益生菌发酵饲料对蛋鸡生产性能、蛋品质及脂质代谢的影响

2021-11-16王雅敏刘莹露李景河郭丽娟闵育娜

家畜生态学报 2021年10期

王雅敏，刘莹露，李景河，吕静，郭丽娟，闵育娜*

(1. 西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨陵 712100；2. 铜川市动物卫生监督所，陕西铜川 629000)

中国农业农村部发布公告，自2020年7月1日起，饲料生产企业将停止生产含有促生长类药物饲料添加剂的商品饲料，此举标志着畜禽饲料“禁抗令”将全面施行。因此研究人员寻找无毒无害的益生菌发酵饲料大规模应用于畜牧业从而代替抗生素的使用[1]。“益生菌”一词首次出现于1974年，即当给予一定量时，对宿主健康有益的活的微生物[2]。而今，益生菌已发展成为一个持续增长、规模超10亿美元的产业。随着中国饲料加工方式的转化，动物饲料利用率低，粪便中含有许多含氮、含硫有机物和碳水化合物，环境遭到严重污染的现象得到改善[3]，其有效的方式就是把饲料经过发酵处理，不仅可以改善饲料营养品质和适口性，而且能提高动物生产性能、机体免疫力和增强抗病力，而且益生菌发酵饲料作为新型无抗饲料，具有利用效率高、绿色、安全、无残留等特性[4]。益生菌不仅可以抑制鸟类肠道中微生物病原体的生长，降低发病率[5]，而且不会引发肠道细菌的抗生素耐药性，也不会导致有毒抗生素在禽类组织中的积累[6]。同时饲料中存在一些营养成分利用率低的原料和含有植酸、非淀粉多糖、胰淀粉酶抑制剂等抗营养因子的原料，使用这些原料会降低动物的适口性和健康，降低饲料的营养价值，利用一定比例的益生菌菌剂发酵后，可以适度增加饲料中粗蛋白的含量，降低饲料中纤维素含量，改善饲料的营养价值以及饲料风味和适口性，进而提高饲料利用率，而饲料利用率的提高其原因是益生菌进入动物消化道后提高了动物肠道中消化酶的活力，乳酸菌能够分泌淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶，其中脂肪酶活性升高能提高肉鸡对脂肪的消化率，从而提高动物的生产性能[7-9]。此外，益生菌还可降低蛋鸡蛋黄和血清中的胆固醇水平[10-11]。益生菌及其代谢产物能够降低机体的胆固醇，还可水解胆盐，与胆固醇发生共沉淀，能够影响胆固醇吸收相关转运蛋白基因的表达，进而调节蛋鸡的脂质代谢功能[12]。因此益生菌发酵饲料成为人们开发的新型安全饲料。由于单一菌种发酵饲料无法兼顾饲料的营养价值和适口性[13]，本试验利用玉米、豆粕、麸皮为底料，用复合益生菌制备发酵饲料，探讨复合益生菌发酵饲料对蛋鸡生产性能、蛋品质及脂质代谢的影响，并找出其最适加入剂量，为益生菌发酵饲料在蛋鸡生产中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验选用22周龄健康京粉6号产蛋鸡360羽，随机分为4个组，每组6个重复，每个重复15只鸡。对照组饲喂基础日粮，试验组分别饲喂基础饲粮+4%益生菌发酵饲料，基础饲粮+6%益生菌发酵饲料，基础饲粮+8%益生菌发酵饲料。预试期30 d，正试期120 d。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平Table 1 Composition and nutrition level of the basal diet

1.2 试验材料

复合益生菌菌粉由山东某生物科技有限公司提供。由芽孢杆菌(活菌数≥2×108CFU /g)、乳酸杆菌(活菌数≥ 3×109CFU /g)和酵母菌(活菌数≥ 5×108CFU /g)组成。

