绿原酸对肉兔生长性能、空肠结构与抗氧化的影响
2021-06-19刘静慧徐美利牛志平刘亚娟陈宝江
刘静慧,李 冲,徐美利,牛志平,刘亚娟,陈宝江*
(1.河北农业大学动物科技学院,河北保定 071000;2.中国农业科学院饲料研究所,北京 100081;3.晨光生物科技集团股份有限公司,河北邯郸 057250;4.河北农业大学山区研究所,河北保定 071001;5.河北省山区农业工程技术研究中心,河北保定 071001)
中华人民共和国农业农村部公告第194 号文件宣告,退出除中药外的所有促生长类药物饲料添加剂品种,饲料生产企业停止生产含有促生长类药物饲料添加剂的商品饲料。抗生素替代品,尤其是植物提取物成为研究热点。绿原酸(Chlorogenic Acid)是由咖啡酸(Caffeic Acid)与奎尼酸(Quinic Acid)生成的缩酚酸,是植物有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生的一种苯丙素类化合物,其广泛存在于多种植物中,在金银花、杜仲中含量较高。绿原酸具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化、保肝利胆、抗肿瘤等多种生物活性[1],在动物生产中有一定应用。赖星等[2]报道,绿原酸和橙皮苷能显著提高仔猪的生长性能,其中绿原酸具有抗菌、抗炎和抗氧化作用,并能参与维持肠道微生物多样性。李乃顺等[3]报道,在草鱼饲粮中添加绿原酸能显著提高草鱼的生长性能和非特异性免疫功能,改善草鱼的肌肉品质。绿原酸在兔生产中的研究报道较少,因此,本试验旨在研究不同水平绿原酸对伊拉肉兔生长性能、营养物质消化率、肠道结构形态及其抗氧化性能的影响,为其在兔生产中的进一步研究和应用提供科学参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料 绿原酸(有效含量≥80%)由晨光生物科技集团股份有限公司提供,由甜叶菊提取,有效成分为3,5-二咖啡酰基绿原酸和4,5-二咖啡酰基绿原酸。
1.2 试验设计及试验日粮 选择35 日龄的断奶伊拉兔72 只,体重(950±25)g,公、母各半,随机分为6 个处理组,每组12 个重复,每个重复1 只。对照组饲喂基础饲粮,抗生素组在基础饲粮中添加18.80 mg/kg 杆菌肽锌和15.51 mg/kg 喹烯酮,绿原酸组分别在基础饲粮中添加500、1 000、2 000、3 000 mg/kg 绿原酸。基础饲粮参照谷子林[4]推荐的兔营养需要进行配制,饲粮组成及营养成分见表1。
表1 基础饲粮组成及营养成分(风干基础)
1.3 饲养管理 试验在河北农业大学畜牧教学基地进行,试验前对兔舍和笼具进行清理和消毒,采用育成兔三层阶梯式金属笼单独饲养,对每只兔笼进行单独编号,自然通风和光照,试验期间平均温度23℃,平均湿度55%,自由采食和饮水,每天08:00 和18:00 进行饲喂,投料后2 h 后对兔舍进行粪便清理、卫生清扫。预试期7 d,正试期28 d。
1.4 测定指标与方法
1.4.1 生产性能 正式试验开始后,称量各组试验兔的体重获得初始重,于第28 天称量记录试验末重,根据试验天数计算平均日增重,统计试验期间试验兔的采食量,计算平均日采食量和耗料增重比。
统计试验期间试验兔的腹泻情况,计算获得腹泻频率,公式:
腹泻频率=[试验期内腹泻只日数/(试验天数×试验只数)]×100%
1.4.2 消化试验 饲养试验结束后,将试验兔于消化代谢笼内单笼饲养,每天饲喂2 次,自由采食和饮水。根据家兔消化试验规程操作,采用全收粪法进行消化试验,每天10:00 收集滤网上的全部新鲜粪便,清除粪球上的兔毛后称重,将新鲜粪便分成2 份,一份用10% 盐酸溶液固定挥发性氮,用于粗蛋白质测定;剩余部分不做处理,用于其他常规营养成分测定。将每天收集的粪便放入-20℃储存,连续收集7 d。把同一兔子7 d 的粪便充分混匀,放入65~70℃烘箱内烘48 h,取出后回潮24 h。烘干后的粪便粉碎、过筛、待测。
分别测定饲粮和粪便样品中营养物质的含量。计算表观消化率:
