复合菌培养物及β-葡聚糖对肉羊抗氧化能力与炎症因子含量的影响

2021-06-05李冬芳刘世雄于春微郝凌魁胡红莲刘大程

动物营养学报 2021年5期

李冬芳刘世雄于春微郝凌魁陈灰高民胡红莲刘大程*

(1.内蒙古农业大学兽医学院，呼和浩特 010018；2.农业部动物疾病临床诊疗技术重点实验室，呼和浩特 010018；3.内蒙古农牧业科学院动物营养与饲料研究所，呼和浩特 010031)

在羔羊养殖过程中，免疫力低下、断奶应激、长途运输、羔羊腹泻等是造成羔羊死淘率持高不下的主要因素，给肉羊养殖业造成严重的经济损失。近年来，研究者们尝试了多种措施来降低羔羊死淘率，其中酵母菌培养物类产品显示出了积极的功效，大量研究表明酵母菌培养物具有提高动物机体免疫力和抗氧化能力、调节炎症因子等生物功效[1-2]。Yuan等[3]的研究证实，添加酵母培养物可以提高犊牛血清免疫球蛋白A(IgA)含量，增强机体黏膜免疫应答能力。饲粮中补充酵母培养物和维生素E可减少奶山羊热应激期间血清丙二醛(MDA)的含量，增加血清总抗氧化能力(T-AOC)[4]。β-葡聚糖是酵母细胞壁的主要成分，可提高机体非特异性免疫机能、改善动物肠道内环境、改善机体抗应激能力。β-葡聚糖通过抗原提呈细胞(APC)的内吞作用将多糖片段传递给细胞表面并与T细胞的抗原受体(TCR)相结合，以此调节其分泌的白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-10(IL-10)等细胞因子的平衡[5]。赵璐宇等[6]研究表明，添加酵母β-葡聚糖显著提高了围产期奶牛血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性，降低了产前血清MDA含量，有效缓解了围产期奶牛的氧化应激。

但是，目前国内对复合菌培养物及β-葡聚糖的研究主要集中在猪和鸡等单胃动物上，有关复合菌培养物对反刍动物影响的报道较少，而且近期本课题组在动物试验上的结果表明，复合菌培养物在抗应激方面具有明显的功效，特别是使羔羊腹泻率明显减少，并且增加了血清中免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、IL-6的含量，提高了羔羊的免疫功能[7]。因此，本试验拟在前期研究结果的基础上，进一步探讨复合菌培养物及β-葡聚糖对肉羊抗氧化能力和炎症因子含量的影响，旨在为复合菌培养物及β-葡聚糖在肉羊养殖中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 复合菌培养物的制备

根据本课题组前期研究成果[7]，复合菌培养物由麸皮、玉米渣、米糠、棉籽粕、玉米胚芽粕、白玉米皮等组成，将2株酿酒酵母菌、1株枯草芽孢杆菌和1株乳酸菌按2∶2∶1∶1比例混合，以15%接种量接入发酵料中，加水使含水量最终为45%，之后发酵48 h制成复合菌培养物，其营养指标为：活性酵母菌数≥5×108CFU/g、β-葡聚糖含量≥0.55 mg/g、甘露聚糖含量≥0.34 mg/g、有机酸含量≥1.48 mg/g和多肽含量≥1.36 mg/g；干物质(DM)含量为60.00%、粗蛋白质含量(CP)为17.98%、中性洗涤纤维(NDF)含量为48.53%、酸性洗纤维(ADF)含量为24.73%、钙(Ca)含量为0.14%、磷(P)含量为0.53%。

1.2 试验设计及饲粮

本试验于2019年5—8月在内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗肉羊养殖园区进行。选择体重相近、50日龄的断奶健康公羔羊30只，随机分为3个组，包括2个试验组和1个对照组，每组5个重复,每个重复2只羔羊。各组的试验羊饲喂于同一圈中。对照组饲喂基础饲粮，为全混合日粮(TMR)；复合菌培养物组在TMR(干物质基础)中添加复合菌培养物，前期每千克饲粮添加量为50 g，中期与后期每千克饲粮添加量为70 g；β-葡聚糖组在TMR(干物质基础)中添加β-葡聚糖，每千克饲粮添加量为75 mg(纯度≥85%)。基础饲粮参照我国《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)配制，其组成及营养水平与课题组前期试验[8]相同。

试验前每组羔羊统一打上耳号，分圏饲养，进行驱虫和防疫，定期进行消毒。试验期共97 d，其中预试期7 d，正试期90 d，每天自由采食，饮水。

1.3 血液样本采集

分别在试验期第1、30、60、90天晨饲前，对每只羊进行颈静脉采血，使用分离胶真空采血管采集5 mL，静置30 min后3 000 r/min离心10 min，取上清液分装保存于-80 ℃冰箱中，用于抗氧化指标和炎症因子含量的检测。

1.4 血清抗氧化指标及炎症因子含量的测定

血清超氧化物歧化酶(SOD)活性采用黄嘌呤氧化酶法测定；血清GSH-Px活性采用比色法测定；血清T-AOC采用Fe3+还原法测定；血清MDA含量采用硫代巴比妥酸法测定；血清过氧化氢酶(CAT)活性采用钼酸铵法测定。