1.2.1 复合益生菌发酵饲料发酵配料的制备以玉米53%、豆粕23.5%、麸皮23.5%为发酵底物，将复合益生菌粉溶解于1 L温水中，并将2倍于菌粉质量的葡萄糖加入到发酵液中混合均匀，活化复合菌30 min，稀释混合菌液，将稀释后的混合菌液加入发酵基质中搅拌均匀，饲料含水量为30%，然后将混合好的饲料装在自密封袋中，袋口密封自然发酵，发酵温度为20±5 ℃，持续5 d，根据每周蛋鸡采食量的要求，计算制备好的发酵饲料，每周配料1次。发酵饲料量可根据蛋鸡饲喂情况进行调整。发酵饲料的营养成分含量见表2。

1.3 饲养管理

本试验在铜川市印台区春满园养殖专业合作社进行。采用全进全出饲养管理模式，不同处理组在上、中、下3层均匀分布，最大限度地减少笼效应，所有母鸡均置于无窗控制室内。室内温度20～22 ℃，光照周期16 h/d，自由采食和饮水。按照鸡场常规管理程序进行免疫。

1.4 检测指标

1.4.1 生产性能试验期间每天按重复记录产蛋总数、蛋总重、采食量、软壳蛋数、破壳蛋数和死淘鸡数。以组为单位计算产蛋率、平均蛋重、软破蛋率、死淘率、平均日采食量和料蛋比。

1.4.2 蛋品质试验中期(60 d)和试验结束(120 d)时分别从每重复选取接近平均蛋重的鸡蛋3枚，用于测定蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋黄颜色、蛋白高度和哈氏单位，使用的仪器包括蛋壳厚度测量仪ETG-1601A(Robotmation，Japan)，自动蛋壳强度测量仪EFG-0503(Robotmation，Japan)，多功能蛋质分析仪EMT-5200(Robotmation，Japan)，电子天平(精度0.01 g)用游标卡尺测量鸡蛋的长径和短径，用长径与短径之比计算鸡蛋形状指数，在鸡蛋采集24 h内完成鸡蛋的内外质量分析。

1.4.3 脂质代谢指标试验期结束时采集血液样品。每重复随机选取1只体况健康的蛋鸡，每组6只鸡，共24只鸡，空腹过夜，进行翅静脉采血，每只鸡采血5 mL。随后静置采血管，待血清自然析出，并做好标号，放入冰袋冷藏箱运回，立即置于-20 ℃冰箱冻存，用于测定血清中的甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量。每重复随机抽取3枚鸡蛋，分离蛋黄，将新鲜蛋黄用玻璃棒搅匀，取1 mL于离心管中，-20 ℃保存备用。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒测定蛋黄中甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)的含量。ELISA试剂盒购自上海优选生物科技有限公司。

1.5 数据统计分析

应用SPSS 20.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，采用Duncan氏法进行多重比较，结果以平均值±标准差表示，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2 结果

2.1 饲粮加入益生菌发酵饲料对蛋鸡生产性能的影响

由表3可知，与对照组相比，基础日粮中加入6%的益生菌发酵饲料组能够显著提高蛋鸡的产蛋率(P<0.05)和平均蛋重(P<0.05)，基础日粮中加入益生菌发酵饲料对蛋鸡的平均日采食量、料蛋比无显著影响(P>0.05)。

表3 益生菌发酵饲料对蛋鸡生产性能的影响Table 3 Effects of probiotics fermented feeds on laying hens' production performance

2.2 益生菌发酵饲料对蛋鸡蛋品质的影响

由表4可知，各个处理间的蛋重、蛋壳强度、蛋白高度、哈氏单位、蛋壳厚度均无显著差异(P>0.05)。在试验前期，与对照组相比，加入益生菌发酵饲料组的蛋黄颜色极显著提高(P<0.01)，在整个试验期间，与对照组和加入4%的益生菌发酵饲料组相比，加入6%的益生菌发酵饲料组的蛋黄颜色显著提高(P<0.05)。

表4 益生菌发酵饲料对蛋鸡蛋品质的影响Table 4 Effects of probiotics fermentated feed with different concentration gradient on egg quality

