的杯状细胞数量没有提高的原因还有待进一步研究。

3.5 饲粮中不同比例玉米皮对生长肉兔盲肠发酵参数的影响

盲肠是家兔重要的消化器官之一，常通过pH、NH3-N和VFA等指标来评价盲肠的发酵程度[14]。较高的pH会影响消化酶活性，导致病原菌的增殖，同时还可增加家兔的腹泻率[38]。NH3-N不仅是蛋白质和非蛋白氮分解的终产物，同时也是肠道微生物主要氮源，可影响肠道菌群的活性。VFA是碳水化合物经过微生物发酵后的主要产物，是反映盲肠微生物发酵能力的重要指标，其浓度受到饲粮中纤维水平的影响，纤维水平越高，VFA浓度越高，且乙酸比例增加，丙酸和丁酸比例下降[14，39]。本试验中各组间pH和NH3-N的浓度无显著差异。各组总VFA浓度均属于正常范围，且符合家兔盲肠VFA组成模式[14]。除T1组外总VFA浓度随玉米皮比例的增加而增加，乙酸比例均高于对照组，丙酸和丁酸比例均低于对照组。同配方实测营养水平对比，除T1组外，CF和NDF含量随玉米皮比例的增加而提高，表明本试验中总VFA浓度、乙酸、丙酸和丁酸比例的变化与纤维水平的变化相同，与前人研究结果一致[16，39]，而T1组纤维水平低于对照组的原因可能为T1组饲粮配合混合不均所致。