采用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒测定血清促炎因子白细胞介素-lβ(IL-1β)、IL-6、白细胞介素-8(IL-8)和TNF-α及抑炎因子IL-4、IL-10的含量。

以上指标测定所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所，测定仪器为SynergyTM多功能酶标仪，具体操作步骤按试剂盒说明书进行。

1.5 数据分析

试验数据采用Excel 2010进行整理和计算，用SAS 9.0软件中的ANOVA程序进行单因素方差分析，并采用Duncan氏法进行多重比较，试验结果用平均值±标准差的形式来表示，P<0.05作为差异显著的判断标准。

2 结果与分析

2.1 复合菌培养物及β-葡聚糖对肉羊血清抗氧化指标的影响

由表1可知，随着试验时间的延长，对照组与2个试验组的肉羊血清SOD、GSH-Px、CAT活性呈增加趋势，从整个试验期的平均值来看，复合菌培养物组血清SOD、CAT、GSH-Px活性显著高于对照组(P<0.05)，而β-葡聚糖组与对照组间无显著差异(P>0.05)。在第90天时，β-葡聚糖组的血清MDA含量显著低于对照组(P<0.05)，其余时间点无显著差异(P>0.05)。3组血清T-AOC在第60天时达到最高，之后又下降，复合菌培养物组和β-葡聚糖组血清T-AOC比对照组分别显著提高13.02%、24.19%(P<0.05)。

表1 复合菌培养物及β-葡聚糖对肉羊血清抗氧化指标的影响

2.2 复合菌培养物及β-葡聚糖对肉羊血清炎症因子含量的影响

由表2可知，随着试验时间的延长，3组羔羊血清中IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α含量呈上升趋势，第1天时，3组间均无显著差异(P>0.05)；第30天、第90天时，与对照组相比，复合菌培养物组血清中IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α含量及β-葡聚糖组血清中TNF-α、IL-8、IL-6含量均显著提高(P<0.05)；第60天时，复合菌培养物组与β-葡聚糖组血清IL-6含量比对照组分别显著提高了9.75%、5.80%(P<0.05)，复合菌培养物组血清TNF-α含量比对照组及β-葡聚糖组分别显著提高了29.44%、18.81%(P<0.05)。随着试验时间的延长，3个组羔羊血清中IL-4、IL-10含量呈下降趋势，第1天、第30天时，3组间均无显著差异(P>0.05)；第60天、第90天时，复合菌培养物组血清中IL-4、IL-10含量较对照组显著降低(P<0.05)。

表2 复合菌培养物及β-葡聚糖对肉羊血清炎症因子含量的影响

3 讨论

3.1 复合菌培养物及β-葡聚糖对肉羊抗氧化能力的影响

在肉羊饲养过程中由于受各种因素的影响，动物体内不断地产生大量氧自由基，进一步诱导生物膜上的多不饱和脂肪酸过氧化产生脂质过氧化产物MDA，因此，MDA含量直接反映机体内脂质过氧化的程度，间接反映细胞损伤的程度[9]。β-葡聚糖具有特殊的β-1，3键，这类结构具有供氧和供电子的能力，从而有效清除机体内的自由基，保护机体免遭脂质过氧化物的损伤[10]。研究发现，饲粮中添加益生菌酵母β-葡聚糖能够显著降低血液中MDA含量，从而增强断奶仔猪的血液抗氧化能力[11]。本试验结果表明，与对照组相比，复合菌培养物组及β-葡聚糖组血清MDA含量均显著下降。在动物机体内都存在着清除自由基的酶促系统，如GSH-Px可保护机体组织的大分子成分，使其免受氧自由基侵袭，SOD能清除超氧阴离子自由基，保护细胞膜免受损伤[12]。本试验表明，饲喂复合菌培养物后肉羊血清GSH-Px、SOD、CAT活性均得到显著提高，复合菌培养物发挥抗氧化作用可能与其富含多种营养物质有关，包括多种维生素、微量元素、酶、肽和寡糖(β-葡聚糖及甘露寡糖)[13]。袁文华等[14]研究发现，益生菌能够显著提高青年鸽肝脏中CAT、SOD、GSH-Px活性，这也进一步证实了本试验的结果。机体免疫和抗氧化能力的增强也有利于生产性能的提高，课题组成员同批次试验结果也证实饲喂复合菌培养物及β-葡聚糖后不仅使羔羊采食量增加，而且复合菌培养物组和β-葡聚糖组的平均体重分别较对照组提高了10.02%和5.05%，料重比分别较对照组降低了10.33%和4.21%[8]。

3.2 复合菌培养物及β-葡聚糖对肉羊血清炎症因子含量的影响

血液是动物机体内环境稳定的重要因素，通过检测血液免疫指标可在一定程度上反映动物的机体代谢、营养状况及病理变化等状况。依据“营养活性物质组学”理论[15]，复合菌培养物对动物的调控作用可能是由于其具有多种活性物质协同作用，本课题组研制的复合菌培养物主要由酵母菌发酵而成，并含有甘露聚糖、β-葡聚糖、多肽及有机酸等多种活性物质，这些物质间相互协作并与益生菌协同激活机体的免疫系统、改善动物消化道的菌群结构，进而增强动物机体的免疫功能。