2.3 益生菌发酵饲料对蛋鸡血脂指标的影响

由表5可知，与对照组相比，加入6%的益生菌发酵饲料组的蛋鸡中的血清甘油三酯含量和总胆固醇含量分别下降了30%和16%；加入6%益生菌发酵饲料组的蛋鸡的血清中的HDL-C含量升高了49%。

表5 益生菌发酵饲料对蛋鸡血脂指标的影响Table 5 Effects of probiotics fermented feed on serum lipid metabolism index of laying hens mmol/L

2.4 饲粮中加入益生菌发酵饲料对脂质代谢的影响

由表6可知，与对照组相比，加入6%和8%益生菌发酵饲料的组均极显著降低了蛋黄中TG和TC的含量(P<0.01)，且在试验前期，加入6%的组的TG含量极显著低于每个组的水平(P<0.01)。试验后期饲粮中加入6%和8%的益生菌发酵饲料组与对照组和4%的益生菌发酵饲料加入组相比，极显著降低了蛋黄中TC的含量(P<0.01)，且6%与8%的加入组TC含量差异不显著(P>0.05)。在试验后期，与对照组相比，加入6%的益生菌发酵饲料组的蛋黄卵磷脂含量极显著上升(P<0.01)。

表6 益生菌发酵饲料对鸡蛋胆固醇、甘油三酯及卵磷脂含量的影响Table 6 Effects of probiotics fermented feed on cholesterol,triglyceride and lecithin content in eggs

3 讨论

3.1 益生菌发酵饲料对蛋鸡生产性能的影响

有研究表明，用乳杆菌和枯草芽孢杆菌发酵菜籽粕饲喂肉鸡，发现发酵菜籽粕对肉鸡日增重和饲料转化率有提高效果[14]。用益生菌发酵豆粕替代普通豆粕能提高日本鹌鹑的增重，同时检测到发酵能显著降低豆粕中的β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白和胰蛋白酶抑制剂水平[15]，益生菌发酵饲料对家禽生产性能的影响得益于这些优势菌群能产生大量的维生素、氨基酸等有益物质，而这些物质又促进了蛋鸡对饲料中的矿物质和微量元素的吸收，提高了饲料的利用效率，减少了饲料中能量的浪费，同时蛋鸡排出的粪便中有害气体也减少，使蛋鸡在生长期内维持健康的生长水平，保持高的生产性能，还改善了养殖环境[16]。这些说明发酵过程中可溶性非淀粉多糖降解和抗营养因子的消除提高了饲料成分的营养价值和消化率，其改变了饲料营养成分的价值，是提高家禽生产性能的主要原因[17]。本试验结果表明，与对照组相比，饲粮中加入6%的益生菌发酵饲料后显著提高了蛋鸡的产蛋率，这可能与益生菌在蛋鸡肠道中发挥的有益作用有关。益生菌在肠道中与有害菌竞争肠粘膜的粘附位点与营养物质，从而抑制有害菌的生长，保护肠道健康，不但提高了经济效益，还达到了绿色安全生产的目的[18]。另外，益生菌在发酵过程中将饲料原料中的非蛋白氮转变成为动物提供营养的菌体蛋白，同时丰富了有益菌的数量，在动物体内形成优势菌群，提高了动物对饲料的消化利用率[19]。根据试验结果可以推测，发酵过后的饲料在到达动物肠道时，仍有足够数量的益生菌在肠道占位，提高了消化道内酶的活性或是诱导了蛋鸡脂肪酶的合成，高的脂肪酶活性能让蛋鸡提高对脂肪的消化率，从而提高蛋鸡的生产性能。但是一些研究表明在饲粮中添加芽孢杆菌对蛋鸡的生产性能无显著影响[20-21]，而是当益生菌达到了一定的量才对动物的生产性能产生影响[22]。因此，在生产中蛋鸡的生产性能受到品种、鸡龄以及饲料成分等多种因素的影响，益生菌发酵饲料的作用时间不同可能产生的效果也不同。