某营养物质的表观消化率=(食入某营养物质量-对应粪中某营养物质量)/食入某营养物质量×100%
1.4.3 空肠抗氧化性能 正试期结束后,每组挑选接近平均体重的6 只试验兔屠宰,迅速找到并剪取所需肠段,用冷生理盐水轻轻冲洗掉其内容物后置于冰台上,在镊子的辅助下用剪刀剪开小肠,暴露出肠黏膜,用吸水纸轻轻拭干小肠内部,利用玻片刮取小肠黏膜置于冻存管中,-80℃保存。取出黏膜,研磨后按1:9 比例与PBS缓冲液混匀,4 000 r/min 离心10 min,分装上清,于-80℃保存待测,采用生化法测定超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、总抗氧化能力(Total Antioxidant Capacity,T-AOC)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的活性和水平,试剂盒购自北京百智生物科技有限公司,货号分别为BCEA002、BCBU-011、BCOS-009,具体操作按说明书指示进行。
1.4.4 空肠结构 取试验兔空肠放于10% 福尔马林固定,HE 染色制作石蜡切片,在光镜下观察肠黏膜结构,使用Moditec 照相处理软件和和病理分析图像系统测量各试验兔肠段的肠绒毛高度、隐窝深度,并计算肠绒毛高度与隐窝深度比。
1.5 统计分析 试验数据采用 SPSS 21.0 统计软件进行单因素方差分析,用Duncan's 法进行多重比较,以P<0.05 为差异显著,结果以平均值±标准差表示。
2 结果
2.1 绿原酸对肉兔生长性能的影响 由表2 可知,对照组和抗生素组各指标差异不显著。与对照组和抗生素组相比,2 000 mg/kg 绿原酸组肉兔的末重分别升高了9.90%、9.82%(P<0.05)。与对照组相比,2 000 mg/kg绿原酸组肉兔的平均日增重升高了18.73%(P<0.05)。与对照组相比,2 000 mg/kg 绿原酸组肉兔的耗料增重比降低了7.84%(P>0.05),与抗生素组相比,2 000 mg/kg绿原酸组肉兔的耗料增重比降低了6.74%(P>0.05)。对照组腹泻率最高,绿原酸组其次,抗生素组最低。
表2 绿原酸对肉兔生长性能的影响
2.2 绿原酸对饲料主要营养物质的表观消化率的影响 由表3 可知,与对照组和抗生素组相比,2 000 mg/kg绿原酸组 粗脂肪的消化率分别升高了2.07%和7.71%,(P>0.05),与500 mg/kg 绿原酸组和3 000 mg/kg 绿原酸组相比,2 000 mg/kg 绿原酸组粗脂肪的消化率分别升高了11.18% 和11.08%(P<0.05)。与对照组及抗生素组相比,2 000 mg/kg 绿原酸组钙的消化率分别提高了7.41% 和8.47%(P>0.05)。与3 000 mg/kg 绿原酸组相比,2 000 mg/kg 绿原酸组钙的消化率升高了12.27%(P<0.05)。与对照组相比,2 000 mg/kg 绿原酸组磷的消化率升高了13.92%(P>0.05),与抗生素组相比,2 000 mg/kg 绿原酸组磷的消化率降低了6.54%(P>0.05),与抗生素组相比,3 000 mg/kg 绿原酸组磷的消化率降低了30.16%(P<0.05)。
表3 绿原酸对肉兔饲料主要营养物质表观消化率的影响 %
2.3 绿原酸对肉兔空肠抗氧化性能的影响 由表4 可知,与对照组相比,绿原酸组和抗生素组肉兔空肠黏膜T-AOC、SOD 活性及MDA 水平均无显著差异。
表4 绿原酸对肉兔空肠抗氧化指标的影响
2.4 绿原酸对肉兔空肠结构的影响 由图1 可知,添加绿原酸可以改善肉兔的肠道结构形态,使空肠绒毛高度增加,隐窝深度变浅。由表5 可知,与对照组相比,绿原酸组肉兔空肠的绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度分别升高了8.43%、11.10%、11.5%、2.80%以及18.31%、14.85%、18.31%、0.99%(P<0.05)。绿原酸组肉兔空肠结构形态的改善效果优于抗生素组。
表5 绿原酸对肉兔空肠结构的影响
图1 绿原酸对肉兔空肠绒毛结构的影响
3 讨 论
3.1 绿原酸对肉兔生长性能的影响 饲粮中添加绿原酸可以改善动物的生长性能。刘则学等[5]报道,在仔猪饲粮中添加250 g/t 绿原酸使耗料增重比显著降低,腹泻频率有降低趋势,改善了仔猪的生长性能。Chen 等[6]发现在断奶仔猪饲粮中添加1 000 mg/kg 绿原酸可显著提高饲料转化率。陈鹏等[7]发现在断奶仔猪饲粮中添加绿原酸可显著提高仔猪平均日增重,改善生长性能。本试验中,与对照组和抗生素组相比,2 000 mg/kg 绿原酸组肉兔末重和平均日增重显著升高,可能是添加绿原酸改善了肉兔空肠的结构形态,使肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度值均显著升高,提高了肉兔对养分的消化吸收能力,且2 000 mg/kg 绿原酸组对总能、粗蛋白质、粗纤维等营养素的消化率均有升高趋势,从而提高了肉兔的生长性能。同时,绿原酸还具有抗菌、消炎以及增强免疫力等作用,对肉兔具有益生作用[8]。
3.2 绿原酸对肉兔营养物质消化率的影响 饲料表观消化率在一定程度上可反映动物对饲料养分的利用情况。王多伽[9]研究发现,吉戎兔饲粮中添加0.03%~0.27%绿原酸对粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化率均显著提高。陈鹏等[10]报道,杜仲提取物中绿原酸含量大于5%,添加后可以提高断奶仔猪对干物质、粗蛋白质、总能的消化率。其可能原因是,添加绿原酸增强了消化酶的分泌能力,改善了肠道的结构形态,从而促进对营养素的吸收效率[11]。本试验中各组肉兔对各营养素的消化率差异并不显著,可能与动物畜种与机体的生理特点和消化机制有关。
3.3 绿原酸对肉兔空肠抗氧化性能的影响 肠道是动物主要的消化吸收器官,其有着自己的抗氧化系统,过程中有自由基的产生,过量的自由基与较低的抗氧化酶活性打破了氧化还原状态的平衡,损伤肠道。Chen 等[12]研究表明,饲喂1 000 mg/kg 绿原酸可显著提高断奶仔猪十二指肠和空肠谷胱甘肽过氧化酶、过氧化氢酶活性,降低空肠和回肠MDA 活性。周艳[13]研究发现,在大鼠饲粮中添加60 mg/kg 绿原酸能显著提高慢性内毒素应激大鼠回肠组织SOD 活性和T-AOC,降低组织和线粒体MDA 含量。其原因可能是绿原酸在代谢过程中伴随着新的酚酸产生,有良好的抗氧化能力,使肠道系统的抗氧化系统发生变化[14]。绿原酸具有特殊的分子结构,可以通过捐赠氢原子减少自由基,抑制氧化反应。也可能是绿原酸可抑制TLR4/NF-κB 信号通路并激活Nrf2/HO-1 信号通路,增强抗氧化酶活性[15]。本试验中,各组空肠抗氧化性能差异并不显著,可能是试验兔在屠宰时发生应激反应,胃肠道黏液分泌不足。
3.4 绿原酸对肉兔空肠结构的影响 Zhang 等[16]报道,在仔猪饲粮中添加绿原酸,可以使其十二指肠绒毛高度及绒毛高度/隐窝深度值均升高,隐窝深度显著降低,也可以使空肠绒毛高度升高。Chen 等[17]发现,在仔猪饲粮中添加1 000 mg/kg 绿原酸可显著提高绒毛高度和绒毛高度/ 隐窝深度值。黄芳等[18]报道,绿原酸可以缓解镉导致的大鼠肠道黏膜损伤,使绒毛高度增大隐窝深度变浅。本试验中,与对照组相比,抗生素组和绿原酸组的绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度值均显著增高,说明绿原酸可以改善肉兔空肠的结构形态,增加空肠对营养的吸收面积。其可能的原因是绿原酸能降低生长过程的氧化应激水平,绒毛长度增加,保护肠道形态,抵御细菌侵入。也可能增加肠道紧密连接蛋白的表达,改变肠道的通透性,维持肠道微生物群落的多样性及微生态平衡[19]。绿原酸的多种生物学功能减少了各种应激、致病菌、病毒对肠道的影响,有益于肠道发育。
4 结 论
本试验中,添加绿原酸可改善肉兔的空肠结构形态,改善肉兔的营养物质消化率来提高肉兔的生长性能,推荐绿原酸添加量为2 000 mg/kg。