3.2 益生菌发酵饲料对蛋品质的影响

益生菌发酵饲料通过改善肠道健康，进而增强肠道的消化功能，促进饲料中营养物质的吸收，提升蛋品质。有研究显示用益生菌发酵饲料饲喂蛋鸡，蛋鸡的采食量降低，但是蛋重无显著差异，且体重增加，蛋壳强度、蛋壳厚度也有显著提高[23-24]。本研究表明加入6%的益生菌发酵饲料能显著提高蛋黄颜色，司振书等[25]的研究证明益生菌能有效地增加蛋黄颜色，这主要是由于其光合细菌产生的类胡萝卜素和番茄红素，鸡吸收后转化而成，从而提高蛋品质。这也与崔卫涛等[26]的研究结果一致，在基础日粮中添加了生物发酵饲料后，提升了蛋黄颜色和蛋白高度，进而改善了蛋品质。李锦等[27]也通过乳酸菌发酵饲料替换蛋鸡配合饲料的试验证实了乳酸菌发酵饲料提升鸡蛋蛋品质的结论。

3.3 益生菌发酵饲料对蛋鸡脂质代谢的影响

Spence等[28]研究发现，食用高胆固醇食物对动脉有害，建议有心血管疾病风险的患者应限制其胆固醇摄入量，因此低胆固醇鸡蛋更受大家的青睐。Endo等[29]发现添加益生菌的饲粮可显著降低公鸡血清和肝脏胆固醇含量。本试验结果进一步证实了上述结论，饲粮中加入不同水平的益生菌发酵饲料不仅显著降低了蛋黄中甘油三酯和胆固醇含量，还降低了蛋鸡血清中的TG和TC含量，升高了HDL-C。这可能是益生菌进入肠道改变了肠道微生物区系，建立了菌群优势，产生乙酸和丙酸等有益代谢产物，从而抑制胆固醇的生成，促进了胆固醇的消化吸收，改善了脂类代谢[30]。Fruchart等[31]认为，过氧化物酶体增殖物激活受体( PPARs) 的活化作用于与高密度脂蛋白( HDL ) 相关的基因，从而促进 HDL 形成，提高血清中 HDL含量，促进胆固醇逆向转运的过程。本研究结果表明，6%的益生菌发酵饲料能降低血清中TC和TG含量，且能提高HDL-C含量，可能的原因是促进了胆固醇的逆向转运过程。因此益生菌发酵饲料进入蛋鸡体内消化后影响了脂质代谢过程，产的蛋所含胆固醇较低，可以用来满足人们的特殊需求。结合本试验中饲喂益生菌发酵饲料后蛋鸡血脂水平不同程度的降低与蛋黄脂肪含量的变化分析，另一种可能机制是乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌能分泌胆盐水解酶[32]，进一步结合胆盐将其水解，为了弥补胆盐的损失，肝脏利用血液中的胆固醇来合成新的胆盐，因此血清中的胆固醇也降低了。本试验结果与前人研究结果相符，Kurtoglu等[33]补充250、500和750 mg/kg益生菌可提高产蛋量，降低受损鸡蛋比例、显著降低蛋黄胆固醇和血清胆固醇水平；Panda等[34]在饲料中添加芽孢杆菌饲喂白来航蛋鸡血浆和蛋黄胆固醇分别下降20.2%和27.6%。研究还发现益生菌能作用于动物的肠道，将肠道内胆固醇转化为胆固4烯3酮，随粪便排出[35]。本研究中发现益生菌发酵饲料对蛋鸡血清及蛋黄胆固醇含量的降低作用不尽相同。可能是因为益生菌之间的菌种差异较大，分泌胆盐水解酶的能力不同，以及益生菌使用量的不同。此外，蛋黄中卵磷脂含量的变化并未找到一定的规律，在本领域内也未找到相关研究，可能是益生菌在影响蛋鸡的脂质代谢方面对胆固醇的代谢影响比